Inloggen

Lithium-hybride Wat is het en waarom wil je het?

This page is an automated translation of /en/lithium-hybrid.html and is awaiting a manual review.

Laten we samenvatten wat we hebben gezien in de vorige artikelen :

Loodzuur batterijen Lithium batterijen
  • Ik haat het om te fietsen
  • Graag volledig opgeladen blijven
  • Graag fietsen
  • Ik haat het om volledig opgeladen te blijven

Loodzuurbatterijen houden ervan om voor onbepaalde tijd volledig opgeladen te blijven, maar hebben een hekel aan fietsen en blijven altijd in een ontladen toestand. Lithiumbatterijen hebben er echter een hekel aan om opgeladen te blijven, maar houden ervan om te fietsen en voor altijd in ontladen toestand te blijven. Het is bijna alsof ze zijn gemaakt om elkaar aan te vullen.

image

Een Lithium Hybride systeem is een systeem waarbij u uw loodzuurbatterijen niet vervangt, maar gewoon een BMS-uitgeruste lithiumbatterij toevoegt aan een bestaande op loodzuur gebaseerde installatie.

Hoe dit zich verhoudt tot andere lithium-implementaties kunt u lezen in ons artikel lithium-implementaties .

Hoe kan het werken?

image

Het parallel gebruiken van lithiumbatterijen en loodzuurbatterijen is mogelijk omdat lithiumbatterijen een veel vlakkere lading en ontlading hebben spanningskromme .

Ontladen

Tijdens het ontladen blijven de lithiumbatterijen boven de 13,0 Volt totdat ze bijna leeg zijn. De lithiumspanning is hoger dan de spanning van een loodzuurbatterij onder belasting, dus de loodzuuraccu zal niet of nauwelijks stroom leveren.

Nadat de lithiumbatterij nog maar ongeveer 20% lading heeft, wordt de spanning laag genoeg om de loodzuurbatterijen geleidelijk de belasting te laten overnemen. Pas wanneer de lithiumbatterij volledig ontladen raakt en door het BMS offline wordt gehaald, nemen de loodzuurbatterijen het volledig over. Met een correct gedimensioneerde lithiumbatterij zal dit alleen in zeldzame situaties gebeuren. De loodzuuraccu's blijven meestal volledig opgeladen en dat is precies wat ze gezond houdt.

Opladen

Tijdens het opladen loopt de spanning snel op tot ongeveer 13,4 Volt, een spanning waarbij de lithiumbatterijen alle beschikbare stroom absorberen, maar een te lage spanning om loodzuurbatterijen zinvol op te laden. De lithiumbatterijen nemen dus alle stroom op totdat het BMS ze offline haalt, en alleen dan stijgt de spanning voldoende om de loodzuurbatterijen op te laden.

Bij het opladen van de lithiumbatterij 'zien' de laders een spanning die vergelijkbaar is met de spanning van een loodzuurbatterij die zich in de vroege bulkfase bevindt, dus leveren de laders laadstroom aan de lithiumbatterij terwijl ze 'denken' dat ze dat wel zijn. het opladen van een normale loodzuuraccu, geduldig wachten tot de spanning toeneemt.

Wanneer de lithiumbatterij volledig is opgeladen, wordt deze offline gehaald door het BMS, het opladen gaat verder met alleen de loodzuurbatterijen, volgens een laadtraject dat de laders volledig herkennen, waardoor ze hun "eindpunt-spanningsbeperking" kunnen uitvoeren. ding. Als de loodzuuraccu niet is gebruikt, zal de spanning snel stijgen tot de eindspanning en zal het laadproces worden beëindigd en terugkeren naar een "float" -spanning.

Zolang er een laadstroom beschikbaar is, blijft de volledig opgeladen lithiumbatterij opzij "geparkeerd" en wordt de boordapparatuur gevoed door de laadbronnen met de loodzuurbatterij als buffer. Pas wanneer de loodzuurspanning onder de floatspanning begint te dalen, wat aangeeft dat er geen laadbron is, zal het BMS de lithiumbatterij weer online zetten.

Merk op dat OpenHybridBMS een "loodzuurprioriteit " -functie (open-hybrid-bms#laprio) , waarbij na een (gedeeltelijke) ontlading van de loodzuuraccu, de lithiumbatterij wordt offline gehouden om de loodzuurbatterij eerst zijn bulklaadfase te laten voltooien, vervolgens om de lithiumbatterij op te laden en vervolgens de resterende beschikbare laadstroom te gebruiken om de loodzuurabsorptiefase te beëindigen.*

In praktijk

Dus de loodzuurbatterijen storen de lithiumbatterijen helemaal niet. De loodzuuraccu's hoeven niet "gereguleerd" te worden, ze blijven gewoon de hele tijd op de DC-bus aangesloten. Het hele systeem werkt natuurlijk, het BMS hoeft alleen de lithiumbatterij los te koppelen om te voorkomen dat deze wordt overladen en overmatig ontladen . Praktisch gezien is het lithiumsysteem slechts een eenvoudige aanvulling op een bestaande ongewijzigde loodzuurinstallatie en is het de eenvoudigste ombouw die u zich kunt voorstellen.

In een hybride lithium/loodzuurinstallatie ga je de lithiumbatterijen gebruiken om de korte (dwz 's nachts) cycli te overbruggen. De lithiumcellen ontladen diep genoeg om ze gezond te houden en de loodzuurbatterijen doen gewoon helemaal niets, zitten daar het grootste deel van de tijd volledig opgeladen, waardoor ze ook gezond blijven . Alleen als er meerdere dagen zijn zonder oplaadmogelijkheid, wat meestal niet zo vaak gebeurt, worden de loodzuurbatterijen gebruikt om hun reservevermogen te leveren nadat de lithiumbatterijen volledig zijn ontladen.

De grote voordelen van een hybride installatie

Eenvoud
U hoeft op het schip niets te veranderen om naar een hybride installatie om te bouwen. U kunt de bestaande dynamo's, windgeneratoren, zonnecontrollers, etc. blijven gebruiken. U hoeft de DC-bus niet op te splitsen in een dual-bus met een "laders" en " ontladers "branch. De loodzuuraccu's blijven net als voorheen altijd op de powerbus aangesloten. De lithiumbatterijen worden aangestuurd door hun GBS die ze offline kunnen halen wanneer ze maar willen, omdat de dynamo's dan nog steeds de loodzuurbatterijen "zien" waarvoor ze ontworpen zijn. Dit is de enige manier om lithiumstroom correct te gebruiken op een schip zonder de hele bestaande installatie opnieuw te ontwerpen.
Redundantie
Je hebt een plan B. Als er iets niet lukt met de lithiumbatterij of zijn BMS, heeft men nog steeds het ongewijzigde loodzuursysteem om automatisch op terug te vallen. Zeker, lithiumbatterijen zijn zeer betrouwbaar als ze goed worden behandeld, maar ze kunnen niet werken zonder een BMS, dat bestaat uit complexe elektronica en gevoelig is voor zout water, bliksemontladingen, connectoren, sensoren, corrosie, enz. Als er iets misgaat, gaat er niets boven de eenvoud van een loodzuuraccu.
image
Optimalisatie van laadtijd
Het probleem met loodzuuraccu's is dat ze zelden de volledige beschikbare laadstroom accepteren nadat ze meer dan 80% zijn opgeladen. De stroom neemt af en om ze bijna 100% opgeladen te krijgen, betekent dat uren opladen, ondanks de krachtige dynamo die je misschien hebt geïnstalleerd. Maar met een hybride systeem gebruikte je meestal alleen stroom van de lithiumbatterij, dus alleen de lithiumbatterij hoeft te worden opgeladen en ze accepteren de volledige beschikbare laadstroom tot het moment dat ze volledig zijn opgeladen. Hierdoor blijft de oplaadtijd zo kort mogelijk. Eindelijk zie je het volledige nominale vermogen van je dynamo tot aan het einde in de accu stromen.
Levensduur
Zowel de lithiumbatterijen als de loodzuurbatterijen genieten een maximale levensduur omdat ze werken op een manier die hen het beste uitkomt: de lithiumbatterijen worden dagelijks gefietst en hoeven niet veel tijd in een sterk opgeladen toestand door te brengen, de Loodzuuraccu's worden zelden gefietst en brengen het grootste deel van hun tijd volledig opgeladen door.
Zuinig
Vanwege de verlengde levensduur van beide batterijen in een hybride installatie, is dit de meest economische configuratie die mogelijk is. Ook qua installatie is dit het meest economisch omdat er geen grote aanpassingen aan de bedrading hoeven plaats te vinden en er geen laadbronnen hoeven te worden vervangen of aangepast.
Onderhoudbaarheid
Het schip zal standaard dynamo's en andere laders blijven gebruiken, met standaard vervangende onderdelen die algemeen verkrijgbaar zijn, zonder banden met een specifiek merk. Er wordt geen dual-bustopologie gebruikt, een topologie die waarschijnlijk verwarrend zou zijn voor ingenieurs die onbekend zijn met de lithiumtechnologie. Dit systeem wordt door ingenieurs over de hele wereld begrepen en kan net als een gewoon systeem worden onderhouden.
(Laatst gewijzigd op )

Reacties

Naam:
Email:
Tekens over:


Is this a dead project? There's been no update on Github for 2 years and Frans hasn't commented for 6 months.
0
0

Is de pro-versie van de BMS beschikbaar? En werkt de hybrid Lithium aanpak zoals verwacht? Ziet er zeer doordacht uit en zou graag zelf willen ervaren.
0
0

Any chance of you publishing what you have at the moment on GITHUB? This would allow others to peer review, build, and suggest modifications.
1
0

I am very interested in the BMS Pro system. Is this still an active project? The GitHub repository shows no activity for a while.
0
0

There are various FB groups dedicated to electrics on boats/motorhomes and LFP battery installations. Much is said about having to control or replace the alternator as it risks burning out with LFP, even in a hybrid system. I have installed LFP and kept the system as a hybrid by keeping the old LA batteries. You say that the system needs no modification. Can you reassure me! Thank you. Great articles, by the way.
0
0

Very interested in this. When are you going to publish on Github? and any idea of when the Pro will be available and cost yet?
0
0

1 more comment: my LA and Li battery banks each have their own charging source (LA - solar, LI - wind). The plan is to connect both the LA +/- outputs to the single +/- inputs of a substantial DC to AC inverter. Any comments or thoughts?
0
0

I am going to build this. Parallel connection from each battery type to a single inverter. Inverter has + / - terminals and the Lithium + along with the L Acid + to the inverter +, and same with the negatives. This should work as the author describes, I believe. Any comments?
0
0

I'd love to have a go at building your BMS, when you're happy with it would you mind posting the details of how you built it so others can copy it
1
0

We would be interested in purchasing a Pro Unit.
0
0

Is this Open design available to the public for rebuild?
1
0

Also very interested in the BMS Pro system. Please let me know when it is available. Thank's
0
0

Frans, what you say doesn't fit publishedcapacity/voltage curves of LFP batteries. Check this: https://www.solacity.com/how-to-keep-lifepo4-lithium-ion-batteries-happy/ You see in the 2. plot the 12V version with 13V at 40% LFP capacity. If you discharge from, say, 90% to 40% that leaves you with only 50% of the possible 80% LFP capacity. So loweing the discharge cutoff to 12.6V would still leave the LA batt. rather full and deplete LFP to 15%. Much better!
0
0

Hi Frans, thanks for suggesting this simple solution! Why would you want to develop your own BMS? Can't you simply use one that is available like Electrodacus? https://www.youtube.com/watch?v=TrTu9uehOFg you can set the cut-in low voltage separate from the low cut-off voltage, you can set the high cut-off voltage and many more. It also has a battery overtemp protection aswell as an batt undertemp protection (LFP batt should be chared above 5°C only). The starter batt can then float when LFP is full.
1
0

Nice article. 1 remark though about charging. You can FloatCharge CCCV lithium @ < bms-cut-off-voltage till it's saturated at the voltage setpoint. Advantage hereof is that the battery bms never disconnect the (solar)charger. Under floatcharge I mean just charging with one voltage set-point, e.g @ 14.0v for a 12v battery. Good idea or not?
0
0

Very interested in the pro system.
0
0

Your BMS sounds very promising and perfect for our situation. Please add us to your list, and thanks
0
0

I'm very interested in your BMS when you start making them, can you notify me with a price when they're ready
0
0

I’d be interested in the pro system. What price roughly? Thank you.
0
-1

Frans Veldman
Sorry, I have no insight yet in the cost of a small production run.
2
0

what happens if say the alternators are pumping out 100amps+ I seem to see 50amps as max charge on most .Lithiums?
1
0

Frans Veldman
My BMS will disconnect the lithium battery if the charge current is too high. Ofcourse it is better to dimension the system in such a way that the charge current is compatible with the lithium batteries.
0
0

So if I fix cables of a size that would restrict current, say 35qm. Would that keep the BMS happy?
0
0

Hi there, enjoying your articles, thanks. Does the alternator voltage need to be adjusted in order to run a hybrid system? I have one boat which has an alternator which outputs 14.4v, and one which outputs 14.8v via an external regulator. Would these be compatible with a hybrid system?
2
0

Frans Veldman
As long as the lithium battery is charging, the voltage will not be able to go up because the lithiums are absorbing all available current. The BMS will disconnect the lithium battery as soon as it is fully charged. After that, the alternators etc can do just their own thing, increasing the voltage to whatever value they want. So the programmed voltage doesn't matter for the lithium battery, as long as it is higher than the voltage of the lithium charge voltage.
0
0

contact