Inloggen

Lithium-implementaties Een vergelijking tussen verschillende implementaties

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

Standaard loodzuurinstallatie

image

Deze tekening is bedoeld ter vergelijking. Merk op dat laadbronnen en verbruikers gewoonlijk willekeurig ergens op de enkele stroombus (rode draad) worden toegevoegd. Er is geen scheiding tussen laadbronnen en verbruikers omdat daar nooit een reden voor is geweest.

Alleen lithium, geen scheiders, op spanning gebaseerde regeling

image

Dit wordt ook wel een "drop in vervanging" genoemd, aangezien er geen wijzigingen worden doorgevoerd. Merk op dat de lithiumbatterij mogelijk een BMS , maar niet veel (of helemaal geen) bescherming kan bieden omdat hij de batterij niet kan loskoppelen in geval van overladen of overmatig ontladen (lithium-management#overcharge) (lithium-management#overdischarge) . Laat u niet verleiden tot het verkeerde idee dat de batterij een interne scheider . Dat doet het niet, en als het er een had, zou uw apparatuur frituren op het moment dat het BMS de scheider activeert terwijl de dynamo draait.

Voordelen

  • Enkele bus: geen aanpassingen nodig aan bestaande bedrading
  • Geen aanpassingen nodig aan laadbronnen
  • Vervanging laten vallen. Goedkoop en makkelijk.

Nadelen

Alleen lithium, bescherming tegen overontlading

image

Voordelen

Nadelen

Alleen lithium, bescherming tegen overmatige ontlading, beëindiging van het opladen met onderbreker

image

Voordelen

Nadelen

  • Dual bus : aanpassingen nodig in bedrading
  • Laadbronnen moeten zonder batterij kunnen werken. Aanpassingen/vervanging van oplaadbronnen zijn waarschijnlijk noodzakelijk.
  • Als de batterij volledig is opgeladen, begint de apparatuur onmiddellijk te voeden met de batterij.
  • Geen overtolligheid. Als BMS per ongeluk de bescherming tegen overontlading activeert, gaat alle apparatuur offline.
  • Lithiumbatterij moet groot genoeg zijn om alle reservevermogen te leveren, zal dus meestal in een zeer SOC die slecht voor de gezondheid .
  • Geen betrouwbare balancering mogelijk

Alleen lithium, bescherming tegen overmatige ontlading, beëindiging van de lading door communicatie

image

Voordelen

Nadelen

  • Dual bus : aanpassingen nodig in bedrading
  • Aanpassingen/vervanging van laadbronnen noodzakelijk.
  • Geen bescherming tegen slecht werkende/ongehoorzame laadbronnen (BMS kan de batterij niet loskoppelen)
  • Geen overtolligheid. Als BMS per ongeluk de bescherming tegen overontlading activeert, gaat alle apparatuur offline.
  • Lithiumbatterij moet groot genoeg zijn om alle reservevermogen te leveren, zal dus meestal in een zeer SOC die slecht voor de gezondheid .

Loodzuur/lithiumhybride

image

Voordelen

  • Enkele bus: geen aanpassingen nodig aan bestaande bedrading
  • Geen aanpassingen nodig aan laadbronnen
  • Correct geïmplementeerd oplaadbeëindiging
  • Bescherming tegen overdisch kwijting
  • Bescherming mogelijk tegen laden bij lage temperatuur
  • Bescherming tegen defecte laadbronnen (BMS koppelt gewoon de batterij los)
  • Redundantie. Bij een storing van het GBS valt het systeem automatisch terug naar de standaard loodzuurconfiguratie
  • Lithiumbatterij kan kleiner zijn en wordt dus dieper ontladen, wat [goed voor de gezondheid] is (*lithium-management#fuldam)
  • Als de batterij volledig is opgeladen, wordt de apparatuur gevoed vanuit de oplaadbronnen
  • Betrouwbaar balanceren mogelijk zonder de normale scheepvaart te onderbreken

Nadelen

  • Een hybride installatie is zwaarder dan een pure lithium installatie vanwege het gewicht van de loodzuuraccu's.

Conclusie

Een loodzuur/lithium hybride implementatie biedt duidelijk de meeste voordelen.

Ondanks de duidelijke voordelen is de implementatie van de loodzuur/lithiumhybride relatief onbekend. Hier kunnen een aantal redenen voor zijn:

  • Scheepseigenaren willen van de vervelende loodzuuraccu's af en richten zich alleen op een totale vervanging door lithiumbatterijen. Een hybride conversie kan intuïtief aanvoelen als een "halve klus".
  • Leveranciers van lithiumbatterijen willen zoveel mogelijk capaciteit verkopen.
  • Tot dusver waren er geen batterijbeheersystemen die specifiek waren ontworpen voor hybride installaties.

We hopen de voordelen van loodzuur/lithiumhybride installaties meer onder de aandacht te brengen. Lees er meer over in ons artikel over loodzuur/lithiumhybride systemen.

(Laatst gewijzigd op )

Reacties

Naam:
Email:
Tekens over:


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.
0
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
0

Frans Veldman
Sorry, I have no insight yet in the cost of a small production run.
1
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

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

I am very interested in your BMS. You have a very well thought out system but I noticed on GitHub there are no recent postings. Where do you stand on development? Thank you.
0
0

Frans Veldman
I have been unavailable for a while, but I will soon continue the project. I'm in the process of developing the PCB's. The prototype is working fine on our ship!
0
0

Hi Frans - I am very interested in this because I would like to add a LiFePO on my canal boat. It has twin alternators, a 35A for the starter battery (110Ah SLA) and a 70A for "house" batteries (345Ah SLA). My idea is to connect a LiFepO (120Ah) in parallel with the starter battery for charging via a VSR (ie "split-charging") only when the engine is running, via an ignition controlled changeover relay, which then connects the LiFePo in parallel to the house bank when the engine stops. Any comments?
0
0

Frans Veldman
I'm not sure why you would be doing that?
0
0

Nice work, i too have built a Battery Monitoring system based on a Particle Photon and the ADS1115 with voltage dividers, amazed to discover such a similar approach. I push the data out to Thingspeak with a web hook.
1
0

I have been looking for information about using LFP and LA in parallel and happened upon your comment in the DIY Mobile Solar forum. I have just an off-grid cabin, and this is exactly what I have been dreaming about - a hybrid solution for multiple charging sources at 24v, robust and temperature variable (central plains of the USA here). This solves practically all of my issues. Although I am not much of a help with coding I will follow along eagerly. Thanks so much!
1
0

So, when the lithium pack switches off because of low voltage, how does it recognize that it is ok to switch on again? Manually? If you have two circuits (charge and discharge) like usually with LF packs, you will need to redesign a lot.
0
0

Frans Veldman
If the lithium is disconnected, the BMS will continue to monitor the bus voltage. As soon as it rises above the lithium battery voltage, it reconnects the lithium battery to the bus.
0
0

We both seem to have adopted exactly the same approach. I too use esp8266 and wireless connection for everything including remote displays, web interface, remote monitoring, etc etc.i have the hybrid BMS as a stand alone unit that can perform all required protection and control of the battery environment and that communicates via MQTT with a Pi and direct to other esp control units including proportional dump load control and various other power control and optimising systems. I think hybrid rocks!
2
0

Dank je wel voor een zeer interessant artikel!
0
0

Frans, finally someone who sees a hybrid system with the same view! I have been struggling with some of the same questions, even the same thoughts about hardware for a BMS. I would enjoy hearing more as you move forward, and could possibly work on the Pro a bit. I am not an EDA expert, but I have worked with it a bit.
0
0

Frans we zijn zelf bezig met het voorbereiden van een li ion verhaal. Wat ons nog niet duidelijk is, is hoe je omgaat met je alternator. De meeste alternatoren branden door als ze li ion laden zonder dat er een regeling is in functie van de temperatuur ten gevolge van de hoge laadstroom? Hoe vangt jouw systeem dat op? Voor ons is juni 2021 of 2022 de vertrekdatum en hopen we jullie ergens in de pacific nog te ontmoeten. Bert (schip: Evarne)
0
0

Well, for what it's worth: there is not much you can do about the heat dissipation in a 12V alternator. You can switch to a 24V system (half the amperage and heat at the same wattage), get a large frame alt, get an oil cooled alt, get a double fanned alt, lay a vent hose to the back of the alt fan-ventilated. Limit the amperage by an external regulator like Balmart.
0
0

contact