Inloggen

OpenHybridBMS Open source BMS voor hybride lithium/loodzuur-installaties

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

image

Dit project is gestart omdat ik niet tevreden was met de beschikbare commerciële Battery Management Systems .

Met de kennis die ik opdeed over lithiumbatterijen, vroeg ik me af hoeveel BMS-fabrikanten het echt "goed hadden". Er zijn tenslotte zoveel anders gerespecteerde fabrikanten die laders produceren met een "spanningsinstelling" voor lithiumbatterijen, terwijl spanningsregeling werkt niet met lithiumbatterijen. Dit stelde niet echt vertrouwen in hun kennis over lithiumsystemen. En dat was een groot obstakel, want mijn leven kon er gemakkelijk van afhangen midden op de oceaan.

Ook ontbraken er te veel functies. Het lijkt erop dat deze fabrikanten nooit zelf varen. Er zijn enkele nutteloze functies (bluetooth? Denken ze echt dat ik voor een verdomde gsm blijf zorgen terwijl ik in een gebied zonder dekking zeil, gewoon om de batterijen in de gaten te houden?) laad de beschikbare energie op, zodat deze kan worden gebruikt voor niet-kritische apparaten zoals brandstofpoetsmachines enz.

En bovenal waren er geen Battery Management Systemen beschikbaar die goed konden werken in een hybride installatie.

Dus besloot ik om mijn eigen BMS te ontwikkelen. Die bleek veel complexer te worden dan ingeschat ...

Implementatie

OpenHybridBMS was aanvankelijk gecentreerd rond een Arduino Mega, maar na het toevoegen van een WiFi-netwerkinterface met behulp van een ESP8266 werd al snel duidelijk dat de ESP8266 zelf volledig in staat zou zijn om alle handelingen en berekeningen uit te voeren die nodig zijn om het BMS te implementeren. Verdere evolutie van dit idee leidde tot een lay-out bestaande uit de volgende hoofdeenheden:

De BMS-hoofdeenheid
Dit is zo ongeveer een "zwarte doos", met daarin alle spanning-, stroom- en temperatuursensoraansluitingen, twee indicatie-LED's, een noodstopknop, besturingsuitgangen voor een batterij-koelventilator, batterijverwarming en bi-stabiele batterij-scheider, en een ESP8266 WiFi-unit voor communicatie met webbrowsers, displays op afstand, automatische energiebeheerschakelaars op afstand en netwerkdiensten.
De externe display-eenheid
Hoewel ik de webinterface voor onderhoudswerkzaamheden leuk vind, vind ik het ook leuk om een uitgebreide display/control unit in mijn navigatiehoek te hebben gemonteerd waar ik gewoon een blik kan werpen op de batterijstatus wanneer ik langskom. De remote display unit gebruikt het wifi-systeem om te communiceren met de BMS unit.
Schakelaars voor automatisch energiebeheer op afstand
Deze schakelaars kunnen worden gebruikt om automatisch een ketel in te schakelen wanneer alle batterijen volledig zijn opgeladen en laadstroom nog beschikbaar is, of om automatisch bepaalde niet-essentiële verbruikers uit te schakelen wanneer SoC een bepaalde waarde daalt, enz. Deze schakelaars zijn volledig programmeerbaar via , je raadt het al, een webinterface. Ze communiceren draadloos met de belangrijkste BMS-eenheid.

Kenmerken

Voor meer informatie over elk van de volgende functies, klik op de bijbehorende links of scroll naar beneden naar de meer gedetailleerde beschrijvingen .

Ontwerpcriteria en functies uitgelegd

Er is niet veel plezier in het dupliceren van iets dat al bestaat. Dus ik wilde iets veel beters ontwikkelen dan wat er al beschikbaar was.

Speciaal ontwerp voor hybride loodzuur/LiFePO4-systemen

De meeste (zo niet alle) batterijbeheersystemen zijn uitsluitend ontworpen voor gebruik met lithiumbatterijen. Ik wilde dat mijn BMS het meeste kon halen uit de voordelen van loodzuur/lithiumhybride systemen.

Geen wijziging nodig in bestaande installatie
Bedrading en dynamo's, zonneladers, etc. kunnen allemaal blijven zoals ze zijn. Het lithiumsysteem is gewoon "piggybacked" op het loodzuursysteem. Een loodzuur/lithium hybride installatie is de enige manier om lithiumbatterijen op te nemen zonder bestaande apparatuur te vervangen of aan te passen. Een hybride systeem is de meest gemakkelijke en betaalbare, maar ook meest betrouwbare en veelzijdige manier om te gaan. Dit wordt volledig uitgelegd in mijn artikel Lithium-Hybrid .
Volledige redundantie
Lithiumbatterijen bieden veel voordelen ten opzichte van loodzuurbatterijen. Een enigszins zwak punt is echter dat lithiumbatterijen een batterijbeheersysteem nodig hebben om betrouwbaar en veilig te werken, en dat een BMS een gevoelig stuk elektronica is. Het kan beschadigd raken door een van de vele bedreigingen waarmee elektronica aan boord van een schip te maken heeft: corrosie, vocht, blikseminslagen, draadbreuk door wrijving en metaalmoeheid door de constante beweging, etc. Met OpenHybridBMS blijft een loodzuuraccu altijd aangesloten op de bus, klaar om het direct over te nemen als er iets misgaat. Het biedt u een plan B waar u zich geen zorgen over hoeft te maken.
Loodzuur bulk laden met prioriteit
Als zowel de loodzuurbatterij als de lithiumbatterij moeten worden opgeladen, zal de lithiumbatterij alle beschikbare laadstroom opnemen omdat deze een lagere laadspanning heeft dan loodzuurbatterijen. Als de duur van de sterkte van de laadstroom echter niet voldoende is om beide batterijen op te laden, kan het zijn dat u een volledig opgeladen lithiumbatterij en een nog steeds ontladen loodzuurbatterij krijgt. Dit is niet de beste strategie: loodzuuraccu's gaan achteruit als ze niet volledig zijn opgeladen, maar lithiumaccu's gaan zelfs langer mee als ze slechts gedeeltelijk zijn opgeladen.

OpenHybridBMS hanteert een betere strategie: het weet wanneer de loodzuuraccu's hebben moeten helpen bij het leveren van energie en een lading nodig hebben, en in dat geval geeft het prioriteit aan het opladen van de loodzuuraccu's door de lithiumbatterij los te koppelen. Zodra de bulklading van loodzuur is voltooid, zijn de loodzuuraccu's nog niet volledig opgeladen, maar kunnen ze niet langer de volledige beschikbare laadstroom opnemen. Het voltooien van de absorptiefase zou veel tijd kosten en kostbare beschikbare energie zou worden verspild. Om dit te voorkomen, zal OpenHybridBMS de lithiumbatterij opnieuw aansluiten zodra het detecteert dat de loodzuurbatterijen niet langer de volledige beschikbare laadstroom kunnen absorberen, en zodra de lithiumbatterij volledig is opgeladen, wordt deze weer offline gehaald, de spanning stijgt zodat de loodzuuraccu's hun absorptiefase in hun eigen langzame tempo kunnen voltooien.
Cross-feed bescherming
Cross-feed is wanneer de lithiumbatterijen de loodzuurbatterijen beginnen op te laden. Dit zou normaal gesproken niet moeten gebeuren omdat de lithiumspanning lager is dan de spanning waarbij loodzuuraccu's laadstroom accepteren. Echter, in het geval van een defecte loodzuuraccu kan de defecte accu de lithiumaccu's gaan leegtrekken. OpenHybridBMS herkent deze toestand en zal de verbinding tussen de lithiumbatterij en de loodzuurbatterij verbreken.
Hoge zijstroomdetectie
Veel batterijmonitors hebben een manier om stroom te detecteren en dit betekent meestal dat er een shuntweerstand in de negatieve draad van de batterij wordt opgenomen. Dit is voor veel mensen erg contra-intuïtief en nodigt uit tot fouten wanneer later extra batterijen of verbindingen met "aarde" of de "batterij minpool" moeten worden gemaakt.

Dit is een van de redenen waarom OpenHybridBMS high side current sensing gebruikt, wat betekent dat de shuntweerstanden in de positieve draad zijn geplaatst. Op deze manier is de "min" altijd massa, alle negatieve draden van alle accu's, dynamo's, wat dan ook, kunnen allemaal worden aangesloten op een enkele grote massa-aansluiting. Dit gebeurt zowel voor de loodzuuraccu als voor de lithiumaccu.

Wifi-interface

Het idee hier is dat het BMS, dat al het essentiële werk doet, dicht bij de lithiumbatterij wordt gemonteerd, waarschijnlijk niet een erg comfortabele plek om alle relevante gegevens uit te lezen en te sleutelen aan instellingen. U wilt hoogstwaarschijnlijk een "afstandsbedieningseenheid", bij voorkeur met een draadloze verbinding met de hoofdeenheid.

De wifi-interface biedt de volgende opties:

Geïntegreerde webbrowserinterface
Tegenwoordig is een veelgebruikte oplossing om een "app" op een smartphone te gebruiken voor communicatie met de BMS-unit, maar ik denk dat een webbrowserinterface een veel betere oplossing is omdat het een open platform is en net zo goed werkt onder Android , Apple, Windows, Linux, smartphones, tablets, laptops of desktopcomputers. Het BMS zal een "website" huisvesten die zal bieden:
  • een statuspagina (zie voorbeeld ) waar je kunt uitlezen:
  • een kopie van het externe display
  • een gebeurtenislogboek
  • systeemstatus (kabelverliezen, omgevings- en buitentemperatuur)
  • alle relevante batterijbewakingsgegevens (busspanning, stroom, laadtoestand, enz.)
  • celgegevens (individuele celspanningen, berekende interne weerstand, celtemperaturen, celbalans, enz.)
  • statistische gegevens (hoogste/laagste spanningen en stromen gedurende 24 uur, enz.)
  • een instellingenpagina waar u het BMS kunt configureren, waarbij elke instelling linkt naar de relevante sectie in de documentatie
  • een "online" installatie-/gebruikershandleiding.
  • een onderhoudspagina waar u nieuwe firmware kunt uploaden naar de BMS-unit.
Ontladen 13.3V Li: -17.3A -37Ah 90% La: -0,1 A 0 Ah 100% TT: -17.4A -37Ah 96%

Draadloze afstandsbediening
De afstandsbedieningseenheid bevat een 4 *40 LCD-scherm, twee controle-LED's en een "stop" en een "go" -knop. De eerste regel op het LCD geeft aan wat er aan de hand is (busspanning, laden, ontladen, foutmeldingen, etc.), de andere regels tonen de stroom, laadtoestand, gebruikte Ah's, achtereenvolgens voor de loodzuuraccu, de lithiumbatterij, en de algehele combinatie van de twee. Het kan ook individuele celgegevens weergeven.
Draadloze automatische energiebeheerschakelaars
Een BMS verzamelt van nature veel waardevolle systeeminformatie. Hij is op de hoogte van de laadtoestand van de batterij en weet wanneer er een overschot aan energie beschikbaar is. Ik wil gewoon niet dat het BMS het laden start en stopt, ik wil ook dat het ladingen kan omleiden en optimaal gebruik kan maken van de beschikbare energie.

Op ZwerfCat heb ik nogal wat apparaten die regelmatig zouden moeten werken, maar die niet tijdkritisch zijn. Enkele voorbeelden: Ik heb een brandstofpoetsysteem gebouwd. Ik wil niet dat het van de batterij eet, maar als er laadstroom beschikbaar is en geen van de batterijen is kritiek leeg, waarom zou u dan niet een klein deel van de laadstroom gebruiken om de pomp van de brandstofpoetsmachine te laten draaien? Een andere verbruiker is de warmwaterketel. We varen in de tropen, dus warm water heeft geen prioriteit, maar als de accu's volledig opgeladen zijn en er nog veel zonne-energie beschikbaar is, waarom dan niet alle overtollige energie in de boiler dumpen? Dan hebben we een watermaker. Dat ding maakt nogal wat herrie, dus we hebben de neiging om het aan te zetten als we de boot verlaten. Maar goed, soms komen we later terug dan we van plan waren (mogelijk in het donker), en de watermaker neuriet nog steeds vrolijk maar verbruikt nu stroom uit de batterij. Dat is niet wat we willen!

Om dit alles te laten werken zoals we willen, gebruiken we afstandsschakelaars om apparatuur automatisch te bedienen, afhankelijk van de verschillende omstandigheden die door het BMS zijn aangekondigd. Er blijft geen potentiële energie meer ongebruikt, er wordt geen energie meer verspild om niet-kritische apparaten van stroom te voorzien.

Deze schakelaars voor automatisch energiebeheer zijn volledig configureerbaar met elke webbrowser via hun geïntegreerde webinterface.
Verbinding met netwerkdiensten
NTP, remote logging, etc. De mogelijkheden zijn eindeloos.
Firmware-upgrades via webinterface
OpenHybridBMS is een work in progress, dus er zullen regelmatig nieuwe functies uitkomen. Via de webinterface kunt u nieuwe firmware uploaden naar het GBS, het externe display en automatische energiebeheerschakelaars.

Het BMS zet automatisch een wifi hotspot op waar het remote display en webbrowsers verbinding mee kunnen maken, maar het is ook mogelijk om het BMS verbinding te laten maken met je onboard wifi (als je die hebt) om de mogelijkheden nog verder uit te breiden en de dekking uit te breiden ( als u avontuurlijk bent, kunt u zelfs* port forwarding *gebruiken om OpenHybridBMS toegankelijk te maken vanaf het world wide web, zodat u uw lithiumbatterijen overal ter wereld kunt controleren en bedienen).

Veel communicatie- en rapportagemogelijkheden

Ik vind het fijn om een idee te hebben van wat er gaande is in het elektrische systeem van mijn schip, en ik vind het leuk om het in één pakket te hebben. Aangezien OpenHybridBMS sowieso zowel de lithium- als de loodzuurstatus, stromen, voltages en temperaturen moet volgen, waarom zou u deze informatie dan niet aan de gebruiker presenteren?

Volledig functionele multi-batterijmonitor
OpenHybridBMS implementeert een volledig functionele batterijmonitor voor de loodzuurbatterij, lithiumbatterij en algemene batterijstatus. OpenHybridBMS is ontworpen om uw bestaande batterijmonitors te kunnen vervangen.
Logboekregistratie op afstand
Voor inzicht op lange termijn kan OpenHybridBMS informatie loggen naar een externe server waarop rsyslog of iets dergelijks draait.
Signal-K compatibiliteit
Om te communiceren via het nieuwe Signal-K-protocol. Signal-K is de opvolger van NMEA0183 en NMEA2000.

Open source

Aangezien een van mijn problemen is dat ik fabrikanten voor bedrijfskritieke applicaties niet vertrouw, tenzij ik mezelf kan verifiëren dat ze het "goed" hebben gemaakt, besloot ik dat mijn BMS een open source-project moest zijn. Op deze manier kan iedereen mijn werk verifiëren, er opmerkingen over maken, verbeteringen voorstellen, het laten werken met hun vreemde hardware van derden, of me gewoon corrigeren als ik iets mis heb. Tenslotte is de beste software tegenwoordig open source, de kans is groot dat juist de webbrowser die je gebruikt om deze pagina te lezen ook open source is. De broncode van OpenHybridBMS is gepubliceerd op [GitHub] [].

Basisversie herbouwbaar voor de zelfbouwer

Open source is slechts een academische oefening als het project hoe dan ook niet kan worden gedupliceerd. Dus ik wilde een versie ontwerpen die alleen uit voorraad verkrijgbare onderdelen gebruikt die met normaal gereedschap gesoldeerd kunnen worden. De basis wordt gevormd door een ESP8266 gecombineerd met enkele Adafruit break-out boards en enkele klassieke extra onderdelen. De bouwinstructies voor OpenHybridBMS zijn gepubliceerd op [GitHub] []. [Github]: https://github.com/FransVeldman/OpenHybridBMS target = _new

Pro-versie volledig gemonteerd

Niet iedereen is bekwaam genoeg om de DIY-versie te bouwen, en eerlijk gezegd denk ik dat kritische apparatuur zoals deze BMS erg robuust moet zijn, wat moeilijk te bereiken is met een experimentele opstelling. Dus ik ben ook van plan om een batch kant-en-klare systemen te maken waarbij alle componenten zich op één enkele PCB bevinden. Aangezien deze borden vakkundig worden geassembleerd, zal het mogelijk zijn om gebruik te maken van enkele verbeterde componenten (SMD) die niet zo geschikt zijn voor huizenbouwers. Door deze verbeteringen heeft de pro-versie dus een paar extra features:

  • Uitgebreid spanningsbereik, dus ook geschikt voor 24V systemen
  • Celbalancering aan boord
  • Hogere spannings- en stroomprecisie, hogere samplefrequentie
  • 4 onafhankelijke stroomsensorkanalen: 2 stroomsensoren aan de hoge zijde en 2 stroomsensoren aan de lage zijde
  • Periodieke zelfcontrole van alle componenten. Automatische uitschakeling als een onderdeel buiten de specificaties valt

Laat het me weten als je geïnteresseerd bent in de pro-versie.

Uitgang voor monostabiele en bi-stabiele (latching) relais

De meest voorkomende relais zijn monostabiele relais. Ze hebben geen stroom nodig wanneer ze zijn losgekoppeld, maar ze hebben constant stroom nodig om betrokken te blijven. Een groot vermogensrelais kan gemakkelijk 1 ampère gebruiken om betrokken te blijven, wat neerkomt op 24 Ah gedurende een hele dag. Een betere (maar duurdere) benadering is om een bi-stabiel (latching) relais te gebruiken, dat alleen stroom gebruikt om van de ene toestand naar de andere over te gaan. Ze hebben meestal twee aparte spoelen die slechts een korte puls nodig hebben om over te schakelen. OpenHybridBMS kan beide soorten relais aansturen.

Veiligheid

Veiligheid was een belangrijk aandachtspunt bij het ontwerp. Lithiumbatterijen kunnen tenslotte een veiligheidsrisico vormen en ik wilde niet dat er iets ergs zou gebeuren terwijl ik op een oceaanpassage was.

Uitgebreide spanningscontrole op celniveau
Elke cel wordt gecontroleerd op spanning. Er zijn limieten voor laden en ontladen, maar ook een grotere marge die nooit mag worden bereikt tenzij er iets misgaat. In het laatste geval wordt OpenHybridBMS afgesloten met een fatale fout.
Temperatuursensoren voor elke cel
Temperatuursensoren worden niet alleen gebruikt om opladen bij temperaturen onder het vriespunt te voorkomen, maar ook voor de veiligheid. Cellen mogen maar een paar graden opwarmen boven de omgevingstemperatuur (die ook wordt gemeten) en cellen moeten* even * opwarmen. Als een specifieke cel sneller opwarmt dan zijn buren, geeft dit aan dat er iets mis is met de cel en OpenHybridBMS schakelt de batterij uit en geeft een fatale fout.
Softfuse om ontlaadstromen te beperken
OpenHybridBMS implementeert een zachte zekering die de lithiumbatterij kan loskoppelen als de ontlaadstroom een configureerbare parameter overschrijdt.
Kabelverliesbeveiliging
De positieve kabel van de lithiumbatterij loopt via nogal wat items: een zekering, een onderbreker en een shuntweerstand om stroom te meten. Al deze verbindingen hebben een aantal onvermijdelijke verliezen, die in de loop van de tijd kunnen toenemen wanneer connectoren gecorrodeerd raken of wanneer moeren langzaam hun spanning verliezen. Als de stroom van of naar de lithiumbatterij 100 Ampère is en er gaat één Volt verloren, klinkt dat niet zo erg, maar het betekent dat er 100 Watt aan energie verloren gaat, ofwel omgezet in warmte. Deze hoeveelheid warmte is voldoende om sommige dingen te laten smelten of zelfs brand te veroorzaken. Om de veiligheid te vergroten, vergelijkt OpenHybridBMS de spanning van de celstapel met de spanning aan de uitgang van de shuntweerstand, en samen met de gemeten stroom kan het berekenen hoeveel energie wordt omgezet in warmte. Als een (door de gebruiker in te stellen) drempel wordt overschreden, wordt de lithiumbatterij losgekoppeld en wordt een fatale fout weergegeven en geregistreerd.

Levensduur lithiumbatterij functies

Ik wil de maximale levensduur van de lithiumbatterijen halen, dus heb ik een paar functies toegevoegd die de levensduur zouden moeten bevorderen.

Druppellading bewaken
Als een lithiumbatterij bijna vol is maar de laadstroom taps afneemt (er verschijnen wolken boven de zonnepanelen) is het mogelijk dat de uitschakelspanning nooit wordt bereikt maar er loopt gedurende lange tijd een relatief lage stroom in de batterij . Dit heet druppelladen en het staat vast dat dit schadelijk is voor de lithiumcellen. Behalve geruisloos overladen bevordert het ook schadelijke lithiumbeplating. OpenHybridBMS herkent deze situatie en breekt het laadproces af.
Door de gebruiker te selecteren doelen voor gedeeltelijke lading
Zoals eerder uitgelegd, is het in een hoge laadtoestand blijven schadelijk voor lithiumcellen. Om de levensduur van de batterij te verlengen, is het mogelijk te richten op een lading van minder dan 100%. Een BMS kan dit niet doen door alleen de celspanningen te monitoren vanwege de vlakke spanningscurve van lithiumcellen, maar omdat OpenHybridBMS een batterijmonitor bevat en ook de versterkers die de batterij in- en uitgaan, kan het echt opladen, laten we zeg maar een doel van 80 procent onafhankelijk van de celspanning. Af en toe laadt het de batterij op tot 100% om geheugeneffecten te vermijden en om het volgen van de laadstatus opnieuw te kalibreren. Het werkelijke laadpercentage kan natuurlijk door de gebruiker worden geconfigureerd. Eén druk op de knop is voldoende om het oplaaddoel te overschrijven en voor 100% volledig op te laden: handig als voorzien is dat er enkele bewolkte dagen zullen volgen en/of de volgende dag de admiraal van plan is om de wasmachine te bedienen (ja, wij voer het uit vanaf de omvormer die wordt gevoed door de lithiumbatterij). De rest van de tijd wordt de levensduur van de lithiumbatterijen verlengd omdat ze niet hoeven te zitten en te wachten wanneer ze volledig zijn opgeladen.
Laad huidige zachte zekering
OpenHybridBMS implementeert een zachte zekering die de lithiumbatterij kan loskoppelen als de laadstroom een configureerbare parameter overschrijdt. Vaak laten de specificaties van lithiumbatterijen toe dat ze met meer stroom worden ontladen dan dat ze worden opgeladen, zodat beide waarden afzonderlijk kunnen worden geconfigureerd. Opladen met te veel stroom bevordert schadelijke lithiumbeplating. Op onze catamaran ZwerfCat kan dit gebeuren wanneer de zonnepanelen hun volledige vermogen van 120 Ampère leveren en de motoren tegelijkertijd draaien. OpenHybridBMS zal dan de lithiumbatterij loskoppelen en het opladen uitstellen totdat de situatie gezonder wordt voor het opladen van de lithiumbatterij.
Bescherming tegen opladen bij te lage temperaturen
Opladen onder nul graden Celsius is schadelijk voor lithiumcellen. Als de temperatuur te laag is, voorkomt OpenHybridBMS opladen totdat de temperatuur voldoende is gestegen.

Milieu Beheer

Omdat OpenHybridBMS is uitgerust met een overvloed aan temperatuursensoren, kan het beslissingen nemen wanneer het nuttig is om een ventilator of batterijverwarming te gebruiken.

Batterijverwarmingsregeling voor opladen bij temperaturen onder het vriespunt
Een batterijverwarming kan worden gebruikt om batterijen op te laden bij temperaturen onder nul; het kan worden geconfigureerd of de verwarming afhankelijk is van laadstroom of volledig onafhankelijk. Als de kachel laadstroomafhankelijk is, wordt deze alleen geactiveerd als er voldoende laadstroom beschikbaar is om de kachel te laten werken, anders start hij de kachel gewoon wanneer de batterij een kritiek lage temperatuur nadert.
Ventilatorregeling met twee snelheden om de accu's koel te houden in de tropen
Lithiumbatterijen kun je het beste bewaren bij ongeveer "kamertemperatuur", dat wil zeggen 20 graden Celsius. In de tropen is dit niet haalbaar, daarom bewaakt OpenHybridBMS zowel de celtemperaturen als de buitentemperatuur en laat de ventilator alleen draaien als dat gunstig is. Om het geluid te minimaliseren, laat het de ventilator op lage snelheid draaien, tenzij het temperatuurverschil hoger wordt dan een configureerbare waarde.
image
(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