Lithium-Batterien 3: Schutz der Ausrüstung und der crew
Jede Batterie ist potentiell gefährlich ! Auch wenn die Lithium-Batterien (LiFePo4) sind die sichersten Lithium-Batterien (und vielleicht sogar weniger Risiko als die Batterie Blei), Sie können leicht zerstört werden und/oder in bestimmten Extremsituationen gefährlich sein...
Seit dem Schreiben dieses Artikels habe ich ein BMS entwickelt, das genau den Schutz- und Langlebigkeitsbedürfnissen einer Lithium-Batterie für die Versorgung eines isolierten Standorts entspricht. (Schiff, Camping Car, Zuhause, Industriestandort). Auf Wunsch von Freunden Browser ich industrialisiert. Es ist jetzt auf meiner Website zu verkaufen: https://www.taobms.com
Neben einer richtig entworfenen Elektrik und Einrichtung von Systemen mit einer guten Margin of Safety ausführen, Es ist wichtig, ein paar Vorsichtsmaßnahmen treffen, um sich zu schützen, Batterien, Elektroinstallation, Boot und crew…
In diesem Artikel starte ich eine schnelle Überprüfung des Designs und die Funktionsweise einer Zelle des Lithium, um besser zu verstehen, die Verschlechterung und die damit verbundenen Risiken. Dann, von den optimalen Bedingungen der Verwendung von Batterien, I 'm gonna überprüfen Sie Möglichkeiten zur Implementierung : BMS (Batterie-Management-System), Sicherung, Schutzschalter, Regelkreise der Generatoren, Solar-Ladegeräte und andere Ladegeräte, Alarme…
Klingt Komplex ?… Keine Panik !
Wenn was in diesem Artikel ausgesetzt ist, kompliziert und abschreckend scheint, keine Panik ! Es wäre eine Schande, nicht zu auf dem Weg von Lithium und seine vielen Vorteile durchhalten, weil diese Konzepte und Tipps eigentlich ziemlich einfach für eine marine Elektriker sind. Es braucht ein bisschen Pflege, die Methode und die Wahl, um eine leistungsfähige Einrichtung haben, die vergessen werden. Zögern Sie nicht, die Beratung und Unterstützung durch einen Fachmann, der Erfahrung in der Konstruktion und Installation von Anlagen der Lithium-Batterie. Ein paar Euro verbringen Sie werden eine gute Investition sein..
Struktur einer Lithium-Batterie
Wie in einer Blei-Säure-Batterie, die Lithium-Batterie besteht aus positiven Platten, negativen Platten und ein Elektrolyt. Eine Lithium-Batterie-Platten sind porös und vollständig absorbieren das Elektrolyt so gibt es zwar keine Flüssigkeit in der Batterie. Aber im Gegensatz zu den Blei-Säure-Batterie, wo die Ladung und Entladung führen chemische Reaktionen, die seine Komponenten verwandeln,, in einem Lithium sind Akku die Ladung und Entladung durch eine Platte verschieben in einen anderen Lithium-Ionen.
Wenn der Akku aufgeladen, die Lithium-Ionen Wandern im Elektrolyten zu kommen, also passen in die negative Elektrode Carbon-Struktur die positive Elektrode (LiFePo4) verarmt in Lithium lassen Sie nur die Kristallstruktur FePo4. Umgekehrt, während der Entladung, die Lithium-Ionen verlassen die negative Elektrode Carbon-Struktur, Wandern Sie in den Elektrolyten und Rückkehr in die Kristallstruktur der positiven Elektrode zu LiFePo4 re-form passen.
Eine Lithium-Batterie-Komponenten sind sehr stabil und, in einer perfekten Welt, durch diesen Prozess der "Einfügung" unverändert.… Aber andere Phänomene auftreten und mehr oder weniger schnell den Akku schädigen können.
Modi der Verschlechterung einer Lithium-Batterie :
1 -SEI - Solid / Elektrolyt-Schnittstelle :
Eine Schicht "Schnittstelle." (SEI), zwischen der Elektrolyt und die Platten, durch chemische Reaktion entsteht, wenn Batterie erfolgt. Diese Schicht "SEI" leistet einen Beitrag zur chemischen Stabilisierung der Batterie… Aber im Laufe der Zeit wächst diese Schicht weiter bis es schädlich für das reibungslose Funktionieren des Akkus wird. Hohe Temperatur dieser Schicht tut er schneller denken.
Es ist daher unerlässlich, die Hochtemperatur-Lithium-Batterien zu schützen. Das Ideal ist, zwischen 15 ° C und 25 ° c zu halten..
2 – Lithium-Beschichtung
Es ist ein Phänomen, wobei der feste Lithium (Metall) Formen auf die negative Elektrode. Es tritt auf, wenn der Einfügevorgang gestört wird. Seine Herkunft bezieht sich auf eine Misswirtschaft der Batterie und reduziert die Fähigkeit, irreversibel. Ein paar bekannte Situationen, die die Bildung von festen Lithium fördert :
- Zu hoher Ladestrom : Wenn der Laststrom ist größer als die Kapazität der Absorption von Lithium in der anode, Lithium Metall setzt sich drauf. Es wird empfohlen, nicht zu eine Belastung von 0 aktuelle, 3 c überschreiten (30A für eine Batterie 100Ah)
- Bei niedrigen Temperaturen laden : Wenn die Temperatur in der Nähe oder unter 0 ° c ist., die Aufnahmekapazität von Lithium in der Anode ist stark reduziert.. Zulässig bei 20 ° C Ladestrom schadet die Batterie bei niedrigen Temperaturen.
- Support für Modus "Float". : Eine Batterie zu laden, sobald es ist weiterhin 100% SOC zwingen die Verschiebung der Lithium-Ionen, die Kohlenstoffelektrode., Sie können oder nicht eingefügt werden. Lithium, die durch die Elektrode aufgenommen werden kann nicht wird in diesem Fall in Form von Metall begleichen.. Es ist zwingend notwendig, um irgendeine Gebühr zu stoppen, sobald die Batterie erreicht 100% SOC.
3 -Überspannung und Überlastung
Es ist die Hauptursache für die Zerstörung einer Lithium-Batterie… mehr oder weniger schnell je nach Frequenz und Ebenen der Welle / Überlast.
- Eine Spannung von 13,6 Volt (3,4 Volt pro Zelle) reicht der Akku am Ende des 100% SOC - ist die Resorption Phase nur ein wenig lang. Eine Spannung an der Spitze der 13,6 Volt auf eine bereits geladene Batterie angewendet werden die Batterie überladen und beschädigen, auch wenn der Ladestrom Null ist. Die Spannung ist hoch, Das ist mehr schnell.
- In der Praxis eine Ladespannung von 13,8 Volt (3,45 Volt pro Zelle) ermöglicht es, um schnell zu laden, um 100% SOC. Aber es ist zwingend notwendig, um die Last zu stoppen, sobald der Ladestrom 0, 033 C unterschreitet (3,3 Verstärker für einen Park von 100Ah).
- Keine Spannung über diese Ebenen wird die Batterie beschädigt und am oberen Rand 17,2 Volt (4,3 Volt pro Zelle) das Elektrolyt wird in Gas zersetzen, der Druck in der Batterie erhöhen, bis es verformt und schließlich fängt Feuer.
4 -Zu tief entladen
- Wenn eine LiFePo4-Zelle unter entladen ist 2,0 Volt Polarität umkehren wird plötzlich selbst und die Kupfer-Anode löst sich im Elektrolyten. Beim Laden der Kupfer löst sich in der Elektrolyt eilt und lagert sich auf der Oberfläche der Kathode in Form von scharfen Kristallen. Kann das Durchstechen des dünnen Separators zwischen den Elektroden und verursachen einen Kurzschluss.
- Wenn mehrere Zellen in Reihe und eine der Zellen verbunden sind ist vor den anderen vollständig entladen., der Strom wird in dieser Zelle umzukehren.… Was wird es zerstören.. Wenn wir in Rechnung stellen, es kann Feuer fangen. Um eine Zellspannung zu werfen ist zusammengebrochen - versuchen Sie niemals, aufladen.
- Es ist daher zwingend notwendig, um Spannungen auf der Ebene der einzelnen Zellen zu messen. Ein Maß für die Spannung der Batterie-Park ist nicht genug !
5 -Äußere Ursachen
- Die Lithium-Batterien sind sehr widerstandsfähig und mit geringem Risiko. Auch wenn wir eine Zelle durch drücken einen Nagel senkrecht auf die Platten geschnitten, Dadurch entsteht einen einmaligen Kurzschluss, Kostenlose Wärme und eine Menge von gas, aber nicht genug, um Feuer.
- Andererseits, einen sehr heftigen Schlag oder einem Absturz am Rande der Platten kann Kurzschluss auf eine größere Fläche-Platten, Was zu Überhitzung führen könnte und ein thermal runaway.
- Eine Lithiumbatterie Kurzschluss Strom kann leicht übersteigen. 20 bis 30 c (entweder 8 000 bis 12 000 Verstärker für einen Park von 400Ah). Obwohl Bauherren Tests zeigen, dass dies nicht reicht, explodieren oder entzünden eine Batterie in gutem Zustand, Stell dir vor was wird dies tun, um den Schlüssel an den Hülsen !
6 -Thermal runaway
Es ist schwierig (aber nicht unmöglich) um eine Lithiumbatterie zu entzünden. In diesem Fall sind die Temperaturen, die Metall und Glas schmelzen kann.
L ’ thermische Instabilität tritt auf, wenn die interne Temperatur 200 ° c erreicht. (andere Arten von Batterien Lithium - Kobalt, Nickel, Mangan… – haben Sie höhere Energiedichten und Temperaturen von niedrigeren thermischen Instabilität). Es ist eine chemische Reaktion mit der Freisetzung von Sauerstoff aus der Kathode (LiFePo4) und eine sehr starke Wärmeentwicklung.
Eine Überladung der Batterie beschädigen die Batterie sich zu zerstören, aber es ist unwahrscheinlich, dass dadurch genügend Wärme an Trigger l ’ thermal Runaway.
Auch ohne erreichen l ’ thermal Runaway, eine Batterie, die erhitzt hat und/oder äußere Anzeichen einer Verschlechterung (Schale aufgeblasen oder split) erlitt schwere innere Schäden an den Platten und/oder der Elektrolytstand, die verbrannt wurde. Es darf auf keinen Fall aufgeladen werden, ohne ernsthafte Risiken.
7 -Ende des Lebens
Während einige Einrichtungen für ein Dutzend Jahre vorhanden sind, Ich habe kein Bericht darauf hinweist, dass eine Batterie richtig eingesetzt, in einer marine-Anwendung am Ende des Lebens geschah.
Verwendung von einer Lithium-Batterie-Parameter der 12 Volt :
Es gibt ein Dutzend Jahre, die Vorläufer hatte die Herstellerspezifikationen, sie führen in die Verwendung von Lithium-Batterien. Im Laufe der Zeit, mit der Akkumulation von Erfahrung und Batterien beschädigt, Diese fortgeschrittene Anwender empfehlen, die Lastspannung reduzieren und erhöhen die Spannung, unter der wir nicht gehen sollte.
Hier ist eine Zusammenstellung der Werte, die diese Benutzer langes Datum (LiFePo4 Batterie auf einem Segelboot) scheinen Sie sich annähern werden, um zu vermeiden, betont die Lithium-Batterie und maximieren Sie ihre Lebenserwartung… Was auch immer der Hersteller von LiFePo4 Batterien.
Optimal für die Ladung und Entladung :
- Ladespannung 13, 80V (3,45 V/Zelle)
- Laststrom < 0,3C (120Für einen Park von 400Ah)
- Aktuelle Last Stop 0, 03C (12Für einen Park von 400Ah)
- Unterstützen Sie Modus "Float" nicht. (oder beschränkt sich auf 13, 2V, wenn keine andere Wahl)
- Entladestrom < 0,3C
- Minimale Entladespannung 12, 80V (3,20 V/Zelle)
- SOC 10% bis 90%
- 15 ° C bis 25 ° C Umgebungstemperatur
Höchstgrenzen nicht überschreiten :
Beachten Sie, dass diese Werte von den extremen nie überschreiten. Überschüssiges Öl von der optimalen Werte zitiert hohes Risiko von irreversiblen Akkuschäden und mehr Leistung reduzieren.
- Maximale Ladespannung 14, 60V (3,65 V/Zelle)
- 1 c, 2 c Ladestrom (400A bis 800A für eine Flotte von 400Ah)
- Last Temperatur 0 ° C bis 45 ° C
- 2 c, 3 c Entladestrom (800A bis 1200 für eine Flotte von 400Ah)
- Minimale Entladespannung 12, 60V (3,15 V/Zelle)
- Entlastung - 20 ° C bis 55 ° C Temperatur
Aufmerksamkeit auf die Angaben der Hersteller !
Hersteller von Lithium-Batterien (LiFePo4) alle ein bisschen anders Werte zeigen zueinander, aber immer weit überlegen, diese optimalen Werte (aber für den Einsatz in einem Elektrofahrzeug mit Last und Quick release). Manche machen vorzeitigen Alterung ihrer Batterien mit den Werten, die vom Hersteller empfohlenen
Es ist interessant festzustellen, dass die Angaben der Hersteller von Batterien und Laderegler praktisch "kompatibel" mit Blei Batterien Load Settings sind… damit aus ihrer Sicht wir direkt einen Vorsprung von einer Lithium-Batterie-Batterie ersetzen könnte ! Es ist sicher, dass unter diesen Umständen die Umstellung auf Lithium einfach ist… und erleichterten Vertrieb. Sie entscheiden, wem Sie Vertrauen…
Eine ernsthafte Hersteller als Victron Fürsprecher, für Lithium-Batterien (LiFePo4), Parametern weit über diese optimalen Werte (Zwischen 14V und 15V Spannung zu laden / Float 13, 6V / Betriebstemperatur von - 20 ° C bis 50 ° C).
Diese Werte können zu vorzeitigen LiFePo4 Batterie Alterung und Zerstörung führen. ? Kann sein, dass diese Batterien eine etwas andere Technologie verwenden und/oder es - es andere Systeme der Verordnung im Inneren der Box blau ? Wenn jemand Informationen über diese…
Rezept für sichere und dauerhafte installation :
Um eine Lithiumbatterie unter optimalen Bedingungen und seines Lebens zu maximieren ist es notwendig :
- Design, Installation und Programmsysteme für diese optimalen Werte berechnen
Und für den Fall, dass ein System nicht… oder wenn ein menschliches Versagen :
- Richten Sie Alarme und Korrekturmaßnahmen wo die optimalen Werte Abfahrtsort (Das ist wahrscheinlich ein Zeichen für eine falsche Einstellung oder eine Fehlfunktion des ein Ladesystem)
- Klemmen Sie Batterie ab, wenn die Extremwerte erreicht werden (Was ist der Beweis für ein Versagen von einem oder mehreren Systemen)
Schutzsysteme
Neben einer Sicherung, das Herz des Schutzsystems ist BMS (Batterie-Management-System).
Sicherung
Seine Aufgabe ist es, das Kabel zu schützen Kurzschluss. Muss so nah wie möglich an der Batterie.
Wir haben gesehen, dass eine Lithiumbatterie Strom Kurzschluss der 8kA überschreiten können und einfach, dass des Widerstands der Kabel und Anschlüsse weniger als 1,7 Milliohms zu solchen läuft unter 13,3 Volt. Was ist durchaus möglich, wenn der Kurzschluss in der Nähe der Batterie ist (ein 50mm 2 Kabel hat einen Widerstand von 0,3 Milliohms pro meter) und Verbindungen sind gut gemacht, mit einem geringen Widerstand des Kontakts in der Größenordnung von ein paar Dutzend microohms. Es ist daher wichtig, dass die Sicherung Ausschaltvermögen 8kA höher ist.
- ANL-Sicherung 250A – 6kA AusschaltvermögenEine ANL-Sicherung hat eine Kapazität von 6kA Ordnung brechen und wenn der Strom höher ist besteht die Gefahr von elektrischen Lichtbögen rund um die Sicherung und die Schaltung ist nicht geschnitten.
- Sicherung der Klasse T 400 ein. – 20ka SchaltvermögenEine "Klasse T" Sicherung hat eine Schaltleistung von 20 kA und scheint eine bessere Wahl sein. Die Sicherung muss Größe so haben einige margin-so viele große Verbraucher Betrieb zur gleichen Zeit sein. (Winde, Elektrische Seilwinde, desalinateur, Konverter…). Für meine Anwendung installierte ich eine "Klasse T" 400A Sicherung.
- Gedanken darüber, dass ein Ersatzteil Sicherung…
BMS (Batterie-Management-System)
Die BMS ist ein elektronisches Gerät, das Ihre Batterie gegen eine Überspannung schützt, Unterspannung, zu hoher Temperatur und ein Ungleichgewicht zwischen den Zellen.
Die BMS überwacht die Temperatur der Batterie und die Spannungen auf der Ebene der einzelnen Zellen. Je nach den Mangel beobachtet die BMS :
- pünktlich verdrängt eine Zelle, um Überlastung zu vermeiden (Auswuchten)
- Brandmelder
- Last-Systeme oder Verbraucher über das trennrelais trennt
- und in die endgültige Grenze trennt den Akku über einen allgemeinen trennrelais
Sehr wichtig :
Die BMS ist nicht das System, das die Akku-Ladung in die Protokollierung steuert und Schneidsysteme, auf verschiedenen Ebenen zu laden. Unterstützungssysteme müssen programmiert werden, um den Akku unter optimalen Bedingungen und die BMS greift nur bei Ausfall dieser Systeme.
Es gibt drei Komponenten in einem BMS :
- ein Maß für jede Zelle BMS Schaltung (oder Gruppe von Zellen parallel - gibt es für eine Batterie von vier 12 Volt)
- eine zentrale BMS-Schaltung, die sammelt Informationen aus jeder Zelle und im Falle einer Anomalie ausgelöst Sirenen, die Relais-Steuerung…
- Die Sirenen, Relais, Magnete und andere Mittel, um die Aktionen durch die BMS zentrale Schaltung bestellt
Ich installierte ein BMS von CleanPowerAuto LLC in den USA hergestellt : HousePower-BMS. Aber diese Firma Integrator von Lithiumbatterien erlangt hat und dieses BMS ist nicht mehr unabhängig vermarktet. Es gibt weitere Unterstützung oder Möglichkeit, Ersatzteile zu kaufen. Also werde ich bald ein weiteres BMS ersetzen finden. Haben Sie Erfahrungen mit anderen BMS, Ich interessiere mich für !
Cell-balancing :
Obwohl das Konzept attraktiv ist, die "Balance" Funktion von vielen BMS angeboten ist oft unnötig in unseren Anwendungen bei niedrigen Strömen (0,3C) und wenn wir die oben genannten optimale Spannung respektieren :
- Alle Elemente und Feedback fand ich zeigen, dass, in diesen Nutzungsbedingungen, Wenn die Zellen eines Akkus vor ihrer Inbetriebnahme richtig ausgeglichen sind bleiben sie ausgewogene nach mehreren hundert Zyklen.
- End-of-Charge erfolgt "Automatisch" balancing. Wenn eine der Zellen "voll" vor den anderen ist sie Dominanz durch einen kleinen Teil des Stromes auf einen niedrigen Wert Widerstand umleiten
- Für die BMS HousePower, die Spannung einer Zelle Dominanz stammt 3,55 Volt und die Last dieser Zelle nicht vollständig beendet wird, die Spannung weiter im Steigflug… Diese Funktion ist nicht voll wirksam zum Schutz des Akkus.
- Mit einer maximalen Ladespannung 13,8 Volt (3,45 Volt pro Zelle), die Shunt-Spannung des 3,55 Volt werden nicht erreicht werden, es sei denn, die Ladung-Controller-Fehler.
- Ausgleich der Zellen von einer Lithium-Batterie wird in einem zukünftigen Artikel abgedeckt werden.
Spannung und Alarmmeldung :
BMS hat in der Regel mehrere Ebenen Trigger Alarm und Betätigung des Relais basierend auf die Spannung der einzelnen Zelle oder Batterie. Für die BMS HousePower sind diese Ebenen fest. (andere BMS sind voll programmierbar) :
1 -Batteriespannung :
- => 14,4V für mehr 10 Sekunden (3,6 V/Zelle) – Achtung Hochspannung (HVC / High Voltage Cutoff) : Piepton / hell + Abmelden der Systeme zu laden
- <= 11, 6V für mehr 10 Sekunden (2,9 V/Zelle) – Niederspannung Warnung (LVC / Low Voltage Cutoff) : Piepton / hell + Abschaltung von Verbrauchern
- HCV und LVC werden automatisch gelöscht, wenn die Spannung auf ein akzeptables Niveau zurückkehrt (13,80V für HCV und 12, 40V für LVC)
2 -Spannung der einzelnen Zellen (oder Gruppe von Zellen parallel)
- => 3,65V – Alarm-Hochspannung (HVA / Hohe Spannung Alarm) : als HVC + die Lithiumbatterie abgeklemmt wird, wenn der Fehler weiterhin am besteht von 60 Sekunden
- <= 2, 6V – Niederspannung alarm (LVA / Niederspannung Alarm) : als LVC + die Lithiumbatterie abgeklemmt wird, wenn der Fehler weiterhin am besteht von 60 Sekunden
- Manuelles Eingreifen ist erforderlich, um die Batterie nach einem HVA oder LVA verbinden (Dies erlaubt es, die Ursache des Mangels beheben)
Was erwarte ich von einem BMS
HousePower BMS ist ganz einfach und bietet einen guten Schutz für meine Batterie. Da ich für eine neue BMS Prospektion gehen, Hier sind die Funktionen, die ich bin auf der Suche :
- Vier Sicherheitsstufen in Spannung (Warnung und alarm, oben und unten) mit einem Steuerrelais für jeden Ausgang
- Die Spannungen von Warnungen und Alarme, gemessen auf der Ebene der einzelnen Zellen
- Alle programmierbaren Alarm und Warnung Spannungen
- Temperatursensor der Batterie mit programmierbaren Alarm und Warnung auslösen
- Möglichkeit, direkt die Victron Multi-Ladegerät-Wechselrichter und solar-Ladegerät MPPT Victron fahren
Warnung und Alarm Spannungen, die scheinen zugeschnitten auf meine installation :
Zelle | Akku | |
HVA : Hochalarm – Isolierung der Batterie | 3,65V | 14,6V |
HVC : hohe Achtung - trennen Sie Ladegeräte | 3,55V | 14,2V |
LVC : niedrige Warnung - Verbraucher trennen | 3,20V | 12,8V |
LVA : tiefalarm - Isolierung der Batterie | 3,15V | 12,6V |
Verdrahtung der BMS und dessen Peripherie
Jetzt haben wir ein BMS erkennt, die abnormale Situationen, Er braucht, um ihn mit den Mitteln nach diesen Situationen handeln umgeben :
- Last-Trennsysteme (HVC)
- Verbraucher zu trennen (LVC)
- Isolieren Sie die Batterie (HVA und LVA)
Verdrahtung der CleanAuto Power LLC BMS HousePower
Die BMS fahren die richtige Größe für das Schneiden von verschiedenen Last Schaltungen Relais (HVC), Verbraucher (LVC) und auch die Batterie als letztes Mittel zu isolieren (HVA und LVA). Die Topologie "flache Spaghetti" d. h. auf vielen Segelboot ist nicht immer die am besten geeignete für effektive Installation von BMS.
Eine Analyse der bestehenden und gegebenenfalls mit möglicherweise eine Neukonfiguration der Verkabelung.
Topologie mit Trennung des Busses Last und Verbrauch :
Eine gute Übung für Elektroinstallation auf dem Segelboot besteht darin, zwei "Bus" positiv. Ein "Bus" zur Verfügung, die sich verbunden alle Systeme Last und ein "Bus" der Verbraucher für alles, was den Strom verbraucht.
Auf diese Weise können Support-Systeme getrennt werden, ohne zu stören den Rest des Systems und umgekehrt.
Sie werden feststellen, sehr wichtige Sache, nur zwei Drähte, die Lithium-Batterie besteht (möglicherweise die Batterie DC-Spannung-Sonde). Alle Anschlüsse erfolgen über verschiedene Busse.
Es ist nicht immer möglich weil wenn, Wie ich, Sie haben einen MultiPlus Victron Ladegerät-Wechselrichter, mit einem einzigen Kabel, das mit der Batterie verbindet, Diese Strategie hat die Führung im Flügel. Aber dennoch ist es wünschenswert, sich zu nähern.
Das ist die Theorie, denn diese Topologie allein reicht nicht. In der Tat…
Eine Lichtmaschine kann nicht von der Batterie getrennt werden, die es lädt
ohne besondere Vorkehrungen, unter Strafe zu zerstören !
Andere Arten von Regulierungsbehörden (Windturbine, PWM solar…) dürften auch zerstört werden und/oder übermäßige Spannungen zu senden, wenn sie unter Last getrennt sind. Es ist daher notwendig, über die Auswirkungen dieser Maßnahmen auf die Produzenten von Strömungen und ihre Kontrollsysteme nachdenken.
Ich ausführlich hier zwei mögliche Ansätze :
1 -Trennung von jedem Ladegerät :
Ein erster Ansatz ist mit Hochspannung Warnausgang (HVC) Das BMS auf Laufwerk Trennung der einzelnen Ladesystem basierend auf seine Besonderheiten und die Empfehlung des Herstellers.
- Generatoren : Die Produktion einer Lichtmaschine zu stoppen geht zu seinem Bereich schneiden. Auf diesen Thread zugreifen… und haben somit eine Lichtmaschine mit externem Regler erleichtert die Arbeit
- Solar-Ladegeräte, Wind- und Wasserkraft-generateurs : Zum Beispiel ist ein solar-Ladegerät Herunterfahren wünschenswert, wenn wir die Schaltung zwischen den Solarmodulen und den Regler schneiden…
- "Advanced" Unterstützungssysteme : Immer mehr Hersteller bieten einen Ausgang für den Markt kontrollieren / die Ladestation. Entweder mit zwei Söhnen, oder über einen Datenbus.
2 -Batterie parallel :
Ein weiterer Ansatz besteht darin, ein Bleiakku parallel mit dem Lithium-Akku zu halten (angeschlossen an die Last Bus).
Wann öffnet das HVC-Relais, die Last Bus-Lithium-Batterie trennen, Support-Systeme haben einen Akku zu laden und werden nicht gestört. Es ist wichtig, um die Spannung zu haben Sonde der Systeme zu laden nach das Relais so verbunden, dass die Lastregelung ordnungsgemäß funktioniert, wenn das Relais geöffnet ist.
Die Blei-Säure-Batterie wird immer voll da dauerhaft im Modus "Float" zwischen 13, 2V und 13, 8V geladen sein.. Es trägt praktisch auf die Kapazität der Battery Park Service nicht weil sein Blutdruck immer niedriger als die der Lithium-Batterie. Der Nachteil ist, dass einige Energie verloren, den Akku Modus "Float" geladen ist.. Dieser Akku erhöht das Gewicht "Tod" und es wäre interessant zu sehen, ob die Motorbatterie für diesen Zweck verwendet werden kann…
Verdrahtung der BMS auf TAO
Jede bestehende Anlage ist anders und es wäre unwirtschaftlich, alles ersetzen (außer vielleicht, wenn die vorhandene Topologie Spaghetti "Schüssel".;-). Wir müssen die bestehenden verstehen (die elektrische Diagramme zu tun, wenn sie nicht vorhanden sind) Design der neuen Anlage (Ausrüstung, Verkabelung und Programmierung) Einfache Grundsätze unter Berücksichtigung :
- Halten Sie es einfach und zögern Sie nicht zu entfernen, was nicht hilft
- Berücksichtigen Sie die Verwaltung (oder gelingt es) die Energie auf dem Boot
- Entscheiden Sie, Ausrüstung, sowie deren Programmierung zu ersetzen
- Risiko zu analysieren, entscheiden Sie sich für den gewünschten Schutz (für eine Versicherung)
- Planen Sie die neue Anlage und dokumentieren sie mit Schaltpläne
Wir leben permanent auf TAO und wie Sie erzeugen und verbrauchen Strom haben unsere Wahl auf den Schutz der Batterie eingeführt geleitet. :
- Ich wünschte, ich könnte alle Systeme Last manuell zu schneiden.
- Ich wünsche, dass der PV-Module durch das BMS gestoppt werden kann, da wir nicht immer auf dem Boot sind, wenn sie den Akku laden.
- Ich hoffe, dass die Generatoren von BMS für lange Navigationen am Motor verhaftet wird, Wachsamkeit ist weniger.
- Der Dock-Feeder wird nur selten verwendet mit dem Generator (angeschlossen an das elektrische Netz von einem Kai) und immer, wenn wir an Bord sind. Ich beschloss, nicht durch das BMS fliegen, aber setzen in Ton Warnungen von jeder Ableitung von Spannungen.
- Die großen Energieverbraucher sind die Ankerwinde, die elektrische Winde und der Konverter 220V an der Desalinateur macht. Ich habe die Wahl nicht ihre Trennung von der BMS zu fahren, denn wir immer sind an Bord wenn sie arbeiten und können manuell Schneiden tritt eine solide Frühwarnung. Das SOC ist mehr, wenn niedriger als 25% Wir setzen den Generator laufen, wenn wir einen großen Verbraucher verwenden.
- Alle Bestellungen sind an die Tischkarten und leicht zugänglich : Ein-/Ausschalter des Konverters, Inbetriebnahme des Generators, Manuelle Stromerzeuger und Sonnenkollektoren.
- Wenn die Spannung einer Zelle einen Extremwert erreicht, Ich möchte, dass die Batterie durch trennen alle Stromkreise isoliert ist.
- Wenn das Boot für eine lange Zeit niemand an Bord bleibt, der Lithium-Akku ist aufgeladen 50% und völlig losgelöst von jeder Rennstrecke (einschließlich der BMS, die über einen längeren Zeitraum könnte es leer).
1 – Erste Linie des Schutzes : Frühe Heuler
Eine Controller-Batterien (Victron BMV702) mit Ton Alarme von niedrigen und hohen Spannung installiert ist, bezahlt viel konservativer als HCV und die BMS LVC-Warnung. Dies ermöglicht es uns, manuell zu reagieren, bevor die BMS Eingreifen.
Der Ton Alarm wird ausgelöst, wenn die Batteriespannung etwas außerhalb der oben genannten optimale Werte (weniger als 11, 8V oder höher als 14, 1V). Nichts ernstes für die Batterie, aber es ist ein Zeichen, das ein Bestandteil unseres Systems nicht normal funktioniert und wir können es fix, bis es schlimmer wird.
2 – Zweiten Zeile des Schutzes : Warnton / Trennen Sie Ladegeräte
Wenn die Batteriespannung ein wenig mehr drift, ohne zu erreichen ein Niveau, das die Batterie beschädigen könnten die BMS…
- Löst eine akustische Warnung, wenn die Batteriespannung
ein) kleiner oder gleich 11, 6V
b) größer als oder gleich 14, 4V
- Die Generatoren und Solarladeregler zu stoppen, wenn die Batteriespannung größer oder gleich 14, 4V ist
-
- Generatoren : Relais, Lichtmaschine der Datenfelder zu schneiden
- Solar : Relais zwischen den Paneelen und regulatorischen (800W in 60V / entweder einen maximalen Strom von 14A)
Beachten Sie, dass ich manuell per Schalter Relais bestellen können, die Generatoren und Sonnenkollektoren geschnitten. Dies ermöglicht es mir, die Ladung zu stoppen, sobald die Batterien voll sind und starten Sie sie erneut, wenn das SOC unterschreitet 30%.
3 -Dritte Verteidigungslinie : Isolierung der Batterie
Wenn die Spannung einer Zelle nähert sich ein kritisches Niveau (weniger als 2, 6V oder größer als 3, 65V) die BMS Steuern ein Magnetventil, der die Batterie isoliert.
Für Wartungsarbeiten kann dieses Magnetventil auch manuell gesteuert werden.
Es gibt ein Risiko, wenn HVA vor HVC als Generatoren tritt und solar Regler würde nicht verhaftet werden, bevor Sie von der Batterie getrennt wird. Dazu sollte eine Zelle 3, 65V sein, dann sind die anderen 3, 55V, entweder einen Saldo von 0, 1V zwischen Zellen.
Um dieses Risiko zu begrenzen, alle zwei Monate zu kontrollieren ich die Spannung der einzelnen Zellen in 100% SOC. In neun Monaten ist die Differenz der maximalen Spannung zwischen Zellen 0, 007V. Ich mache mir keine Sorgen.
Detail-Verkabelung der BMS auf TAO
Nächster Artikel : Die Ladung der Lithium-Batterien
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Menü… Praxis > Technik > Lithium
Hallo, ich möchte installieren 4 LifePO4 Batterien auf einem Elektrowagen zu haben 4 8Volt ( Alte Gel-Batterie) Wie soll es weitergehen, das BMS wird es ein Problem darstellen danke
Hallo,
Zuerst müssen Sie einen Schaltplan Ihrer Anlage erstellen und sich für das gewünschte Schutzniveau entscheiden. Sie müssen auch die Art und Weise des Aufladens dieser Batterie und deren Steuerung vorhersehen.
Im einfachsten Fall kaufen Sie 4 12V Lithium Batterien (oder zwei 24V Batterien) mit integriertem BMS, und Sie verbinden diese Batterien in Reihe, um 48V zu erhalten.
Hallo Philip.
Ich bin Elektroniker und habe einer Person in meiner Familie bei der Elektroinstallation ihres Wohnmobils geholfen.
16 3.2V 200A Elemente wurden von Amazon gekauft, um eine 51.2V 200A Batterie herzustellen.
Aber die Verwendung von 2 Spannungen, 12V und 48V warfen Probleme bei der Spannungswandlung auf.
Ich habe mich für eine 12V 800A Batterie mit parallelen und seriellen Elementen entschieden.
4 12.8V 200A Batterien gekoppelt mit einem BMS.
Ich habe die 4 Sätze von 12,8 V Batterien, die parallel mit einem Kabel am + 1mohm für jede 12,8V Batterie.
Es funktioniert.
Das Problem ist, dass die Elemente 3,65 V überschritten haben.
BMS schneiden also nicht, sobald eine Zelle 3,65 V erreicht..
Also entschied ich mich, die Batterien auf 13,6 V aufzuladen.
Das ist mehr als genug.
DAS PROBLEM IST DAS BMS.
Als Elektroniker habe ich gedanklich das ideale BMS entworfen.
Ein ideales BMS würde bestehen aus 3 Module.
Ein Steuermodul, ein Laststeuerungsmodul und ein Entladungsmodul.
Das Steuermodul würde die Batterieladung verwalten, sobald ein Element seine kritische Spannung erreicht hat, Entladung, sobald der kritische Schwellenwert erwartet wurde und eine aktive Entzerrung der Elemente ermöglichte.
Die Herstellung von elektronischen Modulen für einen Elektronikingenieur ist kein Problem.
Ich habe in meinem Leben Tausende von elektronischen Karten hergestellt, die ich für die Industrie entworfen habe.
PCB-Design ist kein Problem.
Das Problem besteht darin, die Bedürfnisse zu kennen, um die Karten in großem Maßstab erstellen zu können.
Elektronische Platinen bestehen aus CMS-Komponenten, die von Selbstplatziermaschinen montiert werden.
Keine Notwendigkeit, dafür nach China zu gehen.
Hallo TAO und danken Ihnen für Ihr einzigartiges Erlebnis lifepo4 im Gegenzug . Was denken Sie über die bms 123 mit ev-Power sendet Bluetooth ? Dies scheint zu vermeiden die berühmte Teller Spaghetti und beantworten Ihre Erwartungen.
Hallo Philip,
Schreiben Sie vor “Ich installierte ein BMS von CleanPowerAuto LLC in den USA hergestellt : HousePower-BMS. Aber diese Firma Integrator von Lithiumbatterien erlangt hat und dieses BMS ist nicht mehr unabhängig vermarktet. Es gibt weitere Unterstützung oder Möglichkeit, Ersatzteile zu kaufen. Also werde ich bald ein weiteres BMS ersetzen finden. Haben Sie Erfahrungen mit anderen BMS, Ich interessiere mich für !”
Sie haben eine andere BMS gefunden, die Sie heute befriedigt ? Ich entschied mich für die Batterien aber Galeere auf der Ebene der BMS.
Danke und guten Tag
Xavier
Heya ich bin zum ersten Mal hier. Ich stieß auf dieses Board und ich finde es wirklich nützlich & Es hat mir viel geholfen..
Ich hoffe, etwas zurück zu geben und anderen helfen, wie Sie geholfen
Ich.
Bravo für deine Tuto Philippe! gut, Ich werde noch ein gutes Buch. 1/2 Dutzend Mal, aber schon bei der 1. Lesung, Ich verstehe das Prinzip….
Guatemala-hmmmmm (Wenn es regnet, Regen, Regen…..)