Prosjekt, bygge Lifepo4 batteripakke for bruk i båt

[offpist]

Jeg kjøpte nylig en Jeanneau 42DS som er relativt godt utstyrt, men batteripakken er fra 2008 og sliten. Først litt forhistorie:

Jeg monterte for 2,5 år siden et 8,9KW solcelle anlegg på hustaket hjemme, nok til å drive huset med alt forbruk på dagtid og til å med selge en del til Hafslund igjennom sommeren. For eksempel i juli så selger jeg 3 ganger så mye strøm enn jeg kjøper. Litt mer info her: http://elbil.no/nyheter/elbilisme/3259-elbil-pa-solenergi

Til daglig så kjører jeg rundt i en Nissan Leaf el-bil, og jeg gikk en stund med tanken på hvor kult hadde det ikke vært å kunne lagre overskuddstrømmen selv, slik at jeg kan bruke den selv om natten eller dager det er overskyet.

Som sagt som gjort.. jeg fikk tak i 2 stk Nissan Leaf batterier fra vrakede biler og bygget en kraftig batteripakke i boden.

Mer info om det er: http://elbil.no/nyheter/elbilisme/3396-selvforsynt-med-solenergi-og-batteribank

Når det gjelder batteripakke til båten så tenker jeg naturlig nok å også bruke Lithium her også.

Nissan Leaf batteriene er LiMn2O4 og har et noe høyere spenningsområde sammenlignet med Lifepo4. Så om jeg skulle bygget batteriet i båten basert på LiMn2O4, ville den fått en batterispenning på 16,8V når den er fulladet og det går jo ikke så bra.

 

Lifepo4 har ganske lik batterispenning som GEL batterier.

Setter man 4 celler i serie får man maks spenning på 14,6V og minimum på 11,2V.

Lifepo4 har som kjent ikke like farlig, i og med at den ikke eksploderer når de er overladet.

 

Selv om teknologien har vært her i noen år har det ikke blitt noen masseprodusert rimelig løsning enda. Mastervolt og Victron ser jeg har kommet med ferdige løsninger, men de koster enormt mye og man får de bare i 200AH størrelser.

 

Målet mitt er minst 1000AH, og som kjent så kan man ta ut opp til 90% av kapasiteten på disse batteriene så vi snakker om en formidabel lagringskapasitet.

 

Batterimonitoren har jeg kjøpt fra REC-BMS, samme leverandør som leverte BMS til mitt hjemme anlegg. Men den jeg har i båten er mer tilpasset 4 celler, og den har aktiv balansering, ikke passiv.

 

Den kommer også med en CAN-bus, så vi kommer til å forsøke å integrere den mot Masterbus siden jeg har Mastervolt i båten. Men det er strengt tatt ikke nødvendig for at dette skal virke.

 

Når det gjelder celler så har jeg ikke bestemt det enda.

Akkurat nå er kronen svak, så jeg vil vente litt ut på våren og håpe det endrer seg.

Målet er uansett å ha den ferdig før våren så jeg må bestille før februar er over.

 

Enn så lenge holder jeg en knapp på 4 stk Winston 1000AH celler.

http://www.ev-power.eu/Winston-300Ah-1000Ah/WB-LYP1000AHC-LiFeYPO4-3-2V-1000Ah-SALE.html

 

Totalvekten vil bli 146 kg, ikke så mye mer enn min 450AH batteripakke som er der i dag.

[offpist]

Ladingen er jo også viktig, så jeg kan også si litt om det.

Alle lade kildene ombord må tilpasses Lifepo4, og der er jeg allerede nesten ferdig.

 

-654W (2X327W) med solceller, kontrolleres av en Morningstar MPPT.60. Kan justeres som man vil

-400W vind generator, kontrolleres av en Morningstar TS-45 sammen med en 600W dump load. Kan justeres som man vil.

-Mastervolt 100A lader, den har eget Lithium program, og man kan juster som man vil.

-3,2 KW fastmontert diesel generator, lader via Mastervolt laderen.

-2 X 80A dynamoer. Her kan det tenkes jeg må inn med ekstern regulator, men vil prøve litt uten først.

Dumpload vil starte ved 14,6V og det gjelder uansett hvilken kilde som overproduserer.

 

Ladingen for Lifpo4 er egentlig ganske enkel, man kan "kladdlade" og trenger ikke noen "equalize" mode, det sørger BMS for. Eneste man må passe på er at spenningen ikke må bli for høy.

 

Det fine med Lithium batterier er at de har enormt lav indremotstand som igjen gjør at de kan svelge unna store strøm mengder. Som man ser i spesifikasjonene på de Winston batteriene så kan man lade med opp til 3000A(!) i kortere perioder, og opp til 500A kontinuerlig. Jeg vil naturligvis ikke komme i nærheten av dette i båten.

 

Men det betyr altså at når man ligger på under 80% SOC så vil batteriet sluke rått alt man kan dytte på av spenning.

Det betyr kortere tid med generatoren på, og optimal lading fra dynamoene når man går for motor.

 

BMS har et eksternt panel som jeg har montert ved kartbordet, der får man opp info som:

-Batteriets SOC i prosent, og denne er veldig nøyaktig! Kan justeres via pc og den tar også hensyn til SOH etterhvert som batteribanken blir noen år.

-Spenningen på hver av de 4 cellene.

-Indremotstanden i hver av de 4 cellene.

-temperaturen i batteribanken.

-Strømforbruk/lading.

-Antall cycles.

-Eventuelle feilmeldinger.

 

 

BMS har 2 stk 200A contactorer.

Den ene kobles mot alle lade kildene, den andre mot strømforbruk.

Det betyr at om spenningen skulle bli for lav, vil den selv slå av all last men beholde lade kursene.

Skulle spenningen bli for høy, vil den bare koble fra alle lade enhetene, men beholde last.

 

De fleste systemer har en contactor vil bryte strømmen ved for høy eller for lav last, men jeg mener dette er mye lurere.

[Servicemannen]

WhisperPower har ladere helt ned til 20amp med Li-Ion programmer. Tror dem har bedre priser på batterier en disse overnevnde og prisen ble ikke sett opp på grunn av kursen.

Redigert 26.Desember.2014 av Servicemannen (see edit history)

[tobixen]

Li-Ion er interessant. Jeg gjorde noen betraktninger rundt dette i tråden om elektrisk drift av båter - det virker som at med "state of the art" Li-Ion-batterier kan man greie seg med en fjerdedel av vekta (noe som er ganske viktig dersom man ønsker seg en planende båt med elektrisk fremdrift). Det jeg fant av LiFePO4 skuffet imidlertid - der var det ingen signifikant vektbesparelse.

 

http://www.seatronic.no/batterier-c-59/litium-batteri-a123-p-4715 - 20kNOK for 80 Ah batteri, 12 kg. Noe dyrt, og det er lite informasjon om produktet ... men informasjonen finner man jo forsåvidt her: http://www.a123systems.com/lithium-starter-battery.htm

 

Det er en diskusjonstråd om LiFePO4-batterier på forumet her fra før av: https://baatplassen.no/i/topic/88852-noen-som-oensker-aa-vcre-med-aa-teste-lifepo4-batterier/

 

Her er et 100 Ah FeLiPO4-batteri for under 5 kNOK: http://www.alternativenergi.no/heter_12volt_100ah_lithium_batteri_li-fepo4_med_bms..html - det selges også enkeltceller fra alterantivenergi.no - jeg kontaktet dem ifbm å bygge opp en batteripakke til elsykkel (den orginale batteripakken ble ved et uhell badet i saltvann), de mente det kunne være en utfordring å få tak i passende BMS.

[offpist]

Takk for tipset om Whisperpower, det virker som kvalitetsprodukter.

Har sendt en forespørsel om pris på den 1000AH batteripakken, men jeg er redd det er temmelig dyrt.

 

Jeg har også dialog med en kar om noen brukte 115AH Lifepo celler, totalt 44 stk. Fra en el-bil.

I 11P4S konfigurasjon så blir det 1265AH ved 12V.

 

Selv om batteripakken kanskje er nede i 80% SOH så vil det likevel være en anstendig kapasitet.

[Careka]

Syns du tar i litt formye, hvis du har 450 amp i dag, så holder det jo masse og bare ha 400amp Li-ion. hvorfor må du helt opp i 1000amp Li-ion. du har jo solceller så det holder og vindmølla, + du drasser med deg en generator også. ?

Slik ditt oppsett er så kan du selge strøm i uthavner.

 

Du kan spare mye vekt ombord og plass til annet . hvis du går for en mindre bank som også gir deg dobbelt av den du har i dag.

----

selv gikk vi fra 460 amp til 780 amp (bly/syre) men Truck batterier som tåler dyp utladning. og solceller 3 x 190W

har ikke hatt behov for landstrøm med dette oppsett i sommer, og vi seilte i Scotland, der det var mye mer regn en her hjemme.

Vurderete også og sette in Li-ion, men syns i fjord at det var formange uavklarte "ting" rundt disse batteriene.

Nå er det jo også nye typer på vei som vil gi dobbelt av Li-ion, så utviklingen går fort.

---

Spennende og se hvor du havner. Lykke til.

[offpist]

Ja, jeg ser det er litt overkill, men samtidig så er det jo unektelig deilig å ha en så stor batteribank.

Det er jo ikke hver dag det er sol, eller vind.

 

Jeg antar de 3 stk 150AH batteriene jeg har nå er 40KG stk, så det blir 120KG.

Plass er det nok av, så om jeg kan holde meg til noenlunde samme vekt, så er jeg fornøyd.

 

Men jeg kunne kjøpt 4 stk 400AH moduler, for senere å utvide med 400AH.

Jeg er litt opptatt av at jeg skal bruke løse moduler med ekstern BMS, for da har jeg mye bedre kontroll på hva som skjer, og når.

[offpist]

Fikk pris fra Wisperpower, 85041kr inkl mva (+ frakt) for 1000AH utgaven.

Satt og leste litt i spesifikasjonene, jeg her ser jeg det står oppført " Winston battery-1000 AH".

Akkurat samme batteri typen som jeg linket til tidligere.

De koster 990 euro stk, altså 9009 kr + mva med dagens kurs.

Sum celler, 36 000 kr + mva

 

Så kommer BMS, som jeg allerede bestilt, 5600 kr + mva.

Totalt 41 600 kr + mva.

Totalt 52000 inkl mva, altså omtrent 33 000 kr spart om jeg bygger den selv.

 

Håper fremdeles å få tak i brukte celler, da blir summen langt hyggeligere.

[Servicemannen]

Li-Ion teknologi har forskjell som annen batteri teknologi, produsert er A-seller til tøffe forhold og B-seller til mindre krevende forhold.
Disse seller du henviser til er B-seller og dem har annen pris. Men spørs er om dem holder ikke til ditt bruk?

 

[Fortego]

Dette blir utrolig spennende å følge. Planlegger noe lignende selv, så snart jeg har kapital til det, men med betydelig mindre kapasitet, eller kanskje ikke, for jeg planlegger både 24 volt, som jeg har i dag, pluss 12 volt for småting, og totalt, så kommer jeg nok opp i noe som tilsvarer 600-700Ah for et 12 volts anlegg .

[Careka]

Antar du har vært igjennom denne tråden.

 

http://www.cruisersforum.com/forums/showthread.php?p=1708804#post1708804

 

De har test en god stund nå.

[offpist]

Ja, jeg har lest deler av den tråden.

Tilbakemeldingene ser ut til å være bra.

 

Min nissan Leaf er fra 2011, og jeg bruker bilen flere ganger om dagen, kladd lader når jeg kan.

SOH (State of Health) er fremdeles 92% av hva den var da bilen var ny.

Så jeg er allerede overbevist om at teknologien er bra.

 

Hvis man tar utgangspunkt i de 1000AH cellene, så vil lading og utladning bare foregå på mellom 0,01 og 0,1C.

Levetiden bør derfor være veldig lang.

 

Lading fra tomt batteri, til fult i havnen vil ta over 10 timer, men det er egentlig greit nok.

[Mulligan]

Lifepo4 har som kjent ikke like farlig, i og med at den ikke eksploderer når de er overladet.

Alle batterier basert på Lithiumkjemi har det til felles at de ikke liker støt slag og varme.

SLB150 batteriet, riktignok en primærcelle, som er det batteriet jeg har jobba mest med har internsikring og popvalve som beskyttelse. Uten internsikringen har den en kortslutningstrøm på 800 A og vil øyeblikkelig gå i lufta. De blir også jevnlig sjekket med IR kamera for å sjekke at de ikke har gått eksoterme.

Det har vært mange rare branner rundt denne kjemien offshore, i industrien og i trafikken.

Teknologien rundt batterier går med stormskritt nå om dagene, men det er et tankekors at ingen har kommet opp med en effektiv slokkemetode ved brann.

[Careka]

Hvis man tar utgangspunkt i de 1000AH cellene, så vil lading og utladning bare foregå på mellom 0,01 og 0,1C.

Levetiden bør derfor være veldig lang.

 

Lading fra tomt batteri, til fult i havnen vil ta over 10 timer, men det er egentlig greit nok.

 

Du har jo solcellene dine og vindmølla, du trenger ikke landstrøm før evt mitt på vinteren.

Du kan selge strøm til andre i uthavner :)

[Careka]

Alle batterier basert på Lithiumkjemi har det til felles at de ikke liker støt slag og varme.

SLB150 batteriet, riktignok en primærcelle, som er det batteriet jeg har jobba mest med har internsikring og popvalve som beskyttelse. Uten internsikringen har den en kortslutningstrøm på 800 A og vil øyeblikkelig gå i lufta. De blir også jevnlig sjekket med IR kamera for å sjekke at de ikke har gått eksoterme.

Det har vært mange rare branner rundt denne kjemien offshore, i industrien og i trafikken.

Teknologien rundt batterier går med stormskritt nå om dagene, men det er et tankekors at ingen har kommet opp med en effektiv slokkemetode ved brann.

Det ligger endel filmer på Tuben når de overbelaster disse, og ingen av dem eksploderer med en gang, men de brenner etter en stund og lar seg ikke sløkke.

Spørsmålet blir jo om neste generasjon/type blir bedre mot/ved brann ?

De snakker jo om dobbel ytelse på samme størrelse.

 

Og brenner det i en bil så kjører man tilside, men det er vanskelig i båten,

[Mulligan]

Just precis.

Der slike brukes ombord i båt er det et stort sikkerhetsregime.

Spesielle skap og spesielle slukkere (D) som ikke virker.

Men viser en tegn til opphetning blir E i HSE fort glemt, og man konsenterer seg om H og S.

Den går prompte over rekka.

[offpist]

Tror kanskje dere blander litt.

Lithium Ion batterier kan selvantenne om man virkelig over-lader de, og det kan være dramatisk.

Men Lifepo4 vil bare ese opp, og i verste fall avgi røyk.

 

BMS systemet vil kutte strømmen LENGE før batteriet havner i den tilstanden.

Den har kontroll over cellespenningene, indremotstanden og temperaturen i cellene.

 

Som sagt, jeg har nærmere 400 kg med LiMn2O4 i boden hjemme.. og jeg sover godt om natten.

[Mulligan]

Det er en grunn til at fergeselskapene etterhvert begynner å se på elbiler som DG og forlanger at de skal stå på åpent dekk liksom tankbiler.

[Servicemannen]

Li-Ion er et felles navn over forskjellige lithium teknologier. Lithium iron phosphate er den teknologien som godkjent er til bruk om bord i båter.

http://en.wikipedia.org/wiki/Lithium-ion_battery

[tekniker3]

Batteri teknologi er jo i sin spede barndom. Når jeg rekner på det, så takler slike bil batterier til elektriske biler ca. 1000 ganger oppladning og utladning for å bestå garantitiden.

 

Problemet med dette er at de bare vil vare et par år i bolighus. Batteriene er jo også lagt av olje, og veien fra gruvene til bilen for et batteri har nok sluppet ut mye co2, men det snakker ingen om.

 

Jeg er også litt bekymret for elektronikken på batteriene. Svikter dette så kan batteriene gå opp i røyk.

 

Hva vi trenger er jo en super kondensator som kan lades opp og ned tusenvis av ganger før den tar kvelden...

[kodalse]

Henger meg på denne tråden.

Bilen min har avgått med døden, en modifisert Citroen Saxo EL-bil som etterlater meg 12 stk lifepo4 200ah batterier og 3000 i vrakpant

 

Batteriene er av denne typen:

 

 

Foreløbig har jeg fått plukket ut 5 av disse 12:

 

Usikker på om jeg kan plukke ut BMS kontrollenheten eller eventuelt bestille en ny. Må sjekke dette senere.

Nå har jeg også en gammel seter som skal få sin oppgradering av 12v systemet siden det er 7 kilometer til nærmeste statkraft påkobling.

 

Hva kan jeg bruke for å kontrollert styre ladingen på disse? Jeg har en eldre Princess 38 med et par 80amp? dynamoer, landstrøm (som jeg strengt tatt ikke ønsker å benytte så mye) og planer om et par 100 - 120w fleksible solcellepanel.

Ser ut som det er mange som har noe kunnskap om dette og suger til meg med glede denne

 

Normalt bør det gå helt fint med den ordinære ladere på 14,4v vil jeg tro, men blir det sikkert nok?

[offpist]

Fra det jeg kan lese på disse kassene så har du batteri moduler fra Heter. Det er et merke.

Og de er koblet 10P og 4S. Som betyr at 10 celler er i parallell og 4 i serie.

 

Du skal være veldig forsiktig med å lade de opp med en vanlig batteri lader som ikke er beregnet for Lifepo4.

For å vite om du fortsatt kan bruke BMS i et 12V oppsett trenger vi å vite hvilken BMS de har brukt. Du kan være heldig at den er universal og kan programmeres om.

 

Husk også at Lifepo4 liker ikke å stå lagret fulladet.

 

Kan være lurt å beholde de metallkassene rundt batteriene, det gir i det minste en brannbeskyttelse om noe skulle gå galt.

[offpist]

Googlet artikkel nr og fikk dette:

http://www.tradeeasy.com/supplier/587108/selling-leads/987824/electric-vehicl-battery-hppf70173248-20ah.html

 

Så det ligger nok 40 stk slike i hver kasse da..

10 i paralell for å få 200AH, og 4 i serie, for å få 12V.

 

De tykke kablene er 12V ut, mens de tynnere kablene er koblet mellom cellene, for balansering.

 

Merk at "Discharge cut-off voltage:2.0v Charge cut-ff voltage:3.65v".

Så gå aldri under 8V, og aldri over 14,6V.

[kodalse]

Dette begynner å bli interessant. Et nærmere bilde av BMS (det står fire i hver kasse)

 

Av det jeg kan se er det altså fire av typen "CM60" Såvidt jeg kan forstå er vel dette ganske universelt?

De fem kassene jeg har tatt ut hittil har alle ligget på 12,9v - 13,1v. De var ikke fulladet når bilen til slutt ble parkert.

Forøvrig kan det også nevnes at dette var en av de første prosjektene til Alternativ Energi i Grimstad med ombygging av de tidlige Citroen/peugeot til Lithium.

Kanskje jeg kan få noen svar derfra også.

 

For å fortsette tankespinnet noe... Hvis jeg har en lader/dynamo som aldri overstiger 14,4v ladespenning bør jeg vel egentlig være "Home free"?

[offpist]

Tror ikke det der er selve BMS`n.

 

Det sitter nok sikkert et slikt kretskort for hver celle, 4 i hver pakke og siden du har 12 pakker totalt så har du nok 48 stk slike kretskort.

De er koblet sammen med den gule kabelen, over en slags bus slik at BMS kan snakke med hver enkelt kretskort.

BMS kan så sende et signal om at en eller flere celler må balanseres.

 

Om du allerede har vraket bilen kan det godt hende BMS fremdeles sitter i bilen en plass.

 

Uten BMS så risikerer du at spenningen på cellene drifter litt fra hverandre.

Så om du kjører uten BMS så bør du holde deg godt under topp spenningen, og du bør også jevnlig måle og om nødvendig balansere manuelt med motstander.

 

Ville vært ganske forsiktig med dette. Du må lese deg mer opp på temaet.