Hur många watt kan man ta ut ur en batteribank med fyra Litium batterier med varsin 100 A BMS

[JRK]

cortinaman skrev 1 time siden:

 

ANL er IKKE ok som kortslutningsvern på lithium, bryteevnen er for lav.

 

Kan du forklare dette nærmere?

I mitt hode så vil jo denne brenne av ved kortslutning av Lithium. Med 12 volt ser jeg ikke for meg lysbue eller annet som gjør at sikringen ikke vil funke. Men er på tynn is med tanke på kunnskaper hva som kan skje med lithium.

[Chiefengineer]

Nå må man ikke overdramatisere når det gjelder eventuelle kortslutningsvern på disse Lithiumbatteriene. På ethvert skipsanlegg med generatorer på flere titalls MW og merkestrømmer på flere tusen ampere så fins det en mulighet for kortslutning mellom generator og hovedtavla der generatorvernene (kortslutningsvern) sitter. Hovedtavla kan ofte sitte langt vekk fra selve generatoren som står i maskinrom. Det er likevel en unødvendig problemstilling å ta hensyn til, ideelt sett skulle vel generatorvernene sittet inne i generatoren men dette er ikke teknisk mulig.

 

JA, problemstillingen er litt annerledes med tanke på kortslutningsstrøm, indre motstand i et batteri osv. men ser ikke den store problemstillingen rundt dette temaet. Bygg anlegget solid og fagmessig så ivaretar man kortslutningssikkerheten. Resten tar BMS seg av.

[cortinaman]

JRK skrev 26 minutter siden:

Kan du forklare dette nærmere?

I mitt hode så vil jo denne brenne av ved kortslutning av Lithium. Med 12 volt ser jeg ikke for meg lysbue eller annet som gjør at sikringen ikke vil funke. Men er på tynn is med tanke på kunnskaper hva som kan skje med lithium.

Du kan sveise med et 12V startbatteri. Det samme skjer når du åpner en bryter eller en sikring smelter, du får en lysbue. Strømmen avgjør hvor langt gap lysbuen klarer å dekke før den slukker, og strømmen er avhengig av motstanden i kretsen. Dersom forholdene ligger til rette opprettholdes lysbuen og derved strømkretsen. Dette vil fortsette til noe brenner av så lenge du har tilstrekkelig kapasitet i batteriet.

 

I forbrukskretser er det ikke en problemstilling fordi den totale motstanden i kretsen begrenser strømmen, selv ved kortslutning vil tynne ledninger utgjøre stor nok motstand. Men jo tetter inn på batteriet du er og jo fetere kabler du har jo mer nærmer du deg kortslutningsstrømmen til batteriet hvor det kun er den indre motstanden som begrenser. Derfor anbefales på det sterkeste å ha en sikring som kortslutningsvern nær batteriet. Denne sikringen må være utformet slik at den hindrer lysbue opp til den aktuelle kortsutningsstrømmen som igjen er  bestemt av batteriet. Lithiumbatterier har en vesentlig høyere kortslutningsstrøm enn bly/AGM.

 

Bryteevnen til en sikring forteller hvor kraftig lysbue den klarer å bryte, med andre ord hvor stor strøm den kan bryte. En 100A sikring vil smelte når strømmen overstiger 100A i en viss tid, men det hjelper ikke hvis lysbuen opprettholdes.

[JRK]

Dette stemmer jo ikke med min barnelærdom og heller ikke med wikipedia. Men begge disse er eldre en Lithiumbatteriet. At du kan sveise med 12 Volt ved at strømmen får en skiftøkkel til å smelte, ja mulig det kalles å sveise for det har jeg heller ikke greie på ;) I mitt og Wikipedias minne er det spenningen som avgjør om du får en lysbue, ikke strømmen som du skriver.

Selve tråden som brennes av i en ANL sikring er ca 10 mm lang. I følge Wikipedia trenger du 31,7 kV vekselspenning for å få en lysbue her

Nå finner jeg ikke så mye informasjon om Lysbue ved likestrøm. Fint om du har noen dokumentasjon på det du hevder. Jeg blir aldri for gammel til å lære noe nytt

 

Lysbue

 

Artikkel på nynorsk

 

En lysbue, ofte unøyaktig kalt gnist, er et fenomen som oppstår når den elektriske spenningen er høyere enn det mellomliggende materialets gjennomslagsspenning. Ved gjennomslag er det vanlig at materialets karakter endrer seg, en får elektrisk nedbrytning, noe som både kan medføre en vedvarende lysbue eller en øyeblikkelig utslukking av lysbuen. Ved vedvarende lysbue så vil det dannes en bro av plasma direkte mellom elektrodene hvis det ikke er annen ytre påvirkning. Resultatet blir at strømmen vil passere i plasmaet dannet av det mellomliggende materialet og vil oppfattes som et skinnende hvitt lys (ionisering).

I vanlig luft kreves det ca 31,7 kV (volt) vekselspenning for å få gjennomslag over 10 mm i et kulegap, noe fallende med økende avstand. Dette er gjennomslagsspenningens toppverdi ved normalbetingelser. Det er ulike faktorer som bestemmer dette. Luftfuktighet, gassatmosfære, temperatur og trykk er avgjørende faktorer.^[1] Når plasmaet er etablert kan strømmen vedlikeholdes ved lavere spenning.

[Hulda]

Mja. Nå har jeg nettopp sveiset på Hulda. Jeg står på brygga mens Hulda flyter og stikker av. Med DC 50 A og 48 V, greier jeg å dra en lysbue til sikkert 5 mm før det sier plopp i sveisen og jeg sier faen. Bare som en praktisk observasjon. 

[baatglede]

Her er en youtube video som viser en test av kortslutning av et lithium batteri med en 100A BMS:

 

 

[Seilars]

cortinaman skrev for 11 timer siden:

Skuffesikringer med NH00 er jo en kjempeløsning.

120kA bryteevne er for AC, databladet for NH00 opplyser ikke DC bryteevne. Men databladet for et av baseelementene, 3NH3030, sier 120kA AC og 25kA DC. Hvilken skuffeløsning eller baseelement har du?

 

 

 

Det er Siemens Sentron som jeg har.  Har 4 slike 3x160A NH00 skuffer ombord.  Tanken er både å sikre mot overbelastning og kortslutning ute i anlegget, men også å samle større forbrukere og hovedsikringer med tanke på å isolere dem raskt ut ved feil.  

 

 

 

 

cortinaman skrev for 11 timer siden:

Dersom du flytter skuffen foran Lynx fordelingen eller setter inn class T, ser du fortsatt behov for å fjerne minusskinne i fordeling?

 

 

Victron mener jo  at det er greit som det er, men for meg ble det ingen godfølelse. Victron baserer seg nok på kabelsko med mindre gods. (bildet viser 95mm2 sko)

Her ser du hvordan tilkoblingene ble med mega sikringer og minusene fjernet/ flyttet til enda en lynx som jeg plasserte til høyre for denne. Minusene skulle egentlig vært plassert under plussene, og med ett plast deksel imellom. Det kunne sikkert fungert, spesielt med mindre kabelsko, men selv om sannsynligheten var liten, så føltes risikoen for stor. 

 

Det bør gå å få plass til Class T her tenker jeg, men først skal jeg få litt oversikt over hvor store strømmer batteriene mine kan levere ved kortslutning. Foreløpig med BMS i normal funksjon, så kan det se ut til at vi er på kortslutnings verdier som ikke er så skremmende (etterforskning pågår). Men dette skal testes og sjekkes litt nærmere først, og så skal jeg kjøpe og plassere noen porselens sikringer med quartz, feks class T som gir litt mer tillit tenker jeg. Alternativt så blir det SF51 som du linket til.  

 

[Bellil]

Seilars skrev On 3.10.2024 at 22.59:

 

 

 

Det er Siemens Sentron som jeg har.  Har 4 slike 3x160A NH00 skuffer ombord.  Tanken er både å sikre mot overbelastning og kortslutning ute i anlegget, men også å samle større forbrukere og hovedsikringer med tanke på å isolere dem raskt ut ved feil.  

Har du disse skuffene i et skap eller står de åpent?  Jeg har vurdert det samme, men skuffen havner i tilfelle i motorrommet og der bør den vel ikke stå helt åpent til for klimaet?

[Seilars]

Bellil skrev 50 minutter siden:

Har du disse skuffene i et skap eller står de åpent?  Jeg har vurdert det samme, men skuffen havner i tilfelle i motorrommet og der bør den vel ikke stå helt åpent til for klimaet?

 

Mine er plassert tørt og ikke i motorrom. Men jeg ser ikke noe problem med motorroms plassering om det er tørt og ok temp. der.  Sikringsskuff er bra beskyttet mot kortslutning (motor er gjerne minus).  Skal du sikre kabler ut fra batteri, så ville jeg enten brukt kabel godkjent for kortslutningssikker forlegning, eller sorte K-rør rundt ledere frem til NH00 sikringene.  Det med sorte K-rør frem til første sikring er metoden som bavaria verftet har pleid å benytte (ISO norm?). Ulempen med NH00 er at man vanligvis ikke får dem i større versjon enn 160A. Det stemmer også gjerne med maks godkjent effekt i NH00 sikringsskuffer, og maksimal kabel man klarer å terminere i slike NH00 skuffer.  Victron multipluss kombi inverteren vår er tilkoblet med 2x50mm2 og sikret med to stykk NH00 sikringer i samme skuff.  Det er en metode man kan bruke for å få frem mer enn 160A. Sikrer man to like lange ledere i samme skuff, så isoleres begge samtidig og de vil få relativt lik belastning. Men man bør være nøye med å kappe like lange ledere slik at man unngår ulik belastning. 

[Gullfisk]

Bellil skrev for 2 timer siden:

Har du disse skuffene i et skap eller står de åpent?  Jeg har vurdert det samme, men skuffen havner i tilfelle i motorrommet og der bør den vel ikke stå helt åpent til for klimaet?

Hadde slik som både sikring og hovedbryter i motorrommet i 14 år i forrige båt. Dette var en båt som alltid hadde litt vann i kjølen pga drypp fra pakkboks, men aldri noe problem med noe korrosjon på skuffen.

[Komodo]

Seilars skrev for 2 timer siden:

Ulempen med NH00 er at man vanligvis ikke får dem i større versjon enn 160A. Det stemmer også gjerne med maks godkjent effekt i NH00 sikringsskuffer, og maksimal kabel man klarer å terminere i slike NH00 skuffer.

Hmm, da utgår jo NH00 som sikring av baugtruster om man trenger 500A sikring. 

[Seilars]

Komodo skrev 1 time siden:

Seilars skrev for 3 timer siden:

 

Hmm, da utgår jo NH00 som sikring av baugtruster om man trenger 500A sikring. 

 

Ja, NH 00 utgår, men det finnes mange andre NH størrelser.  NH00 er vel den nest minste av dem. NH000 er mindre, og NH1, NH2,NH3 og NH4 er større.  Slike sikringer kan tydeligvis være tingen når man skal sikre lithium mot kortslutning. De er laget av porselen/keramikk, og fylt med quartz. Dermed så kan man blåse av slike sikringer uten at det slår ut gnister til omgivelsene. 

 

 

 

 

 

 

 

[Bellil]

Komodo skrev for 3 timer siden:

Hmm, da utgår jo NH00 som sikring av baugtruster om man trenger 500A sikring. 

Du kan jo gå opp til NH-sikringer

https://www.utugroup.com/no/products/nh-sikringer-gg-3-425-630a-500vac-2/

 

 

[JRK]

Må innrømme at jeg er litt skeptisk til denne sikringsdiskusjonen...

De ferdige lithioum batteriene med BMS har jo ikke noe slik sikring. Rent hypotetisk kan det vel oppstå feil internt, og dette er altså ikke sikret. Lurer på om det finnes slike sikringer i elbiler?

Eneste sted jeg kan tenke meg at dette er nødvendig må jo være lithiumbatterier uten BMS før thrustere, men igjen skulle hjerne sett informasjon om at det virkelig kan oppsta slike lysbuer med 12 Volt. Det er forskjell på en kortslutningsgnist ved sveis og og en lysbue hvor luft eller matrialer ioniseres og det dannes plasma. Blir overrasket om det blir krav til annet en ANL sikring. Men har tatt feil før også ;)

[baatglede]

Jeg er også litt skeptisk til at det kan oppstå så høy effekt gjennom intern kabling i batteriet og BMS som er beskrevet i denne tråden. Hvis en ser på en del av disse youtube videoene som plukker i stykker Lithium batterier for å vurdere disse, ser en at kablingen mellom selve lithium cellene og BMS ikke er spesielt tykk. BMS benytter som regel flere FET i parallel for å styre og evt bryte strømmen gjennom BMS. Selv om lithium cellene har liten motstand så vil kablingen og FET medføre motstand i kretsen.

 

Jeg er ingen ekspert på området. Hvis noen finner praktiske tester på flere tusen ampere gjennom BMS så legg de gjerne inn så kan vi alle bli litt klokere...

 

 

[Seilars]

Med intern BMS som fungerer på ett av mine skanbatt 200Ah batterier med 200A BMS, så leveres det 640A ved kortslutning. Det er jo ikke så voldsomt om vi sammenligner med andre batterier som feks. AGM.  Konklusjonen min i vår båt der vi har 4 stk. av disse i parallell er at sikring pr. batteri er bra. Årsaken er at man ønsker å slå ut en strøm fra de tre andre som går til kortslutning på det fjerde.  Tanken bak det er at en slik 640A strøm vil forsynes fra alle 4 batteriene, og kun en av smeltesikringene plassert på samleskinnen vil oppleve dette som en strøm på  3x640A  i retning kortslutning på det 4. batteriet. BMS’ene er laget for å levere 4x200A kontinuerlig til kortslutningsstedet, og 4x400A i 3-sekunder.  Først ved større strøm enn dette vil BMS’ene kutte før det har gått 3 sekunder. Ser man på tabellene for mega sikringene, så vil det ved en slik kortslutning smeltes sikring  innenfor de maksimale 2000A etter 1 sekund eller noe mer avhengig av motstand i lasker/krets. 

 

Jeg tenker at med intern BMS og feil på BMS i kombinasjon med intern kortslutning i batteri, så kan man ikke beskytte banken uansett. Da er det flåte eller jolle som gjelder. Men det ville vært interessant å se hva som skjer ved ekstern kortslutning på batteripoler uten sikringer. Jeg har vel en mistanke om at BMS’er kobler ut ganske kjapt i en godt terminert bank. Dette bør jo leverandører ha med i sine brukermanualer, slik at de kan beskrive maksimalt antall batterier sammenkoblet, og eventuelle krav til dimensjon på lasker og eventuelle sikringer. 

 

På mine skanbatt så mener jeg det er maksimalt 4 batterier i parallell eller serie, men jeg har vel en mistanke om at mange brukermanualer ikke beskriver slike faktorer.  Det står ingenting om krav til sikring i manualen. Tolker det derfor som om sikring er en ekstra sikkerhet basert på at jeg har fulgt manualen til produsenten.  

[JRK]

Enig i det du skriver Seilars. Mine Litime anbefaler også 4 i parallell og 4 i serie. BMSene er på 100A men tåler også 300A i 5 sekunder. Leste på manualene på flere norske leverandørers batterier og tilsvarende informasjon fantes. Dette er nok nettopp for å ta høyde for aktuelle feil situasjoner som kan oppstå.

[Hulda]

Det nettopp slike filosofier som er bakgrunnen til å jeg har polsikringer underveis i posten. Brann i batterier kan oppstå. Det gjelder også blybatterier. Og det er fint lite vi kan gjøre for å unngå det, annet enn å følge med og være obs på uregelmessigheter. Som at på blybatterier at spenningen synker, batterier går varme, de begynner å svelle osv.

[baatglede]

Jeg er enig i dine betraktninger Seilars og jeg bruker også en sikring pr lithium batteri.

 

 

[Chiefengineer]

Når Dere er så nervøse for kortslutning i et batteri med innebygget BMS i, hvordan etterser, vedlikeholder og beskytter Dere dieselsystemet ombord mot lekkasjer? Kontrollerer at varme flater på motor ikke holder over 220 grader (SOLAS)?

[Hulda]

220 grader? Uansett hvor jeg spytter på motoren min, så spretter/koker ikke spyttet :-) Seriøs temperatursjekk. 

 

Ellers så har kompisen min, som har jobbet som (motor)mekaniker på lyst- og yrkesbåter siden 1975, en distinkt følelse av at noen branner har vært forårsaket av dieseldusj fra defekt anlegg som har truffet gloheit turbo. I hverfall før i tiden var det turboer rundt om som lyste svakt i mørket. Offshore var vi veldig nøye med at sokken over turboene var hele og passet ordentlig. Ved minste defekt ble ny bestilt. Avsporing.

[Seilars]

Chiefengineer skrev for 10 timer siden:

Når Dere er så nervøse for kortslutning i et batteri med innebygget BMS i, hvordan etterser, vedlikeholder og beskytter Dere dieselsystemet ombord mot lekkasjer? Kontrollerer at varme flater på motor ikke holder over 220 grader (SOLAS)?

 

Det er ikke enten eller, det er både og 😉.

 

Jeg forstår godt solas kravet om maksimalt 220 grader på varme flater i og rundt motor. Diesel kan selvantenne på varme flater fra 225 grader, og ombord hos oss har vi derfor alltid ett rent og pent motorrom uten eksos eller andre lekkasjer.  Har ennå ikke funnet noen så varme punkter, men kan vel takke volvo penta og manglende turbo for det.  Men uansett lærerikt å bli minnet på dette solas kravet og hvorfor det er nødvendig. Motorer står for en stor andel av båtbrannene i følge RS.  

 

Men nå må vi ikke spore av en lærerik diskusjon rundt behovet for sikring av Lifepo4.  Halve moroa med båt er jo å være kaptein, maskinsjef, skipselektriker, og ingeniør i sitt eget lille univers. Sannsynligheten for at man ikke er kompetent innen ett eller flere av disse fagfeltene er vel opp mot 100%. Da er BP en fin plass å få litt kunnskap.  Mange er gode til å vise til kilder og krav, og nettopp da blir vi klokere selv om vi av og til ikke velger å følge opp anbefalingene. Sikringer i tillegg til BMS er ett aktuelt tema for flere av oss. Batteribanken i vår båt er på over 10kwh, og den kan levere 2560A ved kortslutning og 800A i kontinuerlig last.. Da liker jeg å se noen sikringer som er så dumme at de ikke trenger å testes. Rett og slett fordi jeg ikke ønsker å teste BMS’ene.  Det er dessuten i mange tilfeller vanskelig å få detaljert info om hvilke krav som stilles av produsentene når batterier med interne BMS’er kobles sammen.  

[J-Å]

JRK skrev On 8.10.2024 at 16.41:

Lurer på om det finnes slike sikringer i elbiler?

Elbiler har pyro-sikringer. https://www.youtube.com/watch?v=nmBdLG40wts 

 

[JRK]

Ja selvsagt. De operer jo med opptil 800V. Dumt spørsmål fra meg. Stor forskjell på det og 12 Volt

[Seilars]

Ja, men det er vel også mulig at slike pyrosikringer aktiveres sammen med airbag for å isolere ut det som bør isoleres ved en kollisjon.  Det er vel en grunn til at kablene må sprenges av så kjapt.