Beskyttelse av generator ved ladning av lithium

[StorStas]

Har man først et greit blybatteri i kretsen så er det jo ikke noe å lure på, men denne tråden penser inn på alternativene, eller evt. hvor lite blybatteri man kan klare seg med. Jeg tenker det skal godt gjøres å svare på det siste.

 

Ved bortfall av last så stiger spenningen nettopp fordi det ikke er noe der til å absorbere den energien som blir produsert. Er det noe der til å absorbere energien, så stiger ikke spenningen og man får heller ingen spenningspuls. Det er jo sånn det normalt er, at batteriene tar til seg den ladingen som er. Og hvis/når spenningen stiger for høyt, så vil regulatoren oppdage det og redusere eller stenge energiproduksjonen. Problemet er bare de 10-20ms det tar for regulatoren å reagere ved bortfall av last. I den korte tiden produserer dynamoen det samme som den gjorde før. 

 

Hvor mye strøm er det egentlig snakk om, og hvordan vet man egentlig det? Hvis man først skal finne en god løsning så gir det bare mening for meg å tenke på hva dynamoen maksimalt kan gi, ikke hva som kan skje når og hvis alle batterier er kanskje 87% eller kanskje 100% fulle. Det har man uansett ikke kontroll på, men man har kontroll på hvor mye strøm dynamoen potensielt kan levere. Og skal man først finne en god løsning så er det vel det greit å finne en som man har kontroll på. 

 

Hvis dynamoen produserer 100A i øyeblikket, og BMS kutter, så må noe annet ta til seg 100A i 10-20ms. Da stiger spenningen inntil dette "noe" tar til seg strømmen, eller til diodene ryker og strømmen går igjennom dem.

 

Et middels startbatteri vil klare å ta til seg 100A, uten at spenningen må bli altfor høy. En del høyere må den alltids bli, men ganske sikkert ikke kritisk. Det er nok derfor et middels startbatteri i kretsen er regna for å være godt nok. For de som har "hundrevis" av Ah med AGM batterier er jeg heller ikke det minste bekymra. Men for at et lite 5Ah MC-batteri skal ta til seg 100A strøm, så virker det åpenbart for meg at spenningen må opp en god del. Men om det holder med 30V eller kanskje 40V, eller kanskje enda høyere, for at et så lite batteri skal ta til seg så mye strøm, det er et godt spørsmål. Det blir i hvert fall en god spenningspuls da, men hvor grensa går for når elektronikken blir ødelagt vet jeg heller ikke. Når det gjelder blybatterier er det i det hele tatt ikke mye jeg kan si, annet enn at spenningen vil stige inntil overskuddsenergien er absorbert. Så hvis spørsmålet er hvor lite batteri man kan sette inn, så syns jeg heller det er et spørsmål om hvor lite batteri man _tør_ å sette inn 😬😁.

[Seilars]

StorStas skrev 7 minutter siden:

Så hvis spørsmålet er hvor lite batteri man kan sette inn, så syns jeg heller det er et spørsmål om hvor lite batteri man _tør_ å sette inn 😬😁.

 

Enig, og ett moment til er hvor fulladet dette batteriet er.  Jeg har testet litt størrelsen på inrush ved ulike floatspenninger.  Det vil alltid ta litt tid for ett AGM batteri  å absorbere  100% SOC med mindre man overlader med høy spenning. Ser man for seg ett thruster batteri, eller ett start batteri som nettopp har vært i bruk, så vil det lettere ta til seg en spennings peak enn ett VHF batteri som står på 13,6V DC-DC lading på 3. døgnet. Ett batteri som tar til seg en stor strøm ved heving av ladespenning demper spenningen på nettet bedre enn ett som tar til seg kun en liten strøm. Så spørsmålet da er hvor stort er behovet for demping. Grunnen til at jeg har testet dette med float spenninger er for å finne ut hvor lang tid ved ulike spenninger det tar å toppe fra 98-99% SOC til 100% SOC.  DC-DC lading av blybatterier underveis vil med andre ord være negativt mtp. batterienes evne til å dempe load dump peaker.  Men det blir veldig mye teori, og fint lite testing.  

 

Kanskje vi bør la Atle Antonsen og Harald Eia ta seg av overstrømmen vi har i nettet.

 

https://www.nrk.no/video/humor/denne-gjengen-kvitter-seg-med-reststrommen_34a2c1a2-fbc1-47ee-8532-cb439ae62fa9

 

 

[Komodo]

Fantino skrev for 13 timer siden:

Jeg tror nok at den kjedelige løsningen med et blybatteri i kretsen - så billig som mulig - pr nå er den beste løsningen.

Enig i det, og kommer til å fortsette å ha det slik i Viksunden. 

Men nå handler jo denne tråden om å finne en teknisk løsning hvor man kan droppe blybatteri i kretsen. Motivene kan være flere, alt fra vekt, prestanda, eller rett og slett bare nysgjerrighet på nye løsninger  

 

I fiske/dykke-jolla derimot kunne jeg godt tenkt meg en løsning med å droppe blybatteri, og kun hatt lithium. Årsakene er delte. Ønsker både mindre vekt, høyere kapasitet, og i tillegg vil det være en fordel med et batteri som tåler å stå uten å være toppladet over tid. Har også brent meg flere ganger nå på å glemme å slå av hovedbryteren. Har tydeligvis en lekkasjestrøm ombord, for batteriet tappes sakte men sikkert når hovedbryteren står på, og har så langt ikke klart å lokalisere denne strømtyven. Trodde først det var autopiloten, så jeg lagde en løsning hvor jeg koblet den over lanternene, men problemet er ikke borte. 

 

 

StorStas skrev for 4 timer siden:

Har man først et greit blybatteri i kretsen så er det jo ikke noe å lure på, men denne tråden penser inn på alternativene, eller evt. hvor lite blybatteri man kan klare seg med. Jeg tenker det skal godt gjøres å svare på det siste.

 

Seilars skrev for 4 timer siden:

Ser man for seg ett thruster batteri, eller ett start batteri som nettopp har vært i bruk, så vil det lettere ta til seg en spennings peak enn ett VHF batteri som står på 13,6V DC-DC lading på 3. døgnet.

Det blir mange tenkte scenarier, men i prinsippet så tror jeg vi må tenke at blybatteriet i kretsen er fulladet. Det batteriet kan jo være på 5 eller 100Ah, og SOC kan være alt fra flatt til fullt, men vi må jo tenke worst case. Dessuten er det jo ikke ønskelig å lagre et blybatteri i noen annen situasjon enn fulladet, så i mange tilfeller vil det være nettopp det. 

 

Jeg faller derfor litt tilbake på tanken om et Li-ion batteri i 4S med 3,6V celler, typisk 18650 eller 21700 NMC. Det er samme type batteri som jeg bruker når jeg bygger batteripakker til dykkerlykter osv., så de er jeg godt kjent med. Disse cellene er normalt spesifisert å lades til 4,2V, det vil si at batteriet ikke er fulladet før man er oppe i 16,8V. Ved en ladespenning fra dynamoen på f.eks. 14,4V vil de aldri fullades. Disse cellene kommer i en rekke ulike kvaliteter, med ulik evne til å gi fra seg og ta til seg strøm, men generelt er de meget mottagelige for ladestrøm. 

 

F.eks. så er et Samsung 40T INR21700 oppgitt til å tåle en ladestrøm på 6A, det er altså kontinuerlig lading for en enkelt celle på 4Ah. For kortere tid vil den tåle en vesentlig høyere strøm. Se også her hva databladet sier om sikkerhetstesting:

 

 

20V og 18A på en celle er ganske hard kost. For et 4S5P batteri gir det 80V og 90A. Disse cellene blir altså testet med vesentlig hardere påkjenninger enn det de er ratet for. 

 

 

StorStas skrev for 5 timer siden:

Og hvis/når spenningen stiger for høyt, så vil regulatoren oppdage det og redusere eller stenge energiproduksjonen. Problemet er bare de 10-20ms det tar for regulatoren å reagere ved bortfall av last. I den korte tiden produserer dynamoen det samme som den gjorde før. 

Men hva skjer etter den korte etter den korte peaken på 10-20ms? Man må vel ta høyde for at dynamoen fortsetter å gi litt strøm selv etter at LFP batteriet har koblet ut. 

[Fantino]

Komodo skrev for 4 timer siden:

Men hva skjer etter den korte etter den korte peaken på 10-20ms? Man må vel ta høyde for at dynamoen fortsetter å gi litt strøm selv etter at LFP batteriet har koblet ut. 

Med dette ‘offer-batteriet’ tilkoplet så vil jo regulator se batterispenning og dermed regulere til sitt setpunkt skulle en tro, så det er svært mulig at denne løsningen kan være brukande. Det blir vel som når BMS kopler ut i et system som også har blybatterier tilkoplet. Er vel i grunnen ikke så mye arbeid å kople opp provisorisk og teste heller?

[StorStas]

Komodo skrev for 7 timer siden:

Jeg faller derfor litt tilbake på tanken om et Li-ion batteri i 4S med 3,6V celler, typisk 18650 eller 21700 NMC.

Ikke dumt tenkt det, når du allikevel kjenner sånne batterier såpass godt som du gjør. Vel så viktig som at de tåler strømpulser av en viss størrelse, er imidlertid at de er villige til å ta imot en sånn strøm-mengde ved lav nok spenning til at ingen ting blir ødelagt. Det er godt mulig at et 4S5P batteri av den typen skulle ha greie forutsetninger for å gjøre den jobben. Hvis du skulle komme så langt som å teste det ut, så ta batteriet fra kjøleskapet (evt. fryseren) så får du worst-case ift. lademottagelighet.

 

Jeg ville vurdert å ha det bak en skillediode så det er separert fra hovedbatteriet, så den strømtyven ikke kan ødelegge noe. Og så ville jeg hatt en aktiv-balanserings modul på det. Til slutt så hadde det også gått an å koble på en 50-kroners BMS fra ebay, kobla på/via tenning eller noe, og på en grønn LED som lyser når alt er ok.

 

Er ellers enig med Fantino når det gjelder dynamoen, den vil bare regulere seg ned til null strøm.

 

Seilars skrev for 11 timer siden:

Kanskje vi bør la Atle Antonsen og Harald Eia ta seg av overstrømmen vi har i nettet.

 

https://www.nrk.no/video/humor/denne-gjengen-kvitter-seg-med-reststrommen_34a2c1a2-fbc1-47ee-8532-cb439ae62fa9

Herlig! Der har vi jo løsningen😅