lithium batteri diy – B4x4.no

27/10/2023

Bjarne bygger batteri – Shunt

UTTALE sjønt
ETYMOLOGI fra engelsk shunt ‘vikespor’, av shunt ‘dreie til side, skifte’

Trenger jeg egentlig en shunt? Ja/Nei. Egentlig så trenger du den…ikke? Alle BMSer leser av status på ditt batteri, og om du ikke har høye krav til å vite hvor mye strøm du har på batteriet, så trenger du det egentlig ikke. BMSen forteller sånn tålig hvor mye strøm du har tilgjengelig. MEN, en Shunt telle hvor mange ampere som går gjennom den, og hvilken vei strømmen går, og vet derfor mye mer nøyaktig hvor mye strøm du har igjen på batteriet. Altså er en Shunt mer nøyaktig.

For å få en nøyaktig shunt, må du og ha en riktig innstilt BMS, om den ikke er satt opp riktig, så vil du fremdeles få et riktig svar på å mye strøm du har brukt, men ikke hvor mye du har igjen. Se BMS og Lading for å få det rett.

En shunt er en liten, kjent motstand som settes i serie med batteriet.
Er batteriet på 10v, og er koblet til en lyspære på 10w, vil strømmen være 1ampere.
Vi tar å setter inn en shunt i serie, mellom batteriet og lyspæra, på batteriets minus pol.
Shunten er på 0.001 ohm. Det går 1A gjennom shunten.
Når vi måler hvor stor spenningen som nå ligger over shunten, ser vi at den er på 1mV

Victron Smart Shunt er et flott dings som kan integreres med en Victron Cerbo GX for å gi deg informasjon om ladetilstanden til batteriet ditt, samt la deg se samme informasjonen i Bluetooth-appen.

For å få best mulig informasjon ut av shunten din og/eller Cerbo GX, må du konfigurere batteriinnstillingene riktig.

Formålet med dette dokumentet er å beskrive innstillingene som vi vil anbefale for at du skal få mest mulig ut av Smartshunten.

Vi håper at dette dokumentet vil hjelpe deg å få mest mulig ut av din Victron SmartShunt.

Før vi kommer til innstillingene, vennligst merk at disse tre parametrene jobber sammen for å avgjøre når batteriet ditt har en ladetilstand på 100% (SOC):

Battery capacity (Ah) Standardinnstilling: 200 Ah Område: 1 – 9999 Ah Stegstørrelse: 1 Ah Min innstilling: 280 Ah

Charged Voltage Standardinnstilling: 0V Område: 0V – 95V Stegstørrelse: 0.1V Vår innstilling: 14.0V

Discharge floor (%) Standardinnstilling: 50% Område: 0 – 99% Stegstørrelse: 1% Vår innstilling: 10%

Tail current (%) Standardinnstilling: 4% Område: 0.50 – 10.00% Stegstørrelse: 0.1% Vår innstilling: 2.00%

Charged detection time (m) Standardinnstilling: 3 minutter Område: 0 – 100 minutter Stegstørrelse: 1 minutt Vår innstilling: 3 minutter

Peukert exponent Standardinnstilling: 1.25 Område: 1.00 – 1.50 Stegstørrelse: 0.01 Vår innstilling: 1.05

Charge efficient factor (%) Standardinnstilling: 95% Område: 50 – 100% Stegstørrelse: 1% Vår innstilling: 98%

Curent threshold (A) Standardinnstilling: 0.10A Område: 0.00 – 2.00A Stegstørrelse: 0.01A Vår innstilling: 0.10A

Time-to-go averaging period (m) Standardinnstilling: 3 minutter Område: 0 – 12 minutter Stegstørrelse: 1 minutt Vår innstilling: 3 minutter

Battery SOC on reset Dette definerer hva shunten skal rapportere etter hver gang batteriet slås(kobles) av og på når det har vært av (dvs. shunten slås også av)

Alternativene er:

Keep SOC – Denne lagrer siste måling før strømmen kobles fra.
Clear – Denne sletter siste måling.
Set to 100% – Denne setter fult batteri når strømmen kommer tilbake.

Jeg velger “Keep SOC”

Synkronize SOC til 100% Denne opsjonen kan brukes til å manuelt synkronisere batterimonitoren til 100%.

Gjør dette hvis du vet at batteriet er 100%, og av en eller annen grunn ikke blir rapportert som sådan. Dette kan skje under noen få scenarier:

Første gang shunten er koblet til
Laderne dine når aldri spenningen der BMS slår av ladingen.

Zero current calibration: Denne opsjonen kan brukes til å kalibrere null ampere hvis batterimonitoren ikke leser null strøm, selv når det ikke er belastning og batteriet ikke lades.

Nullstrøm kalibrering er (nesten) aldri nødvendig. Gjør denne prosedyren bare hvis batterimonitoren viser en strøm når du er helt sikker på at det ikke er noen faktisk strøm som går. Den eneste måten å være sikker på er å fysisk koble fra alle ledninger og kabler som er koblet til SYSTEM MINUS-siden av shunten. Gjør dette ved å skru av shuntbolt og fjerne alle kabler og ledninger fra den siden av shunten. Alternativet, å slå av laster eller ladere, er IKKE nøyaktig nok, da dette ikke eliminerer små strømmer i standby.

16/08/2023

Bygge batteri – Hovedsikring

hva sikring bør være hovedsikringen?

bladsikring, glassikring, megafuse, ANL eller T-class?

https://www.researchgate.net/publication/316171277_Temperature_Overcharge_and_Short-Circuit_Studies_of_Batteries_used_in_Electric_Vehicles

04/07/202223/07/2022

Bjarne Bygger Batteri – Del 0 – Begynnelsen

“Den billigste måten å lage noe, er å lære av andres feil.” Kunne ikke finne noen sitat på google at noen hadde sagt det før, så da er vel sitatet mitt?

Kom, lær av mine feil, for her blir det sikkert gjort noen.

Målet med denne bloggen, er å peke på all den informasjonen jeg har funnet i forbindelse med å lage mitt eget Lithium batteri av LifePO4 celler, og prøve å lære av andres feil. Jeg kommer garantert til å gjøre feil selv, og da inviteres du nå til å ta lærdom av dem.

Livet til mine Optima yellow top batterier nærmer seg slutten.

Det ene batteriet klarer nå ikke en full natt med kjøleboks, mens det andre batteriet klarer akkurat CPAP (12A på 8 timer) maskinen hele natten, men må lade før neste natt.

Uansett klarer jeg ikke å lade begge batteriene på en slik måte at jeg kan få brukt dem.

Konfigurasjonen på de gamle batteriene er 2x Optima Yellow top, ca 10 år gamle. 12v 55ah. Lades med en CTEK 250 dual (DC-DC og solcelle) og en CTEK M200 (220v) batterilader. batteriene og festet veier ca42Kg.

Alt dette ga strøm til en 300w ren sinus inverter, uttak to plasser i vogna for USB ladeporter (1A pr dag), CPAP (7A pr dag) og kjøleboks (6A pr dag). Jeg har med andre ord ikke så mye forbruk.

Mitt gamle oppsett som nå fjernes til fordel for nytt utstyr.

Så nå er det på tide å skaffe nye batterier, og ta ett skritt inn i fremtiden. Dagens “fremtid” er Lithium batterier, og du har valget mellom å kjøpe et ferdig batteri, eller bygge et selv. Det billigste og enkle er å kjøpe et ferdig….

Vi gjør jo ikke det letteste og mest fornuftige. Vi ønsker å lære, vi ønsker å ha kontroll på hvordan det virker, og ikke minst: Vi vil ha batteriet på vår måte.

Det skal bli et batteri som skal vare de neste 10 årene og vi skal kunne følge med på hvordan det går med hver del av cellene. Vi skal kunne bytte en enkelt celle om den feiler. Hvorfor skal vi følge med på hvordan battericellene har det spør du? Fordi jeg kan, vil og liker dingser…

Videre til Del 1 – Battericeller

02/07/202223/03/2024

Bjarne Bygger Batteri – Del 1 – Battericeller

Link: Del 0 – Begynnelsen

Sist editert: 23032024 – Editert, formatert.

Hvorfor velge LifePO4 over andre batterityper?

Våre to vanligste batterier i bruk i dag innen Lithium, er Litium ION og Litium LifePo4. Litium ion finner vi svært ofte i verktøy, nødladere og El-biler. Disse kan ved skade ta fyr. LifePo4 tar ikke fyr, og brenner ikke. Så selv om ION batterier har mere energi, altså flere ampere for størrelsen, så er LifePo4 å anbefale for oss på grunn av sikkerhet.

Battericeller er kjøpt på finn, av en jeg har funnet som trygg selger (Edit: Trodde jeg). Skal du ha tak i battericeller anbefaler jeg å kjøpe på AliExpress/Ebay om du vil ha det billig.

De kom totalt med frakt på 7.218kr for 4 celler 280Ah LiFePO4. Fikk med 3 Bus Barer, og nok muttere.

Det første som må gjøres, er å sjekke batteriene for skade. Se etter: Inntrykte hjørner, bulkete eller buler i veggene. Disse var i 99% perfekt tilstand.

Deretter bør du sjekke batterienes indre motstand, at den er lik på alle batteriene.

Er det viktig at batteriene har samme indre motstand? Ja, i høyeste grad. Motstanden vil endre seg gjennom batteriets levetid, og kan gi en pekepinn på hvordan batteriet eldes. Skulle det vise seg at en av cellene plutselig har en helt annen indre motstand en de andre, kan det være fornuftig å ta en kapasitetsmåling av cellen for å se om du bør bytte den.

Forskjellig motstand gjør og at batteriet lades opp og ut, ujevnt mellom cellene. Da vil da være denne cellen som stopper ladingen før batteriet har oppnådd den mengden strøm den kunne hatt, og den cellen som har minst lading som stopper utlading fordi den gått tom først.

Så sjekke volt på hver av cellene

Pakken er altså på 13,072v før vi begynner å lade. Cellene er i snitt på 3,268 Hva gjør vi med forskjellen? Vi kan parallellkoble batteriene så de utligner seg, eller vi kan la BMSen gjøre jobben med utligning. Dette tar litt lengre tid avhengig av hva slags BMS du kjøper. Den BMSen jeg har valgt for mitt batteri, har en kondensator som flytter 2Amp fra det batteriet med mest strøm, og til det batteriet som har minst strøm. Vanlige BMSer tar strøm og forbrenner det over en motstand. Mer om BMS, og hvorfor BMS senere.

Ikke begynn å lade cellene før du har lest kapitlene om BMS og Batteriboks.

Jeg anbefaler at du kjøper en batteritester først som sist. Kjøp en som lader og tester batterietcellene en for en, først som sist. Du vil svært gjerne ha oversikt over kapasiteten på hver celle så du ikke blir lurt. (Lesson Learned)

La oss finne litt data om cellene.

Romain Rinie har laget en app for Android til å hente ut data om om LiFePO4 celler basert på å scanne en QR-Code som skal være på alle battericeller. Mangler denne QR koden, ville jeg valgt å kjøpe fra en annen leverandør..

https://play.google.com/store/apps/details?id=com.touliloup.batteryqrdecoder

QR kode. Det blå feltet er en sikkerhetsventil for overtrykk i battericellen

Når du leser av informasjonen om batteriet, ta en tusj og skriv dette ned på toppen av cellen. Skriv og kjøpsdato og hvor du fikk det fra. Dette kan komme godt med på et senere tidspunkt.

Ved å scanne alle cellene, og gå inn i (3 prikker oppe i høyre hjørne) history, så får vi en grei oversikt over når cellene er produsert.

Cellene er produsert innenfor samme tidsrom.

Det er greit å slå opp produksjons dato, spesielt om de er kjøpt i Norge, da batterier er ferskvare.

Skriv produksjonsdato på toppen av hver battericelle.

Det er og viktig å få tak i dataarket som hører til dine celler. De data som finnes på dette, er viktig når vi kommer til BMS og dens oppsett.

Jeg fant dataarket som PDF her: https://www.evebattery.de/wp-content/uploads/2021/11/LF280K-Product-Specification.pdf

Alternativt lokal kopi https://www.b4x4.no/wp-content/uploads/2023/04/LF280K-3-2V-280Ah-Product-SpecificationVersion-B-Energiepanda.pdf

La oss finne noen av de viktigste data fra data arket.

Nominal Capacity: Dette er den mengden cellen minst har i kapasitet. Eneste måten å finne ut om dette stemmer, er å bruke et test instrument. Pr i dag er dette noe jeg ikke har, så jeg får ikke testet hver enkelt celle.
Typical voltage: Bare å notere seg, Spenning endrer seg jo mens en lader.
Vet ikke enda, men her kan du lese om det: https://lygte-info.dk/info/Internal%20impedance%20UK.html
Standard Charge and Discharge current: Her er det viktige data. 0.5C betyr at du kan lade og tappe batteriet med (280Ah*0.5C =) 140Ah. Cellen skal lades til MAX 3.65v og ikke lades ut mer en til 2.5v Vi kommer til å snakke om hvordan batteriet skal lades til maks, og så skal spenningen senkes, samt hvor langt ned du kan ta cellen for å begrense skader.
Maximum Charge: Du kan lade og tape batteriet fortere en standard lading og bruk. Det reduserer levetiden på batteriet når du gjør det, men hvordan du bruker batteriet har også med hva dine ønsker og behov er. Litt som å ha store dekk på bilen enda du vet at du bruker mer drivstoff… 1C = 280Ah lading, 2C = 560Ah tapping men da bare i pulser på 30 sec. Dette vil være for eksempel utstyr som krever mye strøm i oppstart, for eksempel vannpumpe, vinkelsliper, Inverter og annet utstyr som krever oppstart.
SOC: Hvor mye bør du lade batteriet opp til max, og hvor mye bør du lade batteriet ut i forhold til de tall vi har sett på lengre oppe (3.65 – 2.5v): 10-90% Dette justerer vi med laderen, i verste fall så vil BMSen stoppe lading/utlading.
Charging temperature: Lithium tåler ikke å bli ladet i kuldegrader! Enkelt og greit. Du lader ikke minusgrader så sant du ikke har varmeputer på batteriet. Mer om varmeputer sendere. Vi bruker BMS til å hindre at batteriet lades når batteriet er under 0 grader. Noen BMSer stopper batteriet i kuldegrader, og andre hindrer bare lading.
Discharging temperature: Temperaturene du må holde deg innenfor når du bruker batteriet. Det er helt klart at du kan bruke av batteriet selv om det er kuldegrader, men ikke lade det.
Faktisk punkt 11. Self discharge pr month: Det som er viktig her er hva spenning du skal ha på batteriet når det bare står i hylla over 1 mnd. Lad det ut til mellom 30-50%

Vi har nå lest at batteriet skal holdes mellom 10 og 90%, og spenningen skal være mellom 2,5v og 3.65v Hva spenning skal vi egentlig lade cellen med?

Vi bruker en lader/dc-dc lader/solcellelader beregnet på lithium, og som støter den type kjemi du har. Det er forskjell på lithium ion og LifePO4 (som vi har her)

Ikke begynn å lade cellene før du har lest kapitlene om BMS og Batteriboks.

Absorption spenning: 3.45V i 1-2 timer. Dette er den spenningen som skal stå på til du ser at strømmen synker. I dette tidsrommet vil gjerne BMS’en balansere battericellene.

Float spenning: 3.35V Denne spenningen er den som kan stå på hele tiden fra en lader/strømforsyning. Dette er nivået hver celle skal ned på når batteriet er ferdig ladet.

Mer om hva spenninger vi skal stille inn, kommer i kapitlene om BMS og Batteriboks.

Skal du ikke bruke batteriet på en måned, tapper du det ned til mellom 30 og 50%, for å bevare det bedre.

Husk at vi snakker om battericeller nå. Når vi skal etter hvert skal over på batteriet, så må disse tallene ganges med 4, for å få et 12v batteri.

Kompresjon av cellene. Om vi ser i data arket fra EVE under 5.5, så står det noe om “clamping to 300kgf” for å oppnå maks sykluser (helt oppladet til helt utladet). Mer om dette og hvordan vi oppnår presset finner du under kapittelet “Batteriboks”

6000 sykluser ved maks 140A strømforbruk, og 25 grader C.

Vi finner og toleransen et annet sted i pdf’en

Merk og at temperaturen skal være 25 grader C, ved 45 grader reduseres antall cycles til 2500 stk.

Hvordan skal cellene (batteriet) stå montert? Jeg har alltid trodd at Lithium batterier kan stå alle veier, men det ser ut til at cellene kan stå alle veier men bør ikke legges på siden. Viktig å merke seg om du vil ha batteriet i mange år.