LiFePo4–Akku–Projekt

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heiko
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Re: LiFePo4–Akku–Projekt

Beitrag von heiko » Mo 1. Feb 2021, 18:13

Hallo,

nachdem ich heute weiter in der kalten Garage an der Kartoffel-Kiste gezimmert habe, will ich gleich mal die Zellen wieder trennen und in den halb verschraubte Karton platzieren.
Das Holz muss sich jetzt aber erstmal ein wenig auf Zimmertemperatur bringen. Hat geschätzte 3 °C Kerntemperatur.

Nachtrag 20 Uhr:
Hier nun ein Foto von den verspannten Brettern zum Bohren.
Ich habe immer 3 mal gemessen, weil ich Angst hatte in den Akku zu bohren... :-D
Bild

Und eines ohne Spannzwingen.
Bild

Ich hoffe man sieht die gerundeten Kanten des Holzes, welche ich heute mit Eiszapfen an der Nase gefräst habe. ;-)

heiko
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Re: LiFePo4–Akku–Projekt

Beitrag von heiko » Mi 3. Feb 2021, 09:34

Gestern habe ich die letzte Korrektur am Kasten vorgenommen.
  • zuerst wurden noch alles Schrauben der Bodenplatte in die Wände montiert.
  • dann die Rückwand raus und den überstehenden Millimeter auf der rechten Seite mit dem Fräser gekürzt, neu gerundet und geschliffen
  • Rückwand wieder lose montiert, alle anderen Schrauben gelockert und die Zellen mit Trenn-Platten eingesetzt.
  • Bretter wieder mit Zwingen an die Zellen gedrückt und fest verschraubt. Da rührt sich nichts mehr... :-)
Bild

heiko
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Re: LiFePo4–Akku–Projekt

Beitrag von heiko » Mi 3. Feb 2021, 09:47

Nun doch erstmal wieder die fliegende Verkabelung installiert, um heute noch den ersten kleinen Test zu fahren.

Testaufbau:
  • ein Billig-Wechselrichter (Sinus) für 600 Watt Dauerbelastung (lt. Hersteller)
  • ein IR-Heizstrahler mit 2 Heizstufen (400+800 Watt). Geschaltet auf 400 Watt
Bild

Wie auf dem Bild zu sehen ist, zieht der Testaufbau knapp 33 A.
Darauf basierend habe ich die Zeit für 10 % Entnahme errechnet (280 Ah/10 %/33 A x 60 Min=51Min).
Jetzt habe ich alle 51 Minuten einen Screenshot erstellt, um mir später die Werte anzusehen.

Was ich bis jetzt sagen kann:
  • anfangs zeigte das BMS sehr korrekt sowohl die Restkapazität als auch die Prozentwerte an
  • als ich bei den Einstellungen zum Balancieren etwas geändert hatte, stimmte die Anzeige überhaupt nicht mehr
  • nach einiger Zeit „erholte“ sich die Anzeige wieder und ging auf die richtigen Werte zurück
  • die Temperaturen bewegen sich in einem sehr moderaten Bereich.
    Der Akku kam auf 21°C, das BMS ging auf 26°C hoch. Der Raum startete bei 19°C und war am Ende 21°C warm
  • die Zelldrift lag bei maximal 20 mV
Ich führte die Testreihe bis zum Erreichen von 50 % durch und werde diese am Morgen fortsetzen.

Frage an die Experten:
Die im BMS hinterlegten Werte für 80-60-40-20 %, sind das Ruhespannungen?
Die Zellwerte während meines Tests weichen doch recht von diesen Werten ab.
Wofür werden diese Werte überhaupt im BMS verwendet?

heiko
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Re: LiFePo4–Akku–Projekt

Beitrag von heiko » Mi 3. Feb 2021, 10:17

Jetzt geht der Test also weiter!

Verwundert war ich über die Anzeige im BMS:
War ich gestern mit 50 % - 12,99 V - 140 Ah Restkapazität ins Bett gegangen (ja, soweit ist es schon gekommen! :-D),
waren die Werte heute Morgen ganz andere: 28 % - 13,19 V - 78 Ah Rest.
Der Anstieg der Spannung ist ja OK – dürfte nach 11 Stunden Ruhe sich ja langsam der Ruhespannung annähern.
Aber die anderen Werte sind absurd!
Das zeigt mir auf jeden Fall, dass man das BMS keinesfalls als verlässlichen Batterie-Computer nutzen kann.

Um 9:15 Uhr ging es also mit gleicher Konfiguration weiter:
Nun sind schon die nächsten 10 % entnommen und bei 40 % Rest zeigt das BMS 49 % - 12,9 V.
Das ist schon wieder etwas genauer. Ich denke, es gleicht sich jetzt wieder etwas mehr der Realität an.

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Re: LiFePo4–Akku–Projekt

Beitrag von heiko » Mi 3. Feb 2021, 10:35

03.02.2021

Trockene Theorie über den Abfall der Spannung bei gleichbleibender Belastung (440 W)
Voraussetzung: BMS zeigt richtige Leistung der Verbraucher an.

Prozent des Akkus / Uhrzeit
- V bei Belastung 
* V Ruhespannung / pro Zelle
  100 %
-  13,24 V
*  14,22 V

   90 %
-  13,14 V
*  13,33 V

   80 %
-  13,11 V
*  13,31 V / 3,328 V

   70 %
-  13,06
*

   60 %
-  13,02 V
*  13,25 V / 3,313 V

   50 % - 140 Ah
-  12,96 V
*  13,18 V

   40 % - 112 Ah
-  12,91V
*. 13,16 V - 3,290 V

   30 % - 72 Ah
-  12,86 V
*

   20 % - 56 Ah
-  12,74 V
*

Ab hier ging es dann sehr schnell:
10 % - 12,44 V
9 % - 12,39 V
8 % - 12,31 V
7 % - 12,20 V
6 % - 12,05 V
5 % - 11,80 V
4 % - 11,42 V
3 % - 11,01 V - ein paar Sekunden später: Abschaltung durch Einstellung min V Pack=11 Volt

Nach Abschaltung ging die Spannung dann schell wieder auf über 12 Volt hoch.
Nach 3 Stunden war die "Ruhespannung" auf 12,38 V angestiegen.

Die Tabelle wurde später durch erneute Test immer mehr gefüllt.

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Re: LiFePo4–Akku–Projekt

Beitrag von heiko » Mi 3. Feb 2021, 20:47

Ich habe den Test heute bis auf 2% nach meiner Kapazitätsrechnung geführt.
Bei 98% Entnahme erreichte die Spannung 11 Volt und das BMS schaltete wie eingestellt ab.
Bei geringerer Belastung wäre sicher noch mehr gegangen.

Ich bin zufrieden!
Wer die einzelnen Zahlen studieren möchte klicke bitte HIER

Was war heute noch:
  • Anschließend konnte ich meine Schrauben für das BMS abholen und kam natürlich gleich in 6 km Stau auf der A1.
    Egal, um 16 Uhr machte ich mich dann daran die Elektronik zu fixieren.
  • Die 4 äußeren Schrauben des BMS mussten raus, dafür kamen 4 Holzschrauben 3x30mm durch die Löcher und vor dem Verschrauben dann noch eine Gummi-Scheibe als Abstandshalter zur besseren Hinterlüftung dazu.
  • Die Leitungen von BMS zum Akku (Minus) habe ich entsprechend gekürzt, aufgeklemmt, verlötet und die Enden mit blauem Schrumpfschlauch versehen.
  • Ich habe mir eine Leiste mit 5 Wago-3-fach-Klemmen gebaut (Heißkleber) und hinter das BMS mit verschraubt.
  • Das Bluetooth-Modul habe ich links in die Ecke gequetscht und mit Kabelbinder gesichert. Bin mir noch nicht sicher, ob mir das so gefällt.
  • Jetzt habe ich noch die Balancerkabel von den Zellen, des BMS und des externen Balancer angeklemmt.
    Somit konnte ich den externen Balancer auch anschliessen und bemerkte etwas: Trotz kleinem Spannung-Delta war eine LED zum Ausgleich am Leuchten. Das sollte eigentlich nicht sein. Ich habe ihn ausgetauscht, und alle LDS bleiben aus.
  • somit konnte ich jetzt erstmal den Akku wieder laden.
Bild
Durchgeschaubt mit Gummischeibe zum Hinterlüften

Bild

Im Moment hängt der Akku am neuen VICTRON-Lader und wird mit 30 A gefüttert.

Morgen will ich dann sehen, wie ich die Kabel verlegen werde.
Ich denke, ich werde es mal mit kleinen Kabelkanälen versuchen.

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Re: LiFePo4–Akku–Projekt

Beitrag von heiko » Fr 5. Feb 2021, 00:23

Fortschritt heute:

Weil mir das alles zu weit auf die Plus-Pol Seite ging, gäbe ich das BMS noch mal um 90° gedreht.

Dann Angefangen den Kabelsalat aufzuräumen.

Dabei habe ich auch mal probiert, ob unterschiedliche Kabellängen zu den Zellen, unterschiedliche Messergebnisse im BMS bringen.
Ich kann euch beruhigen, es ändert sich nichts.
Ich habe einmal eines meiner 1,5er 30 cm langen Kabel gegen ein 3 Meter langes in 0,75 Quadrat ausgetauscht.
der Wert im BMS blieb unverändert.

Also habe ich die Kabel auf die benötigte Länge gekürzt und in Kabelkanäle gepackt.
Bild

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Re: LiFePo4–Akku–Projekt

Beitrag von heiko » Fr 5. Feb 2021, 19:48

Step by step..

Heute wurde weiter verkabelt bzw die Kabellängen eingekürzt.
  • Hierbei machte ich einen Fehler:
    Ich zog ein Kabel des externen Balancers, der noch aufgesteckt war, an der WAGO-Klemme ab, und dieser ging sofort in Rauch auf.
    Beim schnellen Abziehen des Steckers des qualmenden Balancers habe ich mir dann auch noch ein wenig den Daumen verbrannt.
    Also Merke: Balancer müssen immer voll Verkabelt sein, damit sie am Leben bleiben! ;-)
  • Den neuen ext. Balancer habe ich jetzt isoliert auf dem BMS platziert.
    Da das BMS ja hinterlüftet ist, mache ich mir wegen der Wärme keine Sorgen.
  • Weiterhin fertigte ich aus einen Steifen Kupfer (3 mm x 20 mm) einen Winkel zum Anschluss für den 150 A Leistungsschalter.
    Schön eingeschrumpft und angeschlossen hält der Schutzschaler wie von selbst. Natürlich wird er auch noch auf die Platte geschraubt.
  • Dann setzte ich das Bluetooth-Modul nun doch wieder weiter nach unten.
    Da ich noch nicht genau weiß, wie ich den Kasten oben abdecke, gehe ich so auf Nummer sicher.
Bild

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Re: LiFePo4–Akku–Projekt

Beitrag von heiko » Mo 8. Feb 2021, 13:20

Gestern habe ich nicht so viel geschafft:
  • Der ANL-Sicherungshalter ist dran. Allerdings nun doch am Minus.
  • Die drei Minusleitungen vom BMS sind "veröst und angeschlossen.
  • Ich habe noch ein wenig über die Abdeckung oben nachgedacht:
    Auch wenn viele das wahrscheinlich nicht so toll finden, werde ich nun doch 25 mm lange Gewindebolzen für die Pole nehmen und die Platte mit Kunststoff-Hutmuttern daran sichern. Wenn ich die Platte oben aufliegen würde, sieht das mMn unschön aus.

Dann folgte ein weiter Testlauf des Akkus:
  • Ich habe den Akku aus recht ausgeglichener Lage mit 440 Watt auf 80% entladen,
  • Um ihn nun mal ohne externen Balancer mit dem Standard-Victronic-Ladeprogramm für LiFePo4 bis 14,2 V mit 30 A wieder zu füllen.
Das Ergebnis war beeindruckend:
  • Der Ladestrom blieb wirklich fast bis zum Ende bei 30 A!
  • Und das Delta zwischen den Zellen betrug nicht mehr als einmal kurz 11 mV.
    Somit war überhaupt kein balancieren zusehen/nötig.
Ich werde den Test die Tage nochmal mit 50% SOC versuchen und berichten.
Allerdings ist meine Woche Akku-Urlaub vorbei und ich kann nur noch Abends werkeln. :-(

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125 A ANL-Sicherung

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Acryl-Glas noch in Schutzfolie

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Re: LiFePo4–Akku–Projekt

Beitrag von heiko » Fr 12. Feb 2021, 22:16

Hallo,
auch wenn es schon fast langweilig wird, hier mal wieder ein paar Ergebnisse meiner Test des Akkus:

Ich habe ihn die Woche über in 20% Schritten bis runter auf 40% mit bekannter Konstellation (440 Watt) entladen.
Dann 12-18 Stunden ruhen lassen und mir jeweils die Werte notiert.
Meine gemessen Werte unterscheiden sich schon von den empfohlenen im Forum, aber ich habe sie jetzt trotzdem mal eingetragen.

Beim heutigen füllen des Akkus war es wieder ein Genuss kurz vor dem Ende zuzusehen:
Kaum Drift, maximal 10 mV, ohne externen Balancer, kein Eingriff des internen.
30 A Ladestrom wurde bis SOC 99 gehalten und flaute dann recht rasch auf nahe Null ab.

Ladeprogramm LFP4 von Victron mit 14,2 V

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