Alfs Bastelbude - LiFeYPo4 (Winston) kombiniert mit LiFePo4

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KudlWackerl
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Alfs Bastelbude - LiFeYPo4 (Winston) kombiniert mit LiFePo4

Beitrag von KudlWackerl »

Hallo Leute,

Vor einiger Zeit hatte ich ein Selbstbau-Projekt für einen LiFeYPo4 (Winston) Akku vorgestellt, ( Details zum Aufbau und alle Überlegungen zum JBD-BMS siehe https://forum.hme-ev.de/viewtopic.php?p=90396#p90396) der zwar von verschiedenen Projekten (Acki und Sonnentau) aus dem blaugräulichen Wohnmibilforum beeinflusst, in der Realisierung des BMS aber anders und sehr stark an den damals gefahrenen Rapido angepasst war.

Siehe auch: "Mein Projekt LiFeYPo4 im Jahr 2014 - copyright Acki 2015 " Link: https://www.google.com/url?sa=t&source= ... m8ktwMl4RS

Dieser Akku hat sich in 4 Jahren und über 100.000 km gut bewährt.

Eingebaut im Hymer mit dem "Selbstbau" BMS:

Bild

Was mich immer gestört hat, dass das Konzept mit den EV-Balancern nicht zwischen UVP und OVP trennt.

Nun ist der Akku umgebaut auf ein modernes, programmierbares BMS mit Bluetooth aus China, wie es auch in vielen Fertigakku verwendet wird. Die EV Balancer blieben, so dass nach wie vor mit bis zu 2 A balanciert wird.

Der 200Ah Winston Akku wird im ML-T580 als Hybridsystem in Verbindung mit einem 200Ah LifePo4 (siehe https://forum.hme-ev.de/viewtopic.php?p=101537#p101537) eingesetzt. Deshalb ist für mich die Temperaturbegrenzung der günstigen Blauen Zellen kein Thema.

So sieht er jetzt mit dem JBD-BMS aus:

Bild

Die Elektronik Seite:

Bild

Von oben:

Bild


Was ich für die Hymer-Freunde mit dem unten hängenden Batteriekasten noch anmerken wollte: Die Boxen mit den Zellen sind über Alu Winkel nach unten geschraubt. Dazu habe ich in den geschäumten GFK mit Uhu plus Nietmuttern M5 eingeklebt.

Morgen, wenn es wieder hell ist zeige ich Bilder in eingebautem Zustand.

Grüße, Alf
Zuletzt geändert von KudlWackerl am 29.11.2021, 14:20, insgesamt 11-mal geändert.
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KudlWackerl
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Re: Alfs Bastelbude - von LiFeYPo4 zu Hybrid mit Xiaoxiang

Beitrag von KudlWackerl »

Hier sieht man den Batteriekasten:

Bild

Zwischen den Batterien hängen noch ein paar übrige Drähte, die kommen raus.

Grüße, Alf
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Acki
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Re: Alfs Bastelbude - von LiFeYPo4 zu Hybrid mit Xiaoxiang

Beitrag von Acki »

Hallo Alf

Interessanter "Hybrid" ... käme bei mir bei mehr Strom-Bedarf ggf als Doppel-Hybrid-System auch noch in Frage ... ;-)

Haben Deine EV-Prints jetzt nur noch Top-Balancer-Funktion ... und keine Steuerung auf den SmartFuse mehr?
(Das Bild ist leider schlecht ... bzw schlecht interpretierbar)
Gruss Acki
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KudlWackerl
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Re: Alfs Bastelbude - von LiFeYPo4 zu Hybrid mit Xiaoxiang

Beitrag von KudlWackerl »

Hallo Acki,

richtig gesehen, Haben nur noch Top-level Aufgaben. 2 A ist besser als 50 mA! Ausserdem Balancieren die EV Balancer nach Ladenschluss zügig bis 3,4 Volt je Zelle (13,6 Volt) herunter, durch die Paralellschaltung werden so beide Batterien immer in der angenehmen Spannung betrieben. Lass uns in 20 Jahren nochmals darüber sprechen, ob die Zellen dadurch lange leben. :cool:

die "Daisy-Chain" Der EV-Balancer ist nach außen gezogen und vorerst auf zwei Klemmen (rechts oben) gelegt. Die Temperaturschalter sind ausgebaut, die braucht keiner.

Ansonsten verwende ich von der alten Remote-Steuerung nur noch den Schalter für D+ des Booster, so dass ich im Sommer, bei genug Solar Leistung den Booster abschalten kann. Für das Bündel an Drähten gibt es bestimmt bald eine neue Aufgabe.

Bin gerade auf "Probefahrt" aktuell stehe ich bei Kassel, der Kühlschrank lief seit heute Morgen, 9:00 bis eben, 20:30 auf 12 Volt und die Akkus sind trotzdem mit 400 Ah wieder komplett voll.

Passt alles.

Grüße, Alf
Zuletzt geändert von KudlWackerl am 09.03.2021, 09:39, insgesamt 2-mal geändert.
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Re: Alfs Bastelbude - von LiFeYPo4 zu Hybrid mit Xiaoxiang

Beitrag von KudlWackerl »

So, heute hatte ich Zeit für einen kleinen Performance-Test mit Heizlüfter:

Begonnen mit fast voller Batterie, Heizlüfter habe ich in 1/3 Stufen schaltbar, maximal 1 kW. Wechselrichter ebenfalls 1 kW

Minute SoC (Ah) Strom (A) Heizlüfter

00 396 35 Stufe 1
10 390 61 Stufe 2
23 377 97 Stufe 3
37 356 93 Stufe 3
53 330 93 Stufe 3

Erkenntnisse: Die Batterien erwärmen sich praktisch nicht, das BMS in der knappen Stunde um 2,5 Grad. Leitungen und Klemmpunkte erwärmen sich nicht. sind natürlich durch die zwei Batterien nur geringe Ströme, ca. 25% der Auslegungsdaten.

Alles gut.

Grüße, Alf
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Re: Alfs Bastelbude - von LiFeYPo4 zu Hybrid mit Xiaoxiang

Beitrag von KudlWackerl »

Aus einem andren Thread :
bigben24 hat geschrieben: 04.01.2021, 15:04
horst-lehner hat geschrieben: 04.01.2021, 12:11 Hallo allerseits,

Lass uns doch mal überlegen, was passiert, wenn eine nach oben weg gelaufene Zelle beim Laden OVP auslöst. M. E. wird dann der Ladestrom unterbrochen, aber das Balancing nicht sofort beendet. Vielmehr sollte das Balancing erst beendet werden, nachdem die OVP-Bedingung entfallen, die weg gelaufene Zelle also schon ein Stück weit wieder eingefangen ist. Bei einem kleinen Balancerstrom kann das natürlich eine Weile dauern, aber die Frage hier war ja die nach der prinzipiellen Funktionsfähigkeit. Wenn also OVP irgendwann wieder weg ist, fängt das Laden wieder an.
Suche im "Blauen Forum" mal nach Robur da gibt es seitenweise Fachbeiträge zu nicht, oder schlecht funktionierenen Balancing bei Fertigakkus. Das bezieht ich auch nicht auf die Winston, die haben das Problem auch nicht, die könnten, wenn sie müssten mit 700 / 1500mA balancen, statt mit nur 50mA
horst-lehner hat geschrieben: 04.01.2021, 12:11Über die "Dunkelziffer" gar nicht funktionierender Balancer kann Dir wohl kaum jemand was sagen, dazu müsste man ja reihenweise Akkus vermessen...... wenn die Balancer- und OVP-Schwellen nicht richtig aufeinander abgestimmt sind.
Kann man ja alles nachlesen. Wenn man mal hochrechnen würde, wieviele Wohnmobilisten z.B. im Blauen angemeldet sind, wieviele von denen Ihren versiegelten Ferigakku mal öffnen / messen, oder Probleme feststellen, diese veröffentlichen und das mal in Relation zu den verkauften Fertigakkus setzen würde........... ich glaube das wäre ganz schön hoch.
horst-lehner hat geschrieben: 04.01.2021, 12:11Mich würde mal interessieren, ob die Zellen in der Praxis tatsächlich davon laufen. Ich halte das nach allem, was ich bisher gehört und selbst erlebt habe, für ein eher theoretisches Problem. Meine Winston Zellen stehen schon sehr lange ohne Nachladung im Keller und laufen -- nach meinen regelmäßigen Spannungsmessungen -- nicht davon. Es gab/gibt eine Reihe Hersteller, die Batterien explizit ganz ohne Balancer verkaufen, und das sind nicht die billigsten, z. B. aus dem Marinebereich. Da sind die Anforderungen bestimmt nicht weniger hart als bei uns. Grüße von Horst
Wie schon erwähnt, die Chinakracher und die sind meist ja auch in den Fertigakkus drin, tun das wohl oft, lies das mal in der genannten Quelle nach und ja , die eWinston betrifft das eigentlich nicht, meine lagen nach 15 Monaten, ohne jegliches Balancing (das erste Ende Dez. 2020) um max. 2mA auseinander und nach dem Balancing noch um 1mA
Ich habe nun ja ausreichend Erfahrungen mit dem direkten Vergleich von Winston und Blaue Zellen.

Die Frage von Horst kann ich beantworten: nach einer Entladung von ca. 50% und der anschließenden Volladung haben die Winston Zellen praktisch 0 (in Worten Null) debalance, die blauen (vermutlich CATL) Zellen geringe Debalance, die vom JBD-BMS mit nur 50 mA innerhalb weniger Stunden ausbalanciert werden. Die "Gürtel und Hosenträger" aktiven Balancer werden zumindest bei der Entladetiefe bis 50% nicht benötigt.

Wenn ich wieder nach Skandinavien fahre werde ich auf der Fähre noch tiefer entladen, zur Zeit gibt es dafür keinen Anlaß bzw. Möglichkeit.

Grüße, Alf
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Re: Alfs Bastelbude - LiFeYPo4 (Winston) kombiniert mit LiFePo4

Beitrag von KudlWackerl »

Als kleinen Zwischenstand zeige ich mal einen Momentaufnahme während der Reise, die Akkus sind nun seit ca. 3000 km im Winter mit dem ML-T unterwegs.

LiFeYPo4 - Pack:

Bild

LiFePo4 - Pack:

Bild

Die Akkus stehen im seit gestern geheizten Batteriefach. Bei Abfahrt hatte der LiFePo unter 3 Grad und deshalb Ladesperre. Nach rund 2 Stunden mit Umluft-Spülung war das Batteriefach bei 15 Grad und der Akku hatte eine Kerntemperatur von 6 Grad und wurde flott geladen. (zwischendrin konnte ich nicht schauen, bin der Fahrer)

Hier die Gesamtbilanz, mit Votronic Smart Shunt gemessen:

Bild

Fazit: funktioniert alles einwandfrei.

Grüße, Alf
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Re: Alfs Bastelbude - LiFeYPo4 (Winston) kombiniert mit LiFePo4

Beitrag von KudlWackerl »

Update :

Nach einer Entladung bei Fähre bis runter auf 30 % startete ich mit einer Batterietemperatur von 23 Grad für beide Batterien. Nach 6 Stunden Fahrt bei ca 40 bis 50 A Ladung mittels Booster und Solar waren die Kerntemperaturen laut BMS bei den blauen Zellen bis auf 38 Grad, bei den Winstons auf 27 Grad angestiegen.

Auch beim Entladen habe ich schon einen geringen Unterschied in der Erwärmung festgestellt.

Man kann also von einem etwas besseren Wirkungsgrad der Winston Zellen im Vergleich mit den blauen Bechern ausgehen.

Grüße, Alf
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Re: Alfs Bastelbude - LiFeYPo4 (Winston) kombiniert mit LiFePo4

Beitrag von KudlWackerl »

Update:

aus aktueller Diskussion über die richtige Ladespannung und die Degradion von LiFePo4-Zellen während der Lagerung hier zum richtigen Thread kopiert:

Aus Wikipedia https://de.wikipedia.org/wiki/Lithium-E ... ftlichkeit lesen wir die Zusammenfassung zur Alterung wegen der oberen Spannung wie folgt:

Auch im Bereich der vom Hersteller angegebenen oberen Spannungsgrenze der Zellen setzen irreversible chemische Prozesse ein, die auf Dauer eine Kapazitätsabnahme und damit Zellverschleiß nach sich ziehen. Eine Überladung über diese Spannungsgrenze schädigt die Zelle irreversibel. Die obere Ladespannung wird in aktuellen Anwendungen beim Ausbalancieren oft hoch angesetzt, da sich so die Ladezustände der Einzelzellen besser ermitteln und die gesamte Kapazität ausnutzen lassen, zu Lasten der Lebensdauer. Auch bei Balancern mit zu geringen Balancierströmen werden oft Spannungen im obersten Betriebsbereich der Zellen erreicht. Erhaltungs- oder Dauerladen mit konstanter Spannung mit der oberen Spannungsgrenze ist aufgrund der geringen Selbstentladung nicht notwendig und der Lebensdauer abträglich. Nach Erreichen des Vollladekriteriums wird daher die Abschaltung des Ladestroms empfohlen.

Das Missverständnis die obere Spannungsgrenze mit dem SOC gleichzusetzen, zieht sich durch alle Internetforen und wird immer gerne weiterkopiert.

Zumindest bei meinen Zellen wurde die obere Spannungsgrenze im bisherigen Betrieb (Erfahrungen in Rapido und Hymer 5 Jahre) nie erreicht, durch das BMS wird die Batteriespannung nach einer Volladung mit bis zu 3,6 Volt ( 2% unter der oberen Spannungsgrenze bei den Blauen, 10% unter der oberen Spannungsgrenze bei den Winston) schnell auf unter 3,4 Volt (7% unter der oberen Spannungsgrenze bei den Blauen, 15% unter der oberen Spannungsgrenze bei den Winston) reduziert.

Weiterführende Daten zum Zyklernverhalten gibt es zum Beispiel hier: https://www.sciencedirect.com/science/a ... via%3Dihub und https://gwl-power.tumblr.com/post/48373 ... age-levels GWL, Darstellung der Nutzung des Spannungsbereiches von LiFePO4-Zellen

Bild

Der Europa-Importeur GWL empfiehlt fogende Einstellungen für das BMS: 2.8 bis 2.9 Volt für die UVP, 3.6 bis 3.7 Volt für die OVP und eine Nutzung von 80% der Kapazität.

Grüße, Alf
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Re: Alfs Bastelbude - von LiFeYPo4 zu Hybrid mit Xiaoxiang

Beitrag von KudlWackerl »

KudlWackerl hat geschrieben: 15.12.2020, 21:26 Hier sieht man den Batteriekasten:

Bild

Zwischen den Batterien hängen noch ein paar übrige Drähte, die kommen raus.

Grüße, Alf
Ergänzung: die beiden Batterien sind parallel geschaltet, zum Überlast-Schutz sind je Batterie ein BMS auf der 0V- Seite und für den Kurzschluss eine ANL-Sicherung (80A) auf der 13 V-Seite vorhanden. Dann geht es über ein Smartfuse 250A (einstellbar, zur Zeit 125A) mit gemeinsamer Leitung zur + Sammelschiene.

Mein maximaler Verbrauch: 120 A (WR 1000 VA, Kühlschrank 18 A und etwas Kleinvieh)

Das Smartfuse brauche ich eigentlich nicht mehr, das baue ich gelegentlich raus.

Grüße, Alf
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Re: Alfs Bastelbude - LiFeYPo4 (Winston) kombiniert mit LiFePo4

Beitrag von KudlWackerl »

Update ... Das Smartfuse ist schon lange ausgebaut, kann die Batterien bei Bedarf über die Bluetoothapp abschalten.

Grüße, Alf
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