Topic voor mensen met verstand van accu's/batterijen/lithiumcellen etc.

[unknownuser]

Goedemorgen heren (en dames),

Ik ben al enige tijd op zoek naar echte "accukenners" die verstand van zaken hebben en met name thuis zijn in de zelfbouw van onder andere lithiumcellen.

Ik zal het verhaal zo beknopt mogelijk proberen te houden maar ik ben bang dat dat lastig gaat worden. Daar gaan we

Ik ben in het bezit van een Torqeedo buitenboordmotor. Dit betreft specifiek de Torqeedo Cruise 4 https://tinyurl.com/yynjqo7l.
Dit is een elektromotor voor achter bijvoorbeeld een RIB bootje. Op deze motor, die voor een elektromotor best "zwaar" is, moet een 48v extern accupakket worden aangesloten. Grofweg heb je hierin 2 mogelijkheden.

Optie 1 is om een eigen accu van Torqeedo te gebruiken. Dit is echt de mooiste oplossing want je hebt dan kant en klaar 5kWh aan energie bij je en de accu communiceert met de motor zelf. Hierdoor krijg je op het display van de stuurknuppel allerlei real-time handige informatie te zien zoals verbruik in Watt, resterende vaartijd en afstand en accupercentage. De accu is gebaseerd op de accu uit de BMW i3 en heeft een LMO-NMC chemie. Hierdoor is de vrij licht voor 5kWh en heeft hij tevens een hoog aantal laadcyclussen (zo n 3000). Aan de accu (de Torqeedo Power 48-5000 https://tinyurl.com/y29ymz8t) hangt echter een aanzienlijk prijskaartje te weten 5000 euro.

Optie 2 is om een extern accupakket op de Torqeedo aan te sluiten. De goedkoopste optie is dan natuurlijk om een pakket van 4 stuks 12v 100Ah gel/loodaccus erop aan te sluiten. Deze, inmiddels toch wel oudere, accu's zijn enorm zwaar en het is geen doen om dit telkens in en uit te moeten laden. Je gaat dus al snel naar lithium accu's kijken. Voor lithium zijn er inmiddels aardig wat "varianten" op de markt. Ik heb eerst naar LifePO4 gekeken. LifePO4 is mooi aangezien het een zeer hoog aantal life cyclussen heeft maar het is echter wel zwaarder dan NMC accu's.

Ik ben vervolgens gaan onderzoeken welke BMW accu Torqeedo voor haar Power 48-5000 gebruikt. Het heeft aardig wat onderzoek gekost aangezien Torqeedo dit natuurlijk niet zomaar prijs wil geven maar uiteindelijk heb ik vast kunnen stellen dat het gaat om de BMW i3 120Ah module (BMW SKU Code 61277933747). Op internet zijn geen specificaties terug te vinden over de accu, maar ik heb ze opgevraagd via BMW:


Je moet bovenstaande waardes nog wel delen door 8 want dit zijn de volledige specs van een BMW i3 accupakket en in 1 auto gaan 8 modules. Torqeedo gebruikt dus 1 zo n module voor haar Torqeedo batterij.

Ik heb inmiddels deze accu bij BMW Nederland besteld aangezien dit aardig wat scheelt met de prijs van Torqeedo. Hij kost namelijk 1650 euro. Dit lijkt een hoop geld maar trust me, voor 5kWh aan vermogen aan lithium valt dit reuze mee.

Ik ben er echter nog niet met alleen deze module natuurlijk want hij zal nog "compatible" moeten worden gemaakt voor mijn Torqeedo motor.

Een aantal dingen waar ik over nagedacht heb die ik moet regelen:

A. een fatsoenlijk BMS systeem voor het in de gaten houden van het voltage en de temperatuur.
B. een waterdichte behuizing
C. koeling van de cellen
D. mogelijkheid om de module op te laden
E. ervoor zorgen dat mijn custom made BMW accupakket is aan te sluiten op de Torqeedo motor (Anderson input plug op de Torqeedo motor)

A.
Stap 1: BMS systeem
Het BMS systeem moet de accu in de gaten houden. Hier komen de eerste echte vragen die ik heb. Ten eerste zou ik graag willen weten of het noodzakelijk is dat ik alle 12 cellen (want er zitten 12 parallel geschakelde cellen in) allemaal apart ga monitoren of dat ik gewoon 1 meetpunt (bijvoorbeeld in het midden) pak. Ik weet in dit geval namelijk zeker dat ik een nieuw pakket koop en de cellen dus vanaf het begin "gelijk" zullen zijn qua waarde. Of gaan cellen in de loop der tijd toch van elkaar afwijken en is het daarmee noodzakelijk om alle 12 cellen apart te gaan monitoren?

B.
Waterdichte IP67 behuizing. Geen idee hoe ik hier aan zou moeten komen.....

C.
Koeling van de module/cellen. Ik kan er niet achter komen hoe Torqeedo de cellen koelt. Het enige dat ik zeker weet is dat dit niet actief wordt gedaan. Op welke manier ze dit wel doen weet ik niet. Wellicht is de behuizing van de BMW module (ik moet m nog binnen krijgen) goed genoeg dat verdere koeling niet nodig is?

D.
Mogelijkheid om de module op te laden. Hoe ga ik hierin te werk? Moet ik alle 12 cellen telkens separaat stuk voor stuk opladen? Dat lijkt me niet. Als dit niet zo is zal ik een acculader 45V moeten vinden denk ik gezien de specs van de BMW module (zie bovenstaand plaatje)?

E.
Ik heb nog geen idee hoe ik dit moet gaan doen eigenlijk....

Jullie zijn aan bovenstaand verhaal dat ik al een stukje op weg ben maar er tevens nog lang niet ben. Ik hoop dat jullie een inhoudelijk toelichting op mijn vragen kunnen geven.

Dank!

[OOOVincentOOO]

Ik begrijp niet geheel je doel.

Ik doe zelf aan modelvlieg sport. Hier word gebruik gemaakt van Lipo accu's en dergelijke varianten. Dit vereist allemaal speciale laadtechnieken (accu opladen).

Deze accu"s zijn opgebouwd uit allemaal losse cellen (parallel en/of in serie geschakeld). Iedere cell moet separaat opgeladen/gebalanceerd worden doe je dit niet kan op schade cellen en kans op brandgevaar.

Indien verkeerd geladen / behandeld kan makkelijk brand ontstaan. Dit heb ik regelmatig gezien.

Mijn advies:

- Pas op met teveel doodstaren op prijs.
- Houd rekening met opladen accu's. Ieder type accu vereist een ander laadtoestel (kan ook duur zijn!).
- Lithium is erg reactief deze accu's vergen bescherming mechanisch (punctie voorkomen) en water (kortsluiting).

In de modelvliegsport maken we gebruik van relatief kleine accu's. Opschalen naar het echte werk: auto/boot is mijn inziens geen hobby klus. Ik kan je helaas geen verder advies geven mijn kennis is te minimaal.

http://robotsforroboticists.com/lithium ... ry-safety/

Sucses met je project,

Vince

[Olof Bosma]

BMS-systeem
Ik zou zeker alle cellen afzonderlijk monitoren. Er zal namelijk altijd één cel als eerste ontladen zijn en die poolt om met als gevolg een defecte cel. Misschien is de accu beveiligd met schottky diodes over iedere cel, dat zou de schade dan beperken, maar voorkomen is veel beter. Een elektronische schakeling die de spanning aangeeft van de verst ontladen cel is niet zo moeilijk. De cellen moeten dan natuurlijk wel elektrisch afzonderlijk bereikbaar zijn.

Koeling
Het lijkt mij dat de ontlading in een boot niet zo spectaculair is. Meestal vaar je langer en met minder energie per tijdseenheid. Koeling van afzonderlijke cellen is dan dus van minder belang.

Laden
Ik zou de cellen zeker aparte laders geven die de cellen afzonderlijk bewaken. Eventueel zou je voor de eerste 80% een zwaardere lader voor 48 V kunnen gebruiken, maar het laatste stuk zou ik voorzichtiger doen.

[unknownuser]

Thanks voor jullie input mannen. Waardeer ik!

Nieuwe belangrijke intel:



Zo te zien heeft de BMW module op de zijkant een eigen BMS systeem zitten. Nu is natuurlijk de vraag hoe ik dit uit ga lezen of ik er uberhaupt mee kan "werken".

[unknownuser]

Hmmm, en dan ineens deze reactie ergens op een forum:

Wouldn’t it be easier to buy an already assembled 48 V battery with BMS included?
Some sellers on AliExpress offer shipping with import duty and taxes free to Europe. They use services like ViaEurope (based at the Netherlands), so you can buy things more expensive such as batteries or EVSEs and get them delivered at your door without paying import duties/taxes.
Some examples for batteries without import taxes you should consider:

https://s.click.aliexpress.com/e/boDXU0os
https://s.click.aliexpress.com/e/cMyoTa8o
https://s.click.aliexpress.com/e/cMXzJtSo

You could then connect multiple batteries in parallel to get the capacity you want.

Meteen vergeten of serieus nader onderzoeken of het wat is?

[unknownuser]

UPDATE:

De BMW i3 module is uiteindelijk op een no-go uitgelopen. De belangrijkste reden
De - pool van de accu hebben ze zo gemaakt dat je nagenoeg verplicht bent om een contrastekker van BMW zelf te gebruiken en daar is niet aan te komen. Dat zou inhouden dat je zelf de module half moet gaan afbreken om er vervolgens iets van te maken wat betreft die min pool.

Al met al gaat dit allemaal niet zomaar lukken en haak ik af.

Ik wil het allemaal rustig verder gaan onderzoeken. Tot die tijd wil ik wel kunnen varen met een goedkoop alternatief. Nu staan er 2 gebruikte 48V 30Ah blokjes op MP afkomstig uit China. Ziet er allemaal best ok uit. Als ik deze parallel aan elkaar schakel heb ik toch 48V 60Ah dus bijna 3kWh.

Wat ik me af vraag is of deze blokjes het gaan trekken als ik ze bijvoorbeeld zou belasten met 40 minuten vol vermogen (4000watt) varen.

Hoe kom ik daarachter?

[unknownuser]

Kunnen jullie me toch nog eens helpen om eea. beter te begrijpen. Ik begrijp eea. nog niet goed wat het opladen van cellen betreft:

Ik heb dus een battery pack met 12 NMC cellen. De 12 cellen hebben een maximaal laadvoltage van 4.198V. Wat ik niet begrijp is dat mij is verteld dat als je een lader op een accublok aansluit ZONDER dat je het in de gaten laat houden door een BMS de cellen altijd zullen blijven "opladen" (en dus stuk gaan). Maar als ik nu een 50.375V oplader aansluit op het blok, dan kunnen de cellen toch nooit "voller" raken dan 4.198V? Het is toch niet voor niets dat mij een 50.4V oplader wordt aangeraden voor een 12s li-ion pack?

Ik heb het bovenstaand even niet over het aantal ampere van een voeding. Ik snap namelijk dat hoe hoger het aantal ampere, hoe sneller de cellen zullen laden. Overigens lijkt me 10A prima, ik zou er dan ongeveer 10-12 uur over doen om mijn 120Ah accu (5.2kWh) op te laden.

[Benm]

Je hebt echt een BMS nodig om dit te kunnen laden en ontladen. In theorie zou je denken dat de spanning zich exact evenredig over de cellen verdeelt, praktisch is dat nooit zo. De cellen zijn nooit 100% identiek, en bovendien worden de cellen midden in zo'n blok mogelijk heter dan die aan de zijkant etc.

Voor het opladen is balancing nodig, bepaalde cellen die een lager voltage dan de rest hebben krijgen dan wat extra laadstroom etc om het gelijk te trekken.

Voor ontladen moet het afschakelen zodra ook maar 1 cel onder het minimum gaat.

Voor die NMC cellen zal het toppunt van de lading op 4.20 volt liggen, en het afschakelpunt voor ontlading 3.00, 2.70 of zelfs 2.50. Het afschakelpunt lager kiezen levert overigens niets op: ik heb het wel eens iemand zien testen met een doodgewone 18650 NMR cel, ontladen van 3.00 naar 2.50 volt leverde maar 1% meer energie op, zonde om je cellen zo te mangelen.