LiFePO4 LiFePO4 12V bygga själv

[PeterK]

En liten film om hur man kan bygga ett 12V LFP batteri.

Fyll gärna på med andra "bygga LFP själv" filmer, eller artiklar

 

[F.d. 64253]

Jag har under 3 års tid följt alla skriverier om LiFePO4-batterierna angående både hemmabyggen och installationer av fabriksfärdiga batterier.

Som väntat är givetvis kunskapsnivån väldigt varierande bland inläggen i trådarna. Själv är jag en pensionerad elektronikkonstruktör men ändå ingen stor expert i ämnet men har konstruerat många typer av batteriladdare i livet och har därigenom även fått en god insikt hur olika batterityper fungerar under varierande omständigheter. Arbetet har gällt både utrustning för industriellt bruk och fritidsanvändning.

Vill med detta inlägg bifoga en tabell och ett diagram över hur mitt eget 280 Ah LiFePO4-projekt fungerar vid uppladdning av ett nästintill tomt batteri. Batteriet har en i grunden väldigt flak uppladdningskurva vilket är utmärkande för LiFePO4-batterier. Inre resistansen i batteriet är låg se tabellen. Laddning har utförts med labbaggregat inställt på 10,0 A konstant ström och notera, ingen BMS är inkopplad under laddningsprocessen.

Skillnaden i cellspänning är nästan oväntat låg, faktiskt under 5 mV hela vägen upp till 13,6 V vilket tyder på att cellerna i leveransen var väl matchade. Med konstant ström ökar laddningsgraden linjärt upp till 13,6 V och spänningsökningen är låg för varje timme.

Sista timmen stiger dock spänningen snabbt från 13,6 V till 14,6 V bara för att då lagra 10,0 Ah ytterligare. I slutet överskrids t.o.m. batteriets märkkapacitet om jag antar att den initiala laddningsgraden vid starten av laddningsförloppet var 10,0 Ah vilket torde vara en ganska god gissning.

Notera då följande viktiga fakta: 10 Ah av 280 Ah utgör bara 3,57 % av lagrad energi. Dvs batteriet var faktiskt laddat till 96,4 % vid näst sista mätningen då batterispänningen endast var 13,6 V.

Den andra viktiga observationen var att spänningsavvikelserna mellan cellerna ökade betydligt under den branta delen av laddningskurvan och det är under denna fas balanseringsfunktionen blir viktig med en BMS ansluten. En helt logisk och väntad utveckling då skillnaden i lagringsförmågan mellan cellerna framträder med all tydlighet.

Min slutsats är, med även över 20 års erfarenhet som konstruktör av flygplanselektronik, prioritera säkerheten i alla lägen. Kämpa inte för de sista amperetimmarna. En kontinuerlig laddningsspänning på 13,5 till 13,8 V räcker fint och ger bra säkerhet. En tidsbegränsad boostspänning på 14,6 V med LiFePO4-inställning är givetvis ok men är i första hand inte tänkt att ske flera gånger per dygn.

Håller med fullständigt. Laddade med lifepo4 laddaren till 13,8volt och avbröt sen, kopplade in labbaggregatet med 5 Amp laddning till 14,2 sen till 14,4 bara för att få 100% soc med mina inställningar.. kan bara konstatera att det var inte många extra ampere mellan 13,8 - 14,4 volt. Jag har EVE celler 280 amp till information.

 

[muskatten]

Här kommer lite mer om laddning av lifepo4 batteri...

 

[PeterK]

Håller med fullständigt. Laddade med lifepo4 laddaren till 13,8volt och avbröt sen, kopplade in labbaggregatet med 5 Amp laddning till 14,2 sen till 14,4 bara för att få 100% soc med mina inställningar.. kan bara konstatera att det var inte många extra ampere mellan 13,8 - 14,4 volt. Jag har EVE celler 280 amp till information.

Vad blev dina tider då?

En av fördelarna med att ladda till 100% SoC kan vara att få till en toppbalansering av cellerna.
En majoritet av oss som har LFP i husbilen cyklar inte vårt batteri 7 dar i veckan, så man bör inte vara rädd för att toppladda nån gång då och då, eller varje gång man laddar. Vi kommer inte att hinna degradera speciellt mycket kapacitet med vårt majoritetsanvändande.

Här kommer lite mer om laddning av lifepo4 batteri...

Så här beter sig mitt äldre 123bms, jag har aldrig upptäckt att Renogyn hunnit växla till Absorbtion, med mina inställningar i 123bms.
Men gemene man här har inte tiden eller ens möjligheten att ladda så här länge, ifall man nu inte är ansluten till landström, men då kanske man inte behöver ett LFP-batteri (?)

 

[Lerry]

Tack, du har som vanligt kloka synpunkter muskatten. Hur vi använder HB:n varierar kraftigt. Vi har även ett virrvarr av olika utrustning i bilarna och det är fullständigt omöjligt att se en gyllene lösning för att optimera användandet av vår kostsamma LiFePO4-batterier. Vi har därtill en situation där många som du och jag själv installerat många solceller på taket för att om möjlig optimera fri-campandet. En utveckling som torde öka ordentligt med ökade elkostnader och möjligtvis elbrist i framtiden.

Taken på våra husbilar är som gjorda för installation av många solceller och en klok installation bör därför prioritera solenergin framför uttaget från laddstolpe eller generator. Nu finns normalt ingen kommunikationsförbindelse mellan elektronikboxen, DC-Bostern och solcellsregulatorn så vilka principer kan man relativt enkelt välja?

Den första enkla lösningen blir att välja en något högre underhållsspänning från solcellsregulatorn än vad DC-boostern och elektronikblocket ger. Då undviks kommunikationsbehovet mellan kraftkällorna. Möjligheterna för att fixa detta beror givetvis på installerad utrustning som i mitt faller är följande:

Elektronikblock Nordelectronica NE350 230 VAC ger 13,5 V i gel-läget
DC-Boostern Nordelectronica NE325 40 DC -DC Booster ger 13,5 V i gel-läget
Solcellsregulatorn MPPT 100/30 Float voltage 13,8 VDC custom setting.

Observera att prioritetsordningen ovan reducerar också i viss mån bränsleförbrukningen under resorna. Man vill inte att generatorn belastas maximalt under körning och solcellsregulatorn är i viloläge...

Hej Kjelle och övriga ni verkar ha bra koll. Själv är jag lite frustrerad. Har köpt en Adria-810 från 2020. Vi har vinter-campat två vintrar och varit ut på lite sommar turer. Har planerat en sväng ner Europa i sommar och tänkte uppdatera elförsörjningen. Nu när jag börjar titta på det känns det lite knepigare än vad jag tänkt. Vilket det inte borde vara, själv är jag ingenjör och har varit energiexpert. Men det är inte riktigt samma sak så jag har lite och lära.

När jag såg detta inlägg fick jag lite hopp, jag har nämligen samma utrustningen som ovan:
Elektronikblock Nordelectronica NE350 230 VAC
DC-Boostern Nordelectronica NE325 40 DC -DC Booster

Jag har tänkt att bland annat köpa en LiFePO4- vilket borde fundera med denna utrustning. Problemet är att man köpt ett fordon för nästan 1,5 miljon och jag har inte fått rätt instruktionsböcker. Och när jag letar efter manualen på nätet till NE350 så får jag inte fram den. Är det någon av Er som har den i PDF? Jag hittade en manual till NE325 men där framgår inte hur dip-swicharna ska stå. Vilket gör mig konfunderad.

Men eftersom du Kjelle skriver gel-läget vilket verkar ge önskad V, så skulle det spara mig tid om du skulle kunna säga hur dina dipswitchar står, jag litar på dig. Det vore oerhört snällt om du skulle kunna fylla i nedanstående:

NE350:
SW
1: 2:

SW1
1: 2:

NE325:
1: 2:


Tack på förhand!
Mvh. Lerry - Ingen elektriker men expert på fukt och byggnadsfysik.

 

[F.d. 64253]

Vad blev dina tider då?

En av fördelarna med att ladda till 100% SoC kan vara att få till en toppbalansering av cellerna.
En majoritet av oss som har LFP i husbilen cyklar inte vårt batteri 7 dar i veckan, så man bör inte vara rädd för att toppladda nån gång då och då, eller varje gång man laddar. Vi kommer inte att hinna degradera speciellt mycket kapacitet med vårt majoritetsanvändande.


Så här beter sig mitt äldre 123bms, jag har aldrig upptäckt att Renogyn hunnit växla till Absorbtion, med mina inställningar i 123bms.
Men gemene man här har inte tiden eller ens möjligheten att ladda så här länge, ifall man nu inte är ansluten till landström, men då kanske man inte behöver ett LFP-batteri (?)

Sant det. Jag märkte att en cell halkade efter runt 3,40-45 volt, efter absorption o aktiv 5 amp balanserare så blev dom stabil och kunde ladda till 3,6 volt på alla celler med lägre ampere. Laddade jag med 20 amp laddaren så var det lätt att en cell når 3,6 volt för fort, beror säkert på att jag aldrig har toppat batteriet tidigare

 

[Kjelle L]

Hej Kjelle och övriga ni verkar ha bra koll. Själv är jag lite frustrerad. Har köpt en Adria-810 från 2020. Vi har vinter-campat två vintrar och varit ut på lite sommar turer. Har planerat en sväng ner Europa i sommar och tänkte uppdatera elförsörjningen. Nu när jag börjar titta på det känns det lite knepigare än vad jag tänkt. Vilket det inte borde vara, själv är jag ingenjör och har varit energiexpert. Men det är inte riktigt samma sak så jag har lite och lära.

När jag såg detta inlägg fick jag lite hopp, jag har nämligen samma utrustningen som ovan:
Elektronikblock Nordelectronica NE350 230 VAC
DC-Boostern Nordelectronica NE325 40 DC -DC Booster

Jag har tänkt att bland annat köpa en LiFePO4- vilket borde fundera med denna utrustning. Problemet är att man köpt ett fordon för nästan 1,5 miljon och jag har inte fått rätt instruktionsböcker. Och när jag letar efter manualen på nätet till NE350 så får jag inte fram den. Är det någon av Er som har den i PDF? Jag hittade en manual till NE325 men där framgår inte hur dip-swicharna ska stå. Vilket gör mig konfunderad.

Men eftersom du Kjelle skriver gel-läget vilket verkar ge önskad V, så skulle det spara mig tid om du skulle kunna säga hur dina dipswitchar står, jag litar på dig. Det vore oerhört snällt om du skulle kunna fylla i nedanstående:

NE350:
SW
1: 2:

SW1
1: 2:

NE325:
1: 2:


Tack på förhand!
Mvh. Lerry - Ingen elektriker men expert på fukt och byggnadsfysik.

Hej Lerry, Jag använder följande inställningar:
NE350 SW1 upptill - ON dvs DC-DC omv är ansluten
NE350 SW undertill OFF - OFF dvs. gel-läget 13,5V St-by (Anvvänd liten spegel och tandpetare eller dyl)
NE 325 SW1 OFF SW2 ON Lithium (Toppladdar LiFePO4-batteriet vid körning
Mvh/ Kjell L

 

[Kjelle L]

Här kommer lite mer om laddning av lifepo4 batteri...

Hej och tack muskatten! Jag gillar verkligen dina olika videos med Andy från Off-Grid Garage. Killen gör ett mycket intressant arbete och jag har noterat att han faktiskt får samma resultat och drar samma slutsatser som jag själv gjort. Man behöver inte högra laddningsspänningar för att ladda ett LiFePO4-batteri. Man behöver m.a.o inte de höga laddningsspänningarna som det olika fabrikanterna anger i sina datablad. Enda fördelen med dessa höga specificerade nivåer är den förkortade absorbtionstiden och då talar vi om de sista procenten av laddningsgraden då skillnaden i mättnadsgraden i cellerna börjar framträda. Batterifabrikanterna vill framhäva att batterierna kan snabbt laddas.

Hur ser då det ut i en husbil med DC-booster, solcellsregulator och 230VAC laddare. Ja alla tre initierar en 100%-ig toppladdning vid spänningstillslag. Det är till och med så illa att, står husbilen på tomten oanvänd så startas ändå en toppladdning varje morgon då solen dyker upp och med varierande ljus och mörka moln på himlen så kan en toppladdning omstartas många gånger per dag. Verkligen inte bra men man skall inte överdriva farligheten. Batteriet klarar det!

Problematiken med dessa frågor om laddningspänningen är givetvis risken för brand eller förkortad livslängd på våra batterier. Att hålla ner profilen för spänningarna över lång tid är därför att rekommendera, viktig som Andy ovan nämner i många av sina videos. Många batteriexperter är av samma åsikt. Det är inte främst laddningsgraden utan spänningsnivåerna som är viktiga.

En annan sak som Andy belyser är obalansen vid absorbtionsnivån. Han rekommenderar balansering vid den lägre underhållsnivån vilket är en klok ide anser jag. Den spänningsskillnad som uppstår vid fulladdning måste tolkas på rätt sätt. Den cell som har högre spänning än grannarna har inte en högre laddningsgrad utan tvärtom en lägre laddningsgrad då spänningen är högre därför att det inte längre finns några litiumjoner att förflytta och cellen beter sig snarare som en kondensator eller isolator. När polspänningen över batteriet tillåts sjunka så reduceras spänningen över den cellen snabbast utan att ge något strömbidrag. När batteriet når den lägre vilospänningen där batteriströmmen är praktiskt taget noll har skillnaden i cellspänningarna delvis reducerats igen och slutresultatet kan bms-modulen slutligen justera genom en balansering.

 

[Lerry]

Hej Lerry, Jag använder följande inställningar:
NE350 SW1 upptill - ON dvs DC-DC omv är ansluten
NE350 SW undertill OFF - OFF dvs. gel-läget 13,5V St-by (Anvvänd liten spegel och tandpetare eller dyl)
NE 325 SW1 OFF SW2 ON Lithium (Toppladdar LiFePO4-batteriet vid körning
Mvh/ Kjell L

Hej Kjelle, tack för snabbt svar. En liten följdfråga bara så jag förstår rätt. NE350 SW1 upptill ska båda switcharna stå på ON? Idag står 1 on 2 off. Eftersom jag inte har någon manual så vet jag inte vad det betyder.

 

[PeterK]

Hur ser då det ut i en husbil med DC-booster, solcellsregulator och 230VAC laddare. Ja alla tre initierar en 100%-ig toppladdning vid spänningstillslag. Det är till och med så illa att, står husbilen på tomten oanvänd så startas ändå en toppladdning varje morgon då solen dyker upp och med varierande ljus och mörka moln på himlen så kan en toppladdning omstartas många gånger per dag. Verkligen inte bra men man skall inte överdriva farligheten. Batteriet klarar det!

Men det sker bara ifall du begär att detta ska ske, samt att det finns tillräckligt med solljus.

Det är just detta vi diskuterat senaste tiden i denna tråd, vilka värden vi använder i våra bms för de olika händelserna.
Det är inte alla av oss som kan ändra/begränsa ström eller spänning direkt i våra laddkällor, så vi får sätta gränserna i våra bms.

Ifall min husbil inte står i garaget utan på tomten, och jag vet att jag inte ska använda den de närmsta dagarna/veckorna så sätter jag ner SoC till 50-70% på bms'et och slipper onödig toppladdning, eller bara klickar ifrån Breaker'n från panelerna. Använder jag däremot husbilen så sätter jag start laddning på 90%, vill ju ha så mycket energi tillgodo som jag kan, man vet aldrig när solen tittar fram nästa gång.
Så detta "problem" har jag inte hört att någon här inne har.

 

[Kjelle L]

Hej Kjelle, tack för snabbt svar. En liten följdfråga bara så jag förstår rätt. NE350 SW1 upptill ska båda switcharna stå på ON? Idag står 1 on 2 off. Eftersom jag inte har någon manual så vet jag inte vad det betyder.

Sorry. Jag gav inte ett fullvärdigt svar. SW1 uptill på NE350 har två bitar. Nr 1 skall vara ON för att bekräfta att det finns en DC-Booster ansluten i ditt fall NE325. Nr 2 har ingen funktion.

 

[Kjelle L]

Men det sker bara ifall du begär att detta ska ske, samt att det finns tillräckligt med solljus.

Det är just detta vi diskuterat senaste tiden i denna tråd, vilka värden vi använder i våra bms för de olika händelserna.
Det är inte alla av oss som kan ändra/begränsa ström eller spänning direkt i våra laddkällor, så vi får sätta gränserna i våra bms.

Ifall min husbil inte står i garaget utan på tomten, och jag vet att jag inte ska använda den de närmsta dagarna/veckorna så sätter jag ner SoC till 50-70% på bms'et och slipper onödig toppladdning, eller bara klickar ifrån Breaker'n från panelerna. Använder jag däremot husbilen så sätter jag start laddning på 90%, vill ju ha så mycket energi tillgodo som jag kan, man vet aldrig när solen tittar fram nästa gång.
Så detta "problem" har jag inte hört att någon här inne har.

Aha Peter K. Nu upplyser du mig om något som jag inte till fullo har insett. Ni är alltså några initierade med goda insikter i dess frågor som håller på och ställer om era bms-enheter för att passa de aktiviteter ni planerar för tillfället. Det är givetvis ett utmärkt sätt att kringgå den problematik jag försök belysa i mina senaste inlägg men metoden löser inte eller, rättare sagt, kan inte passa majoriteten av oss husbilsanvändare?

Förfarandet som du beskriver Peter kan passa fint för alla Er som har tagit det modiga steget och byggt sitt eget LiFePO4-batteri men grunden måste väl dock vara att våra husbilar vid inköp eller hyra är så utformade att säker funktion garanteras utan specilistkunskaper från användaren.
Förser vi våra husbilar med nya fina LiFe-batterier så måste installatörenen se till att installerad utrustning är inställd för säker och optimal funktion eller hur?

 

[kenjon]

Önsketänkande skulle jag säga. Erfarenheten av husbilsinstallatörer lämnar en del att önska.

 

[PeterK]

Aha Peter K. Nu upplyser du mig om något som jag inte till fullo har insett. Ni är alltså några initierade med goda insikter i dess frågor som håller på och ställer om era bms-enheter för att passa de aktiviteter ni planerar för tillfället. Det är givetvis ett utmärkt sätt att kringgå den problematik jag försök belysa i mina senaste inlägg men metoden löser inte eller, rättare sagt, kan inte passa majoriteten av oss husbilsanvändare?

Förfarandet som du beskriver Peter kan passa fint för alla Er som har tagit det modiga steget och byggt sitt eget LiFePO4-batteri men grunden måste väl dock vara att våra husbilar vid inköp eller hyra är så utformade att säker funktion garanteras utan specilistkunskaper från användaren.
Förser vi våra husbilar med nya fina LiFe-batterier så måste installatörenen se till att installerad utrustning är inställd för säker och optimal funktion eller hur?

Jag tror att vi har hela spannet här inne, från de som bygger ett LFP själv, monterar det, och glömmer bort det, i andra ändan är vi några som nördar ner oss i detaljer och testar olika inställningar och metoder.
Men bra att du informerar och varnar, det kommer troligen till fler självbyggare, samt ingen vet/kan allt, men tillsammans har vi en bra erfarenhet.

 

[F.d. 64253]

För mej som inte har behov för laddning hela tiden så löser jag det enkelt på en minut, trycker bara på charge off i menyn på BMS.

 

[Kjelle L]

Hejsan boys. Bra att ni har kontroll på dom här sakerna. Kenjons iaktagelse om husbilsinstallatörerna är nog dessvärre helt riktig. Hela situationen håller på att utvecklas till en salig röra. Alla nya system hanterar saker och ting olika och det finns inte längre en samlad ide om hur alla funktioner bör hanteras dessvärre vilket bara klaras av genom kluriga uppfinningsrika killar som Ni.

Det sker nu en snabb utveckling som innebär en elektrifiering av vår fordonspark i Europa. Bilar bussar och lastbilar kommer innom en snar framtid till stor del att vara eldrivna. Husbilsmarknaden är förhållandesvis liten men även här kommer troligvis samma utveckling. Med den utvecklingen så kommer också säkert ett nytänk beträffande all utrustning i husbilarna förhoppningsvis. Vi måste på något sätt återgå till tanken med en smart övergripande elektronikmodul som samlar och fördelar all strömdistibution i husbilen på ett säkert och optimalt sätt där t.ex. solenergin bör utgöra en viktig komponent. Ha en TREVLIG PÅSK!

 

[Michael S]

Att installera ett LiFePo4 batteri som fungerar efter konstens alla regler är inte svårt.
Det svåra är att göra det billigt.

Min slutsats från mycket läsande.

 

[PeterK]

Funderar på att beställa en sådan här, för att styra min externa aktiva balanserare från Heltec.
Vad tror/tycker ni andra om det?

 

[muskatten]

Låter väldigt förnuftigt...

 

[PeterK]

Gjorde ett kapacitetstest på min hembyggda powerbank med 280Ah lågprisceller, igår. Laddade först fullt med en biltema-laddare, Daly avbröt.
Belastade med 10A, pågick i 26h22m.
Daly BMS avbröt efter 265Ah/3359Wh.
Batteri monitorn visar då 11,88V och SoC 6,6%, hade en celldiff. vid start på 200mV, samt det var bara +9C i garaget.
Man får väl vara nöjd misstänker jag.

 

[Flurken]

Gjorde ett kapacitetstest på min hembyggda powerbank med 280Ah lågprisceller, igår. Laddade först fullt med en biltema-laddare, Daly avbröt.
Belastade med 10A, pågick i 26h22m.
Daly BMS avbröt efter 265Ah/3359Wh.
Batteri monitorn visar då 11,88V och SoC 6,6%, hade en celldiff. vid start på 200mV, samt det var bara +9C i garaget.
Man får väl vara nöjd misstänker jag.
Visa bilaga 227639
Visa bilaga 227640
Visa bilaga 227641

Vad snyggt du byggt. Jag fick ut 273Ah 3.65-2.5V på cellerna. EVE 280Ah.