Converteren naar LiFePo4-batterijen

Leestijd 7 minuten

Aktualisiert – oktober 13, 2024

Het ombouwen naar LiFePo4-batterijen is om twee aspecten de moeite waard: gewichtsbesparing en levensduur. Beide zijn welkome redenen in de camper om de oude AGM accu’s te vervangen.

Een AGM-accu is bedoeld om te worden opgeladen na ontlading van de 60%. Een LiFePo4-batterij gaat feitelijk 100% van zijn nominale capaciteit mee. Bovendien heeft een AGM-accu herstelfasen nodig wanneer er voortdurend hoge stromen nodig zijn, bijvoorbeeld bij omvormerbedrijf.
In de test ging een 120 Ah AGM-accu 31 uur mee met een gedefinieerd permanent stroomverbruik, en de LifePo4-accu met 110 Ah 54 uur.
Ook qua laadgedrag verschillen de twee typen: de AGM-accu heeft 12 uur nodig en de LiFePo4-accu heeft 6 uur nodig om de verbruikte energie weer aan te vullen.
Wat betreft het gewicht: de AGM weegt zo'n 26 kg, de LiFePo4-accu is 10 kg.

Nu is niet iedereen bekend met deze technologie en daarom schrikken mensen er vaak voor terug om deze stap te zetten. Maar zoals altijd is de sleutel tot het veronderstelde geheim dat je er in eerste instantie achter voelt bekend.

Stapsgewijze instructies zijn bedoeld om u te helpen uw angst kwijt te raken en de uitwisseling met zekerheid succesvol af te ronden.

Voor alle componenten worden Victron-apparaten gebruikt, met uitzondering van de batterijen zelf.

Boodschappenlijstje

Afhankelijk van de vermogensbehoefte selecteert u het gewenste ampère-uur (Ah), bijvoorbeeld 280 Ah. Omdat we de batterij zelf hebben samengesteld en één enkele Batterij cel Als hij 3,35 V heeft, maar wij hebben meestal 12 V boordspanning nodig, dan worden er vier in de winkelwagen geplaatst. Voor 24V, zoals in campers op vrachtwagenchassis, moeten 8 cellen worden aangeschaft.

Als er meer prestaties nodig zijn, kunnen cellen ook parallel worden aangesloten. Bijvoorbeeld: 2 x 280 Ah cellen van 4 x 3,35 V parallel geschakeld resulteren in een capaciteit van 2 x 280 Ah = 560 Ah.

LiFePo4-batterijen vereisen een zogenaamd batterijbeheersysteem (GBS), die u beschermt tegen te hoge of te lage spanningen en – in geval van een storing – de negatieve lijn tijdig elektronisch onderbreekt.

Het volgende is een Balancers handig, wat ervoor zorgt dat alle cellen altijd een ongeveer identieke spanning hebben.

Oplader / laadbooster worden gebruikt om de LiFePo4 accu op te laden met walstroom of tijdens het rijden via de dynamo.
Dergelijke apparaten kunnen, als ze al voor de AGM-accu zijn geïnstalleerd, geschikt zijn voor LiFePo4-accu's. Ze kunnen handmatig worden ingesteld of automatisch het batterijtype herkennen en opladen met de bijbehorende laadcurve. Als noch het een noch het ander door de oplader wordt geleverd, hebt u een geschikt nieuw apparaat nodig.

Als u van plan bent een omvormer te gebruiken, kunt u wellicht een aparte 230 V-lader besparen, omdat de grotere omvormers, zoals de Victron Multiplus II, al een ingebouwde, zeer krachtige lader hebben.

Als het gaat om de prestaties van de laadbooster, moet u het vermogen van de dynamo in de gaten houden en indien nodig een sterker exemplaar installeren. Een laadbooster met 30 A laadstroom wordt als standaard beschouwd en kan doorgaans zonder krachtigere dynamo worden geïnstalleerd.
Houd er rekening mee dat dikke en korte kabels moeten worden gebruikt in overeenstemming met de instructies van de fabrikant om de spanningsval van de dynamo naar de laadbooster en van de laadbooster naar de te laden accu tot een minimum te beperken. Goede laadboosters compenseren spanningsverliezen van de dynamo naar de laadbooster door de uitgangsspanning automatisch te verhogen.

Er is een rekentool voor kabeldoorsneden beschikbaar hier.

Zorg er altijd voor dat alle schroef-, klem- of crimpverbindingen veilig zijn!
Losse verbindingen zorgen voor hoge weerstanden, wat kan leiden tot oververhitting en zelfs kabelbrand als er stroom aanwezig is!

Opties

Als u niet alleen de laadstatus van de accu's via de Bluetooth-interface via de app wilt opvragen, maar ook altijd op de hoogte wilt zijn van binnenkomende zonne-energie, laadstatus en verbruikswaarden, kunt u over alle relevante waarden beschikken weergegeven door Victron Cerbo GX met Touch 70-monitor, apparaten configureren, enz.

Celbalancering

Door productie- en materiaaltoleranties zijn de eigenschappen van een cel nooit exact identiek. Omdat een BMS ervan uitgaat dat een ontladen cel een bepaalde celspanning heeft bereikt en de gehele accu uitschakelt, zelfs als de overige cellen nog niet ontladen zijn, is het belangrijk om alle cellen op een idealiter identiek spanningsniveau te houden.

Celbalancering kost tijd. Het kan geen kwaad om na levering de cellen in een parallelle rij op te stellen, alle negatieve polen aan te sluiten op de meegeleverde zogenaamde busbars, en hetzelfde te doen met alle positieve polen. Op deze manier kan een cel met een lagere lading van de ene op de andere dag de lading van een andere cel overnemen, waardoor een gebalanceerd spanningspotentieel over alle cellen wordt bereikt.

De batterij

Spanningsmeting

In het bovenstaande voorbeeld zijn 16 cellen gebalanceerd en worden nu gecontroleerd op hun respectievelijke spanning. Er moet een digitale multimeter met een resolutie van 0,001 V ±0,03 % of beter worden gebruikt. Een max/min-functie maakt het eenvoudiger om de spanningsafwijking van een reeks metingen, zoals hier over 16 cellen, te registreren.

Als wordt bevestigd dat alle cellen met grotendeels identieke spanningen in balans zijn, kunnen de cellen in de gewenste opstelling worden geplaatst. Hierbij moeten vier keer vier 3,35 V-cellen parallel worden geschakeld (wat resulteert in 4 x 280 Ah = 1.120 Ah) en vervolgens moeten de resulterende vier pakketten van elk 3,35 V in serie worden geschakeld om een 13,4 V-accu te vormen.

Bouw

Hier werden de blokken van vier, die elk uiteindelijk EEN cel van 3,35 V vertegenwoordigden, in serie geschakeld om een totaal van 4 x 3,35 V = 13,4 V te verkrijgen.

De roze schuiminzetstukken dienen om trillingen te dempen. Totaal gewicht inclusief behuizing 96 kg. Gewichtsbesparing vergeleken met 4x AGM DeepCycle accu's 222 kg! Afmetingen (B) 619 x (H) 407 x (D) 283 mm.

GBS-verbinding

Het BMS heeft twee dikke kabelaansluitingen, P- en B-. B- is verbonden met de negatieve pool van de batterij, P- is verbonden met de negatieve pool van de consument. Deze kabeldoorsnede moet ook worden gebruikt voor de pluskabel naar de accu en mag niet kleiner zijn dan deze.

De twee 35 mm² De dikke zwarte kabels (boven) zijn aangesloten op de massarail (-) van de Lynx shunt, de blauwe kabels (onder) zijn aangesloten op de minpool van de accu.
Meestal is er alleen een zwart en blauw 35 mm voor BMS kleiner dan 400A² Kabel. Vanaf 400 A zijn twee van dezelfde kleur elk 35 mm² Kabels parallel geschakeld om de kabeldiameter fysiek voldoende flexibel te maken, maar elektrisch dubbel zo veerkrachtig.

Die Aktivierung des BMS erfolgt durch Anlegen einer externen Ladespannung. Diese schaltet das BMS erst ein. Eine Anleitung steht hier zum Downloaden beschikbaar.

Het XENES-BMS heeft een geïntegreerde balancer.

Balancer-aansluiting

Er zijn vier cellen per batterij. Ofwel heeft een cel eigenlijk maar EEN cel van 3,35 V, ofwel meerdere (hier vier), die elk een (hier gemeenschappelijke) min- en pluspool hebben.

De zwarte kabel van de witte stekker (-) linksonder is aangesloten op de minpool van de eerste (hier gebruikelijke) cel, evenals de vier rode kabels (+) op elk van de pluspolen van de eerste (die is die cel/die celgroep, vanuit het perspectief van de BMS, de eerste die dit doet B- is verbonden; In het bovenstaande vooraanzicht zijn het cellenblok (rechtsboven) de tweede, derde en vierde cel (eenheid) met elkaar verbonden.

Als de kabels te kort zijn, kunnen deze worden verlengd. Er moet echter worden opgemerkt dat ALLE vijf kabels uiteindelijk dezelfde lengte hebben om vervalsing van de meetresultaten te voorkomen!

De aansluitingen aan de onderste lange zijde van het GBS, gemarkeerd met NTC En UART worden gebruikt om de temperatuursensor aan te sluiten (NTC) en de Bluetooth-module (UART), waarmee de verbinding met de BMS-app tot stand wordt gebracht.

Accu- en verdeleraansluiting

Met de Victron Lynx shunt en verdeler maakt Victron het meten van inkomende en uitgaande stromen tot het bereik van 1 kA mogelijk, evenals de voorbeveiliging van aangesloten consumentenlijnen.

De verzamelde gegevens worden via Cerbo GX op het aanraakpaneel weergegeven.

De batterij wordt aangesloten op de ingangen van de Lynx-shunt met behulp van korte, dikke kabels die zijn ontworpen voor de verwachte stromen.

Alle M8-schroefverbindingen moeten worden aangedraaid tot 14 Nm.

Lynx shunt en verdeler wegen samen 3,6 kg.

Aansluiting MPPT-regelaar

De uitgang van de MPPT-controller wordt aangesloten op één van de verdeleruitgangen. Als er meerdere MPPT-controllers worden gebruikt, kunnen deze op één verdelerterminal worden gecombineerd.

De MPPT-controller weegt 4,5 kg.

Oplaadbooster/laderpoort

De uitgangen van laadversterkers, zoals laders, worden rechtstreeks aangesloten op een van de uitgangen van de verdeler.

De laadbooster weegt 1,8 kg en de oplader weegt 1,3 kg.

Consumentenverbinding

De som van alle stromen in een toevoerleiding vermenigvuldigd met 1,35 resulteert in de grootte van de te gebruiken reservezekering. Als er 105 A wordt verwacht, is de zekering 105 x 1,35 = 148 bij 150 A.

Consumenten zijn altijd individueel beschermd met een op de juiste manier berekende verzekering.

Cerbo GX- en GX Touch-connector

De Cerbo GX “datacollector” wordt met behulp van de meegeleverde verbindingskabel op het GX Touch Panel aangesloten. Apparaten die met de Cerbo GX communiceren, worden hierop aangesloten via een VE.direkt-kabel of via een USB-naar-VE-adapter. Indien nodig moeten beide apart besteld worden.

Externe batterijaansluiting

Via een externe accuaansluiting kunnen bijvoorbeeld twee voertuigen, die beide voorzien zijn van PV-modules en een accupakket, met elkaar worden verbonden om energie die in één van de voertuigen niet nodig is, bruikbaar te maken voor het tweede voertuig met een hoger verbruik.

Een andere externe MPPT-controller PV-aansluiting kan worden gebruikt om extra externe PV-modules aan te sluiten op de ingang van de MPPT-controller om een hogere zonne-opbrengst en betere prestatieparameters te bereiken. Op voorwaarde dat de geïnstalleerde MPPT-controller over voldoende stroomreserves beschikt.

Hier is degene Victron Smartsolar MPPT-controller 250/100 Tr VE.Can geïnstalleerd, die een laadstroom genereert van maximaal 100 A bij 12 V DC. Volgens het gegevensblad bedraagt de maximale PV-nullastspanning 250 V.

In beide voertuigen moet in de betreffende plusleiding van de externe aansluitdoos een zekering van 80 A worden doorgelust, om enerzijds te hoge stromen te onderscheppen en anderzijds als kortsluitbeveiliging te zorgen. Bovendien wordt een stroomonderbreker in de plusleiding aanbevolen, zodat de externe accu-aansluitbussen kunnen worden uitgeschakeld als ze niet worden gebruikt.

Conclusie

Een solide unit die alle componenten in één blok bevat, levert uiteindelijk 1.120 Ah, weegt ongeveer 145 kg en biedt ondanks zijn compactheid toegang tot alle aansluitingen van alle componenten zonder afzonderlijke apparaten te demonteren.

Kennisgeving

Alle elektrische installatiewerkzaamheden moeten worden uitgevoerd door gekwalificeerd personeel, in overeenstemming met de toepasselijke regelgeving. Bij werkzaamheden aan elektrische installaties moeten deze altijd spanningsloos worden gehouden!
Om niet-betrokken derden te informeren, moeten tijdens de duur van de werkzaamheden passende informatieborden op de uitschakelapparatuur worden aangebracht.

ps Heeft u tegen betaling persoonlijke ondersteuning nodig bij de implementatie, dan bent u van harte welkom Kaartverkoop maken!