Konvertera till LiFePo4-batterier

Lästid 7 minuter

Uppdaterad – 5 juni 2024

Att konvertera till LiFePo4-batterier är värt besväret för två aspekter: viktbesparingar och livslängd. Båda är välkomna skäl i husbilen att byta ut de gamla AGM-batterierna.

Ett AGM-batteri är avsett att laddas efter 60%-urladdning. Ett LiFePo4-batteri räcker faktiskt 100% av sin nominella kapacitet. Dessutom kräver ett AGM-batteri återhämtningsfaser när höga strömmar kontinuerligt krävs, till exempel vid inverterdrift.
I testet höll ett 120 Ah AGM-batteri 31 timmar med ett definierat permanent strömdrag och LifePo4-batteriet med 110 Ah höll i 54 timmar.
De två typerna skiljer sig också åt i deras laddningsbeteende: AGM-batteriet kräver 12 timmar och LiFePo4-batteriet kräver 6 timmar för att fylla på den energi som används.
Angående vikten: AGM är cirka 26 kg, LiFePo4-batteriet är 10 kg.

Nu är inte alla bekanta med den här tekniken, varför folk ofta drar sig för att ta detta steg. Men som alltid är nyckeln till den förmodade hemligheten som man först känner bakom den känd.

Steg-för-steg-instruktioner är avsedda att hjälpa dig att förlora din rädsla och framgångsrikt slutföra utbytet med säkerhet.

Victron-enheter används för alla komponenter, med undantag för själva batterierna.

Inköpslista

Beroende på effektbehov väljer du önskad ampere-timme (Ah), t.ex. EVE 280 Ah. Eftersom vi satt ihop batteriet själva och ett enda Battericell Om den har 3,35 V, men vi brukar behöva 12 V ombordspänning, läggs fyra av dessa i varukorgen. För 24V, som i lastbilschassibaserade husbilar, måste 8 celler köpas.

Om högre prestanda krävs kan celler också parallellkopplas. Till exempel ger 2 x 280 Ah celler på 4 x 3,35 V parallellkopplade en kapacitet på 2 x 280 Ah = 560 Ah.

LiFePo4-batterier kräver ett så kallat batterihanteringssystem (BMS), som skyddar dig från spänningar som är för höga eller för låga och – i händelse av fel – kopplar bort minusledningen elektroniskt i tid.

Nästa är en Balanserare användbart, vilket säkerställer att alla celler alltid har en ungefär identisk spänning.

Laddare/laddningsbooster används för att ladda LiFePo4-batteriet med landström eller under körning via generatorn.
Sådana enheter, om de redan är installerade för AGM-batteriet, kan vara lämpliga för LiFePo4-batterier. De kan antingen ställas in manuellt eller automatiskt känna igen batteritypen och ladda med motsvarande laddningskurva. Om varken det ena eller det andra tillhandahålls av laddaren, behöver du en lämplig ny enhet.

Om du tänker använda en växelriktare kan du kanske spara en separat 230 V-laddare, eftersom de större växelriktarna, som Victron Multiplus II, redan har en inbyggd, mycket kraftfull laddare.

När det kommer till laddningsboosterns prestanda bör du hålla ett öga på generatorns uteffekt och installera en starkare om det behövs. En laddbooster med 30 A laddström anses vara standard och kan vanligtvis installeras utan en kraftigare generator.
Observera att tjocka och korta kablar ska användas i enlighet med tillverkarens instruktioner för att hålla spänningsfall från generatorn till laddningsboostern och från laddningsboostern till batteriet för att laddas till ett minimum. Bra laddningsförstärkare kompenserar för spänningsförluster från generatorn till laddningsförstärkaren genom att automatiskt öka utspänningen.

Ett beräkningsverktyg för kabeltvärsnitt finns här.

Se alltid till att alla skruv-, kläm- eller krimpanslutningar är säkra!
Lösa anslutningar skapar höga motstånd, vilket kan leda till överhettning och till och med en kabelbrand om ström är närvarande!

Alternativ

Om du inte bara vill fråga batteriernas laddningsstatus via Bluetooth-gränssnittet via appen, utan också alltid vill bli informerad om inkommande solenergi, laddningsstatus och förbrukningsvärden, kan du ha alla relevanta värden visas av Victron Cerbo GX med Touch 70-skärm, konfigurering av enheter etc.

Cellbalansering

På grund av tillverkning och materialtoleranser är egenskaperna hos en cell aldrig exakt identiska. Eftersom ett BMS antar att en urladdad cell finns när en viss cellspänning uppnås och stänger av hela batteriet, även om de återstående cellerna ännu inte är urladdade, är det viktigt att hålla alla celler på en idealiskt identisk spänningsnivå.

Cellbalansering tar tid. Det skadar inte att ställa upp cellerna i en parallell rad efter leverans, koppla alla minuspoler till de så kallade bussskenorna som medföljer, och göra samma sak med alla pluspoler. På så sätt kan en cell med lägre laddning ta laddning från en annan cell över natten och på så sätt uppnå en balanserad spänningspotential över alla celler.

Batteriet

Spänningsmätning

I exemplet ovan var 16 celler balanserade och kontrolleras nu för sin respektive spänning. En digital multimeter med en upplösning på 0,001 V ±0,03 % eller bättre bör användas. En max/min-funktion gör det lättare att registrera spänningsavvikelsen för en serie mätningar, som här över 16 celler.

Om alla celler med i stort sett identiska spänningar bekräftas vara balanserade kan cellerna placeras i önskat arrangemang. Här ska fyra gånger fyra 3,35 V-celler kopplas parallellt (vilket resulterar i 4 x 280 Ah = 1 120 Ah) och sedan ska de resulterande fyra paketen på 3,35 V vardera kopplas i serie för att bilda ett 13,4 V-batteri.

Konstruktion

Här kopplades blocken om fyra, vart och ett slutligen representerande EN 3,35 V-cell, i serie för att ge totalt 4 x 3,35 V = 13,4 V.

De rosa skuminläggen tjänar till att dämpa vibrationer. Totalvikt inklusive hus 96 kg. Viktbesparande jämfört med 4x AGM DeepCycle-batterier 222 kg! Mått (B) 619 x (H) 407 x (D) 283 mm.

BMS-anslutning

BMS har två tjocka kabelanslutningar, P- och B-. B- är ansluten till batteriets minuspol, P- leder till minuspolen på konsumenten. Detta kabeltvärsnitt ska även användas för pluskabeln till batteriet och bör inte vara mindre än detta.

De två 35 mm² De tjocka svarta kablarna (överst) är anslutna till jordskenan (-) på Lynx-shunten, de blå kablarna (botten) är anslutna till batteriets minuspol.
Vanligtvis finns det bara en svart och blå 35 mm för BMS mindre än 400A² Kabel. Från 400 A är två av samma färg 35 mm vardera² Kablar parallellkopplade för att göra kabeldiametern fysiskt tillräckligt flexibel, men elektriskt dubbelt så fjädrande.

XENES-BMS har en inbyggd balanserare.

Balanseranslutning

Det finns fyra celler per batteri. Antingen har en cell faktiskt bara EN 3,35 V-cell eller flera (här fyra), som var och en har en (här gemensam) minus- och pluspol.

Den svarta kabeln på den vita kontakten (-) längst ner till vänster är ansluten till minuspolen på den första (här vanliga) cellen, samt de fyra röda kablarna (+) till var och en av pluspolerna på den första (som är den cellen/den cellgruppen, ur BMS:s perspektiv, den första att göra det B- är ansluten; I frontvyn som visas ovan är cellblocket uppe till höger), andra, tredje och fjärde cellen (enhet) anslutna.

Om kablarna är för korta kan de förlängas. Det bör dock noteras att ALLA fem kablar i slutändan är lika långa för att undvika förfalskning av mätresultaten!

Uttagen på nedre långsidan av BMS, märkta med NTC och UART används för att ansluta temperatursensorn (NTC) och Bluetooth-modulen (UART), som används för att upprätta anslutningen till BMS-appen.

Batteri- och fördelaranslutning

Med Victron Lynx shunt och distributör möjliggör Victron mätning av inkommande och utgående strömmar upp till 1 kA-området, samt förskydd av anslutna konsumentledningar.

Den insamlade informationen visas på pekskärmen via Cerbo GX.

Batteriet ansluts till ingångarna på Lynx-shunten med korta, tjocka kablar utformade för de förväntade strömmarna.

Alla M8 skruvförband måste dras åt med 14 Nm.

Lynxshunt och fördelare väger tillsammans 3,6 kg.

MPPT regulatoranslutning

MPPT-styrenhetens utgång är ansluten till en av fördelarutgångarna. Om flera MPPT-regulatorer används kan de kombineras på en fördelarterminal.

MPPT-kontrollern väger 4,5 kg.

Laddningsbooster/laddarport

Laddningsförstärkarnas utgångar, såsom laddare, kopplas direkt till en av distributörens utgångar.

Laddningsboostern väger 1,8 kg och laddaren väger 1,3 kg.

Konsumentkoppling

Summan av alla strömmar i en matningsledning multiplicerad med 1,35 resulterar i storleken på reservsäkringen som ska användas. Om 105 A förväntas är säkringen 105 x 1,35 = 148 med 150 A.

Konsumenter skyddas alltid individuellt med hjälp av lämpligt beräknade försäkringar.

Cerbo GX och GX Touch kontakt

Cerbo GX "datasamlare" ansluts till GX Touch Panel med den medföljande anslutningskabeln. Enheter som kommunicerar med Cerbo GX ansluts till den via en VE.direkt-kabel eller via en USB-till-VE-adapter. Båda måste vid behov beställas separat.

Extern batterianslutning

En extern batterianslutning kan till exempel användas för att koppla ihop två fordon, som båda har PV-moduler och ett batteripaket, för att göra energi som inte behövs i ett av fordonen användbar för det andra fordonet med högre förbrukning.

En annan extern MPPT-regulator PV-anslutning kan användas för att ansluta ytterligare externa PV-moduler till MPPT-regulatorns ingång för att uppnå högre solutbyte och högre prestandaparametrar. Förutsatt att den installerade MPPT-styrenheten har lämpliga effektreserver.

Här är den Victron Smartsolar MPPT styrenhet 250/100 Tr VE.Can installerat, vilket genererar en laddström på upp till 100 A vid 12 V DC. Enligt databladet är den maximala PV-öppningsspänningen 250 V.

En 80 A säkring måste kopplas in i respektive plusledning på det externa anslutningsuttaget i båda fordonen för att absorbera för höga strömmar och ge kortslutningsskydd. En strömbrytare i plusledningen rekommenderas också så att de externa batterianslutningsuttagen kan stängas av när de inte används.

Slutsats

En solid enhet som innehåller alla komponenter i ett block ger i slutändan 1 120 Ah, väger cirka 145 kg och tillåter trots sin kompakthet åtkomst till alla anslutningar av alla komponenter utan att demontera enskilda enheter.

Varsel

Allt elinstallationsarbete måste utföras av kvalificerad personal i enlighet med gällande föreskrifter. Vid arbeten på elektriska installationer ska de alltid hållas spänningslösa!
För att informera icke inblandade tredje parter måste lämpliga informationsskyltar fästas på avstängningsanordningarna under arbetets varaktighet.

ps Behöver du personligt stöd i genomförandet mot en avgift är du välkommen att göra det bokning göra!