Rådgivende ingeniør
Telecraft
Innledning.
I dette blogginlegget vil jeg belyse litt om utfordringene med å, uten videre, erstatte vanlig blysyrebatteri med LiFePO (Li), som enkelte nå er i ferd med å gjøre i sine bobiler/campingvogner.
I denne bloggen vil jeg også belyse hva som kan skje om vi fysisk parallellkobler litium med bly/syre.
Det er enkelte faktorer vi må være spesiellt oppmerksomme på for å få et lang og uproblematisk batteriliv.
Lading generelt.
Ideell ladespenningen fra generatoren, målt på over batteripolene, er typisk mellom 14,2 til 14,4 med motoren på raskere tomgang, ca 2000 omdreininger per min (RPM), og ved 25 grader Celsius.
Når arbeidstemperaturen øker i dynamoen, faller ladespenningen raskt pga økt indre motstand.
På EURO 5 og 6 motorer finnes regennerative generatorer. Disse kan gi ut pulserende likespenning i størrelsesorden fra 14 til 16 volt.Dette liker de fleste batteriteknologier dårlig. Spesielt Litium.
Anbefalt ladespenning for litiumsbatterier er oppgitt til å være fra 14,2 til 14,6 volt, alt etter fabrikat.
Det er særs viktig at man har en lader som gir riktig ladespenning til batteriet vi har.
Ladeblokka.
Ladeblokka i de fleste bobiler idag er designet for blysyre, om bobilen er levert med den batteriteknologien. Maks ladestrøm på disse er ca 10 % av den totale amperetimetallet batteribanken kan ha til rådighet. Har vi da et blysyrebatteri på 100Ah, gir laderen ca 10 A.
Setter vi inn et nedtappet litiumbatteri, med sin ekstreme lave indre motstand, opptar det enormt med strøm i hele ladefasen, i motsetning til blysyre. Mye mer enn blokka er designet for. Over tid vil den enrorme strømmen slite på ladeenhetene, og ikke minst ledningsnettet.
Om man har kunnskap om Ohms lov (I=U/R), og opererer med anbefalt ladespenning for litium, og samtidig vet at den indre motstanden mindre enn 50 mOhm (Indre motstand), da forstår vi fort den teoretiske strømstyrken LiFePo4 kan oppta under ladeprossessen.
Litt teknisk info.
Bly/syre har en nominell spenning på 12,0 volt vs litiums 12.8. Hvilespenninga er 13,2 Volt.
Ladeblokka.
Ladeblokka i de fleste bobiler idag er designet for blysyre, om bobilen er levert med den batteriteknologien. Maks ladestrøm på disse er ca 10 % av den totale amperetimetallet batteribanken kan ha til rådighet. Har vi da et blysyrebatteri på 100Ah, gir laderen ca 10 A.
Setter vi inn et nedtappet litiumbatteri, med sin ekstreme lave indre motstand, opptar det enormt med strøm i hele ladefasen, i motsetning til blysyre. Mye mer enn blokka er designet for. Over tid vil den enrorme strømmen slite på ladeenhetene, og ikke minst ledningsnettet.
Om man har kunnskap om Ohms lov (I=U/R), og opererer med anbefalt ladespenning for litium, og samtidig vet at den indre motstanden mindre enn 50 mOhm (Indre motstand), da forstår vi fort den teoretiske strømstyrken LiFePo4 kan oppta under ladeprossessen.
Bly/syre har en nominell spenning på 12,0 volt vs litiums 12.8. Hvilespenninga er 13,2 Volt.
Om vi parallellkobler disse, blir ikke bly/syre ladet av denne potensialforskjellen, noe mange dessverre tror.
Men vi får heller en uheldig potensialutgjevning mellom dem. Denne kan man illustreres med ei lyspære som settes mellom batteripolene på et batteri. LiFePo4 blir rett og slett tappet unødig for energi ved denne manøveren.
Eksisterende ledningsnett.
Mange bobiler, designet for blysyre, har ikke alltid tilstrekkelig dimensjonert ledningsnett for å distribuere strømmengden LiFePo4 over tid krever ved lading. Kablene kan bli varme, noe som igjen medfører at kabelens indre motstand øker. Dermed minskes også spenningen fram til batteriet.
Når man starter opp motoren for lading, støter vi ofte på første utfordring.
LiFePo4 med sin lave indre motstande, som tidligere beskrevet, gjør at batteriet har mottakelighet for store strømmengder. Da bør dynamoen og ledningsnettet kunne takle dette.
Dynamoen belastes skikkelig, også over relativ lang tid, og blir fort veldig varmt. Har den da lav isolasjonsklasse, kan det fort hende at generatoren får en heller kort levetid.
I utgangspunktet er ikke alle bobil-dynamoer konstruert til å gi slik strømmengde over lang tid som litium krever.
Vi må derfor sørge for at ladeinfrastrukturen er riktig dimensjoner for oppgaven den skal løse.
Man kan alternativt montere en ny ladekable fra dynamoen som har riktig tverrsnitt i forhold til ladeoppgaven litiumbatteret kreve, samt sette inn dynamo som gir strøm
Tverrsnittet er meget avstandsavhengig.
Lading via nettspenning.
På mange bobiler idag er laderen, som EBL, som tidligere beskrevet, ikke alltid dimensjonert for strømmengder
over så lang tid som LiFePo4 opptar under ladingen.
Derfor er ikke batterier som LiFePo4 anbefalt av produsenten Schaudt. Det er svært stor sannsynlighet for at EBL101C blir overopphetet om vi setter inn feil type batteri.
De anbefaler å bruke samme type batteri som ble levert med bilen.
Mange bobil-fabrikanter har sikret sine ladere mot strømmer høyere enn 40A. Noen med mindre.
Ved lading av litium kan strømstyrken ofte bli høyere. Topband anbefaler 60A ladestrøm.på noen av sine batterier.
Er ikke ladeinfrastrukturen i bobilene dimensjonert for slike strømmer som det her er snakk om, kan vi få ubehagelige og kostbare utfordring å handtere. Dette har en del bobileiere allerede fått erfare.
En annen følge av den store ladestrømmen i LiFePo4, er at de øvrige batteriene i en eventuell parallellkoblingen i batteribanken får minimalt med ladestrøm. (Kirchoffs regler)
Vi vet at LiFePo4 på ca 100 Ah krever 1 til 3 timer før det er toppladet, alt etter utladningsgraden.
Blybatterier, som AGM, GEL og blysyre, trenger mye lengre tid før de er toppladet. De trenger ofte opp mot 8-10 timer fra 50% av kapasiten, til toppladet tilstand.
(les gjerne om dette i andre blogginnlegg av meg)
Når så LiFePo4 er ferdigladet, etter 1 til 3 timer, med sin nominelle spenning på 12, 8 volt og hvilespenning på 13,2 volt, forstår de "dumme" regulatorene at bly/syre-batteriene i banken er like fulladet, noe som svært ofte ikke er tilfelle.
Da avsluttes ofte ladeprossessen, og går over på vedlikeholdslading.
Dette avbruddet liker blybatteriene svært dårlig. På den korte ladetiden, på en til tre timer, har de aldri rukket å få opp tilstrekkelig med lading, før de tvinges over til vedlikeholdslading.
Dårlig ladet batteri er svært mottakelig for sulfatering, og dermed svært tidlig død.
BMS
Svært mange LiFePo4 har innebygget BMS. Det er batteriets "kontrollorgan".
Vi må være klar over at det også finnes LiFePo4 på markedet uten BMS.
BMS sikrer maksimal levetid og sikkerhet for batteriet. Systemet hindrer dyputlading, overlading, kortslutning, og kutter ut alt, om batteriet får for høy temperatur.
Den skrur rett og slett av batteriet dersom noe unormalt skulle dukke opp under bruken.
For å ivareta batteriets ytelser over tid og ikke minst din sikkerhet som bruker, er det avgjørende at batteriet er av god kvalitet.
Jeg minner på om at BMS ikke sjekker forhold utenfor batteriet, så som ledningsnett og eventuelle ladere. Her er det mange misforståelser ute og går. Det er viktig at laderen er beregnet for lithium med sine to trinn,
Potensiell brannbombe.
Bobilenes elektroblokk, som EBL,designet for blysyre, er ofte ikke dimensjonert for slike ladestrømmer som LiFePo4 åpner for, uansett om LiFeSo4 står alene, eller parallellkoblet. Ledningsnettet er ofte heller ikke dimensjonert for dette.
Her bør man absolutt være årvåken, og vare på vakt. Vi kan fort være med på å lage potensielle brannbomber for oss selv og andre ved valg av LiFePo4, og dette ikke er koblet slik som anbefalt av bobilimportøren.
Denne mis-matchen bør vi derfor gjøre noe med.
Vi bør derfor forsikre oss at eksisterende ledningsnett, dynamo og lader er dimensjonert for lading av litium.
Et godt alternativ er å anskaffe seg en DC/DC-
lader, som feks Sterling, med sin anbefalte oppkobling.
Da skånes nettopp bobilens eksisterende ladeinfrastruktur. De enorme strømmene litium åpner for, styres da bort fra bobilens eksistererende ledningsnett.
Med riktig kobling får Litiumsbatteriet en relativ konstant lineær og stabil ladespenning, noe som det i utgangspunktet også trives best med.
Med denne typen lader, trenger man nødvendigvis ikke å endre noe større på bobilens originale ladesystem.
Dette er også viktig i forhold til eventuelle reklamasjoner og garantibestemmelser på bobilen vi har anskaffet oss.
Ved supplement av LiFePo4 til eksisterende batteribank, kan vi dermed med DC/DC-lader få en batteribank problemfritt fra 6 til 10 år.
Enkelte bobilmerker, og bobilverksteder har valgt lignende, eller tilsvarende løsning for optimal lading av batteribanken. Kombinasjon AGM og litium.
Når man så engang velger å bytte bobil, og ønsker å ta med litiumsanlegget over i den nye bilen, er dette ingen problem. Man løsner kun på par skruer, og tar anlegget, litiumbatteriet og DC/DC-laderen, med seg over i den nye bilen en har anskaffet oss.
Ett langt batteriliv avhenger alltid av at batteriene får anbefalt ladstrøm og ladespenning.
Her syndes det utrolig mye. Batterier, både bly og litium, i mange bobiler idag får sjelden den ladespenningen de så sårt trenger. Og batterilevetiden blir deretter.
I dag finnes det ett utall av alternative løsninger i forhold til installasjon av Litium i bobiler. Her er det bare fantasien og pengeboka som bestemmer omfanget. Men om man likevel velger å parallellkoble ulike batterikjemier, må man passe at det gjøres slik at batteriene trives best mht levetid.
Lykke til med ny teknologi i aktiv bruk.
Om noen trenger hjelp, råd eller dåd ifm med batteri, kontakt meg gjerne på: idar@telecraft.no
Kilder: Sønnak, Sparelys. Heistad Bil & Caravan AS
Kopiering, og viderebruk av dette blogginlegget er ikke tillatt iflg Lov om opphavsrett til åndsverk m.v. (åndsverkloven), uten samtykke fra meg.
Uten ansvar for mulige feil, og feiltolkninger.
Men vi får heller en uheldig potensialutgjevning mellom dem. Denne kan man illustreres med ei lyspære som settes mellom batteripolene på et batteri. LiFePo4 blir rett og slett tappet unødig for energi ved denne manøveren.
Eksisterende ledningsnett.
Mange bobiler, designet for blysyre, har ikke alltid tilstrekkelig dimensjonert ledningsnett for å distribuere strømmengden LiFePo4 over tid krever ved lading. Kablene kan bli varme, noe som igjen medfører at kabelens indre motstand øker. Dermed minskes også spenningen fram til batteriet.
Når man starter opp motoren for lading, støter vi ofte på første utfordring.
LiFePo4 med sin lave indre motstande, som tidligere beskrevet, gjør at batteriet har mottakelighet for store strømmengder. Da bør dynamoen og ledningsnettet kunne takle dette.
Dynamoen belastes skikkelig, også over relativ lang tid, og blir fort veldig varmt. Har den da lav isolasjonsklasse, kan det fort hende at generatoren får en heller kort levetid.
I utgangspunktet er ikke alle bobil-dynamoer konstruert til å gi slik strømmengde over lang tid som litium krever.
Vi må derfor sørge for at ladeinfrastrukturen er riktig dimensjoner for oppgaven den skal løse.
Man kan alternativt montere en ny ladekable fra dynamoen som har riktig tverrsnitt i forhold til ladeoppgaven litiumbatteret kreve, samt sette inn dynamo som gir strøm
Tverrsnittet er meget avstandsavhengig.
Lading via nettspenning.
På mange bobiler idag er laderen, som EBL, som tidligere beskrevet, ikke alltid dimensjonert for strømmengder
over så lang tid som LiFePo4 opptar under ladingen.Derfor er ikke batterier som LiFePo4 anbefalt av produsenten Schaudt. Det er svært stor sannsynlighet for at EBL101C blir overopphetet om vi setter inn feil type batteri.
De anbefaler å bruke samme type batteri som ble levert med bilen.
Mange bobil-fabrikanter har sikret sine ladere mot strømmer høyere enn 40A. Noen med mindre.
Ved lading av litium kan strømstyrken ofte bli høyere. Topband anbefaler 60A ladestrøm.på noen av sine batterier.
Er ikke ladeinfrastrukturen i bobilene dimensjonert for slike strømmer som det her er snakk om, kan vi få ubehagelige og kostbare utfordring å handtere. Dette har en del bobileiere allerede fått erfare.
En annen følge av den store ladestrømmen i LiFePo4, er at de øvrige batteriene i en eventuell parallellkoblingen i batteribanken får minimalt med ladestrøm. (Kirchoffs regler)
Vi vet at LiFePo4 på ca 100 Ah krever 1 til 3 timer før det er toppladet, alt etter utladningsgraden.
Blybatterier, som AGM, GEL og blysyre, trenger mye lengre tid før de er toppladet. De trenger ofte opp mot 8-10 timer fra 50% av kapasiten, til toppladet tilstand.
(les gjerne om dette i andre blogginnlegg av meg)
Når så LiFePo4 er ferdigladet, etter 1 til 3 timer, med sin nominelle spenning på 12, 8 volt og hvilespenning på 13,2 volt, forstår de "dumme" regulatorene at bly/syre-batteriene i banken er like fulladet, noe som svært ofte ikke er tilfelle.
Da avsluttes ofte ladeprossessen, og går over på vedlikeholdslading.
Dette avbruddet liker blybatteriene svært dårlig. På den korte ladetiden, på en til tre timer, har de aldri rukket å få opp tilstrekkelig med lading, før de tvinges over til vedlikeholdslading.
Dårlig ladet batteri er svært mottakelig for sulfatering, og dermed svært tidlig død.
BMS
Svært mange LiFePo4 har innebygget BMS. Det er batteriets "kontrollorgan".
Vi må være klar over at det også finnes LiFePo4 på markedet uten BMS.
BMS sikrer maksimal levetid og sikkerhet for batteriet. Systemet hindrer dyputlading, overlading, kortslutning, og kutter ut alt, om batteriet får for høy temperatur.
Den skrur rett og slett av batteriet dersom noe unormalt skulle dukke opp under bruken.
For å ivareta batteriets ytelser over tid og ikke minst din sikkerhet som bruker, er det avgjørende at batteriet er av god kvalitet.
Jeg minner på om at BMS ikke sjekker forhold utenfor batteriet, så som ledningsnett og eventuelle ladere. Her er det mange misforståelser ute og går. Det er viktig at laderen er beregnet for lithium med sine to trinn,
Potensiell brannbombe.
Bobilenes elektroblokk, som EBL,designet for blysyre, er ofte ikke dimensjonert for slike ladestrømmer som LiFePo4 åpner for, uansett om LiFeSo4 står alene, eller parallellkoblet. Ledningsnettet er ofte heller ikke dimensjonert for dette.
Her bør man absolutt være årvåken, og vare på vakt. Vi kan fort være med på å lage potensielle brannbomber for oss selv og andre ved valg av LiFePo4, og dette ikke er koblet slik som anbefalt av bobilimportøren.
Denne mis-matchen bør vi derfor gjøre noe med.
Vi bør derfor forsikre oss at eksisterende ledningsnett, dynamo og lader er dimensjonert for lading av litium.
Et godt alternativ er å anskaffe seg en DC/DC-
lader, som feks Sterling, med sin anbefalte oppkobling.
Da skånes nettopp bobilens eksisterende ladeinfrastruktur. De enorme strømmene litium åpner for, styres da bort fra bobilens eksistererende ledningsnett.
Med riktig kobling får Litiumsbatteriet en relativ konstant lineær og stabil ladespenning, noe som det i utgangspunktet også trives best med.
Med denne typen lader, trenger man nødvendigvis ikke å endre noe større på bobilens originale ladesystem.
Dette er også viktig i forhold til eventuelle reklamasjoner og garantibestemmelser på bobilen vi har anskaffet oss.
Ved supplement av LiFePo4 til eksisterende batteribank, kan vi dermed med DC/DC-lader få en batteribank problemfritt fra 6 til 10 år.
Enkelte bobilmerker, og bobilverksteder har valgt lignende, eller tilsvarende løsning for optimal lading av batteribanken. Kombinasjon AGM og litium.
Når man så engang velger å bytte bobil, og ønsker å ta med litiumsanlegget over i den nye bilen, er dette ingen problem. Man løsner kun på par skruer, og tar anlegget, litiumbatteriet og DC/DC-laderen, med seg over i den nye bilen en har anskaffet oss.
Ett langt batteriliv avhenger alltid av at batteriene får anbefalt ladstrøm og ladespenning.
Her syndes det utrolig mye. Batterier, både bly og litium, i mange bobiler idag får sjelden den ladespenningen de så sårt trenger. Og batterilevetiden blir deretter.
I dag finnes det ett utall av alternative løsninger i forhold til installasjon av Litium i bobiler. Her er det bare fantasien og pengeboka som bestemmer omfanget. Men om man likevel velger å parallellkoble ulike batterikjemier, må man passe at det gjøres slik at batteriene trives best mht levetid.
Lykke til med ny teknologi i aktiv bruk.
Om noen trenger hjelp, råd eller dåd ifm med batteri, kontakt meg gjerne på: idar@telecraft.no
Kilder: Sønnak, Sparelys. Heistad Bil & Caravan AS
Kopiering, og viderebruk av dette blogginlegget er ikke tillatt iflg Lov om opphavsrett til åndsverk m.v. (åndsverkloven), uten samtykke fra meg.
Uten ansvar for mulige feil, og feiltolkninger.
Hei.
SvarSlettKan du lage et enkelt enlinjeskjema på dc/dc og Sterling laderen, uten å bruke bilens original system.
PS, det er sikkert forskjellige system også på forskjellige bilmerker.
Jeg har en ny Certhago
Hei! Har kjørt i 1 år med lithiumbatteri koblet til bilens originale lader. På laderen står det max 15A, og har sjekket ladestrømmen ganske ofte. Den har aldri vært over 15A. Har nå kjørt et nytt år med egen ladebooster på 60A. Da lades batteriet med 30-40A når batteriet er under 50%. Du sier at bilens originale lader leverer mer enn 15A nå den kobles til et lithiumbatteri og at den da kan bli ødelagt. Når det står Max 15A på den originale laderen kan den vel ikke levere mere når den kobles til lithiumbatteri?
SvarSlett