Tensione Ricarica litfepo4

[giorgio8596]

Aggiornamento: aveva palesemente ragione lo smart shunt della victeon e torto marcio il BMS.
Ho impostato il caricabatterie a 14.4 V di tensione di assorbimento e la corrente di coda a 3 ampere. Il CB  é passato quindi in mantenimento una volta raggiunti i 14.4V con una corrente erogata di  3 a.
Rispetto alla carica impostata  a 13.8 V saranno entrati 3/4 ah in piu a dire tanto (praticamente niente). Ma il. BMS è passato dal 83% di carica al 100% solo per quei 3/4 ah. Evidentemente voleva sentire solo tensioni piu alte..


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Ti credo che segna 100%, a 14,4V (che poi sono 3,6V a cella) doveva fermarsi a 12A.
Io personalmente non credo troppo a quello dicono i BMS, visto quello che leggo sui miei. Ho avuto esperienze piuttosto negative con BMS anche discreti, poi non so cosa ci mettano dentro alle litio confezionate. Di solito comunque mi son fatto l'idea che sbagliano soprattutto a leggere le correnti basse
, quindi alla fine si trovano valori molto diversi del SOC tra ad es. un Victron BMV e quello che dice il BMS. Io di solito carico al 100% solo ogni qualche mese mediante il caricabatterie e poi correggo il BMS (che a volte sembra si inventi i numeri, ma di fatto sbaglia semplicemente a leggere le correnti basse). E nel frattempo rabbocco al 80/85%, tanto con 300 Ah ci campo un pezzo. E mi fido piu' del BMV Victron che non di quello che dice il BMS.

[Gabriele]

Aggiornamento: aveva palesemente ragione lo smart shunt della victeon e torto marcio il BMS.
Ho impostato il caricabatterie a 14.4 V di tensione di assorbimento e la corrente di coda a 3 ampere. Il CB  é passato quindi in mantenimento una volta raggiunti i 14.4V con una corrente erogata di  3 a.
Rispetto alla carica impostata  a 13.8 V saranno entrati 3/4 ah in piu a dire tanto (praticamente niente). Ma il. BMS è passato dal 83% di carica al 100% solo per quei 3/4 ah. Evidentemente voleva sentire solo tensioni piu alte..

Ci sono due problemi diversi.  Uno e’ far segnare bene gli strumenti (l’attendibiita’ del % SOC), l’altro e’ gestire efficacemente la ricarica, per far rendere bene le batterie.

Per risolvere il primo (e far svegliare l’indicazione del BMS) sei intervenuto sul secondo. E lo hai fatto in direzione esattamente opposta al foglio di calcolo:  hai aumentato la tensione di carica, ma hai ridotto la corrente di coda (1%)  invece di alzarla (al 4%). Anche se non passano tanti ampere, hai istruito il CB per continuare a tenere in tensione batterie che erano gia’ al 100%. Sei libero di farlo se e’ una scelta intenzionale (c’e’ chi lo preferisce, ritenendo di trattare meglio le batterie).  Ma non dovresti farlo solo per mettere d’accordo strumenti regolati diversamente (se non per qualche prova una-tantum).

Nell’ultimo confronto che hai fatto, puoi dire che valori hai impostato nello smart-shunt (tensione, coda, tempo)?

[acquafredda]

Ci sono due problemi diversi.  Uno e’ far segnare bene gli strumenti (l’attendibiita’ del % SOC), l’altro e’ gestire efficacemente la ricarica, per far rendere bene le batterie.

Per risolvere il primo (e far svegliare l’indicazione del BMS) sei intervenuto sul secondo. E lo hai fatto in direzione esattamente opposta al foglio di calcolo:  hai aumentato la tensione di carica, ma hai ridotto la corrente di coda (1%)  invece di alzarla (al 4%). Anche se non passano tanti ampere, hai istruito il CB per continuare a tenere in tensione batterie che erano gia’ al 100%. Sei libero di farlo se e’ una scelta intenzionale (c’e’ chi lo preferisce, ritenendo di trattare meglio le batterie).  Ma non dovresti farlo solo per mettere d’accordo strumenti regolati diversamente (se non per qualche prova una-tantum).

Nell’ultimo confronto che hai fatto, puoi dire che valori hai impostato nello smart-shunt (tensione, coda, tempo)?

Avevo scritto che io carico a 13.8 e ritengo che questo voltaggio, abbinato ad una corretta fase di assorbimento, mi permetta di arrivare praticamente ad un soc molto vicino al 100%. Ho semplicemente fatto una prova di carica a tensioni molto vicine a quelle massime previste per il litio (3.6 v a cella) e corrente di coda piu bassa (considera che a quella tensione il tempo di assorbimento é stato piu breve, sotto il quarto d'ora) per vedere
1. Quanti ampere in piu entravano (pochissimi)
2. La scarsa affidabilità del bms che é passato dal 83% di soc al 100% per 4 ampere in piu

Il mio post iniziale poneva infatti il problema della discrepanza tra bms e smart shunt della victron ed ho verificato che senz'altro quello che dice il vero è il secondo.
Ciao

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[AndreaB72]

La SOC dei BMS è spesso non accurata. Ci sono diverse ragioni: la principale è che la circuiteria interna è disegnata per le funzioni di sicurezza, quindi parliamo di disconnettere tutto in caso di correnti oltre i margini impostati - roba da ascia e martello grande.
Per calcolare la SOC serve invece una funzione più sofisticata (e ovviamente costosa) perché deve intercettare correnti piccole e con estrema precisione, perché nel tempo generano anche consumi importanti (100mA per una settimana sono 17Ah). La prova è che correnti piccole vengono "viste" dal BMV, ma non dal BMS. Stesso ragionamento per l'errore di lettura - alla fine fa divergere la SOC.
In pratica - il BMS da valori buoni solo in caso in cui si usino le batterie a cicli regolari e con correnti rilevanti (tipo in muletto o nell'inverter per uso domestico). Sulla barca é quasi impossibile che dia letture affidabili.

[Gabriele]

Quindi usare il BMS invece del BMV-Smart Shunt è un po’ come misurare la temperatura dei bambini con il termometro industriale del sistema antincendio. Tuttavia può fornire alcune indicazioni molto utili.

Il vero problema in navigazione è capire se il BMV sta lavorando bene quando è lontano dalle condizioni di sincronizzazione di fine carica.  A me interessa solo per il litio: nell’ultima crociera sono rimasto sempre sotto il 100% (mediamente tra il 60% e l’80%), e volevo capire se al passare del tempo stavo ripristinando la carica precedente, o stavo in realtà esaurendo la riserva. Con il piombo, nenche perdevo tempo tempo ad affinare la decina di parametri del BMV diversi dai 3 di fine carica: tendevo sempre al 100%, con reset automatici giornalieri, con pochissimo margine per cumulare gli errori. 

Come capire se il BMV è troppo “ottimista”?  Il punto di partenza, anche per un prova rapida, è impostare nel BMV le condizioni di sincronizzazione (tensione caricata/tail current/tempo) coerenti con le impostazioni del caricabatteria e del file di Andrea, quindi procedere con una ricarica a fondo, per mettere sotto processo le altre regolazioni.

A seconda degli altri parametri impostati (es. efficienza di carica e scarica, soglia micro-correnti, etc.), possiamo avere due errori opposti.  Il più facile è se il conteggio degli ampere è troppo ottimista, e interviene bruscamente il reset, con una velocità incompatibile con la capacità del caricabatterie (es.  si passa da meno 30Ah a meno 0Ah in pochi secondi).  Se invece il BMV commette l’errore opposto e dà indicazioni ottimiste, non si vedono “gradini” ed è molto meno facile accorgersi dell’errore.  Ovviamente, la situazione che ci piacerebbe di più è vedere un gradino, ma piccolo; e sperare che valga anche con le diverse condizioni di scarica e ricarica che useremo in crociera.

Io mi ritengo in una situazione abbastanza fortunata.  Il BMV fa un gradino piccolo e il BMS lo fa abbastanza netto, indicando sottostima (comincio a pensare che sia il caso normale). La buona notizia è che in un mese senza sincronizzazione, la differenza tra i due strumenti è rimasta relativamente contenuta:  poco superiore al 10%.    Quindi utilizzo con una certa tranquillità il BMV,  ma tengo sempre d’occhio il BMS, che funziona come soglia di sicurezza attendibile.

[giorgio8596]

La SOC dei BMS è spesso non accurata. Ci sono diverse ragioni: la principale è che la circuiteria interna è disegnata per le funzioni di sicurezza, quindi parliamo di disconnettere tutto in caso di correnti oltre i margini impostati - roba da ascia e martello grande.
Per calcolare la SOC serve invece una funzione più sofisticata (e ovviamente costosa) perché deve intercettare correnti piccole e con estrema precisione, perché nel tempo generano anche consumi importanti (100mA per una settimana sono 17Ah). La prova è che correnti piccole vengono "viste" dal BMV, ma non dal BMS. Stesso ragionamento per l'errore di lettura - alla fine fa divergere la SOC.
In pratica - il BMS da valori buoni solo in caso in cui si usino le batterie a cicli regolari e con correnti rilevanti (tipo in muletto o nell'inverter per uso domestico). Sulla barca é quasi impossibile che dia letture affidabili.

Ho contattato quelli di QUCC, che faceva un bel BMS a doppio canale separato (carica e scarica) con rele' esterni da 500A, display e sensore di Hall per la corrente e bilanciatore interno attivo da 2A, chiedendo come mai i dati del SOC mostrati dal display fossero cosi' diversi da quelli mostrati dal BMV 712 di Victron. Hanno ammesso molto angelicamente che la lettura delle correnti fatta dal sensore di Hall e' molto piu' imprecisa sulle basse correnti rispetto a quella effettuata dallo shunt resistivo di Victron. In pratica si perde tutte le correnti inferiori ai 4-5 A, che in barca sono quelle pressoche' continuative e che generano il grosso del consumo. Di conseguenza, il SOC presentato dal BMS e' completamente falsato e l'utilita' del display si riduce a mostrare istante per istante le tensioni delle celle e verificarne il bilanciamento, dimenticando tutti i rimanenti dati mostrati, perche' completamente sbagliati. E mi da' particolarmente fastidio vedere dati errati, anche se so che lo sono. Come dice Andrea, evidentemente sono apparecchi concepiti per applicazioni fondamentalmente diverse, non per barche, camper e simili. Adesso sto provando un BMS JK, ma non mi aspetto risultati molto diversi.

[orteip]

Allora siamo al punto di prima e cioè che non è del tutto vero che i settaggi di base proposti da Victron nel caso in esame, vanno "benone" tipo plug and play  e via; nella disamina da te fatta (e da numerose altre che ci sono sul forum) è chiaro che bisogna essere tecnici ben preparati per implementare un impianto con le batterie al litio; non mi dire che i riferimenti tecnici da te riportati sono a conoscenza di chiunque o facili nozioni da capire. Quindi se masturbazioni non sono o si è esperti del settore o é fortemente consigliato rivolgersi a un tecnico preparato(issimo). No fai da te.

Premesso che per l’installazione di qualsiasi batteria Lifepo4 occorre un minimo di competenza per calcolare tutti i cavi delle giuste dimensioni, in particolare quelli che dall’alternatore portano alla batteria tampone e ai relativi DC-Dc, oltre che per tenere in considerazione tutte le protezioni. Come hanno già detto nozioni di fisica delle scuole dell’obbligo.

Oltre al minimo sindacale di cui sopra, l’installazione di qualsiasi batteria lifepo4 non è mai plug and play ma ci si avvicina molto se si utilizzano prodotti specifici appositamente studiati per interagire fra loro nello specifico e non in generale.

Per esempio e non per fare pubblicità, se installiamo uno smart shunt con un bms ed una batteria tutto della victron è molto più facile avere un controllo più preciso che se installiamo tre prodotti diversi e questo non perchè victron possa essere migliore di altri ma semplicemente perchè victron ha progettato i suoi componenti per farli ragionare con dei parametri comuni ad altri suoi componenti, non è un caso se per esempio il bms voctron non funziona con altre batterie ed altre batterie non funzionano con il bms victron. Victron ha i suoi parametri specifici con cui controlla tutto al millimetro ma victron costa un’occhio. Ovviamente se invece usiamo un bms generico poi può succedere che essendo appunto generico, magari non riesce a leggere dei parametri sotto soglia e perde alcuni controlli o non riesce a fare un’adeguato bilanciamento.

E qui poi occorrono maggiori conoscenze per andare a settare i parametri di quel bms o di altro fuori dagli standar per cercare di bilanciare gli errori.

[AndreaB72]

Che Victron abbia un sistema "studiato" per essere ben integrato è discutibile. Hanno un sistema integrato, ma è venuto su senza un disegno preciso e in maniera disomogenea con un sacco di falle e divergenze (hanno più protocolli per far parlare roba stupida come uno shunt di Amazon nel control plane dei data centers). Hanno UART, hanno NMEA 2000, e bluetooth, ma hanno deciso di metterli nei propri devices più o meno a pene di segugio - che ci metto sul DC/DC? Ma fammici mettere ve-direct e BT ma non nmea 2000. Sull'inverter? Il contrario, così gli installatori si divertono di più. UART? Bellissimo, ma Il BMV lo faccio a 3.3V e l'MPPT a 5V. Ideona! Sugli MPPT più piccoli devi scegliere se usare ve-direct o il controllo remoto (perché????!). Oh caspiterina! Abbiamo fatto un casino, quindi facciamo il Cerbo che fa finta che sia tutto ok e nasconde tutte queste cagate sotto il tappeto. Ma così sei costretto a mettere un coso che succhia 1A e non fa una cippa nel 99% dei casi.
Comunque è tutta roba di discreta qualità e certamente fornisce una bella guida agli installatori, quindi va bene (non proprio, perché poi si erano "dimenticati" che i fusibili Mega non sono buoni e hanno dovuto fare una nuova versione dei Lynx - alla faccia di chi ha speso migliaia di euro per una scatola con un busbar dentro).

Che LiFePo4 richieda un cablaggio maggiorato, direi che è una affermazione fuorviante. Il cablaggio e le protezioni dipendono dalla corrente, che non è una prerogativa delle batterie al litio, ma degli utilizzatori: se il mio impianto tira 200A, deve essere cablato e protetto per 200A, indipendentemente dalle batterie che monto. Per fare un esempio estremo: posso usare un reattore nucleare per alimentare una lampadina da 10W, e avrò bisogno di un filo da 1.5mm2 e un fusibile da 2A. Se ho una piccola batteria da 20Ah al Pb e la uso per alimentare una stufa da 1000W, avrò bisogno di cavi da 50mm2 e un fusibile da 150A (numeri a caso, ma avete capito il punto).
Questa leggenda che per litio serve un cablaggio maggiorato e con il pb posso usare la cordina della cucina è appunto una leggenda. L'unica eccezione direi che è sul tipo di fusibili da usare: con il litio la raccomandazione è quella di usare T-Class mentre con piccoli impianti al PB bastano ANL, Mega, etc., anche se io ho sempre usato i T-Class anche con il piombo (basta leggere il datasheet per capire il perché). Ovviamente mettere il T-Class a mezzo metro dalle batterie vanifica completamente lo sforzo, ma tanto questo lo sanno in 10 al mondo.

Quello che invece non fa (quasi) nessuno è garantire la corretta areazione: una batteria al Pb in thermal runaway produce una certa quantità di idrogeno, vapori di acido solforico, e altra roba meno dannosa. Può esplodere e fare danni significativi. Il LiFePo4 è molto resistente, ma in caso di thermal runaway produce una GROSSA quantità di idrogeno oltre ad altri gas tossici. Nel caso che prenda fuoco, il danno è sicuramente importante (per essere chiari: ci sono una manciata di casi documentati, e tutti non su barche ma su sistemi di accumulo sotto stress). Digressione: ho sentito alcuni dire che è il litio stesso a prendere fuoco - sono quasi morto dalle risate, ma poi ho pensato che vanno per mare da soli e ho smesso di ridere.
In pratica serve un sistema di areazione passivo molto efficiente e ben dimensionato - quanti ce lo hanno o hanno fatto il conto di quanta aria tira?

[giodag]

In questa ipotesi del fuoco,  non sarebbe meglio poter allagare, avendo un vano adeguato a questa eventualità?

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[AndreaB72]

In questa ipotesi del fuoco,  non sarebbe meglio poter allargare, avendo un vano adeguato a questa eventualità?

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Il fuoco deve essere prevenuto quindi avere un sistema per portare via i gas pericolosi è la cosa più importante. 
Va anche considerato che una barca come le nostre è un concentrato di roba che prende fuoco benissimo: legno per avviare il fuoco e vetroresina per tenerlo bello vivace. Quando si innesca, non si ferma e provarci è molto più pericoloso che scappare. 
Allagare in teoria funziona, ma una barca progettata bene ha le batterie sopra la linea di galleggiamento, quindi l'acqua ci va portata, il ché può essere non facilissimo. 
Esiste un sistema molto furbo fatto da tesla che fa scattare scintille a intervalli ravvicinati in modo da far incendiare eventuali gas nel vano. Essendo molto ravvicinati, il gas non ha tempo di raggiungere quantità pericolose quindi si incendia senza danno. Non esiste però una versione commerciale. 

Considera però che gli incendi in barca sono provocati quasi sempre dal cablaggio e non dalle batterie. Il classico filo in corto o connessione corrosa che fa incendiare la roba che gli sta attorno. L'altra causa relativa all'elettricità è la ricarica impropria di batterie di giocattoli (scooters, droni, utensili, ...), ma questo è un problema che non si affronta con gli impianti ma con il cervello. Purtroppo gli incendi provocati da questo tipo di batterie non si possono estinguere con mezzi tradizionali (raffreddamento e soppressione) perché le reazioni coinvolte generano tantissimo calore e producono ossigeno insieme all'idrogeno. In pratica bruciano anche sott'acqua.