Lettura interessante sulle batterie

[giorgio8596]

Che sviolinata, ragazzi!

[AndreaB72]

Che dire... tutto giusto. Il vantaggio in spazio è imbarazzante: più del doppio di capacità nella metà della spazio.
Il peso è ancora più favorevole, anche se chi compra un IP non è interessato a queste cose.
Anche il punto della curva piatta facilita l'uso di inverters e altri affari energivori.
Il 91% di dod si può fare senza grossi problemi, ma a me piace poco perché si arriva vicini al gomito della caduta di tensione della curva e mi mette ansia.
Anche rimanere con un margine del solo 10% mi metterebbe un po' d'ansia, ma avendo il generatore non è un problema.
La scelta del wakespeed è ottima: è l'unico regolatore che usa la tail current per finire la fase di bulk.

(24-03-2023 22:55)... Ha scritto:  A proposito di lettura interessante sulle batterie (il titolo di questo thread) ... senza stare ad aprirne un altro ... volevo segnalare un video altamente correlato, fatto da VictronEnergy con il costruttore americano di barche a chiglia lunga Island Packet Yachts (uno dei miei costruttori preferiti ! [credi : con chiglione !]) che e' passato al litio (per almeno il 50% dei proprietari che vogliono impianti notevoli ... nel filmato parlano di un banco da 1000 Ah che se piombo abbiamo tipicamente usabili ca. 500 Ah al 50% di DOD ... invece se litio, nello stesso spazio, entrano 1320 Ah ... ed usabili ... ben 1200 Ah [un po' esagerato il 91% di DOD eh ...] ... che verrebbe : +240% !).

In che modo il costruttore di yacht della Florida affronta l'aumento del consumo di energia a bordo : https://youtu.be/XUAvNag303Q

Buona visione (per i non anglofoni, son disponibili, ben tradotti, i sottotitoli in italiano) ...

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[giorgio8596]

Forse vado un po' OT, ma mi chiedo cosa si potrebbe fare in caso di frittura del DC-DC, come e' successo ad .... A seconda del tipo di impianto, si possono ipotizzare differenti risposte:
1) chiamo un elettrauto: esclusa di default
2) con batterie al piombo e partitore ancora in loco ma scollegto: isolo il DC-DC aprendo i fusibili di monte-valle e ricollego il partitore come in origine
3) con batterie al piombo e partitore eliminato (come dice ...): probabilmente devo lavorare sul cavo alternatore collegandolo alternativamente sul BS o sul BM, quando li vedo scarichi.
4) con banco servizi LFP: qua diventa complicata. Non posso collegarlo direttamente all'alternatore, perche' rischio di bruciarlo, mi viene in mente solo di avere un BMS Victron 100/12 di rispetto, in parallelo al DC-DC, con sola funzione di limitatore di corrente.
Cosa ne pensate? c'e' qualche altra soluzione?

[...]

Interessante quesito (visto che mi è successo … potrebbe riaccadere !!).

Elettrauto … (dov’è’ ?!?) con tutto il rispetto per la categoria … non ho fiducia per la gestione di queste cose (ne’ piombo … per un verso … ne’ litio … per un altro).

Partitore diciamo che non c’è più.

Se ho piombo, direi Soluzione 3) Vado di : coccodrillo …
Coccodrillo fra gli stacca della BM e BS ci metto 30 secondi (e vado in parallelo il che non è ottimale ma per emergenza … in carica si tollera).
Prima di spengere motore si stacca coccodrillo.

Se proprio sono in mezzo ad oceano e voglio (e sono in grado di) far finezze di caricare solo il BS :
A) attacco coccodrillo fra stacca BM e stacca BS
B) stacco la BM (metto OFF lo stacca, per evitare overcharge della BM)
C) prima di spengere motore, riattacco la BM e (solo dopo) stacco il coccodrillo

Se invece ho batteria LifePO4, come dice correttamente @giorgio8596 non posso fare paralleli perché brucio alternatore (e devo utilizzare solo la BM in emergenza).
La Soluzione 4) andrebbe certo bene ma è da collegare il BMS CL etc etc (cosa differente dal collegare un coccodrillo).

Se ho un JumpStarter mi preoccupo di ricaricarlo subito per poter ripartire (in seconda battuta) se consumassi troppo la BM

[giorgio8596]

Il quesito e' posto con particolare riguardo al caso 4), di cui sto valutando tutte le implicazioni nel caso di una sua eventuale implementazione.
Il BMS CL potrebbe essere una soluzione (al costo di circa 200 euro del solo accrocchio) ma non c'e dubbio che lo monterei subito, in parallelo al DC-DC, magari con un interruttore di emergenza, per il solo fatto di avere una soluzione fail safe pronta in caso di avaria del DC-DC, e da gestire poi col battery monitor per interrompere (manualmente) la ricarica al diciamo 90%.
Sto pensando a qualche altra possibilita', che sia abbastanza grezza, ma non mi viene in mente.

[...]

Il BMS CL a me piace ma andrebbe previsto subito ... e gia' montato (son d'accordo ... con interruttori di attivazione. La vedrei difficile mettermi a smanettare con modifiche varie in emergenza).

Ma serve avere tutto fail-safe ?!? Oppure basta la sola BM a sopperire ?!? (sempre con il coccodrillo di cui parlavo [cosa sempre fondamentale averlo a bordo ed essere abituati ad usarlo [provare provare provare ... come l'incendio : va simulato allarme incendio altrimenti poi quando succede davvero qualcuno muore !]).

Anche se si rompe alternatore ce ne vuole un altro di rispetto (ce l'ho e lo cambio in 15 minuti ca. : fatto domenica scorsa ! [pero' in porto senza sbatacchiamenti e motore non infuocato]).

Le rotture possibili son tante (motore, anche solo la cinghia, etc. etc. ...) e i sistemi di rispetto a bordo dipendono poi da esigenze effettive di resilienza.

Essere in una traversata oceanica e' molto differente che in crociera estiva in Tirreno e poter entrare nel primo marina (seppur affollatissimo d'estate [auguri !]).
Un sistema di ricarica da solare / eolico / idrogeneratore ... in una traversata oceanica e' gia' un'alternativa valida sempre e solo per sopperire ai consumi vitali, di emergenza (non il phon ... ma luci di via, radio, strumenti di posizionamento, etc.).

Per esempio, non per nulla ma ... i miei BS sono BS1 e BS2 ... uno dei due diventerà' litio (prima o poi) ... provate a dire perche' n. 2 di diversa tipologia ?!? (ad oggi 2 BS diversi non mi servirebbero).

Poi comunque e' questione di tempo che tutto diventerà' affidabilissimo e magari stiam parlando di fuffa ...

[giorgio8596]

Una semplice linea di emergenza con due resistenze in parallelo da 1,5 ohm 150W montate su un dissipatore in alluminio mi lascerebbero passare una corrente di circa 16A, che in emergenza potrebbe caricare decentemente una batteria LIFEPO4. Costo irrisorio e si torna a casa.
Amici AndreaB72, Pepe e chiunque ne capisca qualcosa, ditemi la vostra (o mandatemi a quel paese)!

---

Coccodrilli, caimani ed alligatori sono bestie che non mi piacciono

[AndreaB72]

Una resistenza non va bene. Ti darebbe 16A solo se la batteria ricevente fosse a 0V.
Una batteria totalmente scarica LFP è 10V quindi avresti 2A (a scendere), non 16A.

Un dcdc economico di rispetto (tipo il renogy più piccolo) è l'unica soluzione che vedo.

Per fare delle prove ho anche attaccato un piccolo cb all'inverter, ma se non vuoi robe volanti, ti serve ridondanza.

(28-03-2023 10:36)giorgio8596 Ha scritto:  Una semplice linea di emergenza con due resistenze in parallelo da 1,5 ohm 150W montate su un dissipatore in alluminio mi lascerebbero passare una corrente di circa 16A, che in emergenza potrebbe caricare decentemente una batteria LIFEPO4. Costo irrisorio e si torna a casa.
Amici AndreaB72, Pepe e chiunque ne capisca qualcosa, ditemi la vostra (o mandatemi a quel paese)!

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Coccodrilli, caimani ed alligatori sono bestie che non mi piacciono

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[giorgio8596]

Ho capito, la ddp effettiva era infatti il dubbio che avevo. Grazie Andrea.
In effetti nel giro di qualche anno, penso che molti in un modo o nell'altro passeranno al Litio e di questi, una certa percentuale, mi auguro piccola, si trovera' in mezzo al mare col DC-DC che non funziona piu' e solo col solare che ricarica. Individuare una via di uscita percorribile puo' costituire una dritta per tutti.

[AndreaB72]

Si, è possibile, ma è solo uno dei possibili guasti.
I contatti del regolatore sono il guasto più probabile insieme ai diodi. Il dc/dc verrà presto sostituito da regolatori intelligenti che saranno il punto più debole, e via così...
Creare ridondanza ha ovviamente un costo, ma c'è anche da considerare che le batterie al litio sostanzialmente non si cambieranno mai, che compenserà parte del costo.

(28-03-2023 20:54)giorgio8596 Ha scritto:  Ho capito, la ddp effettiva era infatti il dubbio che avevo. Grazie Andrea.
In effetti nel giro di qualche anno, penso che molti in un modo o nell'altro passeranno al Litio e di questi, una certa percentuale, mi auguro piccola, si trovera' in mezzo al mare col DC-DC che non funziona piu' e solo col solare che ricarica. Individuare una via di uscita percorribile puo' costituire una dritta per tutti.

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[...]

Va considerato che le batterie al litio sono di per se stesse assai piu' complicate/meno affidabili del collaudatissimo piombo e la ridondanza effettiva sara' difficilmente raggiungibile se non "ridondando [tutto]" (un'affidabilita' maggiore e quasi assoluta : certo che si !! e anche con i nuovi DC-DC ... come con tutta l'elettronica ... salvo il normale periodo di "rodaggio/diffusione").

Una vera ridondanza (se serve) ... la penserei (cosi' ho fatto io seppur non completa che ho un solo motore anche se eolico+solare son gia' una [piccola] ridondanza) con un'ulteriore banco BS (piombo o litio che sia ma "ridondante") oppure con un utilizzo in emergenza della sola BM (se non stiam parlando di oceaniche e magari si tratta solo di arrivare al primo porto distante 100 mg)

[AndreaB72]

Anche i salassi erano collaudatissimi primi degli antibiotici
A parte gli scherzi, le LFP sono molto più affidabili e stabili delle batterie al piombo: non hanno bisogno di mantenimento, non degradano se non vengono usate, non sono soggette a solfatazione, non hanno bisogno di una curva di carica sofisticata (il bulk è abbastanza), sono termicamente stabili, non hanno emissione di gas esplosivi, non vanno in corto da sole per decadimento chimico, sono più semplici da maneggiare (siccome sono piccole e leggere non si vedranno più distese di batterie sotto la linea di galleggiamento), non si deve tenere conto di effetti non lineari tipo Pukert, etc. - secondo me stiamo confondendo familiarità con affidabilità.
L'unico handicap è la sensibilità alle bassissime temperature, ma è veramente cercare il pelo nell'uovo.
In termini di elementi fallibili che non possono essere eliminati: in più del Pb c'è solo la parte che regola la corrente dall'alternatore - il DC/DC o il regolatore intelligente. Entrambi sono facilmente ridondabili. Per Il DC/DC, in fase di progetto si prevede di metterne due piccoli invece di uno solo grande (fine della storia), e il regolatore ci vuole di rispetto (ma in questo non è assolutamente diverso dal caso in cui hai il Pb: se fallisce il regolatore se a piedi lo stesso).
Il BMS non è un elemento vitale e può essere non ridondante: come si fanno funzionare le batterie al Pb senza, si possono far funzionare anche quelle LFP senza BMS (per un certo periodo).
In termini di "complicazione" - non vedo nessuna differenza fra un impianto dignitoso per il Pb e uno per LFP, anzi - mi viene da sorridere quando vedo accrocchi di battery monitor, battery protect, relè, reti wireless, collegamenti seriali, cerbo etc. - tutto per fare la funzione di un BMS integrato che fa già tutto.

[...]

Beh @andreab72 ... affidabilissime ... stabilissime ... collaudatissime ... etc. etc. ... di sicuro ... ma anche piu' complicate e, rimanendo strettamente su questo piano, non certo affidabili quanto il piombo che coi suoi cento e passa anni di storia ... credo lo sia ben di piu' (ripeto : rimanendo strettamente sulla affidabilità' e non su altri fronti che perdono 100 a 1).

Hai comunque ragione a dire che la "familiarità'" gioca un ruolo importante nella percezione comune.

Doppio DC/DC se ridondanza e' importante ... e' preferibile ad uno solo (e alla fine costano quasi uguale uno grande o due piccoli)

[giorgio8596]

Tra l'altro, l'amico dell'articolo sembra essere piuttosto incazzato proprio con Renogy. Allora sono andato a spiare un po' da quegli impenitenti smanettoni di camperisti e ho trovato un thread dove un tale diceva che Renogy altro non e' che una ditta americana che commercializza articoli cinesi, e che, avendo individuato su Alibaba l'uguale cinese del DC-DC Renogy, ne aveva ordinato due articoli per vedere se era proprio vero. In effetti poi dice che, una volta arrivati (mi pare a circa meta' prezzo), poi li ha aperti trovandoli costruiti molto bene e assolutamente affidabili. Tanto per dire....

https://www.camperonline.it/forum/tecnic...w/254454/1

Comunque Andrea, sono d'accordo con te, un DC-DC da 30A e uno in parallelo da 18A che puo' fare da booster o da stand by, e' la soluzione migliore. Mumble, mumble, ci sto arrivando (anche se non mi serve... ma d'altronde ci sono tante altre cose che non mi servono.... ma che ho lo stesso...)

[...]

Grazie della dritta ...
A quei prezzi ... me ne metterei a bordo almeno n. 3 !! (due in uso e uno di spare)

[giorgio8596]

Continuo su questa discussione in cui parliamo di litio per non disperdere gli argomenti. Vorrei approfondire un quesito, e' proprio necessario montare il BMS?
A cosa serve sto' selvaggio, che in ogni momento puo' staccare tutto quando vuole lui, senza dir niente, e lasciarti al buio nel momento meno indicato?

Il BMS, da quello che ho capito, dovrebbe sostanzialmente fare quattro cose, che sono indispensabili in un impianto fotovoltaico, ma lo sono proprio anche in barca?
1) bloccare la corrente di carica se supera un valore massimo
2) bloccare la corrente erogata se supera un valore massimo
3) bloccare la scarica se la tensione di una cella raggiunge un valore minimo
4) bloccare la ricarica se la tensione di una cella raggiunge un valore massimo
Alcuni BMS mi pare facciano anche altre cose, ma sono accessorie.

Essendo un dispositivo di sicurezza, non di regolazione, il suo intervento consiste nel tagliare di brutto il negativo e ti lascia al buio. Mi e' gia' successo una volta su una barca, di trovarmi di colpo al buio di notte a causa di un corto, durante un ingresso a Lussino, senza strumenti e senza luci, non e' stato bello!
Tornando a noi,
1) la corrente di carica nelle nostre misure di barca, viene generalmente da un DC-DC, e quindi piu' di tanto elevata non puo' essere. Se si scassa il DC-DC, comunque l'alternatore a sua volta piu' di tanto non eroga, poi si incenerisce lui e il BMS non fa una piega, quindi per quella funzione non ci serve proprio.
2) la corrente erogata sappiamo benissimo quant'e' e chi la puo' richiedere, e in genere e' un ordine di grandezza inferiore ad un ipotetico 3C erogabile dalla Litio. Se invece e' una corrente di corto, allora il BMS taglierebbe di brutto e mi ritroverei come a Lussino 40 anni fa. Non deve succedere, devono pensarci altre protezioni.
3) La tensione di una cella raggiunge i fatidici 2,5V, cioe' 10V di batteria. Poche cose sono controllate tanto spesso quanto la tensione di batteria su una barca. Penso che generalmente, indipendentemente dalla chimica che abbiamo, se vediamo 12,0 V siamo gia' tutti preoccupati, pochi hanno il coraggio di spingersi sotto, e quei 12,0 V corrispondono gia' ad una batteria quasi scarica, figuriamoci 11,0 e poi 10,0. C'e' gia' l'allarme atomico da un pezzo! Per mio condizionamento mentale, mai comunque penserei di spingermi sotto agli 11,6 V (cioe' 2,9 V per cella), quindi ancora ben lontano dal limite minimo ammesso e sicuramente al sicuro anche in caso di sbilanciamento delle celle. Quindi neanche di questa funzione c'e' proprio bisogno.
4) bloccare la carica a 3,65 V/cella. Beh!, con quello che costa la batteria, mi fermo molto prima, a 3,4 (che sono 13,6 V di batteria) basta ed avanza, e' tutta salute e cicli in piu'. A quello comunque ci pensa gia' l'Orion e siamo lontani dal limite anche in caso di sbilanciamento di celle.

A questo posso aggiungere pero' anche altri dispositivi di regolazione e controllo, il bilanciatore attivo da 5A, che mi tiene le celle ben bilanciate, un monitor di celle che tiene sempre visibili le singole tensioni di cella, ecc. ecc.
Penso che il BMS sia nato, e sia indispensabile, per le batterie degli impianti FV che lavorano in modo autonomo, poco controllati ed esposti agli sbalzi di assorbimento della rete, o per grossi impianti di bordo, situazioni comunque lontane dalla nostra realta'.
Ultima domanda, perche' non voglio il BMS? Perche' con la LFP voglio metterci in moto, usare il salpancora ecc. ecc. senza il pensiero che quello mi tagli tutto.
Cosa ne pensate?

[...]

Mmmmh …

Per me nn ci si fa (senza)

[AndreaB72]

Avete ragione
Suggerirei di eliminare anche i fusibili. Quei bastardi saltano e neanche chiedono scusa.

Seriamente. Il BMS implementa alcune protezioni che non devono mai saltare perché sono situazioni di compromissione estrema che devono essere intercettate prima. Sono le stesse protezioni che vengono messe posticce sulle batterie al piombo per essere chiari.
Sono anche situazioni in cui ogni batteria è già con un piede nella fossa quindi smetterebbe di erogare in ogni caso. Non è che una batteria allo 0% di SOC ti faccia andare lontano. Quando sei a 9V di una batteria al pb non ci tiri nemmeno una lucina da lettura.
In pratica anche se il bms non ci fosse, in quelle condizioni saresti al buio lo stesso. La differenza è che con il bms salvi la batteria.
Su LFP sono situazioni che arrivano all'improvviso a causa della curva molto piatta. Quando si arriva ai gomiti di estrema scarica o carica la tensione cambia velocemente, in entrambi i sensi, quindi è meglio avere automatismi e non fidarsi del "ma io ho roba di qualità".
Limitare la tensione totale non è abbastanza perché in caso di sbilanciamento le celle più cariche vanno su di tensione molto velocemente per cui è bene avere una sicurezza specifica e su questo il bms non può essere eliminato se non per brevi periodi.
Va detto che i bms dignitosi hanno canali separati per carica e scarica quindi tagliano solo la carica. Non ti lasciano al buio come gli ignorantoni sostengono
Sulle altre sicurezze... sono parzialmente d'accordo che servano limitatamente.
Il bilanciamento è una questione spinosa. Quelli a condensatori da 5A sono troppo "stupidi" e alla fine sbilanciano le celle (discorso lungo...). Quelli passivi sono inefficaci perché se carichi a 50A ci fai poco con un balancer da 150mA.
La soluzione è un capacitivo che si attiva solo oltre i 3.4V (da autocostruire), un NEEY 4th gen, o un BMS di fascia alta tipo JK, QUCC, o REC.
Comunque è giusto caricare a voltaggio più basso. Anche a 3.4V siamo oltre l'80%. Io vado a 3.5V, 14V tondi tondi con 8A di tail current.

Il motore si può avviare con le LFP, ma si deve bypassare il BMS nel caso questo sia a mosfets. Se ha il disgiuntore invece è ok.
Sul motore c'è anche dire una cosa: saltare il bms è ok secondo me. Se sei in emergenza vuoi comunque avviare (o almeno provarci), se non lo sei allora non c'è problema perché le batterie sono a posto.

Il salpa meriterebbe un capitolo a sé, ma lo lascio al prossimo giro

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[...]

Sono d'accordo con @andrea.
Il BMS va usato ... non se ne puo' fare a meno (e' un tutt'uno nella "realizzazione").
Sapevo che le celle avevan bisogno di equalizzazione (non sapevo dei particolari che potrebbe addirittura non farcela il suo std e c'e' anche roba da autocostruire) ... e quindi, comunque (al di la' del taglio in carica per evitare surcharge / in scarica per evitare compromissioni), il BMS e' necessario ... ed e' ancora in piena evoluzione e la bontà' della realizzazione ... la fa parecchio "lui" (il BMS stesso).

Le LifePO4 son robe che han assolutamente bisogno di elettronica ... che diventeranno sempre migliori e piu' affidabili via via che passa il tempo (lo sono gia' eh ... e' che di sicuro si sta andando avanti e di molto ... se ne legge di nuove tutti i santi giorni).

Nelle Tesla (che il mio socio Star ha adesso preso [beato lui] e mi sta raccontando cose ... incredibili) ... si fa tutto con le configurazioni software ... (le celle ... l'hardware ... non lo toccano ... programmano elettronica che ci sta intorno e ... cambia TUTTO !).

Una nota sull'avviamento motore ed il salpa (quasi idem potenza nel mio caso ... 1,4 kw il motorino avviamento, 1,0 kw il salpa) ... non ci penserei neanche lontanamente a metterli sul LifePO4 (incasinando impianto con disgiuntori/connettori o altre diavolerie da collegare/sistemare a priori e poi poter semplicemente [in emergenza, casomai] semplicemente ed inequivocabilmente mettere in uso) se non con un aiutino alla normale batteria START (piombo) con un semplice Jump Starter (che poi e' litio anche lui eh) che si attacca ... in 10 secondi netti (equivalente quasi al tempo di ricordarsi quale operazione fare ... penserei eh) !
Inoltre e' un "terzo" sistema ... indipendente completamente da impianto (il che mi da' ulteriore sicurezza).

A volte, credo ... ci si complichi la vita (credo io eh).

Stay simple !

[AndreaB72]

Riguardo al bilanciamento: le batterie al pb hanno lo stesso problema, ma non durano abbastanza da valere la pena risolverlo.
La dimostrazione è che i sistemi a 24V o 48V con batterie in serie hanno i bilanciatori.

Per il resto non esistono complicazioni inutili con le lfp che non esistano con qualsiasi altra batteria. Evidentemente non hai capito cosa ho detto.

(01-04-2023 21:26)... Ha scritto:  Sono d'accordo con @andrea.
Il BMS va usato ... non se ne puo' fare a meno (e' un tutt'uno nella "realizzazione").
Sapevo che le celle avevan bisogno di equalizzazione (non sapevo dei particolari che potrebbe addirittura non farcela il suo std e c'e' anche roba da autocostruire) ... e quindi, comunque (al di la' del taglio in carica per evitare surcharge / in scarica per evitare compromissioni), il BMS e' necessario ... ed e' ancora in piena evoluzione e la bontà' della realizzazione ... la fa parecchio "lui" (il BMS stesso).

Le LifePO4 son robe che han assolutamente bisogno di elettronica ... che diventeranno sempre migliori e piu' affidabili via via che passa il tempo (lo sono gia' eh ... e' che di sicuro si sta andando avanti e di molto ... se ne legge di nuove tutti i santi giorni).

Nelle Tesla (che il mio socio Star ha adesso preso [beato lui] e mi sta raccontando cose ... incredibili) ... si fa tutto con le configurazioni software ... (le celle ... l'hardware ... non lo toccano ... programmano elettronica che ci sta intorno e ... cambia TUTTO !).

Una nota sull'avviamento motore ed il salpa (quasi idem potenza nel mio caso ... 1,4 kw il motorino avviamento, 1,0 kw il salpa) ... non ci penserei neanche lontanamente a metterli sul LifePO4 (incasinando impianto con disgiuntori/connettori o altre diavolerie da collegare/sistemare a priori e poi poter semplicemente [in emergenza, casomai] semplicemente ed inequivocabilmente mettere in uso) se non con un aiutino alla normale batteria START (piombo) con un semplice Jump Starter (che poi e' litio anche lui eh) che si attacca ... in 10 secondi netti (equivalente quasi al tempo di ricordarsi quale operazione fare ... penserei eh) !
Inoltre e' un "terzo" sistema ... indipendente completamente da impianto (il che mi da' ulteriore sicurezza).

A volte, credo ... ci si complichi la vita (credo io eh).

Stay simple !

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