ps.. начал ставить литий- топик поднял для удобства
установил сами акб, соеденить, подал землю, думаю как оформить в бокс...
Тут решена задача построения сети DC ката в экстремальной ситуации когда на борту можно использовать совместно вообще любые типы/виды АКБ(свинец,щелочные , NM и пр.) которые можно найти в режиме «апокалипсиса»- снять с машин, тракторов, бензокосилок))) для пластиковых мыльниц это вероятно излишне. Никаких силовых полупроводниковых приборов не использовано
ps... логика работы схемы=
Пусть все акб чуть разряжены, тогда солн панели через мррт каждый раздельно заряжает гель и литий(контактор разомкнуто). МРРТ геля стоит на максимальном =14.2, а флоат=13.6, МРРТ лития на 14 вольт(флоат). Допустим работает и альтернатор, сначала он заряжает гель(контактор разомкнуто), на 13.2 реле замыкается и идёт зарядка лития и геля, На 13.8...13.9 вольт (измеряется на литии) контактор отключает литий, а гель заряжается до 14.2(это Макс напряжения выдаваемое альтернатором).
Допустим вечер, заряда нет никакого. Тогда на нагрузку работает сначала гель(контактор разомкнуто), когда напряжение на геле доходит до 13.8..13.9 то включается контактор и подключает литий(это происходит практически сразу) Идёт разряд и работают обе акб. На 13.2 контактор отключается и на нагрузку работает только гель, когда напряжение падает на нем до 12.5(это 50% акб) ...12.7(70%) идёт звуковой сигнал на принятия решения- о включении источника энергии- генератора или ещё чего..
Цикл повторяется.
Если вдуматься солн панели всегда полностью нагружен и простаивают только когда литий и гель забиты полностью.
++++++++++++++++==+===
Литий 900 амп/час(300 х3ячейки, на схеме слева-анизу), Гелиевых всего 100х12+ 100х2= 1400амп/час
На фото вверху схема совмещающая работу/зарядку литиевых и гелевые акб
Разделение обеспечивается двумя Программируемыми реле напряжений, которые управляют одним контактором(500 А непр., 1000 А-пик) Одно реле напряжения занято зарядом лития(программирующая уровни напряж) а второе такое же реле следит за состоянием самих банок и исключает их переразряд или перезаряд.
Вольтметрами 4 шт у литивых акб визуально контролируем их состояние и разбалансировку, автоматически это делает Балансир, но только в нужное время, при стоянке он отключается выключателем.
У литиевых акб при хранении(заряд 40%) обеспечивается тестерем акб опускающий лит акб до 40% током в 300амп когда консервируется кат. Этот тестер служит и для периодического измерения реальной емкости акб.
Контроль акб осуществляют два монитора- один уже стоит на геле, второй будет поставлен на литий и покажет текущую емкость акб и издаст сигнал при перезарядке или переразрядки
В последствии «уставшую» группу гелиевых акб можно будет так же разделить на группы при помощи диодных мостов или дополнить другими типами/ видами АКБ, но немного подрегулировать реле напряжений
В схему введён «дежурный» гелевый акб- он поддерживает функционирование жизнеобеспечивающих систем ката на стоянке- трюмных помп, сигнализацию, систему дистанционного видеонаблюдения. Основные банки геля и лития отключены, так будет выше их ресурс.
Включение параллельно ячеек лития не критично, только раз в году нужно их рассоеденить и тестером акб проверять емкость- емкость всего набора ячеек будет определяться минимальной емкостью четверки параллельно соединённых ячеек.
+++++++++++++++
Параметры литивых акб по ссылке ниже= WB-LYP 300AHAYP04(3.2/300Ah)
Минимальное номинальное напряжение =3.2в, под нагрузкой =3.0в, 3.8-макс.напряж - указано на сайте продавца,
А это уровни для программирования моих автоматов напряжений для лития, Надо уточнить экспериментальным методом путём зарядки счетчиком ампер!=
15.2(3.8) = 100% - емкости акб
14.2-14.4 95% - срабатывание аварийного автомата откл по верхнему
14(3.5). 80-90% - макс напряжение зарядки (откл.контур зарядки), хотя лучше чуть раньше- 13.8в
13.6(3.4) - напряжение зарядки полки
13.0-13.2 ? - нижнее значение заряда акб (включается контур зарядки)
11.6-12 15-20% - напряжение нижнего предела разряда акб
10.6-11в 0% - напряжение срабатывание автомата защиты по нижнему(+ временная задержка срабатывания по RC на 5...10сек)
10(2.5) -начало разрушение ячейки
13.2 ? 40% - напряжение у стенки/хранение акб
нужно поправить этот рисунок актуальными цифрами для данного типа акб и повесить рядом с акб для визуального контроля
++++++++++==============
С акб лити не пришли бумаги о характеристиках, приходиться искать
-это на сайте продавца=
Nominal voltage 3.2 V Operating voltage under load is 3.0 Capacity
300 Ah Operating voltage
max 3.8V ‐ min 2.8V At 80% DOD
Deep discharge voltage 2.5 V The cells is damaged if voltage drops bellow this level
Maximal charge voltage
The cells is damaged if voltage exceeds this level
Optimal discharge current< 150 A0.5 C Maximal discharge current< 900 A 3 C, continuous for max 15 minutes from full charge
Max peak discharge current< 3000 A 10 C, maximal 5 seconds in 1 minute
Optimal charge current< 150 A0.5 C Maximal charge current< 900 A< 3 C with battery temperature monitoring
Maximal continuous operating temperature65 °C The battery temperature should not increase this level during charge and discharge
Dimensions 363 x 306 x 55,5 Millimeters (tolerance +/‐ 2 mm) Weight Model name 9,7 kg
Alternative product marking TS‐LFP300AHA, TS‐LYP300AHA
-это где-то в интернете нашли=
ТАБЛИЧКУ ПРИКРЕПЛЮ К АКБ ДЛЯ ОПЕРАТИВНОЙ СООБРАЗИЛОВКИ=
логика работы Схемы выше рассмотрим от состояния что акб частично разряжены=
- Начинается зарядка от инвертоа-зарядника или альтернаторов(включён= генератор/ берёг/движок), идет сначала забивка геля(от уровня 12.0++)при достижении уровня 13.2 включается контактор и начинается забивка и лития в паре с гелем. Первыми зарядятся гелевые акб до уровня 13.65 от инвертора-зарядника (такой там выставлен максимальный постоянный уровень) или до 14.2 от альтернаторов (вскипятит его). При достижении на клеммах лития 13.6 вольт (90%) реле напряжения отключит контактор от общей шины, гелий забит на 90%.
Так же и гелий и литий заряжаются от мррт- те прогаммируются соответственно для лития(макс напряж 13.6= 90%) и для геля (14.2 кипячение, 13.65 поддержание).
- Далее как работает на якоре- без генератора и альтернаторов. Допустим солнечных панелей не хватает или темно. На общей шине есть нагрузка, начинает разряжаться гель от 13.6 вниз (обычно до 50% =12.5 в) когда напряжение на общей шине станет 13.2-13.4 второе напряжение реле включит контактор и литий начнёт отдавать вместе с гелем, на 12.8(20%) литий контактором отключается, но гель продолжает работать до 12.4-12.5 вольт(50%)- тут сирена предупреждения и дальше решает кэп что делать- запустить генератор или движки и цикл зарядки повторяется. Или в аварийном режиме сажать гелевые акб выбирая оставшиеся 50% их заряда, а потом отнимать оставшиеся 20% у лития- контактор имеет ручное управление.
Так нет конфликтов в паре литий-гель, да и в данную схему можно сунуть вообще любые акб, хоть щелочные или любые которые можно найти.
Вольтметры 3.ХХХвольт 4 шт у литивыех банок помогают понять текущее состояние и разбаланс ячеек лития. Ещё два на 12.ХХ вольт показывают отдельно напряжение на банке лития и геля - так понимаешь текущее состояние системы(лучше повесить рядом график с указанием когда что включено и что происходит)
Данная схема позволяет обеим солнечным панелям заряжать совместно акб не по отдельности каждый свою группу акб, а оба вида акб одновременно.
Удалось уйти от любых силовых полупроводниковых элементов в схеме, те понижали кад за счёт теплового рассеивания на себе.
Какие именно балансиры или БМС тут поставить не принципиально-выберу чуть позже. Может отдельные, а может в составе БМС.
На альтернаторах изначально стоят контакторы совмещённые с реле напряжений, они запрограммированы схоже с логикой выше- когда на стартовых акб заряд выше 50% они подпитывают общую шину ката, когда напряжение на шине падет ниже они автоматически отключаются и электрически остаются подключёнными только к стартеру и альтернаторах.
Ссылки(многие любезно даны в комментах)=
Ссылка на реального практика по литиевым акб на яхте- полезно з рассказывает об уровнях напряжений лития и балансировке
ttps://marinehowto.com/lifepo4-batteries-on-boats/
0. Сами ячейки акб 300амп https://www.ev-power.eu/Winston-40Ah-200Ah/WB-LYP300AHA-LiFeYPO4-3-2V-300Ah.html?cur=1
Нужно брать бы в комплекте с перемычками.
0.Реле напряжений по верхнему и нижнему, регулируемое
http://ali.pub/s624d
1. Монитор акб нужно не забыть добававить шунт на нужный ток(75мв)
https://ru.aliexpress.com/item/32842630154.html?spm=a2g0o.productlist.0.0.2fd37ec7E7kkBT&algo_pvid=570b6d5a-e573-4851-8284-be2daec42a5c&algo_expid=570b6d5a-e573-4851-8284-be2daec42a5c-0&btsid=99fa8ba9-cb59-4ff7-9d3b-3d169745da17&ws_ab_test=searchweb0_0,searchweb201602_6,searchweb201603_52
инструкция на него тут https://yadi.sk/i/pdJ6w5gdZiPbYQ
2. Ещё мониторы акб беспроводные https://s.click.aliexpress.com/e/c7sgvsII
Индикаторы напряжения- три знака после запятой для контроля состояния уровня ячейки гелия 2.5—4 вольт
https://ru.aliexpress.com/item/32354601094.html?spm=a2g0s.9042311.0.0.274233edMfQT0a
3. Мррт солн бпанелей, хотя у меня не хуже уже есть- дам для памяти
https://www.epsolarpv.com/upload/file/1908/DuoRacer-SMS-EL-V1.0.pdf
4. Мощные диоды Шотки но надо ставить на радиаторы! в сборке две штуки, 400а х2 шт=800а с общим катодом
VS-400CNQ045PBF
5. Балансиры
Это наши балансиры есть в залитом клее корпусе и есть на дин линейку
это на дин рейку- ремонтопригодность. Последовательность подсоединениях- по номерам контактовсначала №1 на минус, потом последовательно остальные на ллюсы ячеек, а уж потом сигнальные подключаем к выключателю. Разбаланс ячеек по напряжению не сдолжен быть больше 0,1...0,2 Вольта.
Контакты сигнальные ( +/- IN) разомкнуты – ЭЛНИ выключен. Индикаторный светодиод не горит. Контакты сигнальные ( +/- IN) замкнуты – ЭЛНИ включен. Горит индикаторный светодиод.
места крепления балансира лучше заземлить
Плюс логики построения этих балансиров в том по сравнению с другими пассивными и активными балансирами и BMS они выравнивают напряжение на ячейках ВСЕГДА, а не только в верхнем или нижнем диапазоне напряжений и в принципе установленный в параллель акб могут работать на большом диапазоне емкостей акб. Ток балансировки 5 амп, что на порядок превышает аналоги И в них есть режим отключения который полезен чтобы изредка наблюдать напрямую состояние отдельных банок и их вручную добалансировать при необходимости, или при хранении режим балансировки даже вреден
Посмотрите на фото включения этого балансира- основной ток мимо течёт и в принципе они будут работать на любых акб- свинец, гелий, литий в огромном диапазоне ампеража. Это лучшее теоретическое решение, вопрос как его реализовали
5.2 BMS- хер его знает какой лучше, вот на яхте «Вера» такие
« Orion Junior BMS «
Цена в сша 500$ Недостатки- старая модель, рассчитана на литий-ион, а не на литий- железо, соответственно качество состояния акб наврет, малый ток балансирования ячеек = 0.1 амп,
Плюс- работает на Вере и хорошо уже долго, можно подключить комп и наблюдать состояние каждой банки акб
5.3.или вот эти более современные балансиры+ БМС всего 330 евро с дистанционным контролем ячеек на телефон
https://www.ev-power.eu/_d4493.html
6. Силовые реле/контакторы 500 амп, лучшие От БлюСи
https://ru.aliexpress.com/item/32796621946.html?spm=a2g0o.detail.1000014.2.218b759bguX589&gps-id=pcDetailBottomMoreOtherSeller&scm=1007.13338.133222.0&scm_id=1007.13338.133222.0&scm-url=1007.13338.133222.0&pvid=c5ebd39d-ddb5-436b-b49f-9645dabcfe07
4000руб
А это проверенная морская марка- дистанционный/ручной контактор Но чуть дороговато, но там серебрянные Контакты .Ставить в параллель нельзя!
BlueSea ML RBS. 500амп непрерывно, 700 амп - 5 мин, и 1700амп в пике, совмещённая ручка принудительного отключения коммутируемого контакта
В режиме вкл или выкл не потребляет тока!!
——-Послабее и твердотельное реле до 100а, подобное использовал в выходном каскаде управления автопилотом, удобно иметь на борту
https://ru.aliexpress.com/item/32320264840.html?spm=a2g0s.9042311.0.0.274233ed4rNKHv
Эти на 400амп 12 вольт всего 37 евро https://www.ev-power.eu/Winston-40Ah-200Ah/WB-LYP300AHA-LiFeYPO4-3-2V-300Ah.html?cur=1
7. Вентиляторы отсека акб- можно купить в любом магазине комптехники, копейки, отличаются диаметрами/производительностью, у меня были и повезло что точно такого размера как на опреснителе-заменил, они вообще не влагостойкие((
Или вот на али большой 120 мм 700р
https://ru.aliexpress.com/item/787435543.html?spm=a2g0s.9042311.0.0.274233edQr5Cmv
8. Цифровой Терморегулятор для включения вентилятора охлаждения отсека акб
https://ru.aliexpress.com/item/32944389190.html?spm=a2g0o.detail.1000023.2.79a020e2YKCcOH
9. Вольтметры с 2знаками после запятой- для контроля 12 вольт, могут пригодиться
https://ru.aliexpress.com/item/32995917844.html?spm=a2g0o.productlist.0.0.23bc69debKoTJ4&algo_pvid=3b48ab8e-8182-46da-a9e6-b649784e307d&algo_expid=3b48ab8e-8182-46da-a9e6-b649784e307d-55&btsid=0cf1359b-68bf-4df9-8f18-db8391d269db&ws_ab_test=searchweb0_0,searchweb201602_6,searchweb201603_52
https://www.epsolarpv.com/upload/file/1908/DuoRacer-SMS-EL-V1.0.pdf
10. Зарядное устройство у меня такое Вымлел 57, цифровая индикация, напряжения от 7.5 до 18 вольт, регулировка тока до 20 амп, переодическое высвечивание отданного ампеража. Недостаток- литий в 3.6 не зарядить(нет там этого диапазона) у меня таких аж три!- могут в случае необходимости заменить основной зарядник-инвертор(в сумме дают до 60 амп), цена копейки за такую мощность на выходе
Отлично помогает подзаряжать основные банки акб в 12..14 вольт, выставляю ток зарядки и напряжение, цикл зарядки останавливается при достижения этого напряжения и прибор переходит в режим его поддержания-удобно когда основной зарядник отключён. Никакого программирования для свинца нет- подходит для любых типов акб Так на кате в режиме отключения основного зарядник и основной линии питания с берега(для изоляции от блуждающих токов) поддерживается + 12 вольт Достоинство-можно попытаться оживлять и умерший акб который простые зарядник откажутся заряжать. Доволен как удав))
Зарядное устройство до 20 амп, для 3.2 вольта с автоматическим отключением, но без счетчика отданных ампер
https://www.ev-power.eu/Chargers-6V-to-36V/Charger-3-6V-20A-for-LiFePO4-cells-1-cell.html
Похожее зарядка на 3.6 но на 40ампер для балансировки ячеек, но опять без счетчика ампер.
https://www.elec.ru/market/sp-200-33-mean-well-impulsnyj-blok-pitanija-200w-3-14940603290.html
?????????
Тестер акб,https://ru.aliexpress.com/item/32842266419.html?dp=751a94bc81e0c96ffc791ac99b974d79&af=607243&cv=47843&afref=https%253A%252F%252Fmegabonus.com%252Fy%252FNbSkG&mall_affr=pr3&dp=751a94bc81e0c96ffc791ac99b974d79&af=607243&cv=47843&afref=https%253A%252F%252Fmegabonus.com%252Fy%252FNbSkG&mall_affr=pr3&aff_platform=aaf&cpt=1569566928896&sk=VnYZvQVf&aff_trace_key=d0a897a987f145feaea2a1c410bedbe8-1569566928896-06575-VnYZvQVf&terminal_id=9406a509e85444a3b685658665b43fc5
https://ru.aliexpress.com/item/33041957876.html?spm=a2g0o.detail.1000013.6.6a165eec5vHUxT&gps-id=pcDetailBottomMoreThisSeller&scm=1007.13339.146401.0&scm_id=1007.13339.146401.0&scm-url=1007.13339.146401.0&pvid=f906f369-3724-4732-ab43-fd6de5978337
проблема, что этот тестер идёт без нагрузки- ее нужно выдумывать из нихромовой проволоки и по на требуемый амперах акб, для примера у меня она должна на 3.5 вольт давать ток порядка 100амп, или = 0.035 Ома и при этом не перегорать...
11. Тестер, у меня на кате есть клещи- мультиметр, но без замера постоянного тока бесконтактно. Эти говорят меряют постоянный ток клещами
UT216C - меряет даже емкости(ф)- это важно, ей ас емкости часто высыхают или их пробивает, а так замерить емкость текущую можно
Ps..небольшой ликбез по пассивным и активным балансирам- очень доходчиво
https://www.rlocman.ru/shem/schematics.html?di=59991
PS ... херня это все- вот за баблос можно купить и не париться готовый гелий 100 амп акб 12 вольт со встроенной уже ерундой МбС и балансирами, 1000$ в сша-
https://www.amazon.com/Battle-Born-LiFePO4-Battery-Built/dp/B06XX197GJ/ref=cm_cr_arp_d_product_top?ie=UTF8
++++++++++++++++++++===========
Начальный этап- подбор ячеек лития/ и балансировка.
#1. Все говорят как это важно, но мало кто понимает как это применить, а подавляющее большинство просто в начале и потом в качестве профилактики ( раз в квартал, начале конца сезона) просто забивают ячейки доверху так обеспечивая баланс, а самые продвинутые при консервации после этого сажают напряжение до 40%
Для этого надо понимать, что ячейки имеют разные малосвязанные с собой характеристики- емкость, ток утечки, внутреннее сопротивление(это переменный параметр в зависимости от уровня заряда ячейки) и пр
Наиболее важный для нас параметр- равная «емкость ячеек» установленных ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО (набор но нужного 12/24 вольта), это объясняется тем, что потом при заряде этой группы и разницей емкости одна ячейка зарядиться быстрее других на ней возникнет избыточное напряжение и она начнёт от него умирать. Чтобы этого не происходило используют балансиры, но они могут в конце концов не справиться с величиной требуемого балансировочного тока или даже попросту сгореть от перегрузки по току.
Параметр- «ток утечки» определяет насколько будет разбаланс ячейки после длительного хранения, если разбаланс большой то просто включив балансиры или БМС те сгорят. Поэтому в начале сезона ячейки обязательно перед включением балансируют каждую отдельно, а потом ещё лучше включив все в паралель и дав выстоятся для выравнивания на них напряжения
Внутреннее сопротивление важно когда токи потребления очень большие, но в нашем случае на яхтах они значительно меньше емкости акб и поэтому этот параметр не рассматриваем.
#2 Подбор ячеек по равной емкости для установки в последовательное соединение. Для этого используем тестер акб, забиваем ячейки почти доверху 90..100% зарядником выставив на нем это напряжение, далее подсоединяем тестер ставим на нем нижнее напряжение(20% ) и ждём, после автоматического выключения тестер покажет емкость ячейки. Выбираем близкие по емкости и из них набираем нужное конечное напряжение акб 12/24 вольта. Заново забиваем ячейки до 90..100%
Все.
++++++++++++++
Оппонирую продвинутому пользователю лития акб Fish65, который дал много полезных ссылок на то где купить элементы схемы и оппонировал/критиковал мое решение))), но и боги ошибаются)))=
1. Нужно понимать, что любые электронные изделия с надписью «полевые»( транзисторы и пр) это худший выбор, если обычные полупроводники разрушаются током или напряжением, то полевик- потенциалом, достаточно их взять в руку и их переход пробьёт. Так же и удар молнии в первую очередь убьёт эти элементы. Паять их так же надо уметь. Главное- статическое электричество в грозу даже без ударов молний.
А вот обычный силовой полупроводник убить сложно
2. В параллель диоды можно ставить ведь это пассивные элементы и когда они выполняют силовые функции то их ставят с запасом по мощности, поэтому на переходных режимах конечно возможна неравномерная перераспределение токов, но это не существенно. Когда в параллель ставим коммутируемые элементы- реле или транзисторы и пр вот тут могут быть проблемы- один элемент сработает быстрее другого и тот будет перенагружен, но это снивилируется тем что пиковые допустимые нагрузки значительно выше рабочих
Мои Шотки рассчитаны на 800 амп, ток где они стоят згачиьельно меньше, если ихпоставить несколько в параллель, так выведем из критической верхней зоны их работы и в дополнению к этому псовыми надежность системы, ведь и одно из них будет содержать систему
Проблема в диодах это достаточно большая рассеиваемая мощность- около 5% от того что в нагрузке, если использовать полевые транзисторы то это раза в два меньше. Хотя можно обойтись и без тех и других упростив схему до примитивности, что и сделаю
3. Наличие БМС блока только расхолаживает если ты не знаешь принцип его работы-непонятно как он запрограммирован и на мой взгляд лучше найти качественные чисто одни балансииры, а защитные функции БМС организовать самому как тут на схеме В БМС есть чисто визуальный плюс- картинка на компе о ячейках вселяет чувство контроля над всей системой и отключает мозг)) да и не знание досконально алгоритмов БМС может привести к тому, что тот в самый ответственный момент обесточит борт яхты- а вот это должен иметь право делать только кэп
4. Использование чисто литиевых акб по обычной схеме - хаус банк и стартовая, очень плохо, дело в том, что уезжая на длительное время нужно бы акб литий Хауз вообще отключить и разрядить до 40%, а кто будет давать напряжение на питание трюмных помп если те сработают?
В Тайланде я отключил кат с 600 амп гелевыми от берегового питания и уехал, солнечные панели оказались закрыты тентом, прошёл катер и дал волну, сработала одна помпа, а лягушка ее не выключилась(((. Все 600а сели в абсолютный НОЛЬ! Правда это был гель и он допускает просадки в ноль несколько раз, в моем случае емкость я восстановил обратно почти до 100%, а что бы было с литием?- погиб бы подчистую.
Поэтому я и использую »трехбаночное» решение акб(+ стартовые)= четырёхбаночное.
5. Нужно понимать что максимальное напряжение зарядки для геля меньше чем для свинца и амг, это определяется его электролитом- гелеобразным, который кипятить сложнее, ведь перенос теплообмена и газообразования в геле затруднено, чем в жидком электролите. Поэтому обычно верхнее напряжение у геля около 14.2, а у свинца и амг около 14,7 вольт
6. Устройства для зарядки акб бывают разные, для свинца/ геля/амг это устройства со сложной кривой выходного напряжения, но в качестве подручного зарядного устройства больше подходит именно «Блок Питания», который является или источником тока или напряжения с плоской конечной вольт-амперной характеристикой, таким БП можно восстановить акб или просто использовать его как резервный зарядник бортовой сети. Тут отлично подходит зарядник Вымпел 57.
PS..все элементы получены, можно будет собирать все в кучу-поэтому поднял топик выше.