B2B- eli booster-laturin kytkentä EBL:ään

No nyt on tilattu Li Timen 100Ah sähkömoottorikäyttöön tarkoitettu akku moveria ja invertteriä ruokkimaan. En alkanut värkkäämään, vaan ostin ja asensin Victron Orion 18A DC-DC laturin lataamaan lifepo akkua lyijyakusta. Liitteenä vaunun kytkentä.

Mikäli lifepo osoittautuu riittävän hyväksi, niin muutan vielä kytkentää ja nakkaan lyijyakun veks.

Pekka Heinoselle:

” En ole tota kytkentäkaaviota kauheen tarkkaan tutkinut ebl osalta kun vaatisi kunnolla siihen perehtymistä, niin arvelin jospa joku olisi tätäkin asiaa jo tutkinut.”
Kaikki asiat eivät kytkinkaaviosta selviä, vaikka sitä miten tuijottaisi. Esimerkiksi lohkon BW99 toiminnoista en ole löytänyt selostusta.

”Ainoa minkä huomasin kun akun tietoja äpistä katselin oli että kun annoin tilanteen jonkin aikaa edetä niin purkautumis virta rupes pikkuhiljaa pienenemään.”
Tämä, yhdistettynä siihen että mainitsemasi purkausteho (22 - 24,8W) on virtana n. 1,8A, panee miettimään josko EBL ottaisi hupiakusta sen tehon, joka tarvitaan auton toimintojen ylläpitämiseksi ja starttiakun itsepurkauksen kompensoimiseksi, tilanteessa jossa tätä tehoa ei saada hupiakun laturista.

”Tämä koko rojekti tuppaa laajentumaan yhä uusille alueille kun lifepo4 akun lämmityksestäkin pitäisi ruveta huolehtimaan jos lämpötila laskee alle 0 ja akkua pitäisi ladata, esimerkiksi käynnistämällä auto.”
Tämä voi mennä vaikeaksi. Kannattaa lukea tästä samasta ketjusta viestini 22.02.2024. Kokeilin erilaisia lämmitysmattoja ja huomasin, että akun lämmittäminen ulkopuolelta on hyvin hankalaa. Ajattele tilannetta, jossa akun lämpötila on -20C. Vaikka lämmitysmattoja olisi koko pohjan pinta-alalla, lämpöä siirtyy akkuun vain pohjan kautta. Samalla lämpöä poistuu akusta viiden seinän kautta. Pohjalta pitäisi tulla hirmuinen lämpövirta, jotta se kompensoisi viiden seinän kautta tapahtuvan jäähtymisen. Jos akun yksi lämmittävä seinä ja viisi jäähdyttävää seinää olisivat eristävyydeltään samanlaisia, niin lämpötilaeron lämmittävän seinän yli pitäisi olla viisinkertainen jäähdyttäviin seiniin verrattuna. Eli näillä arvoilla 100C.
Päädyin itse sellaiseen ratkaisuun, että paukkupakkasia varten laitan akun alle kolme lämmitysmattoa ja lämmitystä tasaavaa alumiiniteippiä. 12 voltilla tämä viritys nostaa akun sisälämpötilaa n. 10 astetta, eli esimerkiksi -35:stä -25:een, joka on käyttöohjeen mukainen sallitun alaraja. Tästä eteenpäin akun sisäinen lämmitys riittää nostamaan sisälämpötilan plussan puolelle. Taitaa akun käyttöönotto talvella vaatia koko auton tai ainakin ohjaamon lämmittämistä plussan puolelle niin pitkäksi aikaa, että lämpö on ehtinyt siirtyä akun kriittisiin osiin.

”kun kyselin asiaa Akkupojilta niin eivät suosittele että laturi olisi jatkuvasti päällä, vaikkakin näyttäs lataus loppuvan kun akku on täynnä.”
Sanoivatko Akkupojat mitään syytä, miksi laturi ei voisi olla jatkuvasti päällä? Ehkä vastauksen antajalla on mielessä tilanne, jossa hupiakkua pidettäisiin jatkuvasti 100% täyteen ladattuna. Tässä olisikin vaarana ”lithium plating” (anodielektrodin päällystyminen metallisella litiumilla) tai dendriittien (metallipiikkien) kasvaminen elektrodien välille ja niitä erottavan kalvon puhkeaminen. Mutta kun Victronin laturiin voi määritellä oman säilytysprofiilin, joka pitää akun turvallisessa jännitteessä (esim. 13,2V).

Sitten vinkkejä hupiakun purkautumisen selvittämiseksi. Ensiksi: mihin hupiakku purkautuu?
Yksi hyvä työkalu on pihtivirtamittari, jolla voi mitata johtimessa kulkevan virran virtapiiriä katkaisematta. Autokäyttöön ei kelpaa muuntajalla toteutettu, joka mittaa vain vaihtosähköä, vaan tarvitaan Hall-anturilla toteutettu, joka mittaa sekä tasa- että vaihtosähköä. Omani näkyy tämän ketjun viestissäni 16.1.2025. Maksoi Saksan Amazonilla n. 85€ + postikulut. Uudemman mallin Kaiweets HT208F hinta nykyään on n. 77€. Joskus tutkittavat johdot on koottu niin tiukkaan nippuun, ettei yksittäistä johtoa voi erottaa kulkemaan mittarin pihdin läpi. Silloin virtaa kuljettavaa johdinta voi yrittää etsiä lämpökameralla. Vielä yksi mahdollisuus on käydä EBL:n etuseinän sulakkeet läpi yksitellen. Sulakkeita ei välttämättä tarvitse irrottaa virtaa kuljettavan johtimen etsimistä varten. Sulakkeita voi käyttää myös shuntteina, eli virtapiirissä olevina pienen resistanssin sarjavastuksina, joiden läpi kulkeva virta aiheuttaa niissä pienen jännitehäviön. Tuo jännite voidaan mitata jännitemittarilla, mikäli sulakkeen muovirungon päissä on pienet reiät tätä tarkoitusta varten. Eri virtakestoisten sulakkeiden resistanssit voidaan mitata esim. varasulakkeista, mutta yleensä virtaa kuljettavan ja virrattoman sulakkeen pystyy erottamaan toisistaan resistanssia tuntemattakin.

Toiseksi: missä tilanteessa hupiakku purkautuu?
Jos ongelma olisi minun, tekisin taulukon, jossa on listattuna kaikki mahdolliset asiaan vaikuttavien kytkinten yhdistelmät. Jos Maasähköä merkitään M:llä, Asunto-osan päävirtakytkintä A:lla ja Laturia (Victron) L:llä, ja jos virran pois- ja päällä olemista merkitään nollalla ja ykkösellä, saadaan kahdeksan erilaista tilannetta:
M0 A0 L0
M0 A0 L1
M0 A1 L0
M0 A1 L1
M1 A0 L0
M1 A0 L1
M1 A1 L0
M1 A1 L1
Joka rivin jälkeen merkitään hupiakun purkausteho (tai -virta). Mittauksen tekeminen jokaiselle vaihtoehdolle varmistaa, että hupiakun purkautuminen tapahtuu systemaattisesti tietyllä kytkimien yhdistelmällä ja muilla yhdistelmillä sitä ei tapahdu.
Palaan asiaan, kun saat nämä mittaukset tehtyä.

Hobby Optima autossa on toptronic EL624 ja erillinen Dometic CA 360 laturi miten suosittelette tehtäväksi kun vaihtaa lifepo 4 akkuun. Victron dcdc Orion XS lisäksi.?

Selvisihän Pekan hupiakun purkautuminen. Kertauksen vuoksi, hupiakusta purkautuu jonnekin BMS:n mukaan 22 – 24,8W (n. 1,6 – 1,8A) tilanteessa, jossa maasähkö on kytkettynä mutta hupiakun laturi ei ole. Pekan kertoman mukaan tilanteen edetessä purkausvirta pieneni ”pikkuhiljaa”. Tämä viittasi siihen suuntaan, että virta purkautuisi hupiakusta starttiakkuun.

Katsotaan EBL:n (tarkemmin sanottuna EBL31:n) kytkinkaaviota tämän ketjun toisen viestin liitekuvasta 3. Oman ymmärtämiseni helpottamiseksi olen piirtänyt kaksi soikiolla kehystettyä relekosketinta tilassa, jossa moottori käy eli D+ on päällä. Lisäksi olen värittänyt joitakin jänniteväyliä, joista tämän keskustelun kannalta mielenkiintoisia ovat hupiakun jännite (violetti) ja starttiakun liitäntä EBL:ään absorptiojääkaappia varten (ruskea). Sen lisäksi, että absorptiojääkaappi saa virtaa tämän liitännän kautta moottorin käydessä, saman reitin kautta kulkee EBL:ltä ylläpitolataus (n. 1,5 – 2A) starttiakulle. (On kuulemma joitakin vähemmän kalustettuja EBL:iä, joissa on vain yksi liitäntä starttiakulle.) Kaavion yläreunassa on starttiakun latausrele. Kun EBL on päällä, rele vetää ja kytkee violetin väylän ruskeaan, mikä kytkinkaavion mukaisessa tilanteessa saisi aikaan starttiakun ylläpitolatauksen EBL:n jännitelähteeltä LAS 1218 nastan A14 ja 20A:n sulakkeen kautta. Jos autoon on asennettu litium-hupiakku ja sille erillinen maasähkölaturi, tuo 20A:n sulake poistetaan, jotta EBL ei lataisi litiumakkua lyijyakun latausprofiililla. Tässä tilanteessa, jossa EBL on päällä (latausrele vetää) ja hupiakun lataus EBL:ltä on estetty, latausrele ottaisi starttiakun ylläpitolatauksen virran hupiakun johtimilta. Jos hupiakun maasähkölaturi on kytkettynä, starttiakun ylläpitolataus kuormittaa maasähkölaturia. Mutta jos maasähkölaturi ei ole kytkettynä, ylläpitolatauksen virta kuormittaa hupiakkua. Ja tilanteessa, jossa maasähkön syöttö autoon on katkaistu, starttiakun latausrele ei vedä eikä starttiakun ylläpitolatausta tapahdu.

Olen kyllä omassa autossamme nähnyt, että maasähkölaturin irrottamisen jälkeen BMS näyttää hupiakun purkausta hyvin lyhyen aikaa, mutta en ole kiinnittänyt asiaan huomiota, koska BMS:n ilmoittama purkaus putoaa nollaan puolen minuutin sisällä. Eilen illalla tutkin asiaa lisää pihtivirtamittarilla. Sen mukaan hupiakusta purkautuva virta asettui nopeasti arvoon 0,11 – 0,14A, mikä ei välttämättä ole hirmuisen tarkka arvo, koska pihtimittarin pienin asteikko päättyy 60A:han. Joka tapauksessa BMS pyöristi tämän nollaksi. Kun viritin pihtimittarin tallentamaan virran huippuarvon, se oli 1,6A, mutta nollaantui nopeasti, koska meillä starttiakku on käytännössä aina ylläpitolatauksessa. Jostain syystä Pekan auto (ehkä radio?) kuluttaa lepotilassakin enemmän virtaa kuin meidän.

Ratkaisuksi ehdotan hylätä myyjän suositus, että maasähkölaturia ei pidettäisi jatkuvasti päällä. Sen sijaan suosittelen, että pitkäaikaissäilytystä varten luodaan profiili, joka lataa akun vain esimerkiksi 13,2 volttiin, josta sitten reissuun lähdettäessä vaihdetaan tavanomaiseen litiumprofiiliin.

Tuli innostus aiheeseen. Oheinen paketti odottaa asennusta autoon. Verkkolataus toteutetaan akkujen omilla latureilla (2 kpl 7 A) Akkujen valvonta toteutetaan Wlaniin liitetyllä mittauksella. Shuntti alkuvaiheessa 50 A. Ajonaikainen lataus vielä hakusessa. Todennäköisesti joku dc/dc stabiloitu rakenne (14,6V) virranrajoituksella. Akkujen lupaama kapasiteetti testattu, lupaus pitää 98%.

Kari

Virrat tulevat melkoisiksi jos akkuja on 200 Ah. Oma 100 Ah LiFePo4 täyttyy vajaassa kahdessa tunnissa ajossa 30 ampeerin virralla. Sekin on aikamoinen lasti auton laturille.

Olisikos tämä akku hyvä ratkaisu Suomen oloihin?
https://lanpwr.com/en-fi/products/pre-order-lanpwr-12-2v-100ah-sodium-ion-bluetooth-lithium-battery

En klikkaa minulle tuntemattomien ihmisten lähettämiä linkkejä minulle tuntemattomiin kohteisiin. (En epäile, että omalla nimellään kirjoittavat henkilöt lähettäisivät haitallisia linkkejä tahallaan, mutta en tiedä millä tasolla heidän tietoturvansa on). Linkin tekstistä kuitenkin näin, että natriumakuista on kyse. Aivan muutama päivä sitten yksi luottotubettajani Will Prowse julkaisi hyvin informatiivisen YT-videon, joka löytyy laittamalla hakuun esim. will prowse sodium battery. Lyhyt tiivistelmä: natriumakuista odotettiin paljon, kun litiumin saatavuus näytti huonolta. Nyt litium ei enää ole litiumakkujen kriittisin resurssi vaan muut elektrodeissa ym. tarvittavat raaka-aineet, joita samoja tarvitaan myös natriumakuissa. Will Prowsen mukaan natriumakun ainoa hyvä puoli litiumakkuun verrattuna on, että se toimii -40C:stä alkaen ilman esilämmitystä. Tämäkin etu on katoamassa marginaaliin, kun itselämmittäviä litiumakkuja saa aivan kohtuuhinnalla. Natriumakun huonoja puolia on paljon, merkittävimpinä huono energiatiheys ja antojännitteen suuri riippuvuus akun varaustilasta. Viime mainittu haitta tarkoittaa, että varaustilan laskiessa antojännite laskee jyrkästi. Esimerkiksi inverttereitä ei yleensä suunnitella toimimaan kovin laajalla jännitealueella.