Praktická zkušenost izolační box LiFePo4

[? Ivo12s]

Již delší dobu provozuji LiFePo4 v celkové kapacitě cca. 17 kWh viz podpis nebo ZDE, tedy dnes určitě méně - pokles kapacity... Baterie mám v izolačních bednách, protože jsou umístěny v prostorách, kde jsou bez problémů i mínusové teploty. A je to ostrovní systém, tj. nelze počítat s tím, že blokuji nabíjení při mínusu. Nějaký ten měsíc/rok zpátky jsem dodělal externí termostat a vyhřívání v bednách. No a protože to celé monitoruji přes Victron VRM, tak jsem si teď pořídil RuuviTag senzor teploty.
No a nestačil jsem se divit:

teplota-izolacni-bedna-lifepo4.jpg

- izolační vlastnosti bedny jsou mizerné. Venkovní teplota samozřejmě během dne roste a v noci klesá o několik stupňů, to je jasné. Ale že v bedně bude teplota klesat také klidně i o stupeň a více, to mě překvapilo. I když je to okolní vzduch, no... možná právě proto reaguje rychleji než ty baterky, ale i tak je to jasný signál, že izolace stojí za ...

- Ruuvitag je umístěn volně na jedné z baterií. nesnímá teplotu spojky a vzhledem ke konstrukci asi ani teplotu baterie, spíše +- vzduchu okolo baterií. Proto mě překvapila relativně rychlá odezva růstu teploty při nabíjení. Přece jen ty baterie, to je nějaká hmota. Tu zahřát, to už musí být něco. A přitom teplota reaguje téměř ihned poté, co panely začnou dobíjet. Napadlo mě, že to může být ohřevem třeba od kabelů. Ale ty proudy jsou opravdu o ničem...

- bohužel to pro mne znamená, že jsem v minulosti zcela jistě nabíjel LiFePo4 i při menších mínusových teplotách. Asi ne moc, ono toho sluníčka v zimě a v údolí opravdu moc není. Spočítal jsem to ta na 0,06 - 0,1C. Ale že se to stalo je téměř jisté.

Takže jsem rád, že jsem se v minulosti dokopal k tomu, že jsem baterkám pořídil termostat a topení. Zatím jsem to neměl možnost vyzkoušet i s měřením. A nijak zásadně po tom netoužím, ale ona ta zima ještě neskončila, tak uvidíme. Každopádně několik centimetrů polystyrenu ze všech stran ještě neznamená, že dobře izolujete. Bohužel.

A už jenom dodám, že přemístit baterie by pro mne znamenalo odhadem 2x20 metrů DC kabelů, takže ztráta úbytkem napětí na vedení 365/24/7. To topení mi pořád přišlo efektivnější . a nebo systém rozdělit...

[? Atman]

Ja mám v každom polystyrénovom boxe tri kúsky samoregulačného káblu volne položené dolu v medzerách pozdĺž článkov a som megaspokojný. V pivnici mám teraz cca 7 stupňov. Nastavil som na ovládacom termostate teplotu 14 stupňov a je to. Tie káble pri zopnutí berú nejakých 80W a po zohriatí asi 30W. Teploty meriam tiež len položeným senzorom z meniča na vrchu bateriek. Priebeh je vidno zo záznamu. Nikdy neklesli pod nastavenú hodnotu, medzery sú vypnutý menič keď nebolo slnka a som sa pripojil na DS. Koľko to minulo elektriny a ako dlho je to v ohreve vôbec netuším, ale pri činnosti som to nikdy nepristihol, vždy keď prídem do pivnice k boxu, práve nehreje. Zo záznamu záťaže v noci to ale vyzerá, že to zopína každé dve tri hodinky na pár minút.

teplota box 1.jpg

[? UTima]

Protože chci dělat něco podobného tak jsem si se zájmem přečetl tento post. Ale já to nechápu. Čtu to na mobilu i z něho tukam tak možná proto.
Co jsem nepochopil, dle grafu nejde teplota pod mínus, a vám se nelíbí co? Jinde píšete, že máte udělané topení v bedně, to tedy nestíhá, nebo není zapojené? Nebo nemáte udělanou logiku když je mínus v bedně tak nenabijim? Mě zrovna přišla vyhřívací deska do terária, tak budu bastlit něco podobného. BMs je Jk BMs to má dvě teplotní čidla, nouzová aktivace nenabijeni. Ještě je na cestě WiFi modul s teplotním čidlem co bude zapínat tu topnou desku. Jasně nejsem ostrov, jen si tak hraji.

[TomHC]

Izolácia je izolácia, nie perpetum mobile. Izoluje dve prostredia s rôznou teplotou. A má straty. Akumulátory bežne nevyrábajú teplo, iba pri veľkých prúdoch. Takže je nezmysel čakať, že vnútri EPS boxu bude "teplo", alebo "teplejšie". Treba tam niečo, čo bude teplo vyrábať a izolácia bude brániť úniku toho tepla Ale to autor témy na 100% vie, ale dúfal, že prevádzkou sa budú zahrievať viac.

[? dusanmsk]

Zvazoval som dat baterky von za barak do exterieroveho racku a zateplit, tak som vzal kalkulacku a pocital. Nemozem uz tu tabulku najst, ale pri 10 cm izolacii mi na tom racku vychadzali straty tusim okolo 150W pri -15 +10, co mi uz pripadalo dost.

Inak davat baterky do mrazu a nemat tam straznie teploty mi pripada ako neakceptovatelny risk - a autor tohoto threadu to potvrdil.

[? Ivo12s]

Protože chci dělat něco podobného

Psal jsem ve zkratce... tak podrobněji:
- nejde teplota pod mínus - to je opravdu OK. až bude venku mínus, tak zapne termostat. Teď to jen reaguje na okolní teplotu a mě se nelíbí, že to klesá tak rychle. Myslel jsem si, že to bude "ve dnech"...
- jestli topení stíhá, to teprve uvidím. Myslel jsem si, že ano, mínus byl okolo už 2x. A protože termostat spínal ZAP/VYP to vím. Ale neměl jsem logování a myslel si že je to v pohodě. Ona zima ještě neskončila, tak určitě dám vědět.
- logiku na mínus umí VICTRON, to by se dalo, protože ale v zimě je sluníčka málo, právě že o hodně raději budu hledat řešení a topit
- že to není Perpetum Mobile to také chápu. Prostě jsem si myslel že jsem vyrobil něco jako mrazák naruby. A ono ne Ale právě, že mě zarazilo že teplota stoupá hned jak to začne dobíjet. I podle času je zřejmé, že to není pokaždé v stejný čas....
No a teď mi to možná došlo

Přece když se baterky dobíjejí, znamená to, že venku svítí sluníčko. Když svítí sluníčko, znamená to, že se uvnitř pod střechou otepluje, protože na tu střechu svítí . A tedy pokud je ta izolace beden opravdu mizerná, tak se logicky skoro v ten samý okamžik začne zvedat teplota i v té bedně.

Takže asi tak, no. Všechno má své vysvětlení. Důkaz testem provedu třeba tak, že jednu tu bednu otevřu dokořán. A pokud bude průběh teploty +- stejný při nabíjení, je jasno. Tedy skoro-jasno. A budu hledat nějaké dodatečné zaizolování zvenku...

[? Ivo12s]

Izolácia je izolácia, nie perpetum mobile. Izoluje dve prostredia s rôznou teplotou. A má straty. Akumulátory bežne nevyrábajú teplo, iba pri veľkých prúdoch. Takže je nezmysel čakať, že vnútri EPS boxu bude "teplo", alebo "teplejšie". Treba tam niečo, čo bude teplo vyrábať a izolácia bude brániť úniku toho tepla Ale to autor témy na 100% vie, ale dúfal, že prevádzkou sa budú zahrievať viac.

Souhlasím, jen ta poslední věta nee. Nečekal jsem že teplo vyrobím, čekal jsem že A) se nebude ztrácet tak rychle a B) při nabíjení není důvod, aby rostla teplota u baterek. To jsem si ale teoreticky vysvětlil špatnou kvalitou té izolace.

[? Arambajk]

Mám teplotní čidlo ve skříni s baterkama a teplota se hýbe tak, že jsem měl skoro pocit, jestli teploměr neovlivňuje procházející proud, ale zřejmě jsou to ztráty. Přecijen tam mizí celé 1% energie.

temp.PNG

[? Ivo12s]

Tak hned zítra vám řeknu co a jak... Aktuální teplota okolí je -1,375°C. Měřeno externím teploměrem v místnosti, kde jsou ty bedny. Nevím od kdy, ale termostaty ZAP a topné kabely už topí. Tak uvidíme na grafu zítra ráno...

[? Ivo12s]

Testování pokračuje... Okolní teplota je -2,5°C, teplota v bedně u baterií je +1,8°C. Ale křivka poklesu teploty mi nijak zásadně nepřijde změněná kvůli zapnutí topení. Každopádně teď to topí kontinuálně, takže budu jednoduše vědět, jestli ten výkon, co mám v topném drátě na to stačí nebo ne. A samozřejmě se pokusím lépe zaizolovat...

[? teonas]

Zvazoval som dat baterky von za barak do exterieroveho racku a zateplit, tak som vzal kalkulacku a pocital. Nemozem uz tu tabulku najst, ale pri 10 cm izolacii mi na tom racku vychadzali straty tusim okolo 150W pri -15 +10, co mi uz pripadalo dost.

Inak davat baterky do mrazu a nemat tam straznie teploty mi pripada ako neakceptovatelny risk - a autor tohoto threadu to potvrdil.

Tak možnost dát baterky i ven by pro dost lidí byl asi zlatý grál. Tabulka by se hodila, zvlášť třeba výpočet s fenolickou pěnou, která má 0,022W/mK (EPS 0,038W/mK) a její cena by pro menší bednu neměla být limitem. Tzn. třeba 20cm fenolické pěny by už snad nemělo moc topení potřebovat (1m2 ale stojí přes 3tis.Kč)...

[? Ivo12s]

Mám teplotní čidlo ve skříni s baterkama a teplota se hýbe...

No jo. Potvrzuji. Ale skoro se mi to nechce věřit JAK. Pro vnitřní klid budu muset bednu změřit Infra teploměrem v okamžiku zátěže a ve všech možných bodech. Nejen, že se teplota uvnitř zvyšuje v okamžiku nabíjení. Ona se zvyšuje i v okamžiku vybíjení. Elektrikář by řekl, že tam mám někde buďto opravdu slabý drát, nebo špatný spoj. Ale propojky jsou na bateriích Cu, dimenzované myslím na 200A minimum a špatný spoj jsem kontroloval na desetiny/setiny mOhmu. Každopádně posuďte sami - napadá vás důvod, proč roste teplota okolního vzduchu v uzavřené bedně v okamžiku vybíjení, v tomto případě to bylo max. 30A/3 bedny = cca. 10A odběr ? Nechápu...ta prostřední úsečka to je vybíjení, ne celá tedy, část.

teplota-izolacni-bedna-lifepo4-2.jpg

a ten snímač je volně položený na baterii. To mi vychází jediné vysvětlení, ohřev protékajícím proudem ať jde kamkoliv. Ale tam opravdu žádný špatný spoj není...

teplota-izolacni-bedna-lifepo4-3.jpg

[? cipis]

Měl jsi někdy kuchnutý článek? Ty poskládané "papíry"? Ono to pak člověk vidí úplně jinak a nediví se, že se to zahřívá i při vybíjení.

[? glottis]

tak u bateterie je jedno, jesti ji nabijis nebo vybijis. Teplo v ni vznika pruchodem proudu jejim vnitrnim odporem. K tomu pripocti predhodove odpory, odpory busbaru. Budes tak na 20mili ohmech cele baterie? Pri 10A to je titernych 0,2W ale prave tim zaizolovanim prostoru to muze neco udelat. Nevim presne kde mas cidlo a jaky. Ale vduchu v te bedne neni moc a nebude tezke ho ohrat i malym vykonem. Muze pak nastoupat nekam/nekudy a ofukovat cidlo. A treba tam mas vnitrni odpory vetsi nez by clovek cekal Zmerit a podivat kamerou.

[rottenkiwi]

Ono ten odpor vo vnurtri je nejaky taky:


Transformation of electrical energy to chemical form during charging and vice-versa during
discharging of an electrochemical cell is a complex process. It happens in multiple stages that involve
transportation of the positive and the negative charge carriers across various parts of the battery
cell. A portion of the electrical energy stored in the cell is transformed to heat while overcoming the
irreversibility associated with these transportation processes. Various components responsible for this
irreversible loss can be listed as follows:
• Resistance offered to diffusion of Li-ions by the solution phase of the porous electrode;
• Resistance presented by the cell separator to Li-ion diffusion;
• Resistance provided by the solid electrolyte interphase to Li-ions;
• Resistance of the solid phase of porous electrode to transfer of electrons across it;
• Resistivity of the current collectors.

Theoretically, a thin electrode provides lower internal resistance to Li-ion diffusion in comparison
to a thick electrode of the same chemistry and total volume


CIm nizsia teplota a hrubsie elektrody, tym vacsi odpor a vacsia generacia tepla.

Napr. ten isty clanok generuje 0 - 100 % DOD 4 - 6 W tepla pri 50 *C
pri 20 *C 14 - 16 W ale pri 5 *C uz 16 - 20 W tepla.

[? glottis]

Ono ten odpor vo vnurtri je nejaky taky:


Transformation of electrical energy to chemical form during charging and vice-versa during
discharging of an electrochemical cell is a complex process. It happens in multiple stages that involve
transportation of the positive and the negative charge carriers across various parts of the battery
cell. A portion of the electrical energy stored in the cell is transformed to heat while overcoming the
irreversibility associated with these transportation processes. Various components responsible for this
irreversible loss can be listed as follows:
• Resistance offered to diffusion of Li-ions by the solution phase of the porous electrode;
• Resistance presented by the cell separator to Li-ion diffusion;
• Resistance provided by the solid electrolyte interphase to Li-ions;
• Resistance of the solid phase of porous electrode to transfer of electrons across it;
• Resistivity of the current collectors.

Theoretically, a thin electrode provides lower internal resistance to Li-ion diffusion in comparison
to a thick electrode of the same chemistry and total volume


CIm nizsia teplota a hrubsie elektrody, tym vacsi odpor a vacsia generacia tepla.

Napr. ten isty clanok generuje 0 - 100 % DOD 4 - 6 W tepla pri 50 *C
pri 20 *C 14 - 16 W ale pri 5 *C uz 16 - 20 W tepla.

Tak pak v tom prikaldu co pocitam to muzou byt uz klidne nizke jednotky watu a proto treba tesla baterie predehriva pred nabijenim

[Lubik]

Baterie se musí ohřívat procházejícím proudem při nabíjení i vybíjení. Ohřátí je dané odporem celé baterie.
Odpor si můžeš zkusit změřit.
Zatížíš baterii proudem třeba 5A a zmeříš přesně napětí. Potom zvýšíš proud třeba na 30-50A a znovu změříš. Z rozdílů napětí a proudů vypočteš odpor a výkon.

[? Ivo12s]

Pánové děkuji. Občas je dobrý se vrátit k začátkům a tedy Ohmův zákon a pak výpočet ztrátového výkonu.
Vnitřní odpor článků jsem už měřil ZDE a tedy průměr v této sadě je 0,67 mOhm. No a musím si uvědomit, že tyhle články jsou 16x v sérii. A v jedné bedně 2x. Takže pokud to celé spočítám Pz = R*I2 = 1,072 W při proudu 10A. Dvakrát to nenásobím, protože to je jeden proud rozdělený na dvě větve... Pokud ale nabíjím solárem a svítí sluníčko, tak už to je klidně i 30A (i více) a najednou jsem na 9,645 W ztrátového výkonu. Takže je to jasné...

Což mě mimochodem přivádí k myšlence, že ty bedny budu muset (asi...to změřím) v létě otevírat, aby se baterie zbytečně nepřehřívaly. Podotýkám, že jsem na to měl už i udělátko z otevírače na skleník. Akorát ono to nesmí přijít do mrazu. A u mě přišlo...

[? Ivo12s]

Nevim presne kde mas cidlo a jaky.

to je na fotce ta bílá pecka uprostřed - RuuviTag.

[Lubik]

Zkus někdy změřit celkový odpor baterie, aby se započetly i odpory propojek a spojů.