Het beschermen van een accu/batterij tegen diepte ontlading

[Q]

Hallo,

Ik ben wat aan het spelen met wat 12 Volt 7Ah loodgel accus.

Ik heb een vraag over het beschermen van de batterij.

Dit is de PDF met de specs:

http://ultracell.net/datasheets/UL7-12.pdf

Zoals ik 12 Volt loodzuur accu's begrijp kunnen ze niet zo goed tegen diepte ontladen (afhankelijk van het type). Ik wil dus de 12 volt accu die ik gebruik beschermen.

Graag zoek ik feedback op mijn aanpak en of dit hout snijdt.

Ik meet het voltage van de accu bij belasting. Als dat voltage beneden een bepaalde waarde komt, dan gooi ik een relais om en ontkoppel ik de load op de accu.

Het voltage in rust is vaak niet gelijk als bij belasting. Vaak meet je de capaciteit zonder belasting, maar dat gaat niet. Je wilt dus juist meten onder belasting.

De gelinkte PDF laat zien - zoals ik het begrijp - bij welke voltages onder welke belasting de accu 'leeg' is.

Bij welk voltage de accu leeg is, hangt helemaal af van de last. Hoe hoger de last, hoe lager het 'cutoff' voltage.

Mijn vraag is simpel:

1. klopt deze interpretatie?
2. Hoe beschermen mensen in de praktijk accu's/batterijen?

[MAX3400]

Druppel-laders zijn hier toch voor uitgevonden?

Dat is vaak wel de manier hoe motoren in de winterstalling "op spanning" worden gehouden zodat in de lente de accu gewoon gebruikt kan gaan worden.

[Q]

MAX3400 schreef op donderdag 28 juni 2018 @ 17:39:
Druppel-laders zijn hier toch voor uitgevonden?

Dat is vaak wel de manier hoe motoren in de winterstalling "op spanning" worden gehouden zodat in de lente de accu gewoon gebruikt kan gaan worden.

Het gaat om de situatie waarbij er een last zit op de batterij en dat je niet wilt dat de batterij helemaal tot op het bot wordt leeggezogen maar bij een bepaalt voltage (onder last) wordt ontkoppelt.

Ik snap je reactie niet helemaal.

[MAX3400]

Q schreef op donderdag 28 juni 2018 @ 17:41:
[...]


Het gaat om de situatie waarbij er een last zit op de batterij en dat je niet wilt dat de batterij helemaal tot op het bot wordt leeggezogen maar bij een bepaalt voltage (onder last) wordt ontkoppelt.

Ik snap je reactie niet helemaal.

Misschien dat ik andersom redeneer; een druppellader gaat bijladen op het moment dat de spanning onder waarde X komt. Jij wil dat onder waarde X, maar nu onder load, juist de ontkoppeling plaatsvindt.

Oftewel, zal/kan je het mechanisme van een druppellader niet omzetten/omkatten, al dan niet met een weerstand voor de gemeten waarde?

[BMW_Gizzmo]

Je begrijpt hem helemaal. Die cutoff spanning wordt inderdaad lager bij een hogere belasting, let wel op dat dit ook temperatuur en leeftijdsafhankelijk is. Dit wordt veroorzaakt door de interne weerstand van de accu die veranderd over de tijd en met het aantal laad-cycli. Om het helemaal netjes te doen zou je ook de temperatuur in je ontkoppelpunt moeten opnemen.
Op zeilboten gebeurt dit ook bij accu’s die de radio en lenspomp voeden. Vaak wordt er vlak voor de cut-off dan eerst een aggeraat’je gestart waarna de load overgenomen wordt en de accu’s weer opgeladen.
Nog een linkje (puur en alleen als voorbeeld): https://www.accuweb.nl/accu-toebehoren/accu-bewaker/

[ Voor 7% gewijzigd door BMW_Gizzmo op 28-06-2018 18:04 ]

[Q]

BMW_Gizzmo schreef op donderdag 28 juni 2018 @ 18:00:
Je begrijpt hem helemaal. Die cutoff spanning wordt inderdaad lager bij een hogere belasting, let wel op dat dit ook temperatuur en leeftijdsafhankelijk is. Dit wordt veroorzaakt door de interne weerstand van de accu die veranderd over de tijd en met het aantal laad-cycli. Om het helemaal netjes te doen zou je ook de temperatuur in je ontkoppelpunt moeten opnemen.
Op zeilboten gebeurt dit ook bij accu’s die de radio en lenspomp voeden. Vaak wordt er vlak voor de cut-off dan eerst een aggeraat’je gestart waarna de load overgenomen wordt en de accu’s weer opgeladen.
Nog een linkje (puur en alleen als voorbeeld): https://www.accuweb.nl/accu-toebehoren/accu-bewaker/

Precies, dit is helemaal hoe ik het bedoel. Ik had eerst via Conrad zo'n apparaatje gekocht voor 20 euro dat dus de accu afsluit als deze onder een instelbaar voltage komt.

Probleem: een accu zonder last herstelt zich dus wat krijg je: aan/uit/aan/uit/aan/uit etc. Werkt niet. Uit moet uit blijven.

Ik heb stiekem al wat zelf zitten bouwen op basis van een arduino met spanning en stroom metingen en dat werkt prima, maar ik vroeg me af of ik iets niet goed heb begrepen.

ik heb geen analoge inputs meer over op mijn arduino voor een temp sensor dus ik hou het bij alleen het meten van spanning en stroom, geen temperatuur.

Waar ik het meeste eigenlijk ook mee zit: hoe ik (misschien gegeven de pdf) het cutoff voltage bepaal voor een gegeven load.

Omdat die loodgel accus zo goedkoop zijn heb ik er twee gekocht en parallel aangesloten voor meer capaciteit. Dus moet ik rekenen dat 1 gemeten ampere slechts een 0.5 ampere last is per accu. Dus zal het cutoff voltage hoger moeten liggen.

Dit was voor mij een leuk hobby projectje om met electronica bezig te zijn (waar ik zelf niet in thuis ben).

[ Voor 12% gewijzigd door Q op 28-06-2018 18:30 ]

[WEBGAMING]

Q schreef op donderdag 28 juni 2018 @ 18:22:
[...]


Precies, dit is helemaal hoe ik het bedoel. Ik had eerst via Conrad zo'n apparaatje gekocht voor 20 euro dat dus de accu afsluit als deze onder een instelbaar voltage komt.

Probleem: een accu zonder last herstelt zich dus wat krijg je: aan/uit/aan/uit/aan/uit etc. Werkt niet. Uit moet uit blijven.

Kan je dat ding dan misschien niet ombouwen? Zodat hij gewoon uit gaat, en het weer inschakelen met een knop moet gebeuren ofzo?

[Q]

WEBGAMING schreef op donderdag 28 juni 2018 @ 18:33:
[...]

Kan je dat ding dan misschien niet ombouwen? Zodat hij gewoon uit gaat, en het weer inschakelen met een knop moet gebeuren ofzo?

Dat is precies wat ik heb gedaan. Zie de foto: je moet 'm starten met een knop, zodat de arduino boot en het relais aan zet. Zodra je 'klik' hoort kun je de knop loslaten (relais bypass).

Zodra de arduino een te laag voltage meet (gegeven de specifieke load) dan gaat het relais om en wordt alle last, inclusief de arduino zelf gekilled.

Omdat het relais standaard uit staat zal de stroom pas hersteld kunnen worden als je de accu oplaad en weer op de knop drukt.

[ Voor 23% gewijzigd door Q op 28-06-2018 18:46 ]

[BMW_Gizzmo]

Bij parallel schakelen van accu’s moet je erg opletten dat je niet een van de 2 te diep ontlaadt. Eigenlijk heb je dan een stroom-regelaar nodig zodat beide accu’s evenveel load hebben/krijgen. Vaak is het dan simpeler (en goedkoper) om een 2 keer zo grote accu te kopen. Of wat ook wel veel gebeurt, een change-over schakeling. Dus een accu ontladen, overschakelen naar de andere.
Die conrad schakelaars die jij bedoelt ken ik ook, werken niet voor deze toepassing met accu’s.
Die cut-off spanning bepalen is inderdaad het moelijkste, professionele spullen meten hierbij ook de load, temperatuur accu en omgeving en tegelijk de spanning van de accu over een bepaalde tijd, dus met 20 sec interval’s. Maar dan heb ik het over 100 kW en grotere ups installaties. Dat zit in een heel ander gebied dan thuis ergens spanning voor regelen als de stroom uitgevallen is.

Wel grappig om te lezen dat je dit zo bedacht hebt. Ik weet van een grote liftinstalleur dat ze gewoon noodaccu’s massaal moeten vervangen wegens te diep ontladen als de spanning 36+ uur weg is greweest.

[Q]

BMW_Gizzmo schreef op donderdag 28 juni 2018 @ 18:46:
Bij parallel schakelen van accu’s moet je erg opletten dat je niet een van de 2 te diep ontlaadt. Eigenlijk heb je dan een stroom-regelaar nodig zodat beide accu’s evenveel load hebben/krijgen. Vaak is het dan simpeler (en goedkoper) om een 2 keer zo grote accu te kopen. Of wat ook wel veel gebeurt, een change-over schakeling. Dus een accu ontladen, overschakelen naar de andere.
Die conrad schakelaars die jij bedoelt ken ik ook, werken niet voor deze toepassing met accu’s.
Die cut-off spanning bepalen is inderdaad het moelijkste, professionele spullen meten hierbij ook de load, temperatuur accu en omgeving en tegelijk de spanning van de accu over een bepaalde tijd, dus met 20 sec interval’s. Maar dan heb ik het over 100 kW en grotere ups installaties. Dat zit in een heel ander gebied dan thuis ergens spanning voor regelen als de stroom uitgevallen is.

Wel grappig om te lezen dat je dit zo bedacht hebt. Ik weet van een grote liftinstalleur dat ze gewoon noodaccu’s massaal moeten vervangen wegens te diep ontladen als de spanning 36+ uur weg is greweest.

Leuk om te lezen hoe jij met die materie bekent bent, dat met die parallelle accu's ga ik nog even onderzoeken. Ik begreep dat het onevenredig ontladen dan een issue is, ook voor solar arrays die met load accu werken.

Bedankt voor de tips tot nu toe, ik moet nu ff weg. maar erg leuk.

[BMW_Gizzmo]

Een simpele methode om ze parallel te zetten is om ze met 2 diode’s in serie te koppelen (1 per accu anode aan de plus, kathode aan de load). Kost je wel een 0,5 v spanning als je schottkey diodes gebruikt.
Wordt ook wel een ‘poor man’s balancing’ genoemd,
Ik heb ruim 35 jaar geleden een serieuze elektronica studie gedaan. Tijden in gewerkt maar steeds verder richting IT gedreven/afgegleden. Werk nu in de techniek in de tv-wereld en verbaas mij steeds weer hoeveel mensen van echte toepgepaste elektronica weten als ze tegenwoordige van een opleiding afkomen.

[ Voor 10% gewijzigd door BMW_Gizzmo op 28-06-2018 18:58 ]

[LittleKiller]

BMW_Gizzmo schreef op donderdag 28 juni 2018 @ 18:46:
Bij parallel schakelen van accu’s moet je erg opletten dat je niet een van de 2 te diep ontlaadt. Eigenlijk heb je dan een stroom-regelaar nodig zodat beide accu’s evenveel load hebben/krijgen. Vaak is het dan simpeler (en goedkoper) om een 2 keer zo grote accu te kopen. Of wat ook wel veel gebeurt, een change-over schakeling. Dus een accu ontladen, overschakelen naar de andere.
Die conrad schakelaars die jij bedoelt ken ik ook, werken niet voor deze toepassing met accu’s.
Die cut-off spanning bepalen is inderdaad het moelijkste, professionele spullen meten hierbij ook de load, temperatuur accu en omgeving en tegelijk de spanning van de accu over een bepaalde tijd, dus met 20 sec interval’s. Maar dan heb ik het over 100 kW en grotere ups installaties. Dat zit in een heel ander gebied dan thuis ergens spanning voor regelen als de stroom uitgevallen is.

Wel grappig om te lezen dat je dit zo bedacht hebt. Ik weet van een grote liftinstalleur dat ze gewoon noodaccu’s massaal moeten vervangen wegens te diep ontladen als de spanning 36+ uur weg is greweest.

Ehhhhhhhh in parallel anders gaat ontladen? hoe zie je dat voor je ? Je vergist je met serie.

Q schreef op donderdag 28 juni 2018 @ 18:22:
[...]


Precies, dit is helemaal hoe ik het bedoel. Ik had eerst via Conrad zo'n apparaatje gekocht voor 20 euro dat dus de accu afsluit als deze onder een instelbaar voltage komt.

Probleem: een accu zonder last herstelt zich dus wat krijg je: aan/uit/aan/uit/aan/uit etc. Werkt niet. Uit moet uit blijven.

Ik heb stiekem al wat zelf zitten bouwen op basis van een arduino met spanning en stroom metingen en dat werkt prima, maar ik vroeg me af of ik iets niet goed heb begrepen.

ik heb geen analoge inputs meer over op mijn arduino voor een temp sensor dus ik hou het bij alleen het meten van spanning en stroom, geen temperatuur.

Waar ik het meeste eigenlijk ook mee zit: hoe ik (misschien gegeven de pdf) het cutoff voltage bepaal voor een gegeven load.

Omdat die loodgel accus zo goedkoop zijn heb ik er twee gekocht en parallel aangesloten voor meer capaciteit. Dus moet ik rekenen dat 1 gemeten ampere slechts een 0.5 ampere last is per accu. Dus zal het cutoff voltage hoger moeten liggen.

Dit was voor mij een leuk hobby projectje om met electronica bezig te zijn (waar ik zelf niet in thuis ben).

[afbeelding]

Wat is precies je toepassing? Ik kan je wel wat advies geven. Ben vrij bekend met dit soort systemen

Edit: even heel iets anders. De bovengenoemde dingen over parallel zijn simpelweg fout. Als je een accu in parallel zet dan zet je als het ware een voeding parallel aan die andere accu. In dit geval balanceren ze dus automatisch want als de een lager wordt dan de ander gaat de ene accu de ander opladen. Wanneer men het heeft over serie dan moet er wel worden gebalanceerd. Doordat de interne weerstand ervoor zorgt dat ze anders worden belast zal het betekenen dat ze ongelijk worden op/ontladen. Oplossing hiervoor, wanneer men een 24v systeem gebruikt, is om twee 12 volt laders te gebruiken. Dan balanceer je automatisch tijdens het opladen.

[ Voor 10% gewijzigd door LittleKiller op 28-06-2018 20:00 ]

[BMW_Gizzmo]

Het gaat er hier om dat een accu beschermd wordt tegen te diep ontladen. Als je er twee parallel zet zal inderdaad de sterkste, om het zo te noemen, de meeste stroom leveren. Maar dat is nogs steeds geen garantie dat de zwakste dan niet te diep ontladen wordt waardoor ‘ie sneller stuk gaat. En geloof mij variatie in lood-accu’s is er echt wel. Dat ze dus automatisch balancen is maar deels waar, het werkt alleen in een bepaald deel van de ontlaadcurve die per accu zomaar 10% kan afwijken als je het over lood-accu’s hebt. Dat is ook de reden dat bij parallel schakelen van accu’s je accu’s van dezelfde productiedatum/batch wilt, die hebben redelijk gelijke ontlaad/laad curve’s. En nog een belangrijke .. accu’s die parallel staan nooit los halen. Dus parallel blijven laden en ontladen. Hierdoor blijven de curve’s redelijk gelijk.
In grote ups installaties staan accu’s altijd parallel en in serie in pakketten. Maar tegelijkertijd worden deze pakketten nooit verder ontladen dan tot zo’n 15-20 %. En worden ze heel langzaam geladen waardoor je ook geen balancing problemen krijgt.

Voor lithium-ion accu’s is dit weer een heel ander verhaal. Die accu’s gedragen zich bij parallel en of serie schakeling heel anders.

[ Voor 31% gewijzigd door BMW_Gizzmo op 28-06-2018 20:42 ]

[Q]

BMW_Gizzmo schreef op donderdag 28 juni 2018 @ 18:46:
Bij parallel schakelen van accu’s moet je erg opletten dat je niet een van de 2 te diep ontlaadt. Eigenlijk heb je dan een stroom-regelaar nodig zodat beide accu’s evenveel load hebben/krijgen. Vaak is het dan simpeler (en goedkoper) om een 2 keer zo grote accu te kopen. Of wat ook wel veel gebeurt, een change-over schakeling. Dus een accu ontladen, overschakelen naar de andere.
Die conrad schakelaars die jij bedoelt ken ik ook, werken niet voor deze toepassing met accu’s.
Die cut-off spanning bepalen is inderdaad het moelijkste, professionele spullen meten hierbij ook de load, temperatuur accu en omgeving en tegelijk de spanning van de accu over een bepaalde tijd, dus met 20 sec interval’s. Maar dan heb ik het over 100 kW en grotere ups installaties. Dat zit in een heel ander gebied dan thuis ergens spanning voor regelen als de stroom uitgevallen is.

Wel grappig om te lezen dat je dit zo bedacht hebt. Ik weet van een grote liftinstalleur dat ze gewoon noodaccu’s massaal moeten vervangen wegens te diep ontladen als de spanning 36+ uur weg is greweest.

Ik heb voor de grap 2 x van deze 12 volt 7ah accu's gekocht, voor 14 euro per stuk. Gewoon om eens mee te spelen, de energie dichtheid van deze dingen tov een li-ion accu is eigenlijk best triest zeker als je naar het gewicht kijkt, maar de prijs is dan wel weer leuk genoeg om eens mee te spelen.

Ik heb ze even nagemeten, maar ik mat 0.01 volt verschil, ze zijn nog redelijk goed qua lading. Maar ik vind het issue met ongelijkmatig ontladen een interessant onderwerp, ik zal me er in verdiepen. Ik las dat het voorkwam, maar ik had het een beetje genegeerd om dit bouwseltje voor elkaar te krijgen.

Leuk dat je het issue van die liftinstallateur noemt, want ik zit dan een beetje op internet te snuffelen en lees dus dat het voorkomt dat als UPS installaties (die er niet tegen zijn beveiligd) gewoon de accu's leeg trekken en dan na een incident dus de hele muur aan accu's mogen vervangen. Dat is wel bewust zo ontworpen. Liever 50K aan accu's vervangen door diep ontladen dan zonder stroom zitten.

Voor mijn eigen projectje vond ik het gewoon een leuke puzzel. Hoe hang je een arduino/raspberry pi aan een accu waarbij je voorkomt dat je de accu beschadigt.

Ik zal me even inlezen over de diodes voor het in parallel zetten van de accu's en wat de voor/nadelen zijn.

Ergens zit in mijn hoofd dat je met een laadmechanisme en spanningsomvormer gewoon door een zooi accu's in parallel te zetten je voldoende stroom aan zo'n omvormer kan geven (dikke kabels) om zo je hele huis - indien nodig - te kunnen poweren. Een UPS voor je huis dus

Ik denk niet dat ik dat ga maken, maar het idee vind ik leuk en met loodaccu's kan het relatief goedkoop, met als nadeel: veel ruimte en gewicht.

@LittleKiller, ook bedankt voor jouw reactie. Ik ga me ook even beraden hoe professioneel ik mijn projectje wil afbouwen of dat ik het nu even 'goed genoeg' vind.

Ik ga nog een beetje spelen / pielen om die juiste cutoff waarden te bepalen. Ik weet toch niet goed hoe ik die grafiek moet aflezen.

Nog een issue: sommige componenten - zoals een 36 Watt / 3A Belkin USB-C adapter, kapt er al mee als het voltage nog ruimschoots binnen de marge valt, dus 11.6 volt onder load.

Een vervolgstap zou zijn om met die 18650 dingen te gaan spelen voor de lolz. Als ik zonnepanelen had sloeg dat ook ergens op, maar tja.

[BMW_Gizzmo]

Elektrische fiets in de buurt met een oude accu,... kan je met die 18650 dingen heel 'goedkoop' fixen.
Heb dit inmiddels al twee keer met succes gedaan, misschien een hint voor een projectje.
(Mijn projectje ontstond door een overvloed aan zo goed als nieuwe 18650's en een kapotte fiets accu die nieuw richting de 450 euro zou kostten, een biertje en iets met 1+1).

[Q]

Ja dat zou nog wel eens interessant kunnen zijn. Al is het maar om iets bruters te bouwen dan de doorsnee consumenten powerbank

Voor wat het waard is:

Voor wat dat onevenredig ontladen lees ik met name dat het een issue is voor juist in serie geplaatste accu's, waarbij 'om redenen' dus accu's ongelijkmatig ontladen en dat je dus speciale kastjes kunt kopen die dus de accus rebalancen. Weer wat geleerd. Erg interessant.

Hier vind ik zo'n diode kastje om meerdere (zwaardere) accu's in parallel te schakelen, grappig.

https://stroomwinkel.nl/batterij-combiner-bcd-402.html

[ Voor 15% gewijzigd door Q op 28-06-2018 23:09 ]

[ronnie vd]

Zoiets?

18650 Lithium Batterij Oplader Board met Over Lading Ontlading Bescherming 6-40 V Geïntegreerde Schakelingen
http://s.aliexpress.com/jUNNvYbQ?fromSns=Kopiëren naar klembord

12 V Batterij Tegen Overmatige Ontlading Controller Lage Onderspanningsbeveiliging Z17 Drop schip
http://s.aliexpress.com/rIZjqQFf?fromSns=Kopiëren naar klembord

Voltage relais/bovenste en onderste detectie schakelaar off/overspanningsbeveiliging/batterij lading en ontlading tijd
http://s.aliexpress.com/nMRNJNza?fromSns=Copy to Clipboard

Of een accusafe....maar die zijn even niet in productie geloof ik.

Ik weet alleen niet of deze auto reset zijn.

[Q]

Die 2e zou voor mij relevant zijn. Maar ik vraag me af of deze apparaten dus ook bestand zijn tegen het oscileren doordat het voltage hersteld bij het ontkoppelen van de last. Voor het geld hoef ik het niet te laten. Zoveel is duidelijk.

Ook vraag ik me af of deze dingetjes rekening houden met de voltage drop en hoe ze daar mee omgaan.
die 10.4 volt cutoff is eigenlijk al te laag voor een kleine load als je de accu echt wilt beschermen.

Het was voor mij meer een effort om weer eens met electronica te spelen en dat was leuk.

[ Voor 10% gewijzigd door Q op 29-06-2018 19:05 ]