HV baterie

[Mex]

Axpert MAX umí regulovat jak nabíjecí, tak omezit maximální vybíjecí proud.

Victron umí regulovat nabíjecí proud tak, jak si nastavíš. A umí i přes komunikaci s baterkou ten proud plynule měnit dle potřeby.
Měnič si to vezme dle zátěže. Anebo také dostane pokyn, takhle ne, vypni se, bereš moc.

Tohle umí ty kombinované bedny předpokládám všechny.
To je podstatou té jejich komunikace po CANbusu nebo RS485 mezi baterkou a měničem.
Že baterka si nadefinuje nabíjecí napětí a max. nabíjecí proud, kde s tím v průběhu nabíjení může dynamicky hýbat.
A stejně tak pošle měniči maximální vybíjecí proud, který je mu ochotna dát.

A kromě toho tam jsou 2 nepřekročitelné konstanty - max. nabíjecí a vybíjecí proud, který daný měnič umí.
Třeba ve vedlejším vlákně jsme se bavili o srovnání 10kW měničů Solax a Solinteg. Solax umí maximálně 30A, Solinteg jen 25A.
Takže aby teoreticky využili svůj plný výkon, tak by Solax potřeboval baterku aspoň 330V, Solinteg dokonce 400V.

[Soban]

U victronu přidáš mppt, či další měnič.

[Mex]

Tak přidat další měnič jistě lze i u těch kombinovaných beden.
Sice by se to asi pro souběžnou práci více měničů s jednou baterkou muselo trochu ohnout, ale zrovna tohle u vlastnoručně udělané baterky problém moc nebude.
Jak je to u těch LV systémů? Jak se tam úkoluje víc nezávislých nabíječek?

[glottis]

Jak myslíš úkoluje? Zapojis, nastavis, jede. U victronu to pak řídí třeba cerbo. U každého mppt si dáš max proud a cerbo pak ještě hlídá max proud celkem.

[emedium]

Jestli se dá 160 článků sériově nebo 16x10 paraleně, tak přes ně poteče víceméně stejný proud.

U paralelního ale teče 10x větší proud přes polovodičové komponenty měniče, takže musí být zároveň i víc chlazené

HV měnič je ve výsledku levnější na výrobu, nepotřebuje 10x proudově náročnější součástky.

Mám třeba u vířivky 3 kW Ongrid Deye (panely 250 V 2700 kWp), který je malý a s pasivním chladičem, jenom trochu bzučí jako komár, 48 V hybrid hučí u stejného výkonu jak helikoptéra. Takže vidím u HV díky řádově nižšímu proudu hlavně posun k pasivnímu chlazení.

[rva]

Funguje i neúkolování více nabíječek. Každá vidí jen napětí baterie a dle toho reguluje nabíjecí proud. Aktuálně takových mám na čtyřech paralelních bateriích pět a žádná nabíječka si nestěžuje. Přes létu jim řeknu aby nabíjely na nižší napětí ať baterie šetřím a v zimě se to o něco zvedne ať zvýším soběstačnost i za cenu, že tečou do baterií vyšší proudy.

[rva]

Jestli se dá 160 článků sériově nebo 16x10 paraleně, tak přes ně poteče víceméně stejný proud.

Když to mám rozhozené paralelně na více bateriích, tak problém na některém kontaktu/článku je celkem nevýznamný.
Pokud to je v sérii, tak takový problém na stovce článků znamená poruchu elektrárny. Navíc zajistit, aby stovka článků měla dlouhodobě stejné parametry je nemožné. Pak bude kapacita baterie odpovídat kapacitě tomu nejslabšímu článku.

[Mex]

Funguje i neúkolování více nabíječek. Každá vidí jen napětí baterie a dle toho reguluje nabíjecí proud. Aktuálně takových mám na čtyřech paralelních bateriích pět a žádná nabíječka si nestěžuje. Přes létu jim řeknu aby nabíjely na nižší napětí ať baterie šetřím a v zimě se to o něco zvedne ať zvýším soběstačnost i za cenu, že tečou do baterií vyšší proudy.

Jasně. Ale to je pak vlastně ten nejhloupější režim "olovo".
Tak to samozřejmě umí i každá kombinovaná bedna (teda skoro každá, například Solinteg kupodivu ne).

U řízeného nabíjení mu můžu kdykoli říct jakým napětím a jakým proudem má nabíjet, případně nabíjení dočasně přerušit atd.
Třeba kdyby se baterka rozjížděla, a balancér to při plném proudu nebyl schopný ubalancovat, tak chytrá BMS řekne nabíječce, ať ubere proud.
To u olova neudělám.

Jestli se dá 160 článků sériově nebo 16x10 paraleně, tak přes ně poteče víceméně stejný proud.

Když to mám rozhozené paralelně na více bateriích, tak problém na některém kontaktu/článku je celkem nevýznamný.
Pokud to je v sérii, tak takový problém na stovce článků znamená poruchu elektrárny. Navíc zajistit, aby stovka článků měla dlouhodobě stejné parametry je nemožné. Pak bude kapacita baterie odpovídat kapacitě tomu nejslabšímu článku.

Otázkou je, jestli je tohle zrovna výhoda. Já to vidím spíš jako nevýhodu.
FVE je aplikace, kde je podle mě lepší když nepojede vůbec, než aby jela špatně (s případnými doprovodnými efekty).

[kyocera]

Baterky HV se používají stále více. Je to trend. Vždy tady budou malé domácí systémy 48V a pak větší systémy s HV baterkou. Zpočátku se
HV baterky dělaly tak, že jednotlivé moduly měly napětí kolem 100V a ty moduly se spojovaly do serie. Nyní je trend články cca 4Ah
v serii už v jednom modulu cca 400V a moduly se pak řadí libovolné k sobě paralelně. U tohoto řešení je pak výhodou, že se dají paralelně
řadit moduly , kdy některé jsou nabité a jiné vybité. Vše běží bez problému a nejsou tam známé neduhy o kterých se zde psalo, kdy
vše neběží pokud moduly nejsou nabité stejně. Takže moduly s typicky moderní HV baterkou je baterka APX.
Nutno ale poznamenat, že žádnou baterku APX by jste nemohli provozovat, pokud neustále nedostává data. To jsou všechna ta tovární
řešení, kdy pak systémy mají navíc i jeden nadřízený modul BMS.Ovšem zapnout takovou baterku APX se podobá startování letadla. Tedy je to složité.
V domácích podmínkách a skomných podmínkách mám BMS pro HV už vyřešenou až do počtu 400 bateriových článků v serii. Přičemž bateriové
články mohou být typu LTO,LIFE nebo li-ion. Celé řízení měniče pak obstarává BMS typu Sokol 400E+ relé Leonardo, kdy na každý článek dohlíží ostrým
zrakem modul Sokol a 400 znamená, že je to do počtu 400 článků v serii a písmeno E je ekonomická verze s disipativním balancováním na horní hranici
3A. Ten proud 3A jde navýšit nebo snížit . Celý systém Sokol 400E je stavebnicový a je možné ho používat i pro různě seriově paralení kombinace
i pro 48V. / relé je pak Leonardo 48. /
Měnič s HV baterkou je pak řízený relé Leonardo 360V , kde se nastaví celkové spodní a horní napětí baterie 360V a do tohoto relé Leonardo se pak
i přivádí i výstup sběrnice podpětí , tedy spodní hranice napětí ze všech článků. Relé pak přepne měnič na DS, pokud celkové nastavené napětí baterky je nízké nebo libovolný článek dosáhl stavu podpětí, tedy spodní hranici . Přepnutí na DS je tedy podle toho která situace nastala dříve. Zda je nízké celkové napětí baterky nebo jen podpětí libovolnéhop článku je na spodní hranici. Odběr BMS z jednoho článku je zanedbatelných 100mikroA. BMS má v sobě také filtr proti rušení, např. rušení z měniče, nebo i jiné rušení a současně i filtr na potlačení velkého a krátkého impulsního odběru z bateriového článku.
Pokud bychom pracovali s celkovým napětím baterie např. 700V, pak se relé bude jmenovat Leonardo 700. A relé Leonardo 700 bude opět pracovat s BMS Sokol400E. Ale lepší začít s nižším napětím
baterky DC 360V. Napětí kolem 360V které je hojně rozšířená v elektromobilech. Na HV baterku pak navazuje jednofázový nebo 3 fázový měnič
zapojený do hvězdy s vyvedeným středem jako nulák. Tady se jen zmíním, že takový 3f měnič s vyvedeným středem jako nulák se dá
do domácího systému zapojit i tak, že na 1 fázi se dají připojit spotřebiče co jsou stále v provozu a zbylé dvě fáze se odepnou pokud z nich není
odběr. A zbylé dvě fáze se zapnou jen tehdy, když je na nich odběr. Ve vysledku takové řešení znamená, že měnič má jen volnoběžnou spotřebu 2W. Což je spotřeba pouze jediné fáze. Kdyby byly
zapnuté všechny 3 fáze klidová volnoběžná spotřeba měniče by byla 6W což je také pěkný výsledek, ale v zimě, kdy se šetří každým watem,
je lepší je tedy tento měnič provozovat pouze s jednou fází a mít volnoběžnou vlastní spotřebu měniče jen 2W. Je zde řeč o domácím 3 f meniči
sinus s celkovým výkonem 10kW , kdy měnič se zapojením do hvězdy má vyvedený střed jako nulák. Tento modul už jsem také odzkoušel, proto uvádím i tu vlastní volnoběžnou spotřebu na jednu fázi . Nutno ale podotknout, že vše doma vyrobené je i pracné a jediné odůvodnění je mít fotovoltaiku jako koníček. Fotovoltaika jako koníček není ve výsledku drahá. Např. letecký modelář za jednu sezonu má výdaje 100tis.Kč až 200tis.Kč.
Pokud bychom hledali výrazně levný koníček, pak je to běhání.Kvalitní boty stojí 5tis.Kč a a nohy, má každý kdo o běhání jako koníček provozuje.

[Mex]

Zajímavé a dost překvapující informace. Zvlášť pokud to máš skutečně už realizováno.

Že trend půjde k HV baterkám si myslím taky. Ale naznačené uspořádání s blokem malých článků ve vysokonapěťové sérii, a tyto bloky spojovat paralelně - to mně připadá zvláštní. Muselo by to vycházet hodně draze, řekl bych.

Já chci v prvopočátku jen kolem 70 článků. Ale už i tak je pro mě nepříjemné, že v poměru kapacity vycházejí články 105Ah (což mi stačí) o dost hůř než třeba 320Ah. A neumím si představit, o kolik hůř by taková celková kapacita musela vycházet, kdyby se skládala z článků 4Ah.

Každý z těch paralelních bloků (kterých by muselo být aspoň 10, aby to mělo nějakou rozumnou kapacitu) by musel mít svou vysokonapěťovou BMS. Protože se spojují paralelně celé bloky a ne jednotlivé články, tak by každý blok musel být kompletně obsloužený svou vlastní BMS.
Taky mi k tomu moc nesedí balancér s proudem 3A. Má-li celý string kapacitu 4Ah, tak 3A balančního proudu mně přijdou neúměrně moc.

Pak je otázka, jestli by všechny tyto komplikace stály za to, že budu moct skládat nějaké takové bloky a tím pohodlně zvyšovat kapacitu.

Pokud jsi navrhl a zrealizoval měnič s volnoběžnou spotřebou 2W na fázi, tak to klobouk dolů. Až se mi tomu skoro nechce věřit.

[emedium]

Myslím, že je to 100 sériově x 4 paraleně. Je to sice 4 Ah na string, ale je jich 100 x 3,35 V x 4 Ah tj 1340 Wh na string x 4 dá celkem 5360 Wh.

Vychází to pěkně z automotive, kde měli 400 V a teď 800 V platformy, 100 x 4 voltové li-iony

Sério-paralelní zapojení se mi líbí víc, pokud se jeden string odpojí, pořád tam jsou tři, které to dál potáhnou

[kyocera]

Pro Mex, to co jsem popsal mám i realizované . Nízká spotřeba je protože HV měnič je bez transformátoru .
A já neplánuji kapacitu článků 4Ah, jen jsem uvedl, že HV baterka APX jako příklad moderní HV baterky má 4Ah články.
Ale zatím neprovozuji systém na 360V. Jen vytvářím různé moduly aby skládání
FV elektrárny bylo potom jako Lego stavebnice. První fotky BMS Sokol najdete v mém domovském vlákně z roku 2019 a dále unor 2020.
Je tam vidět sestava 12ks BMS zapojená na sběrnici pro LTO baterku , stejně tak i fotky BMS pro balancování až 16A. Tehdy to nebyla verze E, tedy ekonomická , ale vše se časem vylepšuje a více a více zmenšuje. Fotky HV měničů zatím nezveřejňuji, stejně tak jsem zatím nezveřejnil ani konečný jednoduchý malý výměník 8kW, s jednoduchou výrobou pro tepelné čerpadlo upravené z reverzibilní klimatizace .Odkaz na moje domovské vlákno je zde
viewtopic.php?p=83482#p83482

[Mex]

Aha, takže Ty jdeš cestou velkých buřtů LTO.
Nějak jsem z toho nepobral, jak řešíš tu svou BMS. Čistě analogově nebo je tam procesor?
A pokud procesor - tak jeden společný nebo pro každý článek zvlášť?

Já chci dát na každý článek samostatný malý tišťák s procesorem a odpory pro ztrátové balancování.
Takže to bude nějakých 75 stejných malých tišťáků a pak jeden velký, který jim bude šéfovat a bude komunikovat po CANbusu s měničem.

Měnič s tak minimální vlastní spotřebou, to je opravdu hezké dílo. To by skoro zasloužilo nějak opublikovat.

Tak ať se daří.

[kyocera]

Ano, pro LTO jsem použil velké šroubovací M12 buřty LTO. Ale na fotkách mám provedení v zásuvných modulech.
To jsem později předělal, do beden, kdy bedna s LTO má i možnost přenášet a jedna bedna má výkon 1kWh a nová bedna už má BMS
miniaturizovanou a pro balanční proud jen 3A.Ztrátové balancování do odporů také používám je to vidět na fotkách .Nyní mám 4 bedny a 4kWh. Řešení BMS je čisto analogové bez procesoru. Pro nové články stačí menší balanční
proudy. Balanční proud 16A vyžaduje např. staré LIFE, kdy už se články hodně rozchází .Když měnič nemá transformátor, musí mít hlídač izolačního stavu.To je HIS . A DC modul AFDD (Arc Fault Detection Devices) je DC oblouková ochrana proti zahoření na střeše na straně DC vysokeho napětí DC stringu panelů.
A stěmi měniči je to tak, že zkoušíte nejprve malé výkony, třeba i s transformátorem, pak bez transformátoru a když už něco člověk
zkouší , většinou ho napadne nové lepší řešení. Ne jednou ale třeba i 4x jsem hotovou věc rozdělal a znovu a znovu předělal. Pak je to verze 4 tedy Ver.4.

[Matess]

Aha, takže Ty jdeš cestou velkých buřtů LTO.
Nějak jsem z toho nepobral, jak řešíš tu svou BMS. Čistě analogově nebo je tam procesor?
A pokud procesor - tak jeden společný nebo pro každý článek zvlášť?

Já chci dát na každý článek samostatný malý tišťák s procesorem a odpory pro ztrátové balancování.
Takže to bude nějakých 75 stejných malých tišťáků a pak jeden velký, který jim bude šéfovat a bude komunikovat po CANbusu s měničem.

Měnič s tak minimální vlastní spotřebou, to je opravdu hezké dílo. To by skoro zasloužilo nějak opublikovat.

Tak ať se daří.

ano toto je podle mě správná cesta. Celé to ještě chce navrhnout tak aby se to dalo ve velkém nechat vyrobit (čili celé smd).
Sám jsem nad tím takto přemýšlel jen je asi nesmysl to celé tahat do centrální krabice a chce to spíš udělat ze článku do článku, protože jinak to bude strašný masakr v kabelech.... i2c má limit na 128 zařízení teoreticky... prakticky jsem to nikdy netestoval... ale i kdyby to mělo být na 30 zařízení na jedom káblu, tak těch vedení bude mnohem méně.

[kamils]

Osobně bych šel cestou podobnou DiyBMS, pěkně to má udělané Kodl: https://solarforum.cz/viewtopic.php?p=8727#p8727.
Na jednotce článku se toho už moc nedá vymyslet, snad jen je lepší řešení komunikace než přes optočlen, který má omezenou rychlost přenosu. S rychlejší komunikaci by nebyl problém obsluhovat větší počet článků s dostatečnou odezvou, i když jestli je to potřeba. Řídící modul není špatně vyřešený a má implementovaný i HV Pylontech protokol.
Jako startovací varianta je to lepší volba, než se pouštět do toho od nuly.

[TomHC]

snad jen je lepší řešení komunikace než přes optočlen, který má omezenou rychlost přenosu. S rychlejší komunikaci by nebyl problém obsluhovat větší počet článků s dostatečnou odezvou, i když jestli je to potřeba.

Izolovaný CAN by mohol byť fajn, https://www.nxp.com/products/interfaces ... :TJA1052IT

[glottis]

Ale stojí 4-5e kus. Asi se to přežít dá ale to pak budou stokoruny za desku. Aby pak bms nestála víc než články

[TomHC]

Cena fuj, ale každý článok by iba poslal svoj CAN frame a bolo by to úplne blbovzdorné.

[kamils]

Jestli chápu správně princip komunikace DiyBMS, tak tam první jednotka pošle druhé jednotce svoje měření a druhá jedn. přidá svoje a pošle třetí, atd. Tx výstup jedné jednotky zapojen do Rx vstupu následující jednotky. Výhoda je že není třeba řešit adresaci jednotek a rozdíl potenciálu mezi sousedními jednotkami je napětí článku, ale nevýhodou je, že když klekne jedna v řetězci je konec komunikace.
Myslel jsem použit optočlen s digitálním výstupem např. TLP2355, ACPL-M61L, či podobné.