Lading av lithiumceller i kulde

[Skillenes]

Hei
Har tenkt mye på dette med ny batteribank av lithiumion eller lifepo4 celler fortrinnsvis fra elbil, men er fortsatt usikker på om dette vil passe inn i en vinterkald hytte med tanke på lading i kuldegrader og da fortrinnsvis fra solceller. Her er jo også sprikende svar fra de som driver med dette, noen mener at dette ikke er noe problem mens andre mener at slike batteri ikke skal lades i minusgrader.  Eller er fortsatt agm batteri som er det beste valget? har litt dårlig erfaring med agm og levetid.

[ThomasR]

Dette har vært diskutert i flere tråder her, og er en tilbakevendende utfordring. Og som du sier, det kommer an på hvem man spør. Alternativ Energi i Grimstad, som leverte mine lithiumionceller, mener lading i minusgrader er uproblematisk. De mener det eneste man kan merke er at ladingen går saktere. Dette skyldes da at batteriet har større indre motstand i kulda, slik at toppspenningen nås tidligere, og ladestrømmen derfor tidligere begynner å rampe ned (man når absorpsjonsfasen tidligere - ladingen med konstant spenning og avtakende strømstyrke).

Andre peker på faren for at det dannes metallisk lithium ved anoden i cellene. Grunnen til at det kan skje ved lading i kalde temperaturer, er at elektronene i kretsen vil bevege seg i normalt tempo, mens Li+ ionene vil gå saktere over fra katoden til anoden. Hvis det dannes for mye lithiummetall, vil det redusere batteriets kapasitet (litt samme effekt som når et agm-batteri sulfaterer).

De fleste eksperter later til å være enige om at lithiumbatterier godt kan lades i kulde, men da med en lavere ladestrøm. Så er spørsmålet hvor stor denne ladestrømmen da kan være. Dette kan variere fra batterikjemi til batterikjemi.

Hva betyr dette for hyttebruk da?

* Hvis batteriene er inne i isolert hytte, vil disse normalt ha plussgrader etter noen dager på hytta. Det er dermed uproblematisk å lade med høy strøm når behovet er stort (lite strøm igjen på batteriene). I de perioder batteriet står med minusgrader, vil det neppe ta til seg store ladestrømmer (nesten fullt batteri, lav solinnstråling på paneler)

* Hvis batteriene står i uisolert bod, vil de ikke få den samme oppvarmingen mens man er på hytta. Det er tilfellet hos meg. Jeg har derfor valgt å skru ned ladestrømmen fra Multiplusen noe vinterstid. Ladestrømmen fra solcellepanelene tenker jeg er uproblematisk i de periodene batteriene er så kalde. Da er ikke ladingen på topp heller. Men vurderer mer isolasjon rundt selve batterikassen min, og kanskje et lite varmeelement inni batterikassa. (Se Ytterdals løsning i annen tråd).

* Ikke glem at også agm-batterier har noen utfordringer i kulda. For eksempel redusert kapasitet og stort spenningsfall under belastning.

[Skillenes]

Har også vært i kontakt med Alternativ Energi som mener det er uproblematisk med solcellelading i kulde, vurderer å kjøpe ferdig pakke derifra.De skal bygge noen 12 voltspakker basert på lifepo4 celler som kunne være interessant,  Batteripakken vil stå inne i en bod som blir iallefall delvis oppvarmet når hytta fyres opp så det kan være at kulden ikke vil bli noe problem i det hele tatt.

[Røilern]

Jeg tror det er en god ide og studere spesifikasjonen til cellene som batteriet er bygget opp av.

Jeg jobber med å lage et batteri bestående av 20Ah LiPO celler som tåler 3C lading når batteriene er "varme" >25°  (3C betyr 3x20A = 60A)

Ved -20° er maksimal ladestrøm 2A pr celle (0,1C). Mine moduler består av 21 slike celler, og hver av disse tåler dermed 42A selv når de holder -20°

En 12V batteripakke bestående av 4 slike moduler tåler 168A, og det betyr at selv en 120A Victron Multiplus kan lade batteriet maksimalt ved -20°

Først ved -30° skal man ifølge spesifikasjonen ikke lade batteriet.

 

[ThomasR]

Jeg tror det er en god ide og studere spesifikasjonen til cellene som batteriet er bygget opp av.

Jeg jobber med å lage et batteri bestående av 20Ah LiPO celler som tåler 3C lading når batteriene er "varme" >25°  (3C betyr 3x20A = 60A)

Ved -20° er maksimal ladestrøm 2A pr celle (0,1C). Mine moduler består av 21 slike celler, og hver av disse tåler dermed 42A selv når de holder -20°

En 12V batteripakke bestående av 4 slike moduler tåler 168A, og det betyr at selv en 120A Victron Multiplus kan lade batteriet maksimalt ved -20°

Først ved -30° skal man ifølge spesifikasjonen ikke lade batteriet.

 

Disse 4 modulene som hver tåler 42A ved -20 grader er vel så SERIEKOBLET?
I så fall blir vel bare total anbefalt ladestrøm 42A og ikke 168A..?

Forøvrig enig med deg i at databladet bør brukes. Mine Lev50-celler tåler f eks 10A ved -20 grader. Hver modul har 8 parallellkoblede celler. Altså 80A max ladestrøm. (Disse 8 modulene er seriekoblet 7 sammen, men dette øker jo ikke tillatt ladestrøm)

[Røilern]

Disse 4 modulene som hver tåler 42A ved -20 grader er vel så SERIEKOBLET?
I så fall blir vel bare total anbefalt ladestrøm 42A og ikke 168A..?

Forøvrig enig med deg i at databladet bør brukes. Mine Lev50-celler tåler f eks 10A ved -20 grader. Hver modul har 8 parallellkoblede celler. Altså 80A max ladestrøm. (Disse 8 modulene er seriekoblet 7 sammen, men dette øker jo ikke tillatt ladestrøm)

Hmm - tenke tenke

Det har du nok rett i. Jeg har  egentlig gått i "Amp. fella" - Det riktige i slike regnestykker er å bruke effekt (Watt). Ved å bruke A må man også ta Volt i betraktning.

Hver celle tåler 0,1C som gir 3,6V x 20A x 0,1, det betyr at den tåler 7.2W med lading. Hver modul består av 21 slike. Det gir 151W med lading pr modul.

Mine solpanel leverer teoretisk 2700W, min Multiplus 3600W

3600 / 151 = 24
2700 / 151 = 18

Batteripakken må være på 18 eller 24 moduler avhengig av hva jeg ønsker skal være dimensjonerende. Den blir nok på 32 når jeg får designet meg ferdig. Hvordan de nå kobles opp spiller ingen rolle.

[Skillenes]

Ok men det viser jo at cellene dere har brukt tåler endel strøm i kulde. Men trur vel ikke at det skulle bli noe stort problem, kan jo hvis man er usikker sette ladestopp på minus 10 grader. Når batteriene trenger mye strøm er jo når en er eller har vært på hytta og da vil gå noen dager før pakken er kaldere enn minus 10 grader hvis det ligger på rundt minus 20 ute. Men det er vel kanskje litt forskjell på det hvilke celler man bruker? Trur det var 5 års garanti på pakkene fra AE og dem opplyser jo at disse batteripakkene kan lades med endel amper ned til minus 20 iallefall.

[Jgytterdal@gmail.com]

Slenger meg på denne tråden.
Mine erfaringer så langt med lithium batteripakke og kuldeproblematikk.

Selv om databladet på mine Miev battericeller tilsier at de tåler en del kulde, hadde jeg en plan om å isolere de samt tilføre varme for å unngå ekstrem nedkjøling på kalde dager.

Isolerer man godt kan man nesten unngå kuldegrader i det store og det hele. God isolasjon sammen med en varmekabel på 50w fungerer strålende.
Når vi har vært på hytta og det har vært kaldt, står varmekabelen på hele tiden, og det betyr at batteriene har ca 8-10 grader Drift temperatur hele tiden. Selv når det har vært under - 10.
De kobler ut automatisk ved over 10 grader.
Selv om dette bruker litt strøm, får man det igjen på økt virkningsgrad på batteriene.

Det kan godt hende at man klarer seg med feks 25w

[duppen]

Har du noen bilder hvordan det ser ut etter du har isolert batteripakken?

[Jgytterdal@gmail.com]

Skal ta noen bilder neste gang jeg er på hytta

[duppen]

 :)

[jjotun]

Hei.
Jeg har en gammel hytte jeg vurderer å rive for å bygge ny med 220V anlegg fra bunnen av.
Litt vanskelig byggegrunn pga fuktighet i bakken der hytta står så ikke beste stedet å få bygget en liten frostfri kjeller. for batterier. Er trolig for langt ned til fjell. Kommer kanskje fort til å koste noen 10 000 ekstra.
Men er dette uansett lurest for framtiden med batterikjeller i stedet for å plassere batteriene i en bod eller et rom inne i hytta?

[ThomasR]

Selv om jeg til nå ikke har opplevd reelle problemer med mine Lev 50 Li-ion batteriet i kulda, så har jeg nå i vår gjort noen grep for å eliminere «problemet» ytterligere:

• Jeg har isolert boden med 15cm i vegger, 20cm i gulv og tak

• Jeg har støpt ned varmekabel under hele stålkabinettet som batteripakka er montert i. Denne er planen å kunne starte via relé 2 på Cerbo (VRM-portalen)

• Jeg skal bygge ei kasse rundt kabinettet og isolere med ytterligere 15cm der

• Jeg gjorde samtidig en estetisk oppryding, der alt av kabling nå ligger skjult, og Cerbo, Blue Solar laderegulator etc er plassert på DIN-skinner i sikringsskap.

Tror dette blir ganske så bra👍

[ThomasR]

Og slik ble det. Ganske fornøyd selv 😉👍

• Boden er isolert med 15cm i vegg og 20 i tak/gulv

• Varmekabel støpt under stålkabinettet Li-ion batteriet er bygd inn i

• Bygd kasse rundt batterikassa, med ekstra 10-15 cm isolasjon

• Ladekontrollere og Cerbo samlet på Din-skinner i sikringsskap

[fossfor@hotmail.com]

Ser meget bra ut ThomasR
Her kan det bli både -30 og 40 kalde uten panikk  :)

Mye skrevet om Lithium i kulde.
Det er El-biler både på Tynset,Røros og Finnmark.
Hvor godt er batteripakken på El-biler isolert?
Eller er disse utstyrt med varmekabel som "eter" av lasset?

Lurer litt på hvordan El-bil fabbrikantene møter denne problematikken.

[glamsland]

Holder på å montere ny lithium batteripakke fra Alternativ Energi.
Fikk beskjed fra dem at lading i kulde ikke var noe problem, sålenge at det ble ladet med solcelle. det var hurtiglading som var det skadelige..
Da med Myye ladestrøm..

Bruker hytta litt i romjula, da er det lite sol, gjerne litt snø i lufta og lite solstrøm inn. gjerne -10grader .
Normalt har jeg starta agregatet for litt hjelpelading i slutten av uka. (Med min gamle agm batteribank, nå har jeg doblet kapasiteten)
Hvordan blir dette nå, tenker jeg litt på..

Jeg har en lader som kan lade opp til 60a, justerbar fra 15 - 60a.
Batteri 24v/270A 3600w, Står KALDT.
Bør jeg senke ladestrømmen ned til 15a? eller er fortsatt 60amp "lite" sett med litium-øyne?

Ser også at enkelte av dere har lagt varmekabel under batteri. Har dere gjort noen erfaringer utifra forbruk av kabel vs fordeler?

Har vært inne på tanken selv, nevnte dette for Alternativ Energi, som forsåvidt var enig i tanken, men ikke i utførelse. de mener at med hurtig oppvarming av batteriet , feks skru det på på vei opp til hytta, så vil det bli varme celler ut mot varmeelementet og kaldere celler lengre bort. dette vil gjøre at de tar til seg lading forskjellig og er ikke heldig i lengden..

MEN,- hvis dere bruker kabelen PÅ i lang tid, så blir jo batteriet jevnere oppvarmet, og dermed tar til seg og slipper ut strøm lettere.
Men spørs om jeg har kapasitet til dette?
Må regne litt..
Kan evt kjøre varmekabel/folie på timer, bare PÅ når sola skinner(dagtid) og AV resten av døgnet i en godt isolert kasse. Så vil vel temperaturen bli over 0grader etterhvert..
Har dere bare brukt en selvregulernde frostvaktkabel, eller vanlig gulvkabel med regulator?


Erfaringer?

Runar

[ThomasR]

Gratulerer med ny batteripakke, alltid spennende å begynne med noe nytt!

Dette temaet er jo debattert en del, og ingen sitter helt på fasiten. Det man vet er at lading av li-ionceller i minusgrader øker faren for at det dannes rent litihium, noe som over tid minker batteriets kapasitet. Samtidig vet vi at det i celler fra elbiler er gjort en del for å minke denne problematikken, bla ved å tilsette en del kobolt.

Fram til nå har jeg hatt batteriene uisolert i uisolert bod. Da har jeg senket ladestrømmen ved lading fra aggregat til ca 40A, og forsøkt å unngå lading hvis batteriet var under ca -5 grader. (Har 8kWt batteri)

Som denne tråden viser, har jeg i sommer isolert boden, isolert batteriet og lagt varmekabel under batteriet. Det blir således første vintersesongen min med dette oppsettet, så har ikke erfaring foreløpig.

Jeg ser poenget til AE i forhold til "skjev" oppvarming, men tror ikke det i praksis er problematisk. Batteriet vil jo være i bruk samtidig som varmekabelen står på, noe som gir noe oppvarming innenfra parallellt med tilført varme utenfra. Bruker en frostsikringskabel som skal slå seg av ved +10 grader.

[glamsland]

Tenker du å slå på varmekabel når du kommer på hytta? Eller har du mulighet til å slå den på via nett?

Frister å bygge noe liknende selv..

Jeg har mulighet for å slå på et rele via mobil, så hva med å fyre opp kabel noen dager før jeg reiser opp?  Da må det jo ha blitt jevnt varme. Feks 30watt i 6 timer er 180w pr døgn, 3dager drift i snitt 6timer pr døgn er 360w. Må vel være levelig det? Da er det ikke regnet med evt lading fra sol.

Produserer lithium battwrier varme under normal bruk? Så lenge batteriet er oppvarmet, holder det kanskje lengre på varmen når det brukes?
Mye spørsmål her nå, må vel bare få bygget en isilert boks å teste det ut i praksis..👍

[ThomasR]

Jeg har mulighet til å slå på batterivarmen hjemmefra, ja, via rele 2 i Cerbo GX.

I praksis tviler jeg på at jeg kommer til å slå på varmen hjemmefra i særlig grad. Det er jo helst når det har gått noen dager, og det begynner å bli behov for aggregatkjøring, at det er viktig å unngå mange minusgrader i batteripakka.

Så i mitt tilfelle, så vil jeg tro det blir mest aktuelt å sette på batterivarmen når jeg kommer til hytta. Og kanskje la den stå et døgn eller noe slikt før aggregat startes.

Så skal det også sies at jeg ikke regner med å starte denne varmekabelen så ofte... Siden jeg har isolert både boden og selve batterikassa godt nå, så skal det mange døgn med relativt sterk kulde før jeg får mange minusgrader i batteripakka. (Det er i alle fall det jeg forventer). Så i praksis blir det kanskje bare ei gang eller to i løpet av vinteren behovet vil dukke opp. Men det gjenstår jo å se  8)

[Skillenes]

Har også montert varmekabel i stålskapet som mine LIFEPO4 celler er montert inn i.
Limte fast 12 volts varmekabel fast i døra på skapet, den kan jeg fjernstyre med en sonoff SV 5-24 v wifibryter samt at det er montert en justerbar termostat i tillegg. Kabelen trekker ca 90 watt. Den monterte jeg i høst så får vi se hvor mye den blir i bruk. Har batteripakken inne i en bod på hytta så der har jeg også en 200 w panelown jeg kan starte hjemmefra. Skal etterhvert sette det opp slik at når annlegget går over i float så kobles paneloven til. Har også satt ladekutt til -10 grader. men så i vinter at det skjelden var kaldere enn minus 10 grader. Men nu er det bare dager før det ikke er noe lading fra sola i det hele tatt, kun aggregat og da vil det være varmt i hytta siden jeg ikke har noe fjernstart på det,

[ThomasR]

Et par ord om min foreløpige erfaring med ISOLERINGEN (har foreløpig ikke brukt varmekabelen)

Det har jo ikke blitt superkaldt ute foreløpig, men etter noen litt kalde netter så hadde jeg følgende status i dag morges:

* Temperatur inne i selve hytta(stua): +6 grader

* Temperatur inne i batterikassa i boden: +11 grader

Til tross for at selve hytta er godt isolert (20cm i veggene), så ser det altså ut til at temperaturen holder seg enda bedre inne i den nye batterikassa i den nylig isolerte boden enn inne i selve hytta. Dette er jo veldig godt nytt. Så er jeg selvfølgelig spent på å se når temperaturen ute kryper skikkelig nedover...

Før jeg isolerte boden og batterikassa, lå temperaturen i batteriet alltid under hyttetemperaturen om høsten. Nå ligger den godt over.

På de varmeste dagene i sommer steg hyttetemperaturen over batteritemperaturen. Før var også dette motsatt.

- Det ser altså ut til at den nye isoleringen sikrer en veldig stabil temperatur, både sommer og vinter.

(Men gjenstår å se når det blir skikkelig vinter da...)

[glamsland]

Ja, nå hiver jeg meg også på varmekabel prosjektet.lager isolert kasse med varmekabel og noen temperaturmålere inni og utenpå.. men må kanskje lage noe lufting tik sommeren? Elker kanskje ikke det blir så mye varme fra batteriene under lafing og forbruk? Vi får se..
Blir spennende å høre med folks erfaringer utover vinteren!

[ThomasR]

I dag har jeg koblet batterivarmekabelen via dette releet som jeg har montert på DIN-skinne i sikringsskapet.
Releet har 24V spole, og tilførsel til spolen går via Relay2 i Cerbo Gx.

Så nå kan batterivarmen startes hjemmefra ved behov.
Selve varmekabelen er en frostsikringskabel på 48W som slår inn ved +3 grader og ut ved +10 grader.

[ThomasR]

Vet ikke hvor interessant dette er for andre, men ville bare nevne at isoleringen jeg gjorde av batteri og bod i sommer, ser ut til å ha mye for seg.

Ser via VRM at temperaturen i selve hytta nå er 0 grader. Dette er ei godt isolert hytte med 20cm i veggene.

Inne i batteriet er det fortsatt +5 grader👍

(Har fortsatt ikke fått testet varmekabelen, da den først vil slå inn ved +3 grader i støpen under batterikassa. Men nærmer seg nok den temperaturen nå).

[ThomasR]

Da ble det kaldt nok til at jeg fikk testet batterivarmekabelen:

I dag morges var temperaturen inne i hytta nede i -1 grad, og batteritemperaturen var +4 grader.

Nå var tydeligvis gulvtemperaturen under batterikassa kommet ned i +3 grader, for i dag koblet for første gang varmekabelen inn da jeg slo på releet via VRM-portalen.

Etter ca 45 minutter slo kabelen seg av igjen. Det skal bety at temperaturen i den støpte "sokkelen" under batterikassa har steget til +10 grader (Varmekabel har innslag på +3 grader, og slår seg av ved + 10 grader).

Ca 30 minutter etter dette hadde batteritemperaturen steget fra +4 til +5 grader.

Selv om dette var første test, så syns jeg resultatet er svært lovende. Så lenge varmekabel er påslått, vil temperaturen i sålen under stålkabinettet ligge mellom +3 og +10 grader. Alt tyder nå på at batteriet da vil holde en temperatur på over 0 grader.

Fra før har jeg, som nevnt i innlegg over, sett at isoleringen av batteriet også fungerer bra.