Rob Ramsey heeft ons meegenomen in de wereld van de Lithium accu (LifePO4 ofwel LFP-accu). In zijn serie artikelen zijn diverse onderdelen aan bod gekomen. Er ontstonden veel vragen rondom dit onderwerp, daarom besloot Rob nog eens in de pen te klimmen en zijn ontwerpfilosofie met ons te delen.

Lees alle artikelen in deze serie terug:

• LifePO4-accu’s; een goed idee of niet?
• Laden van een LifePO4 accu
• LifePO4 accu laden met de dynamo van de motor
• LiFePO4 accu’s laden met alternatieve laadbronnen
• Hoe vol is mijn accu?
• Installatie LiFePO4 op zeiljacht Tosca

Tekst: Rob Ramsey

In mijn serie artikelen heb ik uitgelegd hoe LFP werkt en hoe het kan worden gebruikt. Wat mij gaandeweg duidelijk werd, is dat het snel heel erg complex wordt: op welk draadje staat, in welke situatie, afhankelijk van wat er in andere draadjes speelt, welke spanning en stroom? En als je veel laders hebt van verschillende merken, hoe organiseer je dan al die laadprofielen? In deze nabrander presenteer ik mijn ontwerpfilosofie.

Basisprincipe

Mijn LFP-accu is mijn boord-accu en is de belangrijkste accu aan boord. De start-accu is ook belangrijk, maar als de nood aan de man komt, kan ik met startkabels vanuit mijn LFP-accu ook de motor starten of het anker hijsen (zelfs wanneer de LFP nog maar 15% vol zit, kan hij mijn motor starten). De LFP-accu is verreweg de sterkste accu aan boord en heeft het meeste uithoudingsvermogen (bij mij meer dan 7 kWh). Dus mijn ontwerp-principe is:

“Alles is gericht op het beschermen van de LFP boord-accu“

Daarom gebruik ik een drietal niveaus die mijn LFP-accus beschermen tegen de grote boze buitenwereld.

Level 1: Peuter

Het eerste (basis-)niveau is de LFP-accu. In dat eerste niveau zit ook de BMS – ik zie accu en BMS als een eenheid. De BMS doet twee belangrijke dingen: beschermen tegen overladen en teveel ontladen, en informeren. De BMS zie ik als een verzekeringspolis: als hij ingrijpt dan is er iets niet goed. Overladen mag niet voorkomen, teveel ontladen alleen in een ultiem noodgeval (‘once in a life time event’). Ik weet het, er zijn lieden die een systeem opbouwen dat gebruik maakt van de bescherming die de BMS biedt, maar ik vind dat riskant en onverstandig.

Level 2: Nanny

Niveau 2 is die van het laden met goed gedrag. Dat niveau is helemaal gericht op de LFP-accu en zorgt ervoor dat de eisen en wensen van een LFP-accu worden gehonoreerd. De LFP-accu ‘ziet’ qua laden alleen laders in niveau 2. Hier zit, bijvoorbeeld, een MPPT controller voor zonnepanelen die uitsluitend de LFP-accu laadt en daarop is ingesteld. Ook de DC-DC-lader zit in niveau 2.

Het maakt niet uit wat er binnen komt, de DC-DC lader maakt er LFP-veilige stroom van. We hebben het hier onder andere over dynamo, windgenerator, sleepgenerator, Solar controllers die geen LFP instelling hebben en zelfs een walstroomlader die LFP niet snapt. Een noot daarbij: ik ken bij lange na niet alle apparatuur dus er zal vast iets tussen zitten  dat onvoldoende spanning (Volt) levert voor een DC-DC lader.

Ook mijn lader-invertor staat in niveau 2 aangezien die op LFP kan worden ingesteld. Ik heb ook een Watt & Sea sleepgenerator die LFP aan moet kunnen, maar daar heb ik, qua instellen, ruzie mee dus die gaat niet in niveau 2 maar in niveau 3 aan de DC-DC lader.

Niveau 2 heeft niets dat gericht is op lood-accu’s, alles is uitsluitend gericht op LFP. In niveau 2 zit ook het laadprofiel: tot welke spanning wordt mijn LFP-accu geladen en wat gebeurt er daarna. Als dat voor alles in niveau 2 hetzelfde is, dan maakt dat mijn leven eenvoudig. Dat is voor mij ook aanleiding ervoor te kiezen alle apparaten in niveau 2 van hetzelfde merk te hebben: dat maakt mijn leven een stuk makkelijker. En die van mij (Victron) praten ook met elkaar, handig!

Level 3: Speelplein

In niveau 3 zit de rest van mijn boot, dus bijvoorbeeld de dynamo etc. Alles dat niet netjes wil spelen met de LFP-accu dus. Niveau 3 praat via niveau 2 met mijn LFP-accu in niveau 1, nooit direct. Een apparaat in niveau 3 dat niet LFP bewust is gaat op de DC-DC lader in niveau 2. Er is voor dat apparaat verder geen spannende instelling nodig, behalve dat het meer dan veertien volt moet kunnen leveren. Meestal gewoon lekker lang ‘Bulk’-laden.

De start-accu maak ik geen onderdeel van het boord-systeem (dus noch niveau 2 noch niveau 3) en is uitsluitend voor het starten van de motor en voor het beschermen van de dynamo. Al dat gerommel met dure schakelaars en scheiders is in mijn ogen onnodig met LFP en brengt alleen maar risico’s met zich mee. Vroeger wilden we de ene accu bij de andere kunnen schakelen omdat lood-accu’s moeilijk, en dus ‘onverwacht’ leeg zijn. Maar ik doe er een eed op dat het veel vaker tot lege startaccu’s (dus een kratje bier voor de KNRM) heeft geleid dan tot plezier. Ik denk dat hetzelfde moet gelden voor een eventuele ankerlier-accu.

Ontladen van de LFP-accu

Ik hoor je al: de drie niveaus gaan over laden, maar hoe doe je het dan met ontladen? Daar is een goede ‘battery monitor’ voor nodig. Immers, ik zit er niet op te wachten dat de stroom onverwachts uitvalt. Ik wil gewaarschuwd worden zodat ik bijtijds maatregelen kan treffen (koelkast uit of motor/generator aan). De battery monitor helpt mij daarbij en ik kan instellen dat ik, bij minder dan bijv. 20% State of Charge, een alarm krijg. Ik weet dat er apparaten zijn die bepaalde lasten automatisch uitzetten in zo’n geval (bijvoorbeeld de koelkast), maar ik ben daar geen voorstander van omdat ik ervan wil weten. Ik zet de koelkast zelf wel uit.

Wichelroede

Hier komt overigens een belangrijke opmerking: het voltage van de LFP-accu zegt helemaal niets (zie mijn eerdere artikelen), en het enige dat werkt is een battery monitor die met een shunt als boekhouder de in- en uitgaande stroom meet. Dat geeft een State of Charge, en dat is het enige waar je naar kijkt. Nogmaals, niemand kan de State of Charge van een LFP-accu meten met een voltmeter, niemand – wat LFP betreft is een voltmeter een wichelroede.

Voordelen

Nu wordt een nieuwe aanschaf aansluiten makkelijker. Vraag 1 is, of het apparaat de niveau 2 status verdient. Zo niet, dan als niveau 3 apparaat aansluiten op een niveau 2 apparaat. Zo ja, dan in niveau 2 opnemen en uw standaard laadprofiel instellen. Maar ook het vervangen (of uitbreiden) van de LFP-accubank wordt makkelijker, gewoon omwisselen of bijplaatsen in niveau 1.