Predelava 42" jadrnice na LFP + Victron

Pripravljam se nadgraditi elektriko na jadrnici Bavaria Vision 42, ki ima trenutno 3 baterijske banke: servisno, startno in bowthruster.

Takole izgleda trenutna shema (na podlagi Bavaria sheme + dejanskega stanja/nadgradenj):

Napeljava je dobra, zato bi večino obstoječe napeljave rad obdržal dodal pa naslednje zadeve:

  • servisno baterijo zamenjal z LiFePo4 (LFP) vsaj 200Ah (mogoče kasneje celo 400Ah) z interni BMSjem (+ Bluetooth nadzor)
  • 220V charger zamenjal z Victron MultiPlus inverter/chargerjem
  • Victron Orion-Tr 30A DC-DC charger za zaščito alternatorja (polnenje LFP)
  • Victron Cerbo za nadzor nad celim sistemom

Tole je približno zamišljena nova shema, kjer sem minimiziral spremembe:

Pa še nekaj odgovorov na morebitna vprašanja glede opreme:

  • LFP z vgrajenim BMS 200Ah: ker mi gre lepo v obstoječi prostor za servisno baterijo
  • Victron oprema: zato ker ji zelo zaupam na podlagi obstoječega MPPT in ker res dobro deluje skupaj
  • MultiPlus inverter/charger: zato ker bi rad imel preprostost uporabe 220V naprav na barki + hitrejši (70A) polnilec, ki podpira LFP
  • Victron Orion-Tr DC-DC za polnenje LFP iz alternatorja: zato ker je enostavneje kot menjava kontrolerja za alternator (WS500) in lahko izkoristim obstoječo napeljavo
  • Victron Cerbo: ker bi rad imel remote management (v povezavi z LTE routerjem)

Trenutno imam še nekaj odprtih zadev, ki jih hočem rešiti:

1. Vzdrževanje startne in bowthruster baterije
Do sedaj je bilo preko alternatorja + 220V polnilca, po novem samo alternator. Tukaj bi bil najbolj vesel, če bi lahko iz solarne vzdrževal tudi startno in servisno baterijo.

2. Ali bi bilo potrebno prestaviti sidrni vinč iz LFP baterije na bowthruster baterijo?
Originalno je bilo sidro na servisni banki, ker je bowthruster baterija opcija, sicer bi bilo bolj smiselno na bi bilo sidro tudi na bowthruster bateriji. Mislim da bi 200Ah LFP moral izdržati max tokove iz sidrnega vinča (ob startu ali zagozdenju), tako da neke nujne potrebe po prestavitni niti ne vidim.

Sem pozabil na še kaj nujnega?

1 všeček

Jaz delam na podobnem a bolj kompleksnem sistemu vključno z električnim pogonom in kombinacijo 48V in 12V sistema. Glede prikazane sheme bi ti predlagal preveriti ali je zagotovljena ustrezna zaščita alternatorja pri nenadnem izklopu LiFePO baterije (BMS). Kako boš pa uredil polnenje LiFePO baterij pozimi?

Na alternatorju so dve Pb baterije (start, bowthruster) + DCDC charger za LiFePo4 zato se mi zdi da izklop emergency izklop LiFePo4 ne bi smel škoditi alternatorju. Ali pa nekaj ne zastopim prav?

Načeloma sem trenutno pozimi tudi veliko na barki saj jo koristim kot apartma na morju, tako da vsaj enkrat na mesec sem na 220V, vmes pa bi moral zadoščati solar.

Za kako veliko barko pa delaš električni pogon in kakšno kapaciteto baterij in katerega proizvajalca boš pa uporabil?

Evo, projekt sem še malo nadgradil:

Glavne spremembe:

  • 4x ELERIX LiFePo4 550Ah (to so dual EVE celice)
  • REC Active BMS + REC Precharge (zaščita inverterja) + REC WiFi (mgmt)
  • Discharge protection z odklopnikom in kontrolo preko REC
  • Wakespeed WS500 alternator regulator za optimalno polnenje LiFePo4 banke
  • REC BMS + WS500 sta povezana na Cerbo GX za nadzor
  • 2x Victron Orion-Tr Smart 18A DC-DC chargerja za polnenje startne in bow baterije

Sem še kaj pozabil?
Ima kdo izkušnje z REC BMS in/ali Wakespeed WS500?

Počasi prihajamo do končne oblike - v5.1:

  • Wakespeed WS500 sem zamenjal za Nordkyn VRC-200 (da ni potrebno predelati alternator)

1 všeček

Zdravo Lure, vidim da si prišel do podobnih rešitev kot jaz. Jaz imam baterijo 16KWh iz CATL prizmatičnih celic in predelan Mahle za 48V/100A z WS500, Victron sistem, … Testiral sem sicer z Daly BMS, a nima urejene komunikacije zato sem zamenjal z REC. Ali poznaš koga, ki je delal z REC sistemi in montiral vsaj 3-5 sistemov, da lahko reče, da obvlada? “Mojstri” z morjeplovca niso ravno prepričljivi.

2 všečka

Z mojstri je res problem, jaz sem iskal ful časa in nisem našel nobenega, ki bi se to hotel lotiti. Tudi REC mi je omenil samo enega mojstra na obali, ki pa mi ni po mailu hotel delati in bi šel gledat takoj na barko trenutno inštalacijo, še preden bi odgovoril na par vprašanj ali ima izkušnje z določenimi kombinacijami.

Jaz bom sedaj delal to v ekipi z električarjem, ki sicer ne obvlada LFP (čeprav je nekaterim že montiral) in mi bo vse zvezal, jaz pa sem moral naštudirati vse dokumentacije, da bom skupaj zložil konfiguracijo.

Je pa zanimivo kako prijazni z odgovori na mail so REC (Tine) in Nordkyn (Eric). Jaz sem ravno zaradi Erica se potem odločil, da ne kompliciram z WS500 (ker spet ne bi imel mojstra, ki bi mi predelal alternator) in sem šel na VRC-200 za kontrolo alternatorja. VRC-200 je že na carini (pošiljka pride iz NZ), ostalo pa naročim v naslednjem tednu, tako da verjetno postavim skupaj v januarju. :crossed_fingers:

1 všeček

Enako sem se jaz lotil glede ekipe. Jaz sem celo REC odkril preko ameriške ekipe in potem so mi oni svetovali nekdanji Greenline team, a se tam nisem nič zmenil. Če bi rabil kaj glede alternatorja sem jaz našel mojstra in sva naredila in preiskusila, a te razumem, da ti ustreza original alternator od motorja, ker imaš 12V, jaz pa 48/12kombinacijo. Jaz imam material pripravljen in sem štartal z odstranitvijo dizla in pripravo montaže e motorja. Če si za to se kaj dobiva za izmenjavo izkušenj. Kje imaš barko? Jaz sem v Izoli čez zimo.

2 všečka

Jaz sem REC kontaktiral direktno in so res odzivni in super.
Tudi jaz imam barko v Izoli, tako da se sigurno kaj dobiva. Zdaj grem najprej na Predbožično jadranje 2023, potem bo pa čas za ta projekt.

Ti pa mogoče napiši v eno temo kaj planiraš ti narediti - nagradnja katamarana na električen motor je vsekakor nekaj kar se ne lotiš vsak dan in verjetno si prvi pri nas.

1 všeček

Počasi kompletiram še zadnjo opremo in prihajamo tudi do končne oblike - verzija v6.1:

  • uporabil bom TBS DCM modular z 3 moduli:
    • T-class 300A glavno varovalko
    • Battery Protect Relay 500A odklopnik
    • busbar za polnilce (3x) in load
  • dodal sem dodaten DC odklopnik 80V, 20A za solar celice (2x Bisol BMO-280W)
  • na DC-DC chargerje bom na obe povezavi dodal 25A DC avtomatske varovalke
  • na MPPT bom tudi dal 50A DC avtomatsko varovalko (nemesto “avtomobilske”)

Tukaj je shema še v polni rezoluciji:

1 všeček

Jutri začnemo z nadgradnjo. Tole je še zadnja shema - verzija 6.5:

  • dodal negative bus bar za kontrolne naprave
  • dodal sem vse povezave na TBS Battery Protect Relay
  • dodal vse povezave na VRC-200 (predvem napajanje iz LFP)
  • odklop polnenja z alternatorjem preko opto Chg izhoda na BMS + pull-down upora

Tukaj je shema v polni rezoluciji:

Po nekaj mesecih planiranja in dobrem mesecu zbiranja opreme in testiranja smo končno prišli do vgradnje na barko.

Ideja je bila da vse skupaj izvedeva z električarjem v 1-2 dneh, saj sem vse lokacije za opremo, dolžino potrebnih kablov, varovalk in spremljevalne opreme preveril že v preteklih tednih.

Najprej sva odstranila staro svinčeno Varta 190Ah baterijo in počistila prostor okoli baterije. V ta prostor bo potrebno namestiti REC opremo (Active BMS, Precharge in WiFi modul) ter glavno varovalko in odklopnik (TBS DCM sistem z T-Class 300A varovalko, Battery Protect Relay in positive bus bar).
Takole izgleda končna postavitev: na desni TBS DCM modular, na sredi negative bus bar za kontrolno opremo, na desni pa REC Precharge, REC Active BMS in spodaj REC WiFi modul.

Potem sva odstranila stari 220V polnilec (Christec CPS3 40A). Na njegovo mesto je prišel nekaj večji Victron MultiPlus Compact 12/1600/70 inverter/charger. Z MultiPlus je bilo kar nekaj igranja, saj sva morala narediti dobro podlago (deska) na katero je pritrjen na steno, potem pa še najti lokacijo da je zadeva dovolj zračna okoli in da so priključki spodaj dostopni (za primer da je potrebno AC-in povezati direktno na AC-out).
Spremeniti sva morala tudi lokacijo od obstoječega BlueSolar MPPTja, zato da sva naredila prostor za Cerbo GX za nadzor.

Ker je imel stari polnilec tri izhode za polnenje vseh treh baterij (house, engine, bow) smo v novem sistemu poskrbeli za polnenje in vzdrževanje engine in bowthruter baterije preko Victron Orion 18A polnilcev. Tako bom imel svinčene baterije lepo vzdrževane tudi ko je barka sama in jo vzdržujejo samo solarni paneli.
Električar se je zelo potrudil, da je oba polnilca in 4 avtomatske varovalke (za vhod in izhod) z vsemi kabli namestil na desko, ki smo jo potem dali v prostor z baterijami na steno.

Sledila je montaža Nordkyn VRC-200 smart alternator regulatorja. Najprej smo morali od LFP baterije napeljati kabel za napajanje in kontrolni kabel (shunt +/-, V sense, charge enable). Našla sva primerno lokacijo, da je lahko dostopen za kontrolo (LED) ali morebitne dodatne nastavitve preko potenciometrov. Še vedno bo alternator polnil vse tri baterije preko ECS163 charge separatorja.

Navodila od VRC-200 so res dobro napisana, tako da smo brez problema naredili še priključek za Enable signal, ko ima motor kontakt (iz MDI kabla smo dodatno z podaljškom priključili kabel za VRC - pod modrim izolir trakom). Na alternator pa smo pripeljali V-ref (modri kabel), s katerim VRC-200 kontrolira Mitsubishi 115A alternator. Star V-ref kabel (roza) pa smo samo pritrdili.

Na koncu je prostor za baterijo pod podnicami izgledal takole:

  • 550Ah LFP baterija z shuntom, ki je povezan na BMS in VRC
  • na desni strani od baterije REC Active BMS, REC Precharge in pod njim REC WiFi modul
  • potem sledi negative bus bar za vse kontrolne enote
  • zgoraj desno je TBS DCM module z 300A T-class glavno varovalko, Battery Protect Relayem in positive bus bar kjer so priključeni vsi porabniki in polnilci.
  • zgoraj levo pa sta DC-DC polnilca za polnjenje in vzdrževanje engine in bowthruster baterije

Narediti moram še zaščito za priključke na bateriji (verjetno kar razrezano gumijasto cev) in pa verjetno tanek pleksi pokrov čez baterijo in shunt.
Kable moram še malo urediti, da bodo bolje speljani in pritrjeni in da ne bo vse skupaj izgledalo kot tole “šavje” na TBS odklopniku:

Ena od prvih stvari, ki sem jo sprobal je seveda inverter in to kar s kaloriferjem: je vlekel več kot 1400W in je MultiPlus deloval v overload načinu (rdeča pika na inverterju). Iz baterije je vleklo 158A…

Naslednji test je bilo polnenje preko alternatorja. Najprej sem lepo ogreval motor cca 10 minut in se je baterija lepo polnila z 30A. Moram reči da je to več kot sem pričakoval da alternator daje od sebe ko je motor na nizkih obratih.

Potem sem pa motor dal na potovalnih 1700 rpm - toliko obratov ponavadi imam v bonaci ko vozim na Gori overdrive način. Polnenje se je začelo na 105-110A in tako vztrajalo precej dolgo, nekje do 95% napolnjenosti baterije.


Potem je tok padel na 80-85A ali kot posledica upornosti baterije ali pa je regulator znižal tok zaradi pregrevanja alternatorja (nisem imel IR merilca temperature - bom naslednjič testiral z njim). Ko je prišla baterija na 100% se je polnjenje nadaljevalo in sem opazoval balansiranje na REC BMS. Že po kakšnih 10 minutah pa je BMS izklopil polnenje in je preko Charge Enable signala na VRC-200 izklopil polnenje preko alternatorja, tako da vse deluje kot pričakovano.

Že v temi sem samo preveril da deluje tudi Cerbo GX povezava v NMEA2000 omrežje. Na plotter sem na hitro dal samo neklaj podatkov iz baterije, tako da bodo sedaj na voljo tudi na krmilu.

Celotna inštalacija je vzela ena dolg dan in pol, tako da je bila ocena dva delovna dni bila kar točna. Sem precej zadovoljen s planiranjem, saj smo večino stvari predvideli in pripravili že vnaprej, tako da je bilo testiranje po priklopu res enostavno. Najbolj zamudne so bile montaže in pa iskanje manjkajočih zadev (prekratek kontrolni kabel do VRC-200, kratki kabli in negative priklop za DC-DC…).

Sem pa zelo zadovoljen z novim sistemom, saj imam sedaj več kot 3x toliko kapacitete, imam ves čas na voljo 220V preko inverterja in imam omogočen nadzor na daljavo.

Še slika novega Victron Cerbo uporabniškega vmesnika (beta verzija) na daljavo:

In pa Ruuvi senzorji za temperaturo:

Naslednji projekt pa je da se poigram še z SignalK na Cerbo GX in da si postavim svoj PostgSail strežnik za logiranje naših poti.

2 všečka

Je pa fajn sedaj od doma gledati kaj se dogaja na barki in se malo igrati.
Ko sem šel iz barke sem izklopil DC porabnike (razen BMS, Cerbo WiFi, ki si priklopljeni direktno) in izklopil inverter. Zdaj sem izkoristil možnost kontrole na daljavo in sem vklopil MultiPlus inverter, da vidim koliko rabi bojler za vodo da se segreje do konca. Izgleda bojler rabi 890W za ogrevanje:

Bom počakal koliko bo rabil, da se grelec ugasne in koliko baterije bo skuril medtem.

Update:
Evo, je rabil cca eno uro in pol da je izklopil grelec v bojlerju. V tem času je šla baterija iz 97% na 79% torej sem porabil 18% od 550Ah kapacitete = 99Ah.

1 všeček

LOL, glede na to da je rastla tudi temperatura v barki, bi rekel da sem pustil vključen kalorifer in ne bojler. Bom tole moral še enkrat stestirati. :upside_down_face: