Hallo zusammen,
nachdem ich bedingt durch Corona mehr Zeit zum Basteln habe, möchte ich euch mein aktuelles Speichersystem vorstellen.
Eines vorweg, ich hätte auf einen 48V Speicher gesetzt aber da mein Infini V2 3k nicht in der Lage ist die Leistung zu regeln, habe ich mich entschlossen einen HV Speicher zu Bauen, details Folgen.
Wichtige Info:
Die Spannungen mit denen ich hier arbeite (und Beruflich, bin Leistungselektroniker) sind Lebensgefährlich, das selbe gilt für eventuell entstandene Kurzschlüsse und Störlichtbogen, das muss man Wissen und Beachten, wenn man keine Ahnung hat sollte man tunlichst davon abstand halten!!!! Zumal mein Speicher noch Netzgekoppelt ist ohne galvanische Trennung!!!
Konzept:
Kompletter Nissan Leaf Gen 2 Akku mit integriertem BMS, Sicherung, HV- und Precharge Relais
Der Akku bleinbt zusammen, theoretisch ohne demontage von irgenwelchen Teilen, ich nutze Teile des internen BMS, dazu später mehr
Akku hat neu 24kWh, 400V Stringspannung und ist mit maximal 50kW ladbar/ kurzzeitig sind 100kW entladbar, Kommunikation läuft über CAN Bus, die Relais werden mit externen Signalen angesteuert
Geladen wir der Akku direkt aus dem Netz mithilfe eines PFCs (3,6kW dauer) welches eine Spannung von ca. 350V - 400V zur verfügung stellt im Voltage Mode (das ist für mich in diesem Fall wichtig, dazu später mehr warum....) das Bedeutet, der Akku liegt auf netzpotential. Die isolationsabstände lassen dies zu. Das BMS und die Relais werden grundsätzlich mit 12V betrieben, das BMS macht intern die Isolation, ich habe das Akkugehäuse auf PE gehängt, grundsätzlich nur noch Basisisolation erforderlich
Entladen wird der Akku indem ich einen Buck Konverter Baue der ca. 4kW entladeleistung bieten soll, dieser wird im Current Mode betrieben (dazu später) dieser Speist direkt am PV Eingang des infinis ein durch den Current mode kann ich darüber die Leistung steuern.
Ein Raspberry liest das BMS aus, steuert die Relais, PFC und Buck Converter abhängig von der Hauszähler (ziel ist Nullausregelung bei Betrieb meiner Funkstation + IT)
Besonderheiten:
Der Akku hat 96 zellen in Serie gibt geladen daraus resultiert eine Stringspannung von 350V - 400V (mit ein bischen reserve will das ding mal nicht überstrapazieren)
Die Netzspannung beträgt nominel 230V max. 253V und bei uns typ. 237V an sonnigen tagen, worst case ergibt sich daraus 253*Sqrt 2 = 356V DC; typ 240V = 338VDC. d.h. üblicherweise ist die Akkuspannung größer als der Spitzenwert der Netzspannung falls nicht wird es der Netzinnenwiderstand regeln
BMS kann leider nicht im Fehlerfall die Relais ansteuern, über can kann allerdings der Status der Batterie (Soc, SoH, Zellspannung, gesamtspannung, Kapazität,... ausgelesen werden. Dass das BMS nicht nicht direkt Handeln kann im falle der Fälle stößt mir leider Sauer auf, da alles über Software geht, deswegen gibt es unabhängig einen Redudanten Hardware Watchdog der im Wesentlichen die Maximale Spannung und Minimale Spannung überwacht und im Fatal Error Fall alles Abwirft, dies sollte allerding nie eintretten.
Schutzmaßnahmen:
BMS abfrage über Software steuerung der Relais
Hardware Einfachfehlersichere Überwachung der Packspannung
Hardware Einfachfehlersichere Überwachung der funktionalität der Software (Basics)
Natürlich div. (DC Feste) Sicherungen
und ganz ganz wichtig, Einfachfehlersichere Umschaltung zwischen Laden / Entladen damit sicher gestellt ist, dass beim Laden niemals irgend ein Pol des Netzes auf der Batterie hängt da der PV eingang direkt Netzgekoppelt ist (gang ganz wichitg, sonnst gibt ein ordentliches BUMMMM mit viel Kapput und MagicSmoke )
Stand bis heute:
Kommunikation mit BMS funktioniert, alle releevanten Daten kommen wird das BMS mit 12V beaufschlagt, fangt es direkt an zu balancen (lt. Wolftronix) noch nicht überprüft.
Erste versuche die Batterie mit dem PFC direkt aus dem Netz zu laden haben funktioniert, regelungstechnisch ist noch ein wenig Arbeit...
Schaltugn für die Relaisumschaltung und die Hardware Überwachung sind zumindest berechnet, simuliert und gezeichnet, Layout fehlt noch
Konzept für 4kW Buck Converter Steht (wird was spezielles, aber relativ einfach zu Bauen, dazu später)
Fundament für die Batteriehütte habe ich heute gamacht (ich Traue mich einfahc nicht die Batterie in den Keller zu hängen trotz allen vorsichtsmaßnahmen - Morphie schläft nicht) d.h. die batterie kommt raus in den zukünftigen Gartenschuppen...
Alles in allem noch richtig viel Arbeit aber es wird
Fotos folgen, bin aber da leider recht faul
Gruß,
Lukas