3. Installation und Konfiguration
3.1. Wichtige Warnung und Hinweis
Warnung
Lithium-Batterien sind teuer und können durch ein zu tiefes Entladen oder ein Überladen beschädigt werden.
Um jederzeit auf der sicheren Seite zu sein, sollte die Abschaltung aufgrund einer zu niedrigen Zellspannung durch das BMS immer nur als letztes Mittel eingesetzt werden. Wir empfehlen, es gar nicht erst so weit kommen zu lassen und stattdessen entweder das System nach einem definierten Ladezustand automatisch abzuschalten (dies kann mit einem BMV geschehen, dessen Relais den Anschluss zum ferngesteuerten Ein-/Ausschalten des BMS über einen einstellbaren Ladezustand steuern kann), so dass immer genügend Reservekapazität in der Batterie vorhanden ist, oder die Funktion zum ferngesteuerten Ein-/Ausschalten des BMS als Ein-/Ausschalter des Systems zu verwenden.
Es kann zu Beschädigungen aufgrund einer zu tiefen Entladung kommen, wenn kleine Lasten (wie: Alarmsysteme, Relais, der Standby-Strom bestimmter Lasten, der Rückstromfluss der Batterieladegeräte oder Laderegler) die Batterie langsam entladen, wenn das System nicht in Gebrauch ist.
Falls Sie sich bezüglich einer Reststromaufnahme unsicher sind, trennen Sie die Batterie durch Öffnen des Batterieschalters, Herausnehmen der Sicherung(en) oder Abtrennen des Batterie-Pluspols, wenn das System nicht in Gebrauch ist.
Ein Restentladestrom ist insbesondere dann gefährlich, wenn das System vollständig entladen wurde und es aufgrund einer niedrigen Zellspannung abgeschaltet wurde. Nach dem Abschalten aufgrund einer niedrigen Zellspannung verbleibt eine Reservekapazität von ungefähr 1 Ah pro 100 Ah Batteriekapazität in der Batterie. Die Batterie wird beschädigt, wenn die verbleibende Reservekapazität aus der Batterie gezogen wird. So kann ein Reststrom von z. B. 10 mA eine 200 Ah-Batterie beschädigen, wenn das System über 8 Tage lang entladen verbleibt.
Wenn eine Niederspannungsabschaltung aufgetreten ist, sind sofortige Maßnahmen (Aufladen der Batterie) erforderlich.
Anmerkung
Bitte beachten Sie, dass Smart BMS CL-Geräte bis einschließlich der Seriennummer HQ2109 (überprüfen Sie die Seriennummer auf der Rückseite des BMS) über den Anschluss „ALTERNATOR/STARTER BAT“ mit Strom versorgt werden. Neuere Geräte werden über den Anschluss „Li-ION“ mit Strom versorgt.
3.2. Wichtige Dinge, die zu berücksichtigen sind:
3.2.1. Steuerung von Gleichstromlasten über den Lasttrennausgang
Gleichstromlasten müssen abgeschaltet oder abgeklemmt werden, wenn die Gefahr einer Zellenunterspannung besteht, um eine Tiefentladung zu verhindern. Dazu kann der Lasttrennausgang des Smart BMS verwendet werden.
Der Lasttrennausgang ist normalerweise hoch (gleich der Batteriespannung) und wird bei drohender Zellunterspannung frei schwebend (= offener Stromkreis).
Gleichstromlasten mit einer Klemme zum ferngesteuerten Ein-/Ausschalten der Last, wenn der Anschluss auf High gesetzt wird (auf dem Pluspol der Batterie) und zum Ausschalten, wenn der Anschluss frei bleibt, können direkt mit dem Lasttrennausgang des BMS gesteuert werden. Siehe Anhang A: für eine Liste der Victron Produkte, die diese Eigenschaften haben.
Für Gleichstromlasten mit einer Klemme zum ferngesteuerten Ein-/Ausschalten, die die Last einschaltet, wenn die Klemme an den Minuspol der Batterie gezogen wird, und sie ausschaltet, wenn die Klemme frei schwebend bleibt, kann das Invertierende Ein-/Ausschaltkabel verwendet werden. Siehe Anhang A:.
Hinweis: Bitte prüfen Sie den Reststrom der Last im ausgeschalteten Zustand.
3.2.2. Steuerung von Gleichstromlasten mit einem BatteryProtect
A BatteryProtect schaltet die Last unter folgenden Voraussetzungen ab:
Wenn die Eingangsspannung (= Batteriespannung) unter einen voreingestellten Wert gesunken ist (einstellbar in BatteryProtect) oder wenn
die Klemme zum ferngesteuerten Ein-/Ausschalten auf Low gesetzt wird. Das Smart BMS kann verwendet werden, um die Klemme zum ferngesteuerten Ein-/Ausschalten eines BatteryProtect zu steuern.
3.2.3. Steuerung eines Batterieladegeräts über den Ladetrennausgang
Batterieladegeräte müssen den Ladevorgang bei drohender Überspannung oder Übertemperatur der Zellen unterbrechen. Der Ladetrennausgang des Smart BMS kann für diesen Zweck verwendet werden.
Der Ladetrennausgang ist normalerweise HIGH (entspricht der Batterie-Spannung) und schaltet auf den Zustand „Offener Schaltkreis“, falls es zu einer unmittelbar bevorstehenden Zellüberspannung kommt.
Batterieladegeräte mit einer Klemme zum ferngesteuerten Ein-/Ausschalten, die das Ladegerät aktiviert, wenn die Klemme auf HIGH gesetzt wird (auf Batterie-Plus) und es ausschaltet, wenn die Klemme frei schwebend gelassen wird, lassen sich direkt über den Ladetrennausgang steuern. Im Anhang A: finden Sie eine Liste der Victron Produkte, die diese Eigenschaften haben.
Alternativ kann eine Cyrix-Li-Ladung verwendet werden. Die Cyrix-Li-Ladung ist ein unidirektionaler Kombinierer, der zwischen einem Ladegerät und der Lithium-Batterie eingefügt wird. Er schaltet sich nur ein, wenn die Ladespannung vom Batterieladegerät an seinem ladeseitigen Anschluss anliegt. Eine Steuerklemme wird an den Ladetrennausgang des Smart BMS angeschlossen.
3.2.4. Batterie
Bei mehreren Batterien in Parallelschaltung müssen die beiden M8-Rundsteckverbinder-Steckersätze jeder Batterie in Reihe geschaltet werden (Verkettung). Verbinden Sie die beiden verbleibenden Kabel mit dem BMS-Anschluss.
3.3. Systembeispiele
Nachfolgend finden Sie eine Auswahl von Systembeispielen. Beachten Sie, dass es viele weitere Möglichkeiten gibt. Es ist zwingend erforderlich, Anhang A zu lesen, da es innerhalb einer Produktgruppe verschiedene Arten von Kabelschnittstellen geben kann, um Ladegeräte, Wechselrichter und Wechselrichter/Ladegeräte über die Lade- und Lasttrennausgänge des BMS zu steuern.
Ein Smart BatteryProtect schützt die Lithium-Batterie vor weiterer Entladung durch Gleichstromlasten, wenn die Zellspannung niedrig ist. Er wird über den Lasttrennausgang des BMS gesteuert. Der Ladezustand der Lithium-Batterie kann über einen SmartShunt überwacht werden.
In diesem Beispiel wird ein SmartSolar MPPT 75/15 über ein nicht invertierendes VE.Direct-Kabel zum ferngesteuerten Ein-/Ausschalten vom Ladetrennausgang des BMS gesteuert. Der Lasttrennausgang des BMS wiederum steuert den H-Fernsteuerungseingang eines Phoenix VE.Direct Wechselrichters und deaktiviert die weitere Entladung der Lithium-Batterie, wenn die Zellspannung zu niedrig ist. Der SmartShunt überwacht den Ladezustand der Lithium-Batterie.
Dieser VE.Bus-Wechselrichter benötigt ein invertierendes Kabel zum ferngesteuerten Ein-/Ausschalten, um über den Lasttrennausgang der BMS gesteuert zu werden. Der SmartShunt liefert Informationen über den Ladezustand der Lithium-Batterie.
Größere Wechselrichter/Ladegeräte, wie dieses MultiPlus 12/3000, benötigen zwei invertierende Kabel zum ferngesteuerten Ein-/Ausschalten, eines zur Steuerung der Ladefunktion des Multi über den Ladetrennausgang und eines zur Steuerung des Wechselrichters des Multi über den Lasttrennausgang des BMS. Für das oben genannte System muss der Multi ein neueres Modell sein, das über Zusatzeingänge verfügt. Dies erfordert eine zusätzliche Konfiguration. Für weitere Informationen lesen Sie bitte das Dokument Handbuch zum Anschluss von Lithium-Batterie-Systemen an Multis.
3.4. Installation
Überlegen Sie vor der Installation, wie Sie das System aufbauen möchten, um unnötige Verbindungen zu vermeiden und die Kabellängen so kurz wie möglich zu halten. Siehe auch das Kapitel Systembeispiele.
Stellen Sie das Smart BMS für eine optimale Kühlung vorzugsweise auf eine vertikale Fläche.
Bestimmen Sie den Nennwert der Sicherung des Anschlusses Alternator/Starter Bat+. Die Sicherung fungiert als Shunt, so dass das Smart BMS den Eingangsstrom entsprechend dem Nennwert dieser Sicherung begrenzt. Die Sicherung und die entsprechende Strombegrenzung finden Sie in der Tabelle unten.
Die Wahl der richtigen Sicherung verhindert eine Überhitzung der Lichtmaschine bzw. der DC-Verkabelung.
Trennen Sie die Verkabelung vom Minuspol der Starterbatterie.
Ziehen Sie den FERN-Ein/Aus-Stecker ab, um ein ungewolltes Schalten des Smart BMS zu verhindern.
Installieren und schließen Sie die Sicherungen und die gesamte elektrische Verkabelung an, wobei Sie die Minuspole der Lithium-Batterien und der Starterbatterie abklemmen. Verbinden Sie den Pluspol der Starterbatterie mit der Klemme Alternator/Starter Bat+ und den Pluspol der Lithium-Batterie mit der Klemme Li-Ion+. Stellen Sie sicher, dass die M8-Muttern der Sicherung fest angezogen sind (Anzugsmoment: 10 NM).
Verbinden Sie die Batteriesteuerkabel zwischen den Lithium-Batterien und schließen Sie die Enden an den BMS-Anschluss an. Um die Kommunikationskabel zwischen einer Lithium-Smart-Batterie und dem BMS zu verlängern, verwenden Sie die Verlängerungen für das Kabel mit 3-poligem M8-Rundsteckverbinder Stecker/Buchse.
Verbinden Sie das mitgelieferte GND-Kabel mit dem Minuspol der Lithium-Batterie und der Starterbatterie. Beachten Sie, dass das mitgelieferte GND-Kabel entsprechend geschützt werden muss. Je nach Anwendung ist eine Sicherung zwischen 300 mA und 1,3 A erforderlich. Bestimmen Sie anhand der technischen Daten den zu erwartenden Stromverbrauch des Smart BMS mit Last- und Ladetrennausgang und dem Voralarmausgang. Dieser Wert multipliziert mit 1,25 bestimmt den Wert der zu verwendenden Sicherung. Beispiel: Stromverbrauch 16 mA + Lasttrennausgang 10 mA + Lasttrennausgang 10 mA + Voralarmausgang 1 A = 1036 mA x 1,25 = 1,3 A Sicherungswert.
Stecken Sie die Anschlussbuchse zum ferngesteuerten Ein-/Ausschalten wieder auf das Smart BMS. Für den korrekten Betrieb müssen Sie entweder einen Ein-/Ausschalter zwischen L und H der Klemme zum ferngesteuerten Ein-/Ausschalten oder die Drahtschleife (Standard) installieren.
Das Smart BMS ist nun einsatzbereit.
Absicherung | Maximaler Ladestrom des Wechselstromgenerators | ||
---|---|---|---|
125 A | 100 A | ||
100 A | 90 A | ||
80 A | 60 A | ||
60 A | 50 A | ||
2 x 30 A | 40 A | ||
2 x 20 A | 25 A | ||
2 x 15 A | 20 A | ||
2 x 10 A | 12 A | ||
2 x 7,5 A | 9 A |
3.5. Konfiguration
3.5.1. Einstellungen des Smart BMS
Das Smart BMS wird über Bluetooth und die VictronConnect App konfiguriert. Einzelheiten zum Download und zur Installation entnehmen Sie bitte dem Handbuch von VictronConnect. Die folgenden Schritte beschreiben den Konfigurationsprozess und die Optionen:
Schalten Sie das Smart BMS wie im Kapitel Installation beschrieben ein.
Öffnen Sie VictronConnect. Das Smart BMS erscheint in der Geräteliste entweder unter My devices (Meine Geräte) oder Other devices (Andere Geräte) (letzteres, wenn Sie die Verbindung zum ersten Mal herstellen).
Tippen Sie auf das Smart BMS. Der Kopplungsdialog wird gestartet (Standard-PIN-Code ist 000000).
Sobald die Verbindung hergestellt ist, wird die Seite für den Batteriestatus angezeigt, auf der die Spannung der Lithium-Batterie, der Soft-Schalterstatus, die Spannung des Alternators/Starters und der prozentuale Ladestrom des Wechselstromgenerators angezeigt werden, gefolgt von BMS-Statusmeldungen. Bei der ersten Verbindung erscheint eine Popup-Meldung, die Sie auffordert, den Sicherungstyp im Menü Einstellungen einzustellen, um auch den Ladestrom (in Prozent) anzeigen zu können.
Klicken Sie auf das Zahnrad oben rechts, um das Menü Einstellungen zu öffnen und die folgenden Einstellungen vorzunehmen:
Sicherungstyp:
Stellen Sie den richtigen Sicherungstyp ein, wie im Kapitel Installation beschrieben. Achten Sie darauf, dass die Einstellung mit der physisch installierten Sicherung übereinstimmt.
Verwendung des Voralarms für die Batterie:
Falls Sie eine Lithium-Batterie ohne Voralarm-Eigenschaften verwenden, ändern Sie die Verwendung des Voralarms auf „Pre-alarm not available“ (Voralarm nicht verfügbar), andernfalls belassen Sie die Standardeinstellung „Use pre-alarm“ (Voralarm verwenden).
Voralarm:
Wählen Sie zwischen fortlaufendem und periodischem Voralarm.
Grenzwert für das Laden der Batterie:
Setzen Sie den Grenzwert für das Laden der Batterie (Bereich: 13,0 V bis 15,.3 V) auf einen Wert, bei dem das Laden deaktiviert werden soll. Normalerweise sollte dieser Wert für eine Victron Lithium Battery Smart-Batterie 14,2 V betragen. Sobald dieser Wert erreicht ist, wird die Ladung der Batterie gestoppt, indem der Eingang Alternator/Starter battery+ deaktiviert wird. Der Eingang schaltet sich wieder ein, wenn die Batteriespannung 10 (aufeinanderfolgende) Sekunden lang 0,5 V unter dem Grenzwert für das Laden der Batterie liegt.
Ferngesteuertes Ein-/Ausschalten:
Diese Einstellung legt fest, was von den Klemmen zum ferngesteuerten Ein-/Ausschalten gesteuert wird. In der Standardeinstellung wird nur der Lichtmaschine deaktiviert.
Die Optionen sind:
Lichtmaschine deaktivieren: Deaktiviert das Laden über den Anschluss für die Lichtmaschine. Die BMS-Funktionalität bleibt erhalten.
Alles ausschalten: Alles, auch die BMS-Funktionen, wird ausgeschaltet. Mit dieser Option können Sie das gesamte System ein- und ausschalten. Beachten Sie, dass das BMS weiterhin Energie aus der Batterie verbraucht, um die Fernbedienungsfunktion aufrechtzuerhalten, allerdings weniger als 0,01 W. Das summiert sich jedoch mit der Zeit und kann die Batterie auf Dauer vollständig entleeren. Vergewissern Sie sich aus diesem Grund, dass die Batterie vollständig vom System getrennt ist, wenn Sie sie über einen längeren Zeitraum unbeaufsichtigt lassen.
Die Konfiguration des Smart BMS ist nun abgeschlossen und der Status wird angezeigt. Je nach Systemstatus werden zusätzliche Informationen angezeigt.