APC Back-UPS – Ólomsavas akkumulátor cseréje Lítiumra

Kedves Olvasó

 

Ez a bejegyzés azért született, mert ahogy az egyszeri ember szokta mondani: Teleszaladt! Sajnos nem véletlenül. Hogy miért is? Mert az országnak a hegyvidéki részein, még a mai napig előfordul az, hogy egy nyári vihar alkalmával az áramszünetek problémát okoznak. (Az idei év veszteség mérlege egy AC1200-as CPE). Konkrétan volt egy olyan vihar, ahol az elektromos hálózat átment prellezésbe. Egy másodperc alatt kb ötször szűnt meg létezni a hálózat, és ötször tért vissza közénk. Kártérítés? Hát nehéz lenne bebizonyítanom, hogy a CPE PoE vezérlőjét ez ölte meg. Ezért a vérnyomásom és a lelki üdvöm érdekében bele se álltam ebbe a történetbe. 

Az esetből tanulva, beszereztem egy „APC Back-UPS 1100 VA” szünetmentest, ami legalább a Home Assistant szervert és költségesebb hálózati eszközeimet megvédi egy ilyen áramszünet esetén. Ilyenkor szokás szerint szétnézek a Hardveraprón, hátha tudok valami alkalmas eszközt megmenteni a szeméttelep elől, és voila lett egy UPS-em (hibás akksival). A hibás akksit nem is bántam, mert sajnos bármennyire is hosszú élettartamot ígérnek az Ólomsavas akkumulátorok, annak a fele sem igaz. A riszasztók szünetmentes akksijait 3-4 évente dobáltuk kifelé, de volt amelyik 2 év után elhasalt. Az AGM akksiknál a „Long Life” kivitelben néha olyan élettartamot ígérnek, aminek a fele sem igaz. Ezért ahogy az ismert mém videóban mondták: Legyen tánc! Döntöttem! Építek inkább egy LiFePo4 akkumulátort!

Akkumulátor tervezése:

Itt a legfontosabb szempont az, hogy meg kell nézni az eszköz töltő feszültségét, mert ahhoz mérten kell megválasztani a BMS-t és a cellák számát. Az én esetemben a másik fő szempont a tartósság volt. Az elérhető akkumulátorok közül a LiFePo4 akksik azok amik több mint 2000 töltés merítés ciklust ígérnek, így hát nézzük is azokat a paramétereket, amikre tervezni kellett.

A UPS-ben két darab 12V-os 7Ah-s akkumulátor van, sorba kötve, ami így 24V 7Ah-s akksinak felel meg. A kisütési áram az 100A peak, de ez a valóságban 4-6A folyamatosat jelent. A UPS töltő feszültsége 29.2V.

Ezen paraméterek alapján kell kiszámolni, hogy hány cellából kell összeállítani a LiFePo4 akksi packot. A matek egyszerű. 29.2 / 3.65 = 8.  Tehát egy 8 cellás akkumulátort kell építeni. Ez a matek majdnem ugyanez egy sima Li-ion akksi esetén is: 29.2 / 4.2 ≈ 6.95. Li-ion cellák esetében tehát 7S akksi packot kell építeni. Viszont a hagyományos li-ion akksit az élettartam miatt nem javaslom.

Alkatrészek:

Akkumulátor keret 8 db

LiFePo4 akkumulátor 8 db

LiFePo4 BMS 8S 1db

Nikkel szalag

Zsugorfólia

Wago 2P 2db

 

Ezeken felül én a forrasztáshoz még használok folyékony fluxot, mert a BMS vezetékeit én forrasztani szoktam biztos ami biztos alapon, de olyat is láttam már, hogy valaki nikkel szalag alá rakta forrasztás nélkül a ponthegesztés előtt. Viszont annak a tartósságában nem hiszek. Fő vezetéknek én egy 2.5-es MT kábelből loptam a barna és a kék vezetéket, ami teljesen elég, mert a UPS belsejében 10-es alu vezeték van. Persze a 10-es alu vezeték teljesen okés, de néha elgondolkozok azon, hogy a gyártók miért képesek ilyenen is spórolni.

Kapcsolás:

LifePo4 - Töltésvezérlő - 8S -28V - 25A - Balanced

Akkumulátor csomag kép galéria:

 

LiFePo4 BMS 8S

kép 1 / 7

Összegzés:

 

Végeredményben ezzel a módosítással elértem, azt hogy a UPS-em akkumulátora fele akkora súlyú és egy picivel gyengébb kapacitású legyen, remélhetőleg kétszer háromszor hosszabb élettartammal. Nyilván ez a megoldás annyira nem költséghatékony, viszont ha háromszor annyi időt kibír, mint a hagyományos ólom savas vagy  zselés akkumulátorok, akkor már nettó nyereség volt ezt megépíteni. Azt számoltam, ha csak 6 évet bír ki, akkor vagyok nullán. A picivel gyengébb kapacitás a valóságban nem is biztos, hogy picivel gyengébb, lévén a hagyományos akkumulátorok gyorsabban degradálódnak. Ebből kifolyólag az lehet, hogy ezek a cellák 7 Ah-s gyári érték helyett, csak 6.5 Ah-s kapacitással rendelkeznek, viszont remélhetőleg lassabban öregednek. Az egyetlen gyenge pont amivel számoltam, hogy nem tudom, hogy a Schneider hogy tervezte meg a UPS-t, de az ólom akksi 100A-es peak-kel képes indulni, a BMS amit használok az pedig csak 60 Amperessel.

Az első teszteken viszont jól vizsgázott a BMS, mert ötször kapcsoltam le és fel a kismegszakítót, ami csak külön annak a körnek lett beépítve, és az eszközök semmit sem vettek észre a rögtönzött áramszünetből. Igaz nincs is rajta nagy terhelés, mert csak egy Lenovo Mp93 Tiny gép van rajta, ami már eleve a „T” szériás Intel processzorral van szerelve, aminek 35W a TDP-je, és egy 65W-os kis laptop táppal hajtják.  Plusz még 2 hálózati eszköz van rajta, a routerem és a Telekom ONT-je. Ezeknek nagyjából a max felvétele 100W.

Még nem teszteltem le, de ezzel azért bővel kell mennie a UPS-nek 15-30 percet.

Remélem a leírás összeszedett és érthető volt. Amennyiben nem és maradt kérdés, akkor elnézést, és nyugodtan írjatok e-mailt, arra tuti válaszolok

(Statisztika: 18 megtekintés)