(Pylontech) US3000C LiFePo (LFP) Battery
Allgemines
Zu meinem US2000 habe ich im Juli 2022 mal noch ein paar US3000C (PM0MUS3C0007) dazugekauft.
Erste Frage: "Wie bekomme ich die jetzt schnell in Betrieb?"
Einfach mal so alles zusammenstöpseln kann schnell schief gehen. Also den steinigen Weg über das Handbuch.
Nach einem Tag Handbuecher waelzen und CAN-Kabel konfektionieren und warten auf die Dunkelheit :-) habe ich den US3000C in Betrieb genommen. Erst einmal parallel zum bereits laufenden US2000(B) hingestellt. Meine Bedenken bezueglich der veschiedenen Ladezustaende der Batterien (US2000(B)Altbestand + US3000C neu dazu) waren unbegruendet.
NB: Ich wuerde gerne die Batterien an den 19" Halterungen "haengend" betrieben. Mir faellt nix ein was dagegen spricht. Hat jemand Erfahrung?
Schritt 1: Anlage komplett herunterfahren: An den Critical Loads des Multiplus-II habe ich diverse Computer. Alle herunterfahren. Ueber den CerboGX dann den Multiplus-II auf "OFF". Batterie (US2000(B)) ueber SW >= 0,5 s ausschalten. BMS durch Power-Switch ausschalten.
Schritt 2: CAN-Kabel US2000B zu CerboGX entfernt. Dieses kann fuer den US3000C nicht benutzt werden.
Schritt 3: CAN-Kabel (Eigenbau siehe unten) US3000C zu CerboGX verbunden.
Schritt 4: Haupt-Gleichstromkabel (Pylontech<->Multiplus-II) von US2000B getrennt und auf US3000C gesteckt.
Schritt 5: US3000C zum Testen eingeschaltet (Powerswitch auf 1 (ON) dann SW >= 0,5 s). Run-LED blinkt und CerboGX startet und zeigt sofort die neue Batterie (74Ah) an.
Schritt 6: US3000C wieder ausgeschaltet (SW >= 0,5 s; alle LEDs leuchten; dann loslassen; Powerswitch auf 0 (OFF))
Schritt 7: Link-Kabel in Linkport 1 des US3000C und Linkport 0 des US2000B gesteckt. US3000C muss laut Handbuch (Tabelle Seite 5) der Master sein. Linktport 0 des Master bleibt unbenutzt.
Schritt 8: US3000C zum Testen eingeschaltet (Powerswitch bei US3000C und US2000B auf 1 (ON) dann SW am US3000C >= 0,5 s). Run-LED US3000C blinkt, US2000B geht kurze Zeit spaeter auch an und CerboGX startet und zeigt sofort beide Batterien (124Ah) an.
Schritt 9: US3000C wieder ausgeschaltet (SW >= 0,5 s; alle LEDs leuchten; dann loslassen; Powerswitch auf 0 (OFF))
Schritt 10: Die DC-Kabel (4AWG Powercables) angeschlossen.
Schritt 11: US3000C zum Testen eingeschaltet (Powerswitch bei US3000C und US2000B auf 1 (ON) dann SW am US3000C >= 0,5 s). Run-LED US3000C blinkt, US2000B geht kurze Zeit spaeter auch an und CerboGX startet.
Schritt 12: Messen des Ausgleichsstromes. US3000C SOC 35%, US2000B 15% -> Ausgleichsstrom 3,5 A
Operation Manual
Warnungen
Auf Seite 2 des Handbuches sind die sogenannten "Safety Precautions" (Kapitel 2) aufgelistet. Oft vermutet man dort wohl so was wie "Man soll beim Autofahren die Bremse nicht mit dem Gaspedal verwechseln" oder "Man soll den Schnellkochtopf erst öffnen, wenn er nicht mehr unter Druck steht". Hier haben sich unter die Reminder (Mahnungen) und Warnings (Warnungen) zwar auch solche Phrasen gemischt, es sind aber auch nützliche Hinweise zu finden:
Eine Batterie die längere Zeit nicht genutzt wird, muss alle 6 Monate geladen werden und sollte nicht unter einen Ladezustand (SOC) unter 90% fallen!
Wurde eine Batterie vollstaendig entladen, muss sie innerhalb von 12 Stunden wieder geladen werden.
Bei Wartungsarbeiten sind die Kabel zu entfernen.
Die Batterie darf nicht außen betrieben werden, ...
Gerade der letzte Punkt ist für mich ein Thema. Ich beabsichtige ein Rack 10 kWh außen im Carport zu betreiben. Die Parameter geben diesbezüglich folgende Grenzen vor.
Lagertemperatur (ausgeschaltet): -20°C bis 60°C Arbeitstemperatur Laden: 0°C bis 50°C Arbeitstemperatur Entladen: -10°C bis 50°C
Sonnengeschuetzt (im Schatten) sollte die maximale zulaessige Temperatur von 50°C kein Problem sein. Allerdings wird es im Winterbetrieb ohne entsprechende Einhausung und Heizung nicht klappen, aber dazu spaeter mehr.
Das eingebaute BMS (Battery Management System) ist fuer 48V Gleichstrom ausgelegt, mehrere Batterien duerfen nicht in Serie betrieben werden.
Die Batterie muss geerdet werden und der Erdungswiderstand muss kleiner als 0,1 Ohm sein.
Der Hinweis "in case of fire" ist irrefuehrend. Man soll einen Pulverloescher benutzen und keinen Fluessigkeitsloescher. Hier werden ausdruecklich Fluessigkeits-/Gel- Loescher empfohlen. Es ist eine gute Idee fuer alle Faelle einen geeigneten Loescher griffbereit zu haben.
Features
- Eingebaute Softstart-Funktion. Damit werden Einschaltstromspitzen vermieden.
- Zweifach aktiver Schutz auf BMS Ebene ????
- Automatische Adresszuweisung bei MultiGroupSystemen
- Unterstuetzt Wakeup(?) mit einem Spannungspegel zwischen 5 und 12 V vom RJ45 Anschluss
- Unterstuetzt ein Upgrade der Batterie vom uebergeordneten Controller ueber CAN oder RS485
- Erlaubt 95% Tiefenentladung, sofern der Inverter (Wechselrichter) den vollen Umfang des Pylontech-Protokolls unterstutzt.
- Das BMS (Battery Management System) besitzt Schutzfunktionen fuer Ueberladung, Ueberentladung, Ueberstrom und Temperatur.
- Das System handhabt das Laden und Entladen automatisch und hat einen eingebauten Zellen-Balancer.
- Der angepasste (geregelte?) Selbstkühlsystem Modus reduziert das Systemgeraeusch.
...
Parallelschaltung
Master Batterie (erste in der Serie (Parallelschaltung)) US3000C/US2000C Slave (Nr. 2 bis 8) US3000C/US2000C/US3000/US2000 Slave (Nr. 9 bis 16) US3000C/US2000C
Also scheint die BMS-Firmware der C-Version erweitert worden zu sein, so dass die "Fuehrung" eine C-Variante uebernehmen muss und auch die Slaves ueber Nr. 8 hinaus C-Varianten sein muessen.
Daten
PYLONTECH US3000C Technologie Lithium-Eisenphosphat (LiFePo4) Nennspannung 48V Nennkapazität 74 Ah / 3552 Wh Nutzbare Kapazität (95% DoD) 70,3Ah / 3374,4 Wh (74Ah-5%) Entladespannungsbereich 44,5 ... 53,5 V Ladespannungsbereich 52,5 ... 53,5 V Maximaler Lade-/Entladestrom 74-89 A @ 60s. Spitzen Lade-/Entladestrom 90-200 A @ 15s. Empf. Dauer Entladestrom 37 A (0.5C) Empf. Dauer Ladestrom 25 A (0.5C) Kommunikation RS485, CAN Gewicht 32 kg Abmessungen 442 x 420 x 132 mm Schutzart IP20 Temperaturbereich bei Ladung +0... +50°C Temperaturbereich bei Entladung -10... +50°C Temperaturbereich bei Lagerung -20... +60°C Lebensdauer über 15 Jahre Zyklenlebensdauer über 6000 bei 25°C BMS / Überwachung integriert in jedem Modul Garantie 10 Jahre Garantie Zertifizierung TüV / CE / UN38.8 Abmessungen（mm） 440*410*89
Das bedeutet, dass im Gehaeuse 15 Einzelzellen in Serie/Reihe geschaltet sind. 15 Zellen zu je 3,2 Volt Nennspannung ergeben 48 Volt Gesamtnennspannung. Wenn jede Batterie wie angegeben 74 Ah an Kapazitaet pro Zelle besitzt ergibt sich die Gesamtkapaztaet zu (3,2 V * 74 Ah * 15 Stueck) zu 3552 Wh. Bei der US2000(c) (3,2 V * 50 Ah * 15 Stueck) zu 2400 Wh. 15 Zellen sind insofern unguenstig, da sie sich nicht mit "16ern" parallel betreiben lassen. Den Grund fuer 15 Zellen wuerde ich im Preis vermuten. So kann man Batterien aehnlicher Kapazitaet guenstiger anbieten. Beim Selbstbau (DiY) wuerde ich 16ern bevorzugen, nicht zuletzt da beim Ali oft 16er-Zellenpakete angeboten werden.
Bei einer Batteriekapazitaet von 74 Ah ergibt sich C zu 74 A. Somit sind 0.1C = 7,4 A, 0.5C = 37 A und 2C = 148 A wie oben benutzt.
Anschluesse, Schalter und LEDs
POWER
PowerSwitch: Hauptschalter zum Ein-/Ausschalten des BMS. Das BMS geht beim Einschalten in Standby. Es liegt keine Spannung an den Batterieanschluessen. Die ON/OFF LED (gruen) wurde beim US3000C eingespart.
SW
Der Startknopf muss fuer mehr als 0,5 Sekunden gedrueckt werden, damit das BMS startet. Danach liegt die Batteriespannung an den Batteriepolen.
RUN
ALM
SOC
6 gruene LEDs zeigen den aktuellen Ladezustand. Die genauen Werte muss ich noch herausfinden. Z.B. bei einem Ladezustand von 8% sind alle LEDs aus, 27% LED1 leuchtet LED2 blinkt, 37%-41% LED1/2 leuchten LED3 blinkt
ADD
ADD Switches. Was ADD bedeutet habe ich noch nicht herausgefunden. Das Maeuseklavier (DIP-Switches) hat 4 Schalter. DIP 1 ist zum Einstellen der Baudrate des RS485-Ports. Es kann zwischen 1:9600 und 0:115200 gewechselt werden. Bei Wechsel Neustart erforderlich.
DIP2 (ACHTUNG zu US2000 geaenderte Bedeutung!)
DIP3-4 reserviert
CONSOLE
Der ConsolePort ist eine RJ11 Port mit RS232-Protokoll. Der ConsolePort des US3000C ist eine RJ45 Port.
| Pinbelegung RJ45 ConsolePort RS232 | |
|---|---|
| Nr | RS232 Pin |
| 1 | NC |
| 2 | NC |
| 3 | TXD |
| 4 | +5 V bis 12 V Schaltsignal zum Starten (>= 0,5 s, 5 bis 15 mA) noch nicht getestet |
| 5 | GND fuer Schaltsignal |
| 6 | RXD |
| 7 | NC |
| 8 | GND |
Eine Vielzahl von Seiten beschaeftigt sich mit dem Auslesen des Consolenports. Allerdings konnte ich noch nicht testen, ob es beim Ansprechen ueber die Konsole unterschiede zwischen US2000 und US3000(C) gibt.
CAN
Dient zu Verbinden mit einem LV-Hub, einem Inverter (Wechselrichter) oder einer uebergeordneten Batterie
NB: Bei dem LV-Hub steht das LV fuer Low Voltage
Kabel
Für Pylontech C-Typen:
| Funktion | VE.Can Seite | Batterieseite |
|---|---|---|
| GND | Pin 3 | Pin 6 |
| CAN-L | Pin 8 | Pin 5 |
| CAN-H | Pin 7 | Pin 4 |
Für Pylontech B-Typen:
| Funktion | VE.Can Seite | Batterieseite |
|---|---|---|
| GND | Pin 3 | Pin 2 |
| CAN-L | Pin 8 | Pin 5 |
| CAN-H | Pin 7 | Pin 4 |
Am besten nur die 3, bzw. 2 Pins belegen. In u. g. Artikel wird von Masseproblemen berichtet. Diese koennten durch die 3-Pin-Varianten verursacht werden. Auf alle Faelle ist somit sichergestellt, dass das TypA-Kabel fuer den US3000C die Pins1-3 nicht angeschlossen sind.
Sehr gute Seite zum Herstellen des CAN-Kabels.
RS485
Link Port 0
Link Port 1
Dry Contact Terminal
Power Terminals
TODO
Installation
FÜR EINE ORDNUNGSGEMÄSSE TEMPERATURKOMPENSATION MUESSEN DIE UMGEBUNGSBEDINGUNGEN FÜR LADEGERÄT UND AKKU INNERHALB VON 5°C SEIN, ANSONSTEN IST das OPTIONALE SMART BATTERY DONGLE ZU BENUTZEN.
Erdung
Kapitel 5.3
Erdungskabel müssen gelb-grüne Kabel mit 10 AWG (> 5,26 mm²) oder höher sein. Nach Verbindung, der Widerstand vom Batterieerdungspunkt zum Masseanschluss der Raumpunkt oder der installierte Ort muss kleiner als 0,1 Ω sein. 1) basierend auf Metall direkte Berührung zwischen den Modulen Oberfläche und Oberfläche des Racks. Wenn Sie ein lackiertes Rack verwenden, ist die entsprechender Stelle muss der Lack entfernt werden. 2) Installieren Sie ein Erdungskabel an der Erdungsstelle des Module.
Allgemein Erdung von PV-Anlagen.