10 KWh Titansolar Speicher mit Victron Cerbo GX - BMS connection über CAN bus

[martin-ren]

Dieser Artikel dokumentiert die Erfahrung mit dem 10kWh Speicher Akku von Titansolar der über Titan Solar - Spezialist für PV Speichersysteme - auch zum Nachrüsten! – Titan Solar GmbH zu beziehen ist.

Ich bin mit dem Akku und dem Kontakt bei Titansolar sehr zufrieden. Ich habe ihn jetzt 6 Monate im Einsatz. Der Akku hat ein sehr solides Gehäuse mit Wandhalterung. Verbaut ist der Akku in meiner Anlage mit einem Victron Multiplus II 48/5000/70-50 Wechselrichter, einem Victron Cerbo GX Steuergerät und Victron MPPT Trackern. Es kommen 15 Panele von Meyer Burger zum Einsatz und zur Montage wurde das System SOL 50 verwendet.

Alles in allem sehe ich im Titansolar Akku System eine gute Alternative zum Eigenbau oder Eigenimport und eigenständigen Zusammenbau. Es handelt sich um eine deutsche Unternehmung. Die Risiken des Direktimports von Waren aus China, wie hohe Lieferzeiten, defekte Ware oder Montagefehler beim Zusammenbau können so vermieden werden. Meine Nachfragen wurden von Titansolar schnell und zufriedenstellend beantwortet.

Im Folgenden werde ich darauf eingehen, wie ich den Titansolar Akku mit dem Victron Gerät verbunden habe, welche Einstellungen ich im ESS Assistenten vorgenommen habe. Die reale Kapazität des Akku’s liegt bei mir etwa bei 9.8 KWh. Details dazu im Abschnitt Messdaten. Zum Abschluss werde ich noch Stellung nehmen zu einem Youtube Video über den Titansolar Akku.

Ich habe die Unternehmung Titansolar angefragt, ob für Leser des Akkudoktor Forum eine Rabattaktion möglich wäre. Ihr erhaltet mit dem Code THB9RR2F1975 im Titansolar Shop einen einmaligen Rabatt von 200 EUR für die Bestellung von Akku’s ab 10 KWh. Für die 15 KWh Stapelspeicher kann der Gutschein G0GM1SEAGMGX mit einem Rabatt von 400 EUR genutzt werden.

Die Verbindung zwischen Titansolar Akku und Victron

Es ist vorteilhaft, wenn Sie das Victron Cerbo GX Gerät mit dem BMS Ihres Titansolar Akku’s koppeln. Der Victron kann dann den aktuellen Status der Akkubeladung erkennen und entsprechend darauf reagieren. Um den Victron Wechselrichter mit dem Akku zu verbinden kann das Kabel ASS030720018 - VE.Can to CAN-bus BMS type B Cable 1.8m bestellt werden. In dem Zusammenhang ist noch zu erwähnen, dass in meinem Handbuch des Akku’s die Pin-Belegung von CanH (Pin 4 nicht 5) und CanL (Pin 5 nicht 4) falsch dargestellt sind. Mit obigem Kabel konnte ich die Verbindung herstellen. Daraufhin hat das Victron Steuergerät auch einen Akku mit BMS erkannt.

Einrichtung des Akku’s und des ESS Assistenten über die Victron VE Configure Software

Zum Einrichten des Victron gibt es die Software VE Configure 3 von Victron. Auf der Seite Assistant kann der Assistent „ESS (Energy Storage System)“ ausgewählt werden. Auf der ersten Seite ‚Battery System‘ sollte die Einstellung ‚System uses LiFeFo4 with other Type BMS‘ gewählt werden. Auf Seite 2 ‚Battery capacity‘ beträgt die Einstellung bei einem 10 KWh Akku 200 Ah. Nominell werden 50 V angenommen. Auf Seite 3 können die Einstellung von VE configure auf den neuen Batterietyp angepasst werden. Das ist ratsam. Seite 4 ‚Sustain Voltage‘ sollte auf 43,5 V eingestellt werden. Auf Seite 5, Dynamic Cutoff wurden die Werte 45,0 V, 44,5 V, 44,0 V, 43,5 V eingestellt. ‚Restart Offset‘ = 1,2 V. Bei 43,2 V würde das BMS des Titansolar Akku die Entladung begrenzen. Mit den genannten Einstellungen entlädt der Akku maximal etwa auf 10% (wenn vorher nicht durch PV Strom geladen wird). Um das Netto-Verhalten zu ermitteln wurden die Akku Optimierungen des Victron Inverters abgeschaltet. Es konnte nicht festgestellt werden, ob die Optimierungsschaltung des Victron überhaupt für LiFeFo4 Akku’s geeignet ist.

Über das Victron Portal lassen sind die Einstellungen aus dem Steuergerät herunterladen in eine Datei. Diese wird dann mit einem Doppelklick geöffnet (zuvor ist die genannte Victron Software zu installieren). Die Einstellungen können angeschaut und geändert werden. Beendet man die Software, so wird man gefragt, ob man die Werte speichern möchte. Anschließend kann man die Konfigurationen über das Victron Internet Portal wieder in die Geräte hochladen. Ein MK3-USB-Kabel muss dazu nicht erworben werden.

Messdaten während der Betriebsphase der Akkus

Mit Hilfe des Victron Cerbo GX und dem Victron Portal wurde bei einem durchgängigen Entladezyklus ohne Zwischenladen eine Kapazität von ~8 KWh ermittelt. Bei diesen Messungen wurde der Akku auf 95% geladen und anschließend entladen bis 10% entladen. In der Regel lade ich den Akku nur bis 80%. Bei 10% lädt der Victron den Akku wieder auf bis ein Ladezustand von 30% erreicht ist. Dieses lässt sich verhindern indem man den Ladestrom auf 0 A begrenzt. Die Entladung wird dann bei 10% gestoppt, aber der Akku wird nicht aus dem Netz nachgeladen.

Im Betrieb wurden mehrfach die Spannungsangaben des BMS überprüft, die direkt am Titansolar Akku abgelesen werden können. Die Abweichungen zwischen den Zellen betragen nur 0,002 V, was darauf hindeutet, dass es sich um sehr gut selektierte Zellen handelt.

Mit dem seriellen Kabel DSD TECH SH-RJ12B USB auf RJ12 RJ11 6P4C RS232 Serielles Kabel(Schwarz) und einem Laptop mit USB Schnittstelle konnte ich auch die Verbindung mit dem BMS aufnehmen. Damit war sehr gut sichtbar, wie das BMS immer wieder die Differenzen zwischen den Zellen fast auf 0 regeln kann. Das PACE BMS funktioniert reibungslos. Mein Akku enthielt noch eine ältere Version des BMS. Nach dem Update des BMS hat sich die Kapazität des Akku’s deutlich verbessert, was auch damit zusammenhängen mag, dass ich die Einstellungen im Victron an die BMS Einstellungen angepasst habe. Ich kann jetzt die vorhandene Kapazität deutlich besser nutzen. Siehe dazu auch das Bild des BMS. Die Sprache lässt sich von Chinesisch in Englisch umschalten.

Stellungnahme zum Video über Titansolar Akku’s bei Youtube

Nach der Umstellung auf eine aktuell BMS Version erreicht mein Akku in etwa eine Kapazität von 10 KWh. Die Kapazität von Akku‘s ist außerdem von der Temperatur abhängig. In meinem Keller wird die ideale Temperatur von 20 Grad nur selten erreicht. In der Regel ist es etwas kühler.

Mehrfach wird in dem Video darauf hingewiesen, dass die Zellen nicht dicht an dicht verbaut sind und damit nicht gegeneinander verspannt sind. Der chinesische Hersteller des Akku’s sagt dazu, dass der positive Effekt der gegenseitigen Verspannung von Akkuzellen nicht erwiesen ist. Der wissenschaftliche Artikel: Spiral: The effects of compression on lithium-ion batteries (imperial.ac.uk) bestätigt diese Aussage.

Im Video wird weiterhin bemängelt, dass der Akku nicht physisch mit einem Trennschalter zu trennen ist. Der Akku enthält ein BMS und jedes BMS regelt vollständig den Lade- bzw. Entladestrom. Über diese Elektronik ist auch eine Kurzschlusssicherung implementiert. Auf diesem Wege wird auch der Akku abgeschaltet, wenn der Nutzer den Abschaltknopf betätigt.

Ich habe den Akkuanschluss mit einer Schmelzsicherung abgesichert. Alternativ bietet Titansolar einen externen Trennschalter an. Ich sehe im Vergleich zur Schmelzsicherung keinen wesentlichen Vorteil in einem Sicherungs-Leistungsschalter. Im täglichen Betrieb wird der Schalter nicht benötigt. Im Kurzschlussfall schaltet der BMS Leistungsschalter automatisch ab. Ist der elektronische Leistungsschalter defekt, wird der Akku keinen Strom mehr liefern.

In dem Zusammenhang würde mich interessieren, warum hier im Akkudoktorforum vielfach darauf hingewiesen wird, dass ein Akku eine physische Abschaltung enthalten muss. In welchen Fällen kommt dieser Schalter zur Anwendung? In welchen Fällen soll dieser Schalter zur Anwendung kommen?

[dreamboxer2]

Hallo Martin,

vielen Dank für den ausführlichen Bericht. Cool, dass man das BMS über CAN an den Cerbo koppel kann. Deine Info zum Ader-Dreher in der Doku ist Gold wert. {blackemo}

Und die USB-Anbindung zum FW-Update vom Pace-BMS: Thumb Up.

Für mich ist der Einsatz einer Schmelzdrahtsicherung als Akku- und Kabelschutz ausreichend. Allerdings sollte man dann immer eine Reservesicherung liegen haben.

Interessant wird es meines Erachtens erst, wenn man mehrere Akkus parallel betreibt. Dann kann man mit den Leistungsschaltern einen Akku für Wartungszwecke wegschalten, während der Rest noch weiter in Betrieb bleibt, ohne mit den dicken Kablen rumschrauben zu müssen. Britzelgefahr !

[tt1510]

Hallo Martin,

danke für deinen ausführlichen Bericht. Ich nutze ebenfalls fast das gleiche Setup wie Du, Victron 3P und einen Titan 10kWh stapelbar. Am Anfang lief mein Speicher auch ganz gut, nur hatte ich einen größeren Zelldrift, der aber auch händelbar war, da werksseitig meines Erachtens zu hohe Werte eingestellt sind, die ja nach Aussage vom Herrn Nebel wegen Gründen der Gewährleistung nicht verändert werden dürfen. Nach Anpassungen im ESS lief das dann ganz okay. Bis sich dann irgendwann nachts das BMS abschaltete und nach einigen Stunden wieder einschaltete. Daraufhin wurde mir geraten die neue Firmware...3.00T aufzuspielen. Gesagt, getan und alles schien erstmal gut. Keine Abschaltung in der Nacht, dafür aber dann katastrophale Fehlberechnung den SOC. Der Akku lud bis ca. 85-90% und blieb über einen langen Zeitraum, meist ein bis zwei Stunden trotz Solarertrag aber ohne Nachladung, um dann schlagartig auf 100% zu springen. Der SOC fällt von 95% ohne adäquate Entladung sehr schnell auf Werte von 45-50%. Die Spannung passt auch nicht zum angezeigten SOC. Dafür scheint die Entladung von 35-20% schier endlos zu sein. Wobei ich sagen muss, dass auch die entnommene Leistung nicht der angegebenen Kapazität entspricht. Labortechnisch gemessen habe ich das jedoch nicht.

Ich stehe im regen Austausch mit Herrn Nebel, gerade gestern schrieb er mir eine sehr ausführliche Mail auf meine Fragen hin. Für Titan Solar ist diese Situation natürlich auch nicht zielführend und die Zusammenarbeit mit Delong scheint nicht zufriedenstellend, da angesprochene Probleme nicht im Ansatz gelöst werden können oder wollen. Mehr über den Inhalt der Mail möchte ich jetzt nicht darlegen.

Abschließend meine Frage, welche Firmware Version nutzt du bei dir, denn ich überlege, auf eine stabile Vorgängerversion zurücksetzen zu wollen.

[martin-ren]

@tt1510 Hallo. Ich nutze P1547V300-21382-3.00T-000.bin. Ich lade dir im folgenden einmal ein Beispiel für eine klassische Entladung bei mir herunter. Die grüne Kurve zeigt das zwischenzeitlich etwas PV Strom in den Akku geladen wurde. Ich lade aktuell den Akku nicht voll, sondern in der Nacht nur bis auf 80% auf, Wenn viel Sonne kommen würde, könnte der Akku dann bis 100% voll laden (mit Sonnenstrom). Ich habe auch beobachtet, dass das Verhalten zwischen 80% und 100% in der Anzeige nicht linear verläuft. Der Akku läuft in dem Bereich relativ schnell voll. Ich sehe das nicht als kritisch an. Man soll diesen Akku Typ eh im Standard Fall nur auf 80% laden, damit die Zellen nicht so schnell altern. Wichtig für Dich zu prüfen wäre, in wie weit Dein Akku auch richtig leer läuft. In der Grafik VE Bus DC Voltage And Current siehst du das die Akkuspannung gegen Ende relativ schnell abfallen müsste (bei einem in etwa gleich bleibenden Entladestrom (gelbe Kurve)). Das ist auch das typische Verhalten von LIFEFO4 Zellen und daran kannst du erkennen, dass mein Akku am Ende dann auch wirklich leer wird. Leider stellt sich der Victron Cerbo GX nicht automatisch auf einen LIFEFO4 Akku ein. Anfangs beendete der Cerbo GX die Entladung immer schon bei ca. 51,5 V, so dass der Akku nie leer geladen wurde. Ich habe auch festgestellt, dass im Victron Portal die wirklichen minimalen Werte nie angezeigt werden. Wie beschrieben habe ich den oberen Cutoff Wert im Victron auf 45 Volt gesetzt. Im Victron Portal habe ich 46.5 V als minimalen Wert gesehen. In meiner Grafik siehst du keine übermäßig schnell Reduktion des State of Charge (SoC). im Bereich 70%-30%. Du kann sehen, dass sich mein Stromverbrauch gegen 17:00 erhöhte und daher lief in dem Zeitbereich der SoC auch schneller runter. Wenn du dir einmal die normalen Endladekurven von LiFeFO4 Zellen anschaust, dass wirst du sehen, dass sie sehr lange in einem Spannungsbereich zwischen 3,3 und 3,2 V verbleiben. So wie ich das sehe kompensiert das Pace BMS diese nicht lineare Entladekurve schon sehr gut in seinen SoC Werten. Ich hatte auch den Eindruck, dass es sehr viel besser wurde, als ich den Akku auch auf geringe Entladespannungen runter gefahren habe. Du musst dazu bitte auch bedenken, dass das gezeigte Verhalten auch noch Temperatur Abhängig ist und von Zelle zu Zelle unterschiedlich ausfällt. Berücksichtigt man all diese Gegebenheiten bin ich mit der SoC Anzeige von meinem BMS sehr zufrieden. Nach der Umstellung der BMS Software und dem Reset der Kapazität, wie in der Anleitung von Titansolar beschrieben, hat sich das BMS sehr gut an meinen Akku angepasst. Ich bin zuversichtlich, dass du zusammen mit Titansolar auch noch eine Verbesserung erreichen wirst.

Ich gehe davon aus, dass Titansolar inzwischen das BMS in allen Akku's aktualisiert hat. Wenn der Victron Anwender dafür sorgt, dass die CutOff Werte richtig eingestellt sind, dass sollte auch die SoC Anzeige des BMS gut funktionieren.

Hier meine Bilder aus dem Victron Portal: Spannung und Strom / Der SoC Wert der vom BMS an den Victron gesendet wurde / Die Leistung der PV Anlage

Das Standard Verhalten von LiFePO4 Zellen:

[tt1510]

@martin-ren Hallo Martin, vielen Dank für deine ausführliche Antwort. Ich habe auf Anraten von Titan Solar genau die Firmware installiert, ebenfalls nach deren Vorgaben. Ich betreibe den Akku ja nun seit 8 Monaten und hatte das Problem mit der SOC Anzeige so vor dem Update nicht.

Was ich jetzt aber erstmal probieren werde ist folgendes. Ich werde ihn mal leer fahren und dann wieder aufladen auf 100%, ähnlich wie man es beim Anlernen eines Shunts macht.

Da ich die Parameter im BMS auf gesündere Werte eingestellt habe und auch die Ladeschlussspannung nach unten korrigiert habe, liegt der Zelldrift in normalen Grenzen, die Zellen werden nicht über 3,5 V geladen, auch der Ladestrom ist auf 80 A begrenzt. Unter 3,0 V Entladung gehe ich ebenfalls nicht , also alles in Wohlfühlbereich. Die Speichertemperatur ist bei uns ziemlich konstant, Sommer wie Winter zwischen 18-28°C.

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[martin-ren]

@tt1510 Alles klar. In der Anleitung wird ja entsprechend auch beschrieben, dass man im BMS zunächst die Akku Kapazität quasi resetten muss, indem man sie entsprechend eingibt. Danach einen vollen Ladezyklus auf 100% und danach möglichst komplett leer laden. Es ist richtig. Ich habe mich noch einmal informiert. Die BMS haben in der Regel einen obere Zellspannung als Zielmarke eingestellt. Bei mir scheint die etwa bei 56 V zu liegen. Das nimmt der BMS als 100% an und rechnet dann quasi den SoC Wert durch die Messung von Strom und Spannung herunter (Beim entladen runter und wieder rauf beim beladen). Du musst darauf achten, dass die im Victron eingestellte Spannung niedrig genug ist. Ansonsten kannst du einen größeren Teil der Kapazität nicht nutzen. Ich drücke dir die Daumen und hoffe auf Erfolg.

[steffen2]

Hallo, die Berichte klingen spannend. Ich überlegen den Titan 10kwh Wandspeicher und ein 3000e Multiplus zu nutzen. Aktuell habe ich einen Shelly 3em direkt hinter dem Zähler. Gern brauche das GX device und einen weiteren Zähler dennoch?

[b-grewing]

Hallo Martin,

vielen Dank für diese ausführliche Beschreibung. Ich habe die gleiche Konfiguration. Victron Multiplus mit dem Titan 10kWh Wandspeicher. Im VE Configure habe ich die gleichen Werte wie du eingestellt. Im Großen und Ganzen funktioniert alles. Jedoch ist es bei mir auch so, wie du beschrieben hast: Wenn ich im Cerbo den Wert für Minimum SOC auf 10% stelle, dann fängt der Multiplus an, den Akku aus dem Netz heraus auf 30% zu laden. In der Nacht ist das dann so, dass der Akku wieder auf 10% entlädt und dann wieder auf 30% aufgeladen wird.

Das möchte ich so nicht. Ich möchte, dass der Akku bei 10% stehen bleibt und erst mit dem PV-Überschuss meiner Anlage am nächsten Tag aufgeladen wird.
Bei der Einstellung von Minimum SOC auf 15% funktioniert es, dann wird nicht aus dem Netz auf 30% nachgeladen.

Ich habe ein wenig probiert, habe aber nicht gefunden, wie dieses Aufladen auf 30% verhindert werden kann. Es soll nur nachgeladen werden, falls SOC unter 10% sinkt. Wo kann ich das konfigurieren, an welcher Stelle ist der Ladestrum auf 0 A zu begrenzen?

Kannst du mir einen Tipp geben?

Viele Grüße

Burkhard