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Thema: Basiswissen LiFePO4 Akkus

  1. #1
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    Standard Basiswissen LiFePO4 Akkus

    LiFePo4 Akkus werden wegen des geringeren Gewichtes und der Leistungsfähigkeit immer beliebter.

    Ein paar Dinge gibt es zu beachten wenn man damit länger Freude haben will:

    Spannungsbereich: für den 12V Bereich werden 4 Zellen zusammengeschlossen.
    typischer Spannungsbereich je Zelle: 2.5V bis 3.6V, dh in Summe 10V bis 14.4V.

    Aber das sind die Extremwerte, so richtig fühlt sich der Akku zwischen 13V und 13.3V.
    Unter 12V Leerlaufspannung ist der Akku praktisch leer.
    Die Ladeendspannung ist zwar 14.4V, aber die Spannung fällt nach Ladeende gleich auf 13.3V ab.
    Deswegen darf man den Akku nicht mit 14.4V dauerladen, das schädigt den Akku.

    Der Spannungsverlauf ist recht konstant, daher ist es schwer eine Korrelation zwischen Spannung und Ladezustand herzustellen, so gibt es zwischen 13.3V = voll und 13V = fast leer nur eine kleine Differenz.
    LiFePO4 können normalerweise einen Strom von 3C liefern und locker mit 1C geladen werden. (1C = Kapazität, eine 20Ah Zelle kann 60A Dauer liefern oder mit 20A geladen werden)

    Was soll man vermeiden:

    • 100% Vollladung und Tiefentladung, beides reduziert die Lebensdauer. Nur 0.1V unter der Ladeendspannung kann die Lebensdauer schon enorm erhöhen (gilt auch für LiIon)
    • Überladen: LiFePo4 ist recht gutmütig, aber Lebensdauer oder Kapazität sind schnell weg. Damit der Akku zu brennen anfängt muss man sich schon anstrengen (viele A Ladestrom anlegen) Dann kann man ihn aber auch nicht mehr löschen.
    • Temperaturen über 40°C reduzieren die Lebensdauer.
    • Nach totaler Tiefentladung wieder aufladen. Wenn eine Zelle 0V hat, würde ich nicht mehr laden. Da kann es zu internen Kurzschlüssen kommen. Die können wegschmelzen und kein Problem verursachen, oder sich dann bei vollem Akku bemerkbar machen und zum Problem werden,
    • Aufladen unter 0°C: sollte man nicht machen. Gefahr von dauerhafter Beschädigung



    Was die Lebensdauer erhöht:

    • Bereich von 10% bis 90% der Kapazität nutzen
    • Balancer einbauen die im Fall einer Zelldrift die Zellspannungen angleichen. Darauf achten das die bei 3.6V einsetzen, und nicht wie so viele erst bei 3.8V.
    • Tiefentladeschutz ist auch hilfreich. Diesen aber auf mindestens 12V einstellen.
    • Am Besten ist natürlich eine Einzelzellenüberwachung, aber eine einzelne defekte Zelle macht sich auch so schnell mit geringerer Leistung des Akkupacks bemerkbar


    Fazit: Komponenten wie Solarlader oder Tiefentladeschutz von Bleiakkus kann man nur bedingt für LiFePo4 übernehmen.
    Dethleffs Bolero 530V Bj95, Grand C4 Picasso BlueHDI 150 Automatik

  2. #2
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    Danke für diese Info.

    Da meine zwei Aufbaubatterien (Exide Gel) heuer 8 Jahre alt werden und demnächst wahrscheinlich ausgetauscht werden müssen, überlege ich den Umstieg auf LiFePo.
    lg
    Berghamer

  3. #3
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    Am Besten LIFEYPO4 nehmen, die kannst Du auch unter 0Grad laden.


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  4. #4
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    Zur Ergänzung:

    Tiefentladeschutz ist sehr wichtig, und zwar nicht über die Gesamtspannung, sondern über die Einzelzellen, weil es passieren kann, dass bei 11,8 V eine Zelle schon unter der kritischen Spannung ist, der Tiefentladeschutz der Gesamtspannung aber noch nicht anspricht.

    Tiefentladeschutz für Blei-Akkus, wie ihn die EBL oft hergeben, ist daher nicht ausreichend.

    Von den Ladegeräten her kann man so ziemlich auf die verbauten und herkömmlichen zurückgreifen, 14,4 V können alle, es geht nur darum, diese Ladeschlussspannung zeitlich zu begrenzen. Da gibt es kreative Lösungen.

    Die Überwachung der einzelnen Zellen ist also unerlässlich, so man länger mit der doch sehr teuren Batterie Freude haben möchte. Ebenso das verlässliche Abwerfen der Last bei Unterspannung und das Trennen von Ladegeräten bei Überspannung. Das muss mit Hochstromrelais realisiert werden. Es gibt dazu einige Schaltungen und hier ist der Kreativität ebenfalls keine Grenze gesetzt.

    Es gibt fertige Akkus mit und ohne BMS (Batterie-Management-System), Finger weg, von Akkus ohne BMS, ich ginge sogar soweit, von fertigen Akkus abzuraten, bei denen unklar ist, welches BMS verbaut ist.

    Ich habe schon irgendwo geschrieben, ein sehr komplexes Thema, mit dem man sich intensiv befassen sollte, wenn man selbst die Teile zusammensucht, oder man nimmt doch viel Geld in die Hand, um es sich zusammenstellen und einbauen zu lassen.

  5. #5
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    Zitat Zitat von thoreau Beitrag anzeigen
    es geht nur darum, diese Ladeschlussspannung zeitlich zu begrenzen.
    Genau das ist falsch. Wenn begrenzen, dann über Strom und Spannungsmessung.
    14.4V und Ladestrom unter 1/10 des ursprünglichen Ladestromes, dann abschalten und nicht dauerladen. Wobei das schwer mit Solaranlagen umzusetzen ist, da hier der Ladestrom mit jeder Wolke anders ist.
    Da ist es einfacher bei erreichen der 14.4V gleich abzuschalten.

    Und für die Lebensdauer ist es besser wenn man erst gar nicht auf die 14.4V geht, sondern nur auf 14V. Dann kommt man von 1000 Zyklen in Richtung 3-4000.
    Und spätestens bei 12V wegen Unterspannung abschaltet.

    Kostet ca 10 % nutzbarer Kapazität, dankt mit Lebensdauer.

    (Das erklärt auch warum ein Handyakku nur 2-3 Jahre hält, und ein Akku fürs E-Auto aber 10 Jahre. Die einen nutzen die Extremwerte aus, die anderen nicht)


    Zitat Zitat von thoreau Beitrag anzeigen
    Es gibt fertige Akkus mit und ohne BMS (Batterie-Management-System), Finger weg, von Akkus ohne BMS, ich ginge sogar soweit, von fertigen Akkus abzuraten, bei denen unklar ist, welches BMS verbaut ist.
    Ein eingebautes BMS ist besser als nichts.
    Aber wie oben erwähnt, die haben zu 99% die Grenzwerte zu hoch eingestellt.

    Wenn die erst bei 2.5V Zellenspannung abschalten ist die Zelle schon fast hinüber, eine Vorschädigung wahrscheinlich.
    Ebenso bei 3.8V Überspannung. Ist schon zu hoch. Der Akku brennt nicht wie das bei LiPo und Überspannung passieren würde, die Chemie mag das aber trotzdem nicht und verschleisst. Die Kapazität nimmt dann jedesmal ein bisschen ab.

    Zitat Zitat von thoreau Beitrag anzeigen
    dass bei 11,8 V eine Zelle schon unter der kritischen Spannung ist
    Wenn man meine Regeln anwendet und so ein Ergebnis bekommt, bedeutet dass, das die Zelle mit der kritischen Spannung (2.5V) eigentlich schon defekt ist.


    Am einfachsten zu laden sind LiIon, die haben nicht den blöden Knick am Ende der Ladekurve wie LiFePo4. Aber die passen vom Spannungsbereich (12V-16V) schwer zum 12V Bordnetz.
    Natürlich könnte man die auch nur bis 14.4V laden, verliert aber 25% der Kapazität und das ist ein teurer Spaß.
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  6. #6
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    Wir wollen da jetzt nicht wirklich einen Glaubenskrieg anzetteln, oder? Die Leut kennen sich dann nämlich nicht mehr aus. Aber nur so nebenbei erwähnt liegt die Ladeschlussspannung bei Winstonzellen bei 3,65 V, also 14,6 V gesamt. wenn ich also kurz 14,4 V nehme und dann auf Float von 13,6 V gehe, sind die Zellen nicht voll geladen und bewegen sich absolut im grünen Bereich. Victron- und Votronic-Solarregler lassen sich auf 14,2 V begrenzen, was zugegebenermaßen noch besser ist. Und natürlich wäre es dann gut, den Akku von den Ladegeräten (Booster, Solar) zu trennen, weshalb auch ein Batteriecomputer notwendig ist.

    Vollladungen in gewissen Zeitabständen werden sich nicht vermeiden lassen, weil sonst jeder Batteriecomputer maximal zu einem Schätzeisen verkommt, der eine früher, der andere später, je nach verwendetem Shunt.

    Den Hinweis mit deiner Regel über die Gesamtspannung verstehe ich nicht, weil bei 11,8 V und balancierten Zellen der Akku noch absolut im grünen Bereich ist und Leistung liefert. Bei Kälte geht es sogar bis 11,2 V bei Belastung runter, was aber nicht bedeuten muss, dass der Akku leer ist. Es ist daher wichtig, dass ein Unterspannungsschutz der Zelle da ist, denn wenn eine erheblich driftet und die Balancer nur im mA-Bereich arbeiten können, dann wäre es schon gut, wenn LVP der Zelle anspricht und nicht auf die Gesamtspannung gewartet wird.

    Die Aussage, egal welches BMS, Hauptsache es gibt eines, ist daher nicht zielführend, weil das bei Leistung und/oder dementsprechender Kapazität ins Auge gehen kann.

    Den Rest lass ich jetzt, die Forensoftware spinnt ein bisserl und lässt mich nicht antworten.
    Geändert von thoreau (27.03.2018 um 16:40 Uhr)

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