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Stromspeicherung mit Blei und LiFe(Y)PO4

Akkus werden gut warm gehalen!

Zwei DETA DG 80 Gel Akkus versorgten das Wohnmobil mit Strom bis zum 14.01.2014.

Daten des Herstellers

für DETA DG 80

Nennspannung: 12V

Kapazität C20: 80Ah

Kapazität C100: 90Ah

700 Zyklen (60-%ige Entladetiefe) 40% entnommen

Abmaße (LxBxH): 353x175x190mm

Gewicht: 27kg je Akku!

Ladegerätespannung

14,1 bis 14,4 V

Solarpanelspannung 14,2 V konstant

LiFeYPO4 Akku 60 Ah

Die 4 x 60 Ah LiFeYPO4 Akkus werden die Gel-Akkus bis zum Ableben unterstützen.

Preis: 450 € für 60 Ah, entspricht ca. 90 Ah eines Bleiakku bei 100% oder 2 Stück bei 50% Entnahme. Gewicht 8,5 Kg

LiFeYPo4 Spannung

Die Spannung der LiFeYPO4 Akkus pendelt zwischen 14,4 am Tag und 13,2 V nachts, mit Solar, Lichtmaschine, Moppel und Landstrom. Für den Spannungsausgleich sorgen 4 Balancer & Zubehör.

Zur Überwachung reicht z.Z. der CellLog 8S.

Der Kältetest bei -17°C hat eine max. Ladespannung für die LFP von 14,8 V.

Ich wollte wissen, ob die EV-Balancer mit nur 0,8 A bei 14,8 V Probleme bekommen. NEIN! Alles OK.

Die Spannung steigt beim Laden über 14,6 V schnell an. Balancebetriebsstrom 1 mA (~ 3-5 mA bei 3,3 V).

Die Zelle, die zu erst 4 V erreicht, schalten den Ladestrom aus (grüne LED ist aus).

In den letzten 2 Tagen hat die Solaranlage ca. 110 Ah nachgeladen. Das ist der Strom , der in den 4 autarken Nächten verbraucht und durch Lichtmaschine und Solar nicht nachgeladen wurde.

Gestern lag die Spannung um 16.00 Uhr bei 14,2 V und sank nach 90 min auf 13,7 V.

5 Ah war der Tagesertrag, ob ihn die Balancer verbraucht haben, konnte ich nicht kontrollieren.

Heute hatten die Akkus 14,4 V, voll und kaum noch Stromaufnahme. Mit einbrechender Dunkelheit fällt die Spannung unter 13,8 V und dann auf die Leerlaufspannung von 13,2 V.

Link

„Die längste Lebensdauer erreicht man für Zellen, die mit niedrigen Stromspitzen und in einem schmalen Bereich des SOC (State of Charge ist ein Kennwert für den Ladezustand von Akkus. Der SOC-Wert kennzeichnet die noch verfügbare Kapazität eines Akkus im Verhältnis zum Nominalwert.) genutzt werden.

Darüber hinaus beeinträchtigen hohe Ladeströme die Lebensdauer sehr stark.

Im Gegensatz dazu hat eine mäßige Temperaturerhöhung nicht zu einer kürzeren Lebensdauer geführt.“.

Volle Akkus 14,4 V

Die Balancer gleichen die Spannung der einzelnen Zellen an.

 

Da die Gesammtspannung nie größer als 14,7 V ist (das sind kalte Tage im Winter, ohne dass das Womo beheizt wird), kann ein Überladen einer einzelnen Zelle praktisch nicht erfolgen. Dazu bräuchte man eine Zellspannungsdifferenz von mehreren zehntel Volt. Dennoch habe ich ein Trennrelais zur Sicherheit mit verschalten.

4 x 60 Ah LiFeYPO4 Akku

4 x Balancer CM60

1 x CellLog 8S

USB Kabel für Logdaten vom CellLog 8S

1 x mini Vorschaltrelais 1x Relais 160A

1 x Masseschalter

1 x Sicherung 150 A

Kabel und Ösen

Der Junsi CellLog 8S trennt per Relais bei

> 14,7 V bzw. < 12,0 V Packspannung oder DV 200mV oder > 4,0 V bzw < 3,0 V einer Zelle die LiFeYPO4 Akkus von den Gel-Akkus oder man trennt manuell über den Masseschalter.

Den Batteriewächter Victron Battery Protect BP200 konnte ich günstig ersteigern.

Dieser ersetzt den Junsi und das Trennrelais. Die Abschalung bei Über- oder Unterspannung erfolgt jetzt bei 13,8 V bzw. 11,5 V.

Spanungsbereich der Lipos

Die Idealespannung (grün ca. 13,2 V) passt genau zur den Verbrauchern im Wohnmobil. Zwischen 3,65 V und 4.00 V nehmen die Zellen nur noch ca. 3% mehr Energie auf, aber die Lebenserwartung fällt rapide.

Balancer

Die Balancer mit nur 0,8 A Shunt reichen völlig aus, so lange die Differen der Zellspannung klein genug (< 100mV) ist und keine Ladetechnik bis 16 V verwendet wird.

Die Zyklenanzahl der LiFeYPO4-Akkus muß erst noch bewiesen werden. Quelle www.balqon.com

Yttrium

Das Yttrium im Akku soll geringere Leitfähigkeit und verbessern zyklische Leistung sorgen.

Der Moppel EX500 von Honda

Unser Moppel, 400W pro Stunde, sparsam und "leise"

(max. 0,75 Liter Benzin bis zu 4 Stunden).

Gel-Akku mit Wasserverlust nach nur 15 Monaten

Die "wartungsfreien" Gel-Akkus waren nach 15 Monaten ausgetrocknet, nur durch Nachfüllen von destillierten Wasser laufen sie heute noch.

Balnacer zum manuellen ausglechen der Zellen

Ich balanciere den 20 Ah LiFePO4 Akku mit diesem Teil, für kleine Ströme völlig ausreichend.

20 Ah LiFePO4 Akku

Der 20 Ah LiFePO4 A123-Akku ist mit einem BMS/PCB/PCM Lifepo4 4S 15A ausgestattet.

15 A BMS

Auf der Rückseite des 20 Ah Li-Akkus ist eine BMS/PCB/PCM Lifepo4 4S 15A Platine, für ca. 15€, mit verbaut.

Die Lade- und Entlademöglichkeiten wird nicht genutzt.

Neuer Gelakku ES990 trocken

So sieht ein Exide Equipment Gel-Akku ES900 80Ah nach 4 Wochen Nutzung aus. Man sieht die Trockenrisse im Elektrolyt. Zum Glück haben wir rechtzeitig destilliertes Wasser nachgefüllt. Es waren ca. 400ml, die fehlten.

CBE Ladegerät CB-516

CBE Ladegerät CB-516 schaltet nach 8 Stunden runter auf 13,8 V, obwohl die Akkus mindesten 12 Stunden lang bei 14,1 V geladen werden müssen.

Das Aufladesystem arbeitet in 4 Zyklen:

1. Aufladen der Batterie mit Strommaximum bis zum Erreichen der Ladeschlussspannung.

Die wird nur erreicht, wenn die Batterie richtig funktioniert.

2. Wenn die Ladeschlussspannung erreicht ist, lädt das Batterieladegerät 90 Minuten lang weiter 14,1 V

(Nass-Batterie) oder 8 Stunden 14,3 V (Gel-Batterie), bei konstanter Spannung.

3. Erhaltungsladespannung von 13,8V (Gel-Batterie) oder 13,5V (Nass-Batterie), bei konstanter Spannung.

4. Nach 10 Stunden geht das Batterieladegerät in die Erhaltungsladespannung über und beginnt erst wieder aufzuladen, wenn die Spannung der Batterie unter 13V sinkt.

So sollte es sein:

Die richtige Ladetechnik

Kennlinie IU oder IUoU1, d.h. „I“-Phase mit mindestens 1/10 der Batteriekapazität als Ladestrom (z.B. 8 A bei DG 80).

Nach Erreichen der Ladespannung von 14,1–14,4 V erfolgt die Umschaltung auf die „U“-Phase (Hauptladephase) von 14,1–14,4 V. Die gesamte Ladezeit muss mindestens 12 Stunden betragen, auch wenn die Batterie nur wenig entladen worden ist. Danach kann das Ladegerät abgeschaltet werden (=IU-Kennlinie) oder auf Erhaltungsladen umschalten (IUoU1).

Das bedeutet, der Akku muß bei täglichem Gebrauch, 12 Stunden mit 14,1 bis 14,4 V geladen werden!

Stromverbräuche pro Stunde:

Abzugshaube 0,4 A

Autoradio ca. 1,3 A

Badbeleuchtung 0,4 A

Deckenlüfter im Bad 2,0 A

Dieselheizung ca. 10,0 A, beim Start bis 20 A

Zusatzwärmetauscher, Lüfter 2,0 A

EBL 0,1 bis 0,4 Ah stand-by

Gasheizung ca. 1,0 A

Küchen LEDs 0,3 A

Kühlschrank 15,0 A

Kühlschrankinbetriebnahme (innen 7°C bzw. -11°C) mit Solarstrom, Verbrauch ca. 2500 Wh im Sommer bei 32°C

LED/SMD Spot je Birne ca. 0,2 A

Staubsauger 46 A für ca. 10min

Toaster 70 A für x min

Truma Wärmetauscher 15 A für bis zu 6 Stunden

Wechselrichter 1000 W stand by ca. 1,5 A

Wechselrichter 150 W stand by ca. 0,2 A

Wasserpumpe 2,6 A

Sog 0,1 A

Der Tagesverbrauch liegt zwischen 35 - 60 Ah (Winter) und 70 - 350 Ah (Im Sommer mit Trumawärmetauscher und Kühlschrank auf 12 V)

Spannung

Ladung

vom Gel-Akku

> 12,8 V

100%

12,55 V

75%

12,30 V

50%

12,20 V

25%

< 12,0 V

0%

Das "Leben" unser beiden Gelakkus und der LiFeYPO4 zur Unterstützung

  • Start April 2010
  • Herstellerdatum und Lagerung bis dahin unbekannt
  • Erste Anzeichen von Schwäche im Winter 2011
  • Grund zu wenig Wasser
  • Ursache falsche Ladetechnik und Solaranlage ohne Temperatursensor
  • Destilliertes Wasser nachgefüllt, neue Solarladetechnik mit Temperatursensor eingebaut
  • Von da an regelmäßig Wasser kontrolliert und nachgefüllt
  • 2x tiefenentladen, Sommer 2012 und 2013 bis auf 9,7 V?
  • Entladen im Normalbetrieb bis 12,2 - 12,4 V
  • Bis heute 5/2014 haben die Akkus über 500 Zyklen, bei Entladetiefen von 40 bis 80% erreicht
  • Seit dem 15.01.2014 Akkukapazität um 60 Ah mit LiFeYPO4 Akkus erweitert
  • Lebenserwartung der parallel geschaltenen Gelakkus sollte sich dadurch um ein Vielfaches erhöhen.
  • Da Sulfatierung hauptsächlich entsteht durch unvollständige Ladung oder lange Pausen vor der vollständigen Ladung.
  • Systemspannung liegt jetzt bei ca. 13,1 bis 13,3 V
  • Bei LiFeYPO4 bleibt die Spannung lange bei ca 13,2 V, das sind ca 20% - 80% der Gesammtkapazität im gleichen Spannungsniveau
  • Fällt die Spannung unter 13,0 V wird die Kapazität der Gelakkus mit verbraucht und die LiFeYPO4 verbrauchen ihre letzten 10%
  • bei 12 V schaltet die LiFeYPO4 ab und der Gel-Akku gibt sein Letztes.
  • 11.01.2015 ein "mobiler" 20 Ah LiFePO4 Akku wurde eingebau. Dieser kann bei Bedarf auch für ander Zwecke verwendet werden, z.B. für Zelttouren.
  • 21.01.2015 die alten Gelakkus (ca. 600 Zyklen) wurden durch einen neuen Gelakku Exide Equipment Gel ES900 80Ah ersetzt. Er dient weiterhin als LVP für die Li-Akkus.
  • 01.08.2016 seit heute schützt der Victron Energy BP-200i die Li-Akkus vor Über- oder Unterspannung.
  • 06.04.2017 ein weiter echter mobiler LiFePO4 mit 22 Ah ist dazu gekommen. Diesen können wir wirklich für den Zelturlaub nutzen und sonst außerhalb des Womos.

22 Ah LiFePO4 Akku mit 230 V Ladegerät

  • Ladewirkungsgrad, diesen Punkt hatte ich nur vermutet und auch nachgelesen. Li-Akkus sind da ca. 20% besser als Blei, gerade beim laden im oberen Spannungsbereich.

 

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