Caravan
anhaengerkupplung

Trennung Starter- Aufbaubatterie bei LiFeYPO4-System 1, 2


MountainBiker am 04 Dez 2019 09:56:27

Ich glaube eher, dass die Temperaturkompensation hier (wir haben -3 Grad Celsius) hier die Ladespannung hochregelt!


Stocki333 am 04 Dez 2019 10:13:28

Was ist das für ein Typ von Starterbatterie. Ich glaube, eine Starterbatterie mit ladeendspannung von 14,4 Volt hält weder die 14.9
Volt aus, Und hätte auch erhebliche Probleme miz der Rekupatation und Abschaltung. Auch sind die Ladeströme sehr hoch, weil die LM ja Zeit hat um Abzukühlen. Also volle Ladeleistung bringen kann.
Das geht auf einer Normalen Starterbatterie schon auf die Lebensdauer.
Franz

WomoTechnikService am 04 Dez 2019 10:16:48

NichtPeter hat geschrieben:2.) Die Starterbatterie ist im Zweig zum Anlasser ohne Sicherung (das ist normal). Bei der Bleibatterie ist das auch nicht ohne, aber durch die schlechteren Eigenschaften der Bleibatterie begrenzter. Was passiert bei einem Schluss in diesem Bereich. Vermutlich ein Brand der Li... Starterbatterie.


Habe noch nicht den ganzen Thread gelesen, mache ich nach der Arbeit, aber diese Aussage ist so nicht ganz richtig. Beim aktuellen Fiat Ducato z.B. ist die Leitung zum Anlasser mit einer 500A Sicherung abgesichert, schaut mal auf die Starterbatterie! Eine solche könnte man natürlich auch vor die Lithium schalten.

LG Peter

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andwein am 04 Dez 2019 11:16:25

MountainBiker hat geschrieben:.....nachdem die Temperatur jetzt im "interessanten Bereich" gesunken ist, habe ich heute einen Datenlog meines Euro6-Kfz (Skoda) erstellt, die Ladespannung steigt auf 14,95V an: Das stellt natürlich für die Verwendung von LiFePO4 als Starterbatterie ein Problem, dar!

So ist es!! Temperaturkompensation ist bei Pkws und Womochassis inzwischen Stand der Technik, selbst Fiat macht es inzwischen!
Das 1. Problem ist dass diese Temperaturkompensation inzwischen im Bodycomputer erfolgt und von außen nicht mehr steuerbar ist.
Das 2. Problem ist, dass diese Spannung ohne begrenzenden Ladebooster (ohne Temp. Kompensation) oder das Trenn/Koppelrelais auch an die Lithium Aufbaubatterie weitergereicht wird.
Das Schöne ist, dass diese Spannung, zumindest ohne Booster, für eine schnellere Ladung von Blei Start- und Aufbaubatterie sorgt, was aber durch Zwischenschaltung von I/Uo Ladern ins Gegenteil verkehrt wird. Trotzdem hält sich hartnäckig die These: Mit einem Ladebooster wird grundsätzlich schneller geladen weil ja da im Datenblatt steht: Ladestrom bis zu 50A.
Deshalb: Messen und dann über die weiteren Komponenten entscheiden!!
Gruß Andreas

MountainBiker am 04 Dez 2019 14:48:11

So, ich habe mal gesucht. Es gibt ja nicht so viele Hersteller für die integrierten Multifunktionsregler/ECU. Bei einem Halbleiterhersteller bin ich im Datenblatt des Multifunktionsregler-Chip fündig geworden, auch wenn sich Bosch dazu nicht äußert:

Bild

Hier wird mit der "Set-point voltage" definiert welche "Basisspannung" von der Lima erzeugt wird (kommt über den Datenbus codiert mit 6Bit, gesendet durch den Bodycomputer/ECU)! Das paßt zu meiner Beobachtung - Je nach Batteriewahl ist die Spannung an der Lima-Klemme bei 0 Grad Celsius zwischen 14,7V - 15,4V.

andwein am 04 Dez 2019 16:26:39

Gute Graphik und interessante Info. Verklausuliert steht dies auch bei Ford drin, nur die Info, dass im BodyComputer auch die Batterieart hinterlegt ist, fehlt.
Ford und MB arbeiten mit Batterietypen, die einer AGM 2 ähnlich ist, nämlich Blei/Silber/Calcium (Pb/Ag/Ca). Also dürfte für deren Limas die rote Kennlinie gelten.
Gruß Andreas

MountainBiker am 20 Dez 2019 10:30:56

Hallo,

(Kopie aus einem anderen Thread) hier ein Auszug aus dem WINSTON Manual zur Temperaturverhalten der LiFeYPO4 Zellen:

Bild

interessant an der Stelle, dass die max. Ladespannung sogar ansteigt! Der Ladestrom geringer wird, der Entladestrom aber gleich! Wichtig bei unter -25 Grad hast Du nur 50% nutzbare Kapazität, dannach sinkt die Spannung unter 10V ab!

Balancer würde ich auf jeden Fall einsetzen und zwar mit dem verteilten BMS von EV-Power, über die Daisy-Chain würde ich ein Signalisierung mit einer Warnlampe/Summer realisieren aber keine Trennung, damit hast Du eine Anzeige zu einem Fehlerzustand! Übrigens die Lima regelt nicht zurück aufgrund der Balancer, die 1-2A spürt die gar nicht aufgrund des Eigenbedarfs der Fahrzeugelektronik...

MountainBiker am 01 Jan 2020 13:18:56

Hallo,

ich konnte heute bei MInus 3 Grad Celsius und voller Batterie (vorher vollgeladen) eine weitere Aufzeichnung machen, diesmal am Fiat Ducato x290 Euro 5+. Die Spannung stieg diesmal auf 14,55V (Messung im Sommer waren 14,3V), d.h. es gibt definitiv auch eine Temperaturabhängigkeit der Ladespannung beim Fiat Ducato!

Bild

Die 14,55V sind jetzt noch nicht bedenklich für LiFePO4-Akkus aber es ist abzusehen, dass bei tieferen Temperaturen die Spannung weiter ansteigt! Wie ich dem Manual für Winston entnehmen konnte ist diese Zelle aber auch unempfindlicher bei tiefen Temperaturen hinsichtlich der maximalen Ladespannung, lediglich der Ladestrom muß begrenzt werden auf 1C (wichtig für den Einsatz "kleinerer" Starterbatterien).

andwein am 01 Jan 2020 16:12:26

MountainBiker hat geschrieben: Die Spannung stieg diesmal auf 14,55V (Messung im Sommer waren 14,3V), d.h. es gibt definitiv auch eine Temperaturabhängigkeit der Ladespannung beim Fiat Ducato!....dass bei tieferen Temperaturen die Spannung weiter ansteigt!

Ja, und zwar durch die Temperaturkompensation (10mV pro 1°C Temperaturänderung, ausgehend von +25°C) der Ladespannung.
Gruß Andreas

lowbattery am 01 Jan 2020 18:10:47

andwein hat geschrieben:Ja, und zwar durch die Temperaturkompensation (10mV pro 1°C Temperaturänderung, ausgehend von +25°C) der Ladespannung.

Das wären dann etwa 14,7V bei -20°C. Das würde aber über Trennrelais dann auch der Aufbauakku sehen. Winston-Eigenbauten / Lisunenergy-Bausätze melden sich da erstmal noch nicht, wenn sie die EV-Power Zellmodule verwenden, die erst ab 4V Überspannung signalisieren. Allerdings verbrennen dann die Balancer dauerhaft rund 0,5-1A, oder sehe ich das falsch? --> Link

MountainBiker hat geschrieben:Wie ich dem Manual für Winston entnehmen konnte ist diese Zelle aber auch unempfindlicher bei tiefen Temperaturen hinsichtlich der maximalen Ladespannung, lediglich der Ladestrom muß begrenzt werden auf 1C (wichtig für den Einsatz "kleinerer" Starterbatterien).

Soweit mir bekannt geht man davon aus, dass die Starterbatterie sich durch den hohen Entladestrom beim Startvorgang hinreichend erwärmt, so dass das 1C Limit für das Laden nach dem Starten nicht mehr relevant ist.

Gruß,
Stefan

MountainBiker am 02 Jan 2020 09:05:13

Hallo,

wenn sie die EV-Power Zellmodule verwenden, die erst ab 4V Überspannung signalisieren. Allerdings verbrennen dann die Balancer dauerhaft rund 0,5-1A


Je nach Modul sind auch bis zu 1,5A möglich. Das wären dann ca. 6W pro Zellprint. Das muß man beim Einbau bedenken (Wäremeabfuhr). Bei den tiefen Temperaturen eine gute Heizung! Ein Replacement mit einem Winston-LiFeYPO4 Akku und EV-Power-Balancer ist also prinzipiell möglich.

andwein am 02 Jan 2020 11:16:11

lowbattery hat geschrieben: "Ja, und zwar durch die Temperaturkompensation (10mV pro 1°C Temperaturänderung, ausgehend von +25°C) der Ladespannung."
Das wären dann etwa 14,7V bei -20°C. Gruß, Stefan

Ich weiß jetzt nicht von welcher Spannung du ausgehst, zur Erläuterung meinerseits:
Bei 25°C und 13,8V Ladeschlussspannung werden 14,55V bei -20°C
Bei 25°C und 14,2V Ladeschlussspannung werden 14,65V bei -20°C
Gruß Andreas

MountainBiker am 02 Jan 2020 11:21:55

Hallo,

aufgrund meiner Messung würde ich meinen:

25°C ... 14,3V Ladespannung (+/- 0,05V);
0°C ... 14,55V Ladespannung (+/- 0,05V);
-25°C ... 14,8V Ladespannung (+/- 0,05V);

dann paßt es auch mit den
10mV pro 1°C Temperaturänderung

lowbattery am 02 Jan 2020 11:28:38

Hallo Andreas,
ich war von Montainbikers Messung
MountainBiker hat geschrieben:0°C ... 14,55V Ladespannung (+/- 0,05V)]
und den 10mV/Grad ausgegangen.
Gruß,
Stefan

andwein am 02 Jan 2020 11:46:47

MountainBiker hat geschrieben:Hallo, aufgrund meiner Messung würde ich meinen:
25°C ... 14,3V Ladespannung (+/- 0,05V); 0°C ... 14,55V Ladespannung (+/- 0,05V); -25°C ... 14,8V Ladespannung (+/- 0,05V);

Ja, aber man muss halt aufpassen: Meine Aussage bezieht sich auf die Fiat Lima! Ein Solarlader von X oder Y kann andere Vorgabewerte haben. Letztendlich bezieht sich die Temp. Kompensation auf eine bestimmte Batter, bzw. deren chemischen Aufbau.
Eine Nass Blei Batterie hat bestimmt einen anderen Kompensationsfaktor als eine Blei/Ca oder eine Reinblei AGM
Ich glaube nicht, dass auch die Temperaturkompensation auf Nass/Gel/AGM/Li angepasst wird. Bei den Bleibatterien sind 0,1V Unterschied relativ egal, bei Lithium entscheidet das halt die programmierte OVP Abschaltschwelle.
Gruß Andreas

MountainBiker am 03 Aug 2020 12:27:34

Hallo,

das Projekt nimmt nun Fahrt an, ein erheblicher Anteil des Materials liegt nun schon bei mir.

Hier nun der aktuelle Stand der Planung:

Dieser Plan hat noch immer Bestand:
Bild

Hier der Einbauplatz des Batteriekasten im Ducato:
Bild
Hier nun die Batterie - Winston LiFeYPO4 - was sonst:
Bild
Ich habe mich diesmal für andere Balancer-Module entschieden mal sehen ob dies so funktioniert!
Technische Daten:
Eigenschaften: "Balancer-/Lastmodul LiFePO Akkus 3,6V (1A) mit LED"
Anwendung: 1S
Zellchemie: LiFePO4
Ladespannung empf.: 3,6V
Balance-Strom: 1A ± 0,1A (bei ca. 3,75V)
Balancer-Spannung (aktiv): >3,63V bis 3,68V (linearer Anstieg von 0A bis max bei 3,75V)
Eigenverbrauch: ≤20µA
Anschlüsse: 3mm Loch, Lötpads
Arbeitstemperatur: -40°C bis +85°C
Abmessung (lxbxh): 40x40x12mm

Hier die mechanische Lösung mit Maschinenbauprofilen (20x20mm) und Steuergerät für die Batterie Fiat Ducato:
Bild
Und das 3d-Modell dazu:
Bild

Mal sehen, ob das alles so passt, wie berechnet.

MountainBiker am 22 Aug 2020 17:34:18

Hallo,

ein weiterer Meilenstein ist erreicht! Es gab eine kleine Modifikation gegenüber dem ersten Modell:
Bild

und hier die Umsetzung dazu. Mit Maschinenbauprofilen und ein paar Frästeilen:
Bild

Bild

Bild

Bild

Das Gehäuse ist so gebaut, dass ein 1:1 Tausch mit der orginal verbauten Bleibatterie möglich ist. Lediglich die original Befestigungschiene entfällt und wird durch ein paar Winkel ersetzt, die den Akku nach unten drücken!

Die Balancer-Leitungen sind alle abgesichert. Es werden passive Top-Balancer mit folgenden Daten eingesetzt:

Smartec PCM-B01S10-B27

Eigenschaften: "Balancer-/Lastmodul LiFePO Akkus 3,6V (1A) mit LED"
Anwendung: 1S
Zellchemie: LiFePO4
Ladespannung empf.: 3,6V
Balance-Strom: 1A ± 0,1A (bei ca. 3,75V)
Balancer-Spannung (aktiv): >3,63V bis 3,68V
Eigenverbrauch: ≤20µA
Anschlüsse: 3mm Loch, Lötpads
Arbeitstemperatur: -40°C bis +85°C
Abmessung (lxbxh): 40x40x12mm

Eine Abschaltung ist nicht vorgesehen!

Als nächstes folgt der Aufbau der Trenndiode.

andwein am 23 Aug 2020 10:23:45

MountainBiker hat geschrieben:Hallo,
ein weiterer Meilenstein ist erreicht! Es gab eine kleine Modifikation gegenüber dem ersten Modell:
Als nächstes folgt der Aufbau der Trenndiode.

Kompliment, richtig schön anzusehen
Gruß Andreas

stoppie am 23 Aug 2020 11:11:10

Hallo MountainBiker,

sowohl die Optik als auch die handwerkliche Umsetzung sind mega-1-A!!! Sehr geil. :ja:

MountainBiker am 23 Aug 2020 11:30:27

Hallo,

danke, gerade das Thema "handwerkliche Umsetzung" sehe ich als das Problem bei den derzeit käuflichen Fertigakkus (siehe auch Stocki333 Thread). Langzeitsicherheit und Crashsicherheit ist hier einfach wichtiger als Bluetooth-Spielereien!

Meine Meinung dazu!

George67 am 24 Aug 2020 13:11:11

Ich schließe mich dem Lob über das Finish an !

Stocki333 am 25 Aug 2020 06:26:48

Alter Schwede, das Ding ist ja schon Serienreif. :mrgreen: :mrgreen:
Eine Frage zu den verwendeten Kunststoff.
Hast du vielleicht eine Bezugsquelle.
Wäre das eine Alternative zu den verwendeten Siebdruckplatten an neuralgischen Punkten.
Gruß Franz

MountainBiker am 25 Aug 2020 07:01:17

Hallo,

das sind POM-C Platten - diese haben den Vorteill das diese leicht zu bearbeiten sind (bohren, fräsen, ...), erhältlich in der E-Bucht bei vielen Händlern und bei motedis (Maschinenbauprofile).

Als klassischer Ersatz für die preisgünstigen Siebdruckplatten? POM-C läßt sich nicht wirklich verkleben und ist teuer!

MountainBiker am 18 Sep 2020 17:02:11

Hallo,

es geht weiter!
Man kann auch mit "günstigen" China-Bauteilen hochwertiges entstehen lassen - hier der Bau der Trenndiode:
vom großen "Online-Händler" erstandene ideale Diode mit 50A Nennlast:
Bild
die notwendigen Dreh-/Fräßteile:
Bild
aufgebautes Modul:
Bild
fertige Trenndiode geöffnet (die Kühlung erfolgt über die Verkabelung und das Gehäuse, an den Masseanschluß kommt noch eine Sicherung):
Bild
fertige Trenndiode geschlossen:
Bild

Die Trenndiode dient als Verbindungselement zwischen Starter-Akku und Aufbaubatterie (beides LiFeYPO4 100A)! Dadurch wird verhindert, dass der Anlasser die Verkabelung belastet!


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