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BLS LiFePo4 Zelle 150 Ah und Installation


allclear am 18 Jan 2020 13:20:39

Hallo Forum,

da ich mich zur Zeit mit der Umstellung auf LiFePo4 beschäftige und auch schon einiges recherchiert habe, sind bei mir aber einige Punkte noch nicht ganz klar.
Deshalb hier mal einige, vielleicht auch grundsätzliche, Fragen zu dem Thema Umstellung auf LiFePo4.

Hier erst einmal die Daten meiner LiFePo4 Zellen (BLS-Zellen):
Kapazität: 150 Ah
Standardladestrom (1C): 75A
Nominalspannung: 3,2V
OVP: 3,65V
UVP: 2,3V

Aus diesen Daten ergeben sich für mich folgende Eckdaten:
Abschaltung OVP: 14,6V
Abschaltung UVP: 9,2V
Erhaltungsladung: ?? Da hab ich keine verlässliche Information gefunden, vermute mal 13,4V.

Ich plane die Nutzung des Akkus mit dem im WoMo installieren EBL99 und noch zu installierenden Ladebooster und Solarregler.
Nun sollte man ja einen LiFePO4 Akku nicht ohne Balancer bzw. BMS-System verwenden. Dazu habe ich noch folgende Fragen:

1. Ob nun ein Balance wirklich notwendig ist, darüber habe ich im Forum/Internet gegensätzliche Meinungen gefunden, vor allem auch was die Höhe des Ausgleichstromes angeht. Sind Balancer zwingend nötig?

2. Ein BMS soll den Akku vor Über- bzw. Unterspannung schützen. Der EBL hat ja einen Batteriewächter der bei einer Spannung von <10,5 V die Verbraucher abschaltet. Einzig das Frostschutzventil wird weiterhin versorgt. Wenn ich nun das Frostschutzventil außer Betrieb nehme, sind ja alle Verbraucher getrennt und eine weiter Entladung des Akkus kann nicht mehr stattfinden. Ist somit dem Punkt "Abschaltung UVP" genüge getan oder hab ich etwas übersehen?

3. Abschaltung OVP: Wie soll in einem WoMo eine Überspannung zu tragen kommen? Kann doch nur bei einem technischen Defekt eines Ladegerätes oder Regler vorkommen. In den meisten Fällen führt eine Defekt aber zu einem Ausfall des Gerätes und nicht zu einer Spannungserhöhung. Wird der Abschaltung OVP da nicht zu viel Beachtung geschenkt?

4. Was passiert eigentlich wenn die Batterie schlagartig vom BMS getrennt wird wenn eine Solaranlage oder Ladebooster Strom liefern? In den Anleitungen vom Ladebooster steht: Nie ohne angeschlossene Batterie betreiben. Oder ist ein Schaden an der Solaranlage das kleiner Übel als wenn der Akku Schaden nimmt?

Sicher, ich lese immer wieder BMS und Balancer sind ein Muss, aber wird da nicht etwas verkauft was nicht zwingend notwendig ist? Und wenn ich hier im Forum die vielen Beiträge zum Thema LiFePo4 lese, ergibt sich für mich auch kein eindeutiges Bild.
Mir ist durchaus bewusst, dass eine doppelte Absicherung sogar Sinn machen kann, aber manchmal wird doch "mit Kanonen auf Spatzen geschossen".
Mit diesen Fragen möchte ich nur sachliche Gründe einsammeln und keine emotionalen Diskussionen hervorrufen. Schon mal vielen Dank für mögliche Antworten.

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mv4 am 18 Jan 2020 13:33:08

nein BMS und Balancer sind kein Muss....du kannst es weglassen...musst dich dann aber auch nicht wundern wenn der Accu die Lebenszeit die du von ihn erwartest nicht erreicht...


ist im Prinzip wie Ölwechsel...musst du auch nicht machen...darfst dich dann aber auch nicht wundern wenn der Motor irgendwann weit vor der eigentlichen erwarteten Lebenzeit verschlissen ist.

schippi am 18 Jan 2020 17:30:22

allclear hat geschrieben:2. Ein BMS soll den Akku vor Über- bzw. Unterspannung schützen. Der EBL hat ja einen Batteriewächter der bei einer Spannung von <10,5 V die Verbraucher abschaltet. UVP" .... oder hab ich etwas übersehen?


Ja, hast Du!

Das BMS soll nicht den Akku, sondern die EINZELNEN ZELLEN vor UVP und OVP schützen!

Ohne Balancer können (nicht müssen) sich die einzelnen Zellen unterschiedlich entwickeln und nach einer Zeit x unterschiedliche Spannungen aufweisen. Im schlechtesten Fall könnten drei Zellen z. B. 2,8V, und eine 2,1V haben. Dann ist für das EBL alles in Ordnung da die Summe aller Zellspannungen >= 10,5V wäre (3 x 2,8V + 2,1V = 10,5V), aber die Zelle mit 2,1V ist schon unter UVP und wahrscheinlich defekt.

Für OVP gilt dies genau so, nur in die andere Richtung.

Gruss, Uwe

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allclear am 18 Jan 2020 18:02:49

Hallo Uwe,

soweit ist das schon verständlich, ich würde Deiner Antwort jedoch den Balancer zuschreiben.
Ein BMS sieht ja nur den gesamten Akku, nicht aber die einzelnen Zellen, die Balancer sehen uns schützen aber die einzelnen Zellen oder?

Ich möchte auch nicht unbedingt etwas einsparen. Nein - ich möchte nur die Zusammenhänge genauer verstehen, denn dann kann man sich bei Problemen besser behelfen oder man kann die Probleme auch verhindern.
Und genau aus diesem Grund hab ich die Fragen hier gestellt.

Stocki333 am 18 Jan 2020 20:11:58

Ein BMS sieht ja nur den gesamten Akku, nicht aber die einzelnen Zellen, die Balancer sehen uns schützen aber die einzelnen Zellen oder?

Kannst du das mal näher erklären. Irgendwie ist das nicht schlüssig. Oder sehe ich es falsch oder falsch verstanden.
Gruß Franz

allclear am 19 Jan 2020 01:18:13

Hallo Franz,
Sorry - da ist mir leider ein Tippfehler unterlaufen, es sollte heißen: "die Balancer sehen und schützen aber die einzelnen Zellen".

Ich verstehe die Systeme als zwei auch unabhängig arbeiten Systeme an und zwar so:
Das BMS (Battery Management System) ist ein System welches den Akku in seiner Gesamtheit sieht.
Es ist zuständig für eine Abschaltung bei OVP (Over Voltalte Protection) und UVP (Under Voltalte Protection) des gesamten Akkus.

Ein Balancer verwalte nur eine Zelle, deswegen werden auch mehrer Balancer benötigt (diese können auf einer Platine oder auf mehrer verteilt sein). Wenn die Spannung einer Zelle unter einen vorgegebenen Wert fällt, sorgt der Balancer dafür, dass diese Zelle verstärkt aufgeladen wird und so die Ladespannung dieser Zelle den eingestellten Wert angeglichen wird. Es wird die Spannungen der einzelnen Zellen so auf Wert ausbalanciert. Sind die Spannungswerte und somit der Ladezustand aller Zellen gleich, verhält sich ein Balancer neutral. Die Balancer müssen natürlich untereinander verbunden sein und gleiche Einstellungen haben (durch SW oder HWseitig).

Ich hoffe, dass meine Erklärung erstens verständlich ist und zweitens die System auch richtig verstanden habe.

lisunenergy am 19 Jan 2020 20:04:56

Also man muss folgendes beachten. Das BMS ist ein Überbegriff für LiFePo4 Überwachung. Was den Systemen gemein ist,ist wie oben schon beschrieben,das jede Zelle einzeln überwacht und angeglichen wird. Des weiteren ist es wichtig ,das die Ladegeräte die Ladegrenzen einhalten müssen. Wenn ein LiFePo4 mit sehr hohem Strom geladen wird,und dieser vorher sehr tief entladen wurde,rennen die Zellen auseinander. Jetzt kommt der Balancer ins Spiel,der versucht ein Gleichgewicht herzustellen. Schafft er es nicht,gibt es Systeme die abschalten oder den Ladestrom runterregulieren.
Also ganz klar es wird benötigt.

viking92 am 20 Jan 2020 01:00:16

allclear hat geschrieben:4. Was passiert eigentlich wenn die Batterie schlagartig vom BMS getrennt wird wenn eine Solaranlage oder Ladebooster Strom liefern? In den Anleitungen vom Ladebooster steht: Nie ohne angeschlossene Batterie betreiben. Oder ist ein Schaden an der Solaranlage das kleiner Übel als wenn der Akku Schaden nimmt?

Moin,

der B2B (in meinem Fall ein Sterling BB121250) stellt den Betrieb ein & der Votronic PV-Regler versucht die Ausgangsspannung auf 14,4V zu halten. Ist die Last zu gross, fällt die Spannung & der EBL schaltet irgendwo bei 10,xV ab.

Gruss
Birger

Stocki333 am 20 Jan 2020 10:28:09

Oder ist ein Schaden an der Solaranlage das kleiner Übel als wenn der Akku Schaden nimmt?

Warum soll die Schaden nehmen.
Franz

fschuen am 20 Jan 2020 10:50:50

Notwendig ist beides nicht, aber ohne Balancer wird deine Batteriekapazität irgendwann absinken. Grund: im Gegensatz zu Blei usw. wird eine vollgeladene Lithiumzelle in Laderichtung zum Nichtleiter. Bei mehreren Zellen in Reihe beendet damit die Zelle, die als erstes voll ist, den Ladevorgang für alle. Und weil das die "fitteste" Zelle ist, wird sich das über zahlreiche Ladevorgänge irgendwann aufsummieren. Der Balancer verhindert das: Er leitet - an jeder Zelle - ab Ladeschlussspannung einen bestimmten Strom an der Zelle vorbei, sodass die anderen weitergeladen werden. Bei wenigen Zellen (z.B. 6V-System) und seltenen Ladevorgängen (irgendwelches Zubehör) würde ich die Balancer weglassen, bei einer Aufbaubatterie nicht.

Dann gibt es noch Unter- und Überspannungsschutz. BMS ist nicht klar definiert, manchmal werden Balancer so bezeichnet, meistens ist aber alles in einem Gerät integriert. Wer sich auf seine Ladegeräte in Bezug auf Überspannung und eine gewisse Sorgfalt im Umgang (z.B. Trennen der Batterie in der Winterpause) verlässt, kann das BMS weglassen - ich hab z.B. keins. Der Unterspannungsschutz ist bei hohen Strömen (Wechselrichter) ziemlich teuer, und viele Schutzschaltungen benötigen nach Trennung noch minimal Strom. Das ist dann eher kontraproduktiv. Ausserdem ist LFP sehr robust gegen Über- und Unterspannung.

Gruss Manfred

allclear am 20 Jan 2020 14:05:00

Hallo Franz:
Warum soll die Schaden nehmen.

Auszug aus Bedienungsanleitung Solarregler: "Regler nicht ohne Batterie „BORD I“ (Aufbaubatterie) betreiben. Das Gerät gibt ohne angeschlossene Batterie keine definierte Ausgangsspannung ab.
Ob und was defekt gehen kann, kann ich nicht sagen. Ich vermute da mal in dem Solarregler können durch fehlende Last eben innerhalb der Schaltung höher Spannungen auftreten und dadurch kann der Regler oder Solarpanels schaden nehmen. Ist aber nur meine Vermutung. Und wenn ein BMS die Last durch die Aufbaubatterie abschaltet, entsprecht das ja in gewisser Weise ein nicht angeschlossenen Batterie.
Deshalb meine Frage ob jemand dazu etwas sagen kann. Leider habe ich in meiner Frage 4 Ladebooster und Solarregler verwechselt. Die Frage bezog sich nämlich auf den Solarregler. Das Thema LiFePO4 schafft mich noch :-)

Hallo Manfred,
vielen für Deinen Beitrag, ich hätte ja gern eine positive Bewertung zukommen lassen, leider erlaubt das meine Status in diesem Forum nicht.

Auch vielen Dank an die anderen Forumsteilnehmer die meine Fragen beantwortet haben.

viking92 am 20 Jan 2020 14:15:49

Hy Harald,

dieses schreibt z.B. Votronic zu seinen MPP PV-Reglern:

"Betrieb mit abgeschalteter LiFePO4-BORDI-Batterie:
-Für den Fall, dass die Batterie durch das (vorgeschriebene) BMS vom Solar-Regler getrennt wird, stellt dieser, solange die Solarleistung dafür ausreicht, an seinen Ausgangsklemmen die eingestellte Spannung nach Ladekennlinie bereit.
Verbraucher werden vom Solar-Regler weiterhin versorgt, sofern sie nicht separat vom BMS getrennt wurden und die Solarleistung ausreichend ist.
-Ob eine durch das BMS getrennte Batterie wieder selbstständig einschaltet und somit weiterhin automatisch vom Solar-Regler geladen werden kann, hängt vom Typ der Batterie und deren BMS ab.
-Die Ladeerhaltung von Batterie II (Starter-Blei-Batterie) erfolgt bei genügend Solarleistung weiterhin."

Dieses Verhalten kann ich voll & ganz bestätigen.

Wie es andere Herstellen handhaben....? :gruebel: k.A.

Gruss
Birger

Stocki333 am 20 Jan 2020 15:20:53

Bei Victron in benutzerdefinierter Einstellung gibt er die Spannung aus, die als Erhaltungspg definiert wird.
Das Thema LiFePO4 schafft mich noch

Warum.
Gibt doch nichts einfacheres als Lithium Accus:
Brennen Nicht
Kein Wasserverlust.
Geringe Ladungsverluste
Geringe Entladungsverluste (Peukert)
Geringes Gewicht.
Werden fast nicht kaputt. Naja manche zumindest.
Liefern hohe Amperezahlen um Kaffeeemaschinen anzutreiben.
Die Frau darf sich jetzt auch Föhnen beim Freistehen. Ach' ist die selig.
Fressen jede Art von Strom hemmungslos. Auch Biostrom. Was ja ganz wichtig ist in der heutigen Zeit.
Sind super für die Co2 Bilanz. Die, die sich solche Dinge einbauen, haben kein Geld mehr für Diesel.
Und so etwas schafft dich. Versteht kein Mensch so wie ich. :gruebel: :gruebel: :juggle:
Nicht ganz Ernst meinend Franz

George67 am 20 Jan 2020 16:15:29

Und wenn ich aber behaupte, dass LiFexx nicht (ganz) in eine Bleiumgebung passt, bekomme ich massiv Gegenwind... :D

Stocki333 am 20 Jan 2020 17:35:35

George67 hat geschrieben:Und wenn ich aber behaupte, dass LiFexx nicht (ganz) in eine Bleiumgebung passt, bekomme ich massiv Gegenwind... :D

Wahrscheinlich wegen der CO2 Bilanz. Vermutlich
Franz

George67 am 21 Jan 2020 19:44:15

Stocki333 hat geschrieben:Wahrscheinlich wegen der CO2 Bilanz. Vermutlich
Franz

Ne. Eher wegen Solarlader, Max Spannung, Untertemp, Strombegrenzung laden, Strom bei Untertemp, Strom bei Motorstart wenn Li leer, und so weiter. Sind nur Kleinigkeiten. :mrgreen:

Stocki333 am 21 Jan 2020 20:14:19

hallo Georg
Wegen untertemperatur mach ich mir um mich keine Sorgen.
Eher wegen Übertemperatur. :surf: :gui:
Franz

George67 am 22 Jan 2020 09:58:06

Stocki333 hat geschrieben:hallo Georg
Wegen untertemperatur mach ich mir um mich keine Sorgen.
Eher wegen Übertemperatur. :surf: :gui:
Franz

Jeder hat so eine kleinere oder größere Ecke, in der er NICHT für P&P Sicherheit sorgt.
Sag ich ja, LiFe passt nicht in Bleiumgebung.




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