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Kann MPPT-Laderegler maximale Ladekapazität begrenzen? 1, 2


o0Julia0o am 15 Feb 2020 14:19:41

hi, kann ein MPPT-Laderegler die maximale Ladekapazität begrenzen? Für LiFePO4-Batterien ist es ja schlecht, wenn sie über 90% geladen werden. Das wird be LiFeYPO4 und lithium-Batterien identisch sein. Aber kann man in MPPT-Ladereglern die Ladekapazität begrenzen, so dass eine Batterie nie mehr als 90% gefüllt wird?

Nach unten hin ist das ja möglich - bei weniger als 10% werden die Verbrauche gestoppt. Aber andersherum - beim Befüllen?

lieben Dank!

Julia :)

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hmarburg am 15 Feb 2020 14:28:56

Die LiFe(Y)PO4 stört es nicht, wenn der Solarregler sie auf 100% lädt. Sie geht dadurch auch nicht kaputt oder verliert Kapazität.

Wenn man die LiFe(Y)PO4 über längere Zeit z.B. im Winterlager nicht nutzt, empfiehlt es sich den Akku mit nicht ganz voller Ladung abzuschalten.

Gruß, Holger

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Hier findest Du vielleicht schon, was Du suchst: --->Link

malefiz am 15 Feb 2020 14:30:20

Hallo Julia,
ja - es gibt solche Ladegeräte, die das können.
Ein Beispiel findet man hier --> Link beschrieben.
Meine LiFePO's werden viel genutzt und dürfen immer gerne wieder voll geladen sein.
Gruss
Manfred

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Legionaer am 15 Feb 2020 15:07:21

Moin,

ich habe den Victron SmartSolar MPPT 100/30 mit Bluetooth.
da kannst du alles über die APP einstellen.
--> Link

Trashy am 15 Feb 2020 16:28:29

Hab einen Lastschalter in der Solarleitung und könnte so th. bei jedem Ladestand die Ladung absichtlich unterbrechen wenn ich das müsste.
Die LiMa würde natürlich weiterladen. Aber das wäre zum Einwintern leicht zu timen.

o0Julia0o am 15 Feb 2020 19:16:22

"Ein Abschalten der Solaranlage wäre ein Weg – der aber dazu führt, dass die Batterie schon über den Tag wieder entladen werden würde,"
Quelle: --> Link
Die Batterie wird doch nicht an einem Tag entladen? Das dauert doch Monate! Wenn ich die Batterie im Keller lagere, dann sollte doch alle 6 Monate nachladen ausreichend sein. Einfach Spannung auf 13,35V einstellen, fertig. Oder verbraucht der integrierte BMS so viel Energie?

Kann man LiFePO4 vergleichen mit einer Flüssig-Säurebatterie? Im Bezug auf welche Ladekapazitätsgrenzen für die Batterien im gesunden Bereich sind? Also welcher Bereich der Batterie ist nutzbar - wenn man sie ähnlich stark für ihre Verhältnisse ableben lässt:
Für Blei/Säure/Gel wäre das von 100%-50%
Was wäre das entsprechend für Lithium/LiFePO4? 10%-70%? Oder ein anderer Wert?

Also wenn ich max 50Ah Verbrauch bis zur nächsten Volladung anstrebe mit Blei, dann nehme ich eine 100Ah-Batterie. 100% bis 50% = 50%-Punkte. 50%=50Ah -> 100%/50%=2 -> 100%=50Ah*2
Wenn ich 50Ah Verbrauch bis zur nächsten Volladung anstrebe mit Lithium dann nehme ich eine 83,33Ah-Batterie. 70%-10%=60%-Punkte. 60%=50Ah -> 100%/60%=1,66 -> 100%=50Ah*1,66

Bodimobil am 15 Feb 2020 19:19:44

10-100%
Vergesst diesen Mist mit dem nicht volladen. Das trifft auf LiFePo nicht zu!
Gruß Andreas

o0Julia0o am 15 Feb 2020 19:51:00

Danke. Aber auf andere Lithium-Batterien? Man liest das doch gerne mal.

Was ist eigentlich der optimale Ladestorm für Lithium bzw. LifePo-Batterien?

Bodimobil am 15 Feb 2020 20:07:15

0,25C
also 25A bei 100Ah

Stocki333 am 15 Feb 2020 21:27:12

o0Julia0o hat geschrieben: Das wird be LiFeYPO4 und lithium-Batterien identisch sein. Aber kann man in MPPT-Ladereglern die Ladekapazität begrenzen, so dass eine Batterie nie mehr als 90% gefüllt wird?

Die Frage läßt sich so nicht beantworten. Die Spg der Lithium ist auch ein wenig Temperaturabhängig. du könntest es über die Spg in gewisserweise ungefähr lösen. doch wo ist der Sinn dahinter.
Du bist im Denken noch in der Bleiwelt. Das schmeiß einfach über Bord. Hilft ungemein. Diese Erfahrung hat ein jeder hinter sich, der umgestellt hat. Ist nur ein kleiner Trost, ich weiß. :lach: :ja: ;D
10-100%
Vergesst diesen Mist mit dem nicht volladen. Das trifft auf LiFePo nicht zu!

Das hat dir Bodimobil geschrieben. Kurz und pregnant. Und er trifft damit den Nagel am Kopf.
-
Ich schreib dir ein paar Dinge zum Nachdenken.
Einer lithium ist es scheiß egal, in welchen Ladezustand sie sich befindet.
Sie muß nicht immer voll werden. Teilladungen sind kein Thema.
Die letzten 15 % sollst du nicht angreifen.
Die meisten Lithium brauchen ab und zu eine gewisse Volladung um die Zellen auszugleichen. = Topbalancing.
Sie liefern hohe Ströme bis zur Entladegrenze von 15 %.
Sie fressen Strom was sie nur bekommen können. Bis zu 90-97 %. Je nach Typ des Accus.
Normalerweise, ausgenommen sind sehr starke Ladegeräte (selten) ist es denen egal, mit wieviel Strom sie gefüttert werden.
Nachdem du LiFeYPO4 erwähnt hast. Die haben den Vorteil: Keine Einschränkung der Temperatur beim Laden. Ausgenommen Sibiren im Winter. :mrgreen:
Aber du hast eine andere Frage auch gestellt.
Schon klar. Es wird aus 2x 12V 100Ah eine 24V 100Ah-Batterie.

Jetzt hab ich ein Diskrepanz.
Reden wir hier von einer 12 Volt Anlage, oder von einer 24 Volt.
Nimm einen Rat von mir an. nachdem du hier Fragen stellst, ohne Zusammenhang des Konzeptes, das dir vielleicht im Kopf umgeht.
Setz dich hin und schreib dein Konzept nieder. So bekommst du auch genauere und zielorientierte Antworten.
So wie das jetzt läuft, bekommst du nur Antworten auf deine Fragen. Aber ist das der richtige Weg für dich.
Leider ist es so: Viele Wege führen nach Rom.
Gruß Franz

o0Julia0o am 15 Feb 2020 22:34:46

Es handelt sich um ein 24V-System. Also 2 Batterien in Reihe. Ein Solapanel läd die Batterie(en) auf. Der Verbraucher läuft auf 24V & wird nur akut angeschaltet. Also kein Wechselrichtiger ist im System.

Also voll geladener Zustand ist wohl hiernach schlecht für die Lebensdauer der Batterie:
"Beim Laden einer Lithium Batterie steigt der Druck in der Zelle mit steigender Spannung. Hohe Spannungen, also hohe Ladezustände, sorgen in der Batterie für schnellere Alterung und letztendlich zu verfrühtem Kapazitätsverlust. Je weniger lang die Batterie also bei 100% Ladezustand gehalten wird, desto besser ist es für die Lithium Zellen."
Quelle: --> Link

Warum gibt es dann solche in Produkt, wenn es unmöglich ist, dass die Batterie zu viel aufgeladen wird?
"Der SUPER B SB-BDB-250 ist ein externer Unter- und Überspannungsschutz der Batterien gegen Unter- und Überspannung mit möglichst geringem Standbystrom absichert."
Quelle: --> Link

Bodimobil am 15 Feb 2020 23:01:27

o0Julia0o hat geschrieben: Je weniger lang die Batterie also bei 100% Ladezustand gehalten wird, desto besser ist es für die Lithium Zellen."
Quelle: --> Link


Soweit die Theorie.
Die Praxis zeigt aber, dass es LiFeYPO Batterien gibt die seit 10 Jahren oft auf 100% sind, dabei von einem nicht Li geeigneten Bleilader geladen werden und in einem jährlichen Kapazitätstest immer noch fasst volle Kapazität zeigen.
Es wird ständig das Verhalten von LiPO Batterien wie sie in Handys und E-Autos verwendet werden auf LiFePo übertragen. Das sind aber völlig andere Batterien mit komplett anderen Eigenschaften.

Gruß Andreas

rkopka am 15 Feb 2020 23:44:26

o0Julia0o hat geschrieben:Warum gibt es dann solche in Produkt, wenn es unmöglich ist, dass die Batterie zu viel aufgeladen wird?
"Der SUPER B SB-BDB-250 ist ein externer Unter- und Überspannungsschutz der Batterien gegen Unter- und Überspannung mit möglichst geringem Standbystrom absichert."

Das Ladegerät kann die 100% gut erkennen, 90% sind da viel schwieriger. Dieser Schutz hilft eher gegen kaputte Ladegeräte, Lichtmaschinen o.ä., die eine viel zu hohe Spannung auf den Akku legen.

RK

Stocki333 am 16 Feb 2020 00:20:52

o0Julia0o hat geschrieben: Je weniger lang die Batterie also bei 100% Ladezustand gehalten wird, desto besser ist es für die Lithium Zellen."
Warum gibt es dann solche in Produkt, wenn es unmöglich ist, dass die Batterie zu viel aufgeladen wird?

Kritisch diese Aussage einmal zu hinterfragen. Könnte nicht schaden.
Marketing ist das eine. Erfahrung das Andere.
Aber du hast die Frage immer noch offen.
Was bezweckst du mit deiner Fragerei.
Gruß Franz

o0Julia0o am 16 Feb 2020 03:43:36

Ich möchte halt herausfinden, was lohnender ist - 230€-Batterie:
2 x --> Link
oder 800€(mit Balancer sogar 938€ - wobei ich nicht weiß, ob der notwendig ist):
2 x --> Link

Laderegler wäre ja für beide Varianten der gleiche Posten: --> Link

Macht dann ein Laderegler genau das gleiche, wie dieser SUPER B SB-BDB-250? Man stellt im Laderegler einfach die maximale Ladespannung ein(wo die Batterie ca. bei 90% Füllung dann ist)?

Stocki333 am 16 Feb 2020 08:00:59

o0Julia0o hat geschrieben:Ich möchte halt herausfinden, was lohnender ist - 230€-Batterie:

Kommt auf den Einsatzzweck an.
Banner ist nicht die erste Wahl bei Bleibatterien. Gibt hier Massenhaft Berichte über Banner. Sind nicht gerade Positiv besetzt.
Zu den Verlinkten Startaccus. Winston. Die mußt du öffnen, sind aber verklebt. Besser du arbeitest mit Einzelzellen.
--> Link
6 Polverbinder brauchst du auch noch. Märchensteuer kommt auch noch dazu. Gegen Aufpreis bekommst du die auch initialisiert. Empfehlenswert.!!
der Link mit dem BMS ist nicht korrekt. Brauchst du auf alle Fälle, das BMS. hier entscheidest sich, wie der MPPT Regler zu deinen Anforderungen passt.
So als Hinweis. Nimmst du einen MPPT Regler Victron Smart. Den kannst du Programmieren, Auch ist der Zeitraum einstellbar, wie oft der auf Volladespannug geht. Zum Balanzieren. Bekannt als sehr zuverlässig.
Macht dann ein Laderegler genau das gleiche, wie dieser SUPER B SB-BDB-250? Man stellt im Laderegler einfach die maximale Ladespannung ein(wo die Batterie ca. bei 90% Füllung dann ist)?

Eher Nein. Das kannst du einfacher lösen.
Geht nur meines Wissen nur mit dem Victron Bordcomputer. Über den Schaltausgang. Dort hast die die Möglichkeit, die dir vorschwebt.
Möchte dich aber darauf aufmerksam machen, das das für dein Vorhaben nicht das beste ist. Die Solarmodule abschalten.
Man schaltet die Last ab um den Accu zu schützen. nicht die Ladequelle.Das ist eigentlich das dümmste was du machen kannst, deine Ladequelle abzuschalten. und das ist sehr Ernst gemeint.
Und noch einmal als Hinweis für dich. Volladen schadet nie, Niemals. Aber Tiefentladung ist mit Schädigung der Zellen verbunden.
Das Solarmodul muß ein 36 Volt Modul sein.
Was willst du damit betreiben. Davon hängt es ab, wie die Kosten des BMS ausfallen. Leistung kostet Geld.
Und der kostenfaktor ist höher als mit Bleibatt. Der Bauaufwand auch.
Gruß Franz

andwein am 16 Feb 2020 12:39:14

Bodimobil hat geschrieben:.....Vergesst diesen Mist mit dem nicht volladen. Das trifft auf LiFePo nicht zu! Gruß Andreas

Nur der Vollständigkeit halber: auf die Bleibatterien auch nicht!
Wie bei jedem elektrochemischen Speicher ist das Vollladen und die Tiefentladung ein Aspekt der Lebensdauer! Allerdings tritt er bei Batterien mit weniger Lebensdauerzyklen (Blei ca. 600) früher auf als bei Batterien mit mehr Lebensdauerzyklen (Lithium ca. 2500),
"Stocki 333" hat das schön zusammengefasst.
mit freundlichem Gruß, Andreas

schippi am 16 Feb 2020 14:03:10

Hallo,

o0Julia0o hat geschrieben:...die Ladekapazität begrenzen, so dass eine Batterie nie mehr als 90% gefüllt wird?...


ja, habe ich auch über den Relaisausgang des Victron BMV realisiert, so wie auch Stocki333 schon beschrieb.
Wegen des sich kumulierenden Fehlers des BMV's allerdings lade ich manuell zum synchronisieren des BMV so alle 1 - 2 Monate auf 100%.

OT

...Vergesst diesen Mist mit dem nicht volladen. Das trifft auf LiFePo nicht zu!...

...Volladen schadet nie, Niemals...


Lese und höre ich hier im Forum immer wieder, bleibt aber - wie auch hier - wieder unbelegt!

Sind solche professionellen Belege existent und wenn ja bin ich daran sehr interessiert und bitte um einen entsprechenden Verweis.
Bitte keine Testaufbauten, 'Ahnungen', 'Befürchtungen', 'Weissagungen', 'Ansichten vom Onkel und dessen Nachbarn', usw... :D

Gruß, Uwe

Stocki333 am 16 Feb 2020 21:06:44

Bitte keine Testaufbauten, 'Ahnungen', 'Befürchtungen', 'Weissagungen', 'Ansichten vom Onkel und dessen Nachbarn', usw...
Gut definiert. gefällt mir.
Einen Punkt hast du übersehen oder nicht geschrieben:- Die Logik
Und der ist auch nicht ohne.
Es gibt keine Dokumentierten Fälle von defekten Zellen, durch Volladen.
Keine Aufblähungen von Zellen im Bereich zwischen 13,67 -14,6 Volt.
Die Lithium gilt, je nach Typ aber bei einer Spg von 13,6-13,7 als Voll.
Die Spannungsgrenze, Bei Winston Zellen, ist 4.0 Volt pro Zelle.Also Gesamt wären das 16,0 Volt. Erst dann kommst du in den Bereich der Zellschädigung. Mit Welcher Spannung Laden wir. Normalerweise 14,4. Ausgenommen Li- fähige ladegeräte mit 14,6 Volt. Hoffentlich fällt das nicht für dich unter Weissagungen. :mrgreen:
Und nenne mir ein Bleibatterie die diese Spg verdaut.
Der Bereich Voll, bei 13,7 Volt bis zu 14,6 Volt ergibt einen Ladungsgewinn von unter 1 Prozent.Steht die ein paar Tage frei, kommt die auf die Nennspannung bei Volladung runter. Die Kapazität kannst du immer noch als 100 % annehmen.
.
Legitime Überlegung von dir.
Warum geht man jetzt auf die 14,4- 14,6 Volt.Wenn die bei 13,7 sowieso voll ist.
Dort treten Ungleichgewichtungen in der Zellchemie meßbar auf. Über die Spannung geht das. Und in diesem Bereich werden die Zellen wieder auf gleiches Spannungsniveau gebracht. Die Einrichtung nennt sich Balancer.
Warum brauch ich diese Einrichtung.
Damit die Zellen einen gleichmaßigen Ladungszustand haben. Werden die Zellen entladen bis zum Ende ihrer Kapazität, soll ja vorkommen, könnte die Zelle die am wenigsten Kapazität hat unter die 2.5 Volt rutschen. Die anderen sind ja noch nicht leer. also entfernt von den 2.5 Volt.
Aber diese Zelle rutscht in den Tiefentladebereich. Und dieser Bereich ist der Gefährlichere Teil. Die Zellen fangen sich an aufzublähen. Kann auch passieren das sie sich nicht aufbläht. Aber beim Laden aus dieser gefährlichen Spg. mit den hohen Strömen passiert das dann doch.
Lithium ist aber sehr Spannungsstabil. darum kann mann das machen mit nicht Volladen und Und in einem Fenster zu arbeiten. Aber ein Hochladen mußt du irgendwann machen. Sonst läuft dir das System aus dem Ruder und Schaltet ab.
Mal zum Nachdenken. Victron Solarregler. Schau dir die Einstellmöglichkeiten an. Dort kannst du einstellen, wann und wieoft er die Li-Batt. auf das Volladeniveau bringt. Auch bei welcher Temperatur er zu laden aufhört. Denke mir die haben sich was dabei gedacht, warum das programmiert gehört. Die Bauen das nicht ein,aus Jux und Tollerei.
Geh rein bei Ebäh. dort werden aufgeblähte Zellen verkauft. Verursacht durch Tiefentladung. Mit Angabe der Kapazität.
Der Sinn der Schutzelektronik kurz BMS genannt ist nichts anderes solche Fehler zu erkennen, und die Batterie Abzuschalten. Zum Schutz der teuren Investition.
Eine Lithium Batterie kann das nicht selber machen. Sich selber ausgleichen. Darum notwendige Elektronik.
Als Vergleich eine Blei/Säure Batterie. Die verschlussstofen sind offen, die Batt. hängt am Ladegerät. Irgendwann ist die Batterie auf 14.4 Volt.Also Voll. Du schaust auf das "Wasser" das die Zellen umgibt. 5 Zellen machen Luftbläschen: Eine Nicht. weil sie noch nicht voll ist. Lädts du weiter mit 14,4 Volt, wird die Eine Zelle auch Luftbläschen produzieren. Dann sind alle Zellen Voll. Warum bleiben Bleiladegeräte eine gewisse Zeit auf dieser Spg.?????
Ein Versuch, auf deine Fragen eine logische Antwort zu geben. Freue mich auf dein Feedback.
Gruß Franz

andwein am 17 Feb 2020 13:14:56

Stocki333 hat geschrieben:......Und nenne mir ein Bleibatterie die diese Spg verdaut. Gruß Franz

Nur ein Feedback von mir: Jeder AGM2 Batterie und jeder Pb/Ag Batterie die im Ford Transit eingebaut ist. Die Frage ist immer der Zeitfaktor mit dem eine Batterie einer höheren Spannung ausgesetzt ist. Sie ist zwar eine Batterie, eventuell sogar (zumindest nach Aussage des BC) vollgeladen, aber sie ist auch ein Puffer für die Spannung!
Sorry für den Einwand, Gruß Andreas

Stocki333 am 17 Feb 2020 15:09:27

Hallo Andreas
Hast du sehr gut mitgelesen. Und meinen Fehler erkannt im Text.
Und nenne mir ein Bleibatterie die diese Spg verdaut.

Ich meinte aber den Bereich von knapp 16 Volt, wo die Schädigung beginnt bei Winston. So hab ich das eigentlich gemeint.
Allerdings zu kurz geschrieben
Gruß Franz

biauwe am 17 Feb 2020 15:51:32

o0Julia0o hat geschrieben: Je weniger lang die Batterie also bei 100% Ladezustand gehalten wird, desto besser ist es für die Lithium Zellen."
Quelle: --> Link


Mit diesen Regler EPEVER (Tracer Series 2215BN 20 A MPPT, mit WiFi) kannst Du jede belibeige Spannung einstellen.
--> Link


schippi am 20 Feb 2020 13:37:04

Stocki333 hat geschrieben:Einen Punkt hast du übersehen oder nicht geschrieben:- Die Logik
.....
Ein Versuch, auf deine Fragen eine logische Antwort zu geben. Freue mich auf dein Feedback.
Gruß Franz


Hallo Franz,

vielen Dank für Deine umfangreiche Antwort!

Fairerweise muss ich erwähnen, dass mir der Ausgleich möglicher Kapazitätsdifferenzen zwischen der einzelnen Zellen einer Batterie durch Balancer bekannt ist. Ich komme beruflich aus der elektrotechnischen Ecke und In meiner eigenen, fast 4 Jahre alten Anlage, habe ich den Ausgleich selbst erfolgreich programmiert. Dieser basiert allerdings nicht auf Bottom- oder Top-Balancing, ist auch nur in meinem Fall sinnvoll anwendbar, komplett OT und möchte ich hier nicht zur Diskussion stellen!

Meine eigene Verfahrensweise, komplette Voll- und Entladungen deutlich zu reduzieren, basiert auf diesem offiziellen Dokument --> Link oder --> Link (Seite 13, 3.2.1 Lebensdauer). Es entstammt einem Förderprogramm des BMWi für Elektromobilität und beschreibt die grundlegenden Eigenschaften von Li-Ionen-Batterien, u.a. auch LiFePO4 - Zellen, mit allerdings besseren thermischen und chemischen Stabilitäten, als viele anderen Lithium-Ionen-Kathoden-Materialien.

Tatsächlich aber suche ich aber nach neueren Dokumenten, die evtl. speziell für LiFeYPO4 das Obige bestätigen, korrigieren oder sogar widerlegen und ich hatte gehofft, dass hinter solch mutigen Aussagen wie "Mist" oder "nie und niemals" Unterlagen aus ähnlichen Quellen stehen - daher meine Anfrage weiter oben.

Trotzdem schätze ich natürlich die Argumente in Deinen Antworten und Danke nochmals!

Gruss, Uwe

thomker am 20 Feb 2020 18:45:05

biauwe hat geschrieben:Mit diesen Regler EPEVER (Tracer Series 2215BN 20 A MPPT, mit WiFi) kannst Du jede belibeige Spannung einstellen.

Super Gerät, da optimiert der Chinamann sogar das Sonnensystem mit... :mrgreen: :mrgreen: :mrgreen:
Amazon hat geschrieben:Fortschrittliche Maximum Power Point Tracking-Technologie zur Optimierung des Sonnensystems.

o0Julia0o am 21 Feb 2020 15:41:57

->Tracer Series 2215BN 20 A MPPT, mit WiFi)
Wo steht denn da, dass er WiFi hat? -> --> Link

biauwe am 21 Feb 2020 18:31:23

o0Julia0o hat geschrieben:->Tracer Series 2215BN 20 A MPPT, mit WiFi)
Wo steht denn da, dass er WiFi hat? -> --> Link


Kauf Dir das Modul und dann hat er es --> Link

Solarcomputer am 21 Feb 2020 23:18:32

schippi hat geschrieben:Meine eigene Verfahrensweise, komplette Voll- und Entladungen deutlich zu reduzieren, basiert auf diesem offiziellen Dokument --> Link oder --> Link (Seite 13, 3.2.1 Lebensdauer).


Leider wird in dem besagten 3.2.1 Lebensdauer Kapitel nicht auf die unterschiedlichen Lithium Technologien eingegangen. Es ist eine allgemeine Darstellung OHNE BELEGE.
Speziell auf die Behauptung "Wichtige Parameter für die Zyklenlebensdauer sind zum einen die Entladetiefe (Depth of Discharge, DOD) und zum anderen der Ladezustand (State of Charge, SOC). Die DOD gibt die Entladetiefe und der SOC den Ladezustand bezogen auf die Gesamtkapazität der Batterie an. Beide Parameter werden in Prozent ausgedrückt." wird keine spezifische Technologie genannt und leider keine Quelle dazu genannt.

Das folgende Diagram auf Seite 15 fordert leider auch nicht weiter das Vertrauen. Es wird wieder nicht genau beschreiben welche Lithium-Technologie damit gemeint ist und als Quelle wird auf
"30 Eigene Darstellung mit Daten aus Seminar-Unterlagen der batteryuniversity.eu GmbH" - also leider nichts nachvollziehbares.

Das Buch habe ich mir nicht gekauft.

☀️Kai

andwein am 22 Feb 2020 11:11:04

Solarcomputer hat geschrieben:......Leider wird in dem besagten 3.2.1 Lebensdauer Kapitel nicht auf die unterschiedlichen Lithium Technologien eingegangen. Es ist eine allgemeine Darstellung OHNE BELEGE. ☀️Kai

Das ist ein Punkt der mir auch schon oft sauer aufgestossen ist. Solche Dokumentationen mit vielen Verfassern, Fußnoten und Quellenangaben sehen sehr seriös aus, aber es wird nur von "Lithium Batterien" gesprochen, nie von deren Ausprägung oder Chemie. Mir sind folgende Chemie-Typen bekannt, man beachte auch die jeweilige Leistungsdichte:
• Lithium-Kobaltoxid (LiCoO2) Energiedichte bis 190 W/kg
• Lithium-Manganoxid (LiMn2O4 oder „LMO“), bis 130 W/kg
• Lithium-Nickel-Mangan-Kobaltoxid (LiNiMnCoO2 od. „LiNMC“)
• Lithium-Eisen-Yttrium-Phosphat (LiFeYPO4), bis 110 W/kg
• Lithium-Nickel-Cobalt-Aluminiumoxid (LiNiCoAIO2)
• Lithium-Titanat (Li4Ti5O12), Energiedichte bis 90 W/kg
• Lithium-Schwefel (Li2S), Energiedichte bis 350 W/kg oder
• Lithium-Polymer (LiPoly, LiPo), bis 180 W/kg
Gruß Andreas

MountainBiker am 22 Feb 2020 12:00:20

Hallo,

in diesen Tenor kann ich mich auch einstimmen. Meiner Meinung und meines Wissenstand nach gibt es keine freie zugängliche, vertrauenswerkende, umfassende Studien über Lithium-Technologien und deren Eigenschaften (Ladeparameter, Entladeverhalten, Temperaturabhängigkeit, Zyklenfestigkeit ... ), zumindest nicht nach wissenschaftlichen Maßstäben. Wenn man mal im Bereich der Halbleiterfertigung gearbeitet hat, mit welchen Aufwand und Stückzahlen (viele Hundert) dort Bauteile in Klimaschränken "verprobt" werden , um daraus die Eigenschaften/Datenblätter zu ermitteln, dann frage ich mich schon, wo diese bei den Li-Batterien versteckt sind.

andwein am 22 Feb 2020 12:50:53

MountainBiker hat geschrieben: Meiner Meinung und meines Wissenstand nach gibt es keine freie zugängliche, vertrauenswerkende, umfassende Studien über Lithium-Technologien und deren Eigenschaften (Ladeparameter, Entladeverhalten, Temperaturabhängigkeit, Zyklenfestigkeit ... ),

Nicht ganz, es gibt eines, das zumindest grundlagentechnisch die verschiedenen Technologien gegenüber stellt. (Seite 25)
--> Link
Daraus habe ich zumindest einiges gelernt.
Gruß Andreas

schippi am 22 Feb 2020 13:26:15

andwein hat geschrieben: Nicht ganz, es gibt eines, das zumindest grundlagentechnisch die verschiedenen Technologien gegenüber stellt. (Seite 25)
--> Link
Daraus habe ich zumindest einiges gelernt.
Gruß Andreas


Lieber Andreas, genau um diese Doku geht es doch bereits seit 8 Beiträgen :D

Gruß, Uwe

geralds am 22 Feb 2020 13:39:56

Hallo,

das verlinkte Kompendium befasst sich mit LI-Ionen Akku´s. Die Aussagen zu dem Akku-Typ lassen sich leider nicht 1:1 auf Li-Metall Akku´s übertragen.
Das es ein anderer Akku ist, kann man schon auf den Seiten 10 und 25 des Kompendiums erkennen.
Zu LI-Ionen Akku´s gibt es eine ganze Reihe von Veröffentlichungen. Zu LiFePO4 findet man leider nur sehr wenig.
LI-Ionen Akku´s finden in E-Auto´s oft Verwendung und sind daher auch für Untersuchungen interessanter.

Ich habe mich gerade die letzten Tage mit den Unterschieden beschäftigt. Die Ni-MH Akku´s in meinem 8 Jahre alten Akkuschrauber ließen nach. Da ich nicht immer die ganze Maschine wegwerfen will, habe ich nach Li-Akku´s als Ersatz gesucht.
Zunächst wollte ich LiFePO4 (Größe 18650) einbauen. Da passte das Ladegerät nicht so recht. Ich habe mich dann für LI-Ionen Zellen entschlossen. Die haben den Vorteil, dass sie mit höherer Spannung geladen werden können und daher ganz gut zum Netzteil (15,9V) passen und außerdem eine höhere Kapazität bei gleicher Größe besitzen.

Wen es interessiert:
Zellen: --> Link (mit Lötfahne zum leichteren verbinden der Zellen)
BMS: --> Link
Die Spannung ist etwa 1V höher als vorher bei den Ni-MH Zellen, aber der Schrauber funktioniert wunderbar.

Gruß Gerald

andwein am 23 Feb 2020 16:54:30

geralds hat geschrieben:.....das verlinkte Kompendium befasst sich mit LI-Ionen Akku´s. Die Aussagen zu dem Akku-Typ lassen sich leider nicht 1:1 auf Li-Metall Akku´s übertragen. Gruß Gerald

Na ja, jetzt wäre ich allerdings gespannt auf die Definition "Lithium-Ionen Akku" Alle Lithium Akkus schicken Lithium Ionen auf die Reise, so gesehen sind alle Varianten unter dem Oberbegriff Litjium Ionen Batterie zu sehen.
Und das Kompendium befasst sich mit allen, auch mit den Li-Metall Akkus. wie geschrieben, Seite 10, 12, 22, 25, 26, 29, 31. Die Überschrift lautet allerdings überall Lithium-Ionen, da habt ihr recht, aber es ist ein Kompendium (kurz gefasstes Lehrbuch) zu allen Litium-Ionen Batterien. Sicherlich werden darin nicht alle Fragen beantwortet, aber es gibt noch andere "Kompendien"
Gruß Andreas

Solarcomputer am 23 Feb 2020 18:54:11

Der Ausflug zu den verschiedenen Batterietypen war auf Grund des Themas der Begrenzung aufgekommen. Daher halte ich mal fest:

Es ist (hier im Thread) nicht belegt, dass eine Begrenzung (des SOC) bei LiFeP04 tatsächlich zu einer merklichen (praxisrelevanten) Lebebsdauerverlängerung führt.

Bleibt noch zu klären, ob eine Ladespannungsbegrenzung überhaupt zu einer SOC Begrenzung führt. Ein ständige, tägliche Ladespannung auf ein abgesenktes Spannungsniveau zu begrenzen muss nicht zu einem geringeren SOC führen. Es könnte einfach länger oder mehrere Zyklen benötigen um doch in Richtung 100% zu wandern. Dies kann der MPPT nicht anhand der Spannung oberhalb der Ruhespannung begrenzen. Dazu bedarf es eines (genauen) Batteriecomputers, um auch geringe (Lade-)ströme (besser 20mA) über einen längeren Zeitraum zu erfassen. Hier kann eventuell jemand mit Messungen aushelfen? Ich habe (noch) keine LiFePO4 zum Testen da.

☀️Grüße
Kai

biauwe am 23 Feb 2020 20:18:05

Die 3 Solarregler begrenzen die Ladespannung. --> Link
Und die Akkus sind am Abend wieder ausreichend voll.


Solarcomputer am 23 Feb 2020 21:55:31

biauwe hat geschrieben:Die 3 Solarregler begrenzen die Ladespannung. ...
Und die Akkus sind am Abend wieder ausreichend voll.

Die Ladespannung alleine spiegelt nicht den Ladestand (SOC) wieder. Hier würde auch der zugehörige Strom wichtig sein. Erst wenn eine bestimmte Spannung erreicht wird (an einer Zelle) und die Zelle dabei keinen Strom mehr annimmt (einen Strom unterschreitet), kann dies als voll gewertet werden.

Um jetzt vorher den Ladevorgang abzubrechen, kann man die Ladeschlussspannung herabsetzen. Jedoch wird diese Schlusspannung (wie man im Diagramm sieht) mehrfach erreicht. Auch wiederholt sich das am nächsten Tag. Daher ist hier an der Spannung alleine keine Kapazitätsbegrenzung zu sehen. Vielleicht bringt es das besser auf den Punkt:

Ladespannung ≠ Ladekapazität

☀️Kai

biauwe am 23 Feb 2020 22:06:36

Die gezeigt Spannung ist direkt am Akku und nicht am Solarregler gemessen.
Die Solarregler laden mit max. 14,6 und 14,7V.
Und im genutzten Womo sind ständig Verbrauche aktiv.

Solarcomputer am 25 Feb 2020 00:40:25

biauwe hat geschrieben:Die Solarregler laden mit max. 14,6 und 14,7V.

... so wäre die Antwort auf die Frage des TE also: Ja, Der Solarregler kann die Ladestand (Ladekapazität) auf 100% begrenzen ;)

Ich denke die ursprüngliche Frage zielte auf einen geringeren Ladestand zwischen 50% und 90% zu kommen, indem man die Ladekennlinie des Solarladereglers anpasst (absenkt).
Hier stellte sich eben die Frage, ob die LiFePO4 dennoch auch bei eingestellten > 13,2V Ladeerhaltung nach vielen Tagen (sehr) langsam sich den 100% nähert. Denn bei > 13,2 V liegt die Zellspannung bei 4 Zellen > 3.3V, also über der Ruhespannung. Sofern diese Zellspannung überschritten wird, fängt ein kleiner Ladestrom an in die Zelle zu fliessen.

Es käme also auf einen Versuch an:
- Batterie auf zB auf 80% (SOC) zu entladen (mittels Batteriecomputer)
- den Solarladeregler z. B. auf 13.5V Ladenschluss stellen
- alle Verbraucher trennen
- Ladestrom des Laderegler und SOC über mehrere Tage beobachten (der Ladestrom sollte dabei auch im Bereich < 0.1 A genau erfasst werden!)

Nehmen wir eine 100 Ah Batterie an, so fehlen bei 80% noch 20 Ah.
Nehmen wir ein 100W Panel im Winter, das schafft dann 2 W über 8 Stunden
Das sind 16Wh / 13.5 V * Wirkungsgrad des MPP, ergeben ca 1 Ah pro Tag
Demnach könnet auch mit einem geringen Ladestrom ca 0.1 A in einem Monat auf 100% geladen werden.

--> so wäre also die Lagerhaltung mit einer 13.5 V Einstellung nicht zu erreichen.
Eine dokumentierte Praxismessungs dazu könnte das beweisen oder widerlegen.

☀️Kai

biauwe am 25 Feb 2020 09:29:28

Solarcomputer hat geschrieben:- den Solarladeregler z. B. auf 13.5V Ladenschluss stellen


☀️Kai


Das geht mit diesen Reglern :) --> Link

Bild

PS.: nur hat man ein Spannungsgefälle zu den Akkus.

Solarcomputer am 25 Feb 2020 12:33:06

Ich verstehe ja, dass du dich freust was der Regler so alles kann. Das geht mit verschiedenen Reglern einzustellen - nur die Frage ist nach dem resultierenden Ladestand. Der wird mit dieser Einstellung nicht definiert.

Das angesprochene Spannungsgefälle entsteht durch den Ladestrom. Moderne Solarregler können das kompensieren (zB Votronic, Victron) und geben daher die tatsächliche Batteriespannung an. Aber darauf kommt es in dem vorgeschlagenen Versuch nicht an, da am Ladeende die Batterie zunehmend weniger Strom annimmt (und dadurch dieses Spannungsgefälle abnimmt, sofern keine Verbraucher aktiv sind).

☀️Kai

biauwe am 25 Feb 2020 15:09:28

In einem benutzen Womo wird dieser Idealzustand wohl selten eintreffen.
Auch kann man die Wolken schlecht beeinflussen und somit die Solarleistung.

Solarcomputer am 25 Feb 2020 17:43:38

biauwe hat geschrieben:In einem benutzen Womo wird dieser Idealzustand wohl selten eintreffen.

Das zielt eher auf das Winterlager hin, in dem manche Nutzer glauben mit einer herabgesetzten Ladeschlussspannung die LiFePO4 schonen zu wollen.

biauwe hat geschrieben:Auch kann man die Wolken schlecht beeinflussen und somit die Solarleistung.

Der nächste Grund warum ein Absenken der Ladeschlusspannung keinen Sinn macht. Es gibt einige Nutzer die schwören gerade deswegen (Absenkung) auf per Bluetooth einstellbare Solarladeregler. Nach dieser Meinung sind dann fest eingestellte (per DIP Schalter, zB Votronic) Laderegler unbrauchbar. Daher meine Impertinenz auf diesen Gedankengang.

Bisher hat sich noch niemand hier gemeldet, der zeigen (belegen) kann wie sich der SOC über Langzeit bei abgesenkter Ladeschlussspannung (zB im Winterlager) verhält. Da hilft es wenig zu zeigen "Schau mein Solarlalderegler kann ich per Handy frei konfigurieren", ohne die tatsächliche, paxisbezogene Auswirkung auf den SOC über mehrere Zyklen, Tage zu kennen.

☀️Kai

PS: mein Gedankengang dahinter ist, abzuwägen wie sinnvoll es wäre den Solarladeregler anhand des SOC automatisch zu steuern... so zB BlueBattery D1/D2 --> Link dahingehend zu erweitern, dass er einen Solarladeregler (zB Victron per VE.direct Verbindung) automatisch anpasst.

biauwe am 25 Feb 2020 18:17:58

Solarcomputer hat geschrieben:Bisher hat sich noch niemand hier gemeldet, der zeigen (belegen) kann wie sich der SOC über Langzeit bei abgesenkter Ladeschlussspannung (zB im Winterlager) verhält. Da hilft es wenig zu zeigen "Schau mein Solarlalderegler kann ich per Handy frei konfigurieren", ohne die tatsächliche, paxisbezogene Auswirkung auf den SOC über mehrere Zyklen, Tage zu kennen.

☀️Kai

PS: mein Gedankengang dahinter ist, abzuwägen wie sinnvoll es wäre den Solarladeregler anhand des SOC automatisch zu steuern... so zB BlueBattery D1/D2 --> Link dahingehend zu erweitern, dass er einen Solarladeregler (zB Victron per VE.direct Verbindung) automatisch anpasst.


Steht das Womo rum, Ist die Spannubg der LiFe(Y)PO4-Akkus <13,7 V, aber größer 13,3 V.
Masseschalter trennt die Akkus.

Ist ein Überangebot an Strom vorhanden, "steuert das AES-Signal die Verbraucher, Kühlschrank und Warmwasser der Truma" (V-Guard II --> Link). Die Spannung liegt im Bereicht 13,3 bis 13,7 V.

andwein am 25 Feb 2020 18:34:05

Solarcomputer hat geschrieben:abzuwägen wie sinnvoll es wäre den Solarladeregler anhand des SOC automatisch zu steuern..

Ich ewrlaube mir den Satz genauer umzubauen: "abzuwägen wie sinnvoll es wäre den Solarladeregler anhand des hochgerechneten SOC automatisch zu steuern"
Und genau darin liegt die Crux des "nicht vollständig" zu laden bzw. "die Ladespannung abzusenken".
1. Alle Angaben zum SOC aus Batteriecomputer sind hochgerechnete, algorithmische Werte die zu mindesten 30% auf Annahmen beruhen (Batt Alter, echte Fabrikkapazität etc.)
2. solange die Ladespannung an einem Akkumulator über der Quellenspannung/EMK des Akkus liegt wird ein Ladestrom fließen.
3. Ein Absenken der Ladespannung verringert zwar den Ladestrom, verhindert aber keine Ladung
4. der Vorteil eine Lithium Batt in Bezug auf eine flache Entladekurve der Spannung kehrt sich bei der Ladung in einen Nachteil. Es ist einfach in relativ kurzer Zeit (1 Tag) kaum messbar ob die gemessene Spannung den "Vollzustand SOC" anzeigt.
5. Wenn ich über alle Faktoren wie Batteriezustand, alter Ladezustand, Fehlertoleranz im Messprozess, Fehlertoleranz in den verwendeten Bauteilen auf eine Ungenauigkeit von +-20% komme müsste ich aus Lebensdauer/Sicherheitsgründen eigentlich bei 60% SOC die Ladung beenden. (den 80% möchte ich eigentlich aber +-20% liegen als Toleranz vor)
Also lasst alles wie es ist, entweder ihr erreicht die 100% SOC bei normaler Ladung oder ihr erreicht nur 80% SOC, aber messen kann das keiner, es ist eh eine Schätzung
Nur meine Betrachtungsweise, Gruß Andreas

Solarcomputer am 26 Feb 2020 12:04:42

andwein hat geschrieben:1. Alle Angaben zum SOC aus Batteriecomputer sind hochgerechnete, algorithmische Werte die zu mindesten 30% auf Annahmen beruhen (Batt Alter, echte Fabrikkapazität etc.)

Ganz so esoterisch sind diese Werte nicht. Hier im Thread sind LiFePO4 interessant, das ist die angegebene Kapazität nicht so sehr der Alterung unterworfen (zumindest nicht in dem Nutzungszeitraum vom ca 10 Jahren).
andwein hat geschrieben:2. solange die Ladespannung an einem Akkumulator über der Quellenspannung/EMK des Akkus liegt wird ein Ladestrom fließen.
3. Ein Absenken der Ladespannung verringert zwar den Ladestrom, verhindert aber keine Ladung

Das sehe ich auch so, daher meine ganzen Bemerkungen.
andwein hat geschrieben:4. der Vorteil eine Lithium Batt in Bezug auf eine flache Entladekurve der Spannung kehrt sich bei der Ladung in einen Nachteil. Es ist einfach in relativ kurzer Zeit (1 Tag) kaum messbar ob die gemessene Spannung den "Vollzustand SOC" anzeigt.

Der Ansatz über den Strom und Ladung statt der Spannung zu gehen ist die Strategie des Batterie Computers. Inzwischen hat sich das schon lange so zB bei Smartphones, Laptops, etc. bewährt.
andwein hat geschrieben:5. Wenn ich über alle Faktoren wie Batteriezustand, alter Ladezustand, Fehlertoleranz im Messprozess, Fehlertoleranz in den verwendeten Bauteilen auf eine Ungenauigkeit von +-20% komme müsste ich aus Lebensdauer/Sicherheitsgründen eigentlich bei 60% SOC die Ladung beenden. (den 80% möchte ich eigentlich aber +-20% liegen als Toleranz vor)

Die Abweichungen summieren sich über die Tage hinweg, sodass ein Referenzpunkt alle paar Tage angepeilt werden sollte (Sync genannt, meist über die 100% Erkennung). Ich gebe dir Recht, dass nicht alle Batterie Computer hier gleichermassen gut funktionieren. Typisch erreicht BlueBattery einen Drift (bei Ruheströmen < 0.1 A) im Bereich < 0,2 Ah pro Tag. Damit ist einer Abweichung von 6Ah pro Monat erzielbar, bei üblichen Kapazitäten größer 100 Ah sind das weniger als 6%.
andwein hat geschrieben:Also lasst alles wie es ist, entweder ihr erreicht die 100% SOC bei normaler Ladung oder ihr erreicht nur 80% SOC, aber messen kann das keiner, es ist eh eine Schätzung

Genau hier ist der Ansatz Batterie Computer und Solarregler heranzuziehen um das System zu automatisieren:

- alle X Tage einen Sync automatisch herbeiführen (bei genügend Sonne)
- Entladung pro Tag in X Ah festlegen (nicht SOC), bei der auf jeden Fall der Solarregler 100% eingeschaltet wird
- Untere Spannungsgrenze bei der der Solarregler 100% eingeschaltet wird

Das sind Ideen, um einer dauernde 100% Ladung (Überladung) der LiFePO4 durch den Solarregler entgegen zu wirken.

☀️Kai




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