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Umrüstung auf LiFeYPO4 1, 2, 3, 4, 5 ... 125


Gast am 28 Mai 2012 22:21:05

Hallo,
wir wollen unsere Stromversorgung modernisieren.
Von einem Batteriehersteller bekam ich die Auskunft, dass unter den bei uns gegebenen Umständen bei unseren GEL-Akkus mit einer Lebensdauer von 3 bis 4 Jahre zu rechnen ist. Das Problem ist sicherlich die tägliche Nutzung und die ausschließliche Ladung über Solar, was keine speziellen Ladevorgänge ermöglicht, welche einer Sulfatierung entgegenwirken. Hierzu müssten wir monatlich ein Mal an Landstrom, was wir jedoch nicht wollen/können.
Vier Jahre sind bald um, also sollten wir uns über Ersatz Gedanken machen.

- Wir wohnen 365 Tage im Jahr im Wohnmobil (= viele Zyklen)
- Haben so gut wie nie Landstrom zur Verfügung (schlecht für Blei)
- Fahren äußerst wenig (kein Strom von der Lichtmaschine)
- Brauchen relativ viel Strom

Zur Energieversorgung haben wir 690 W Solar auf dem Dach und haben bisher noch nie Landstrom benötigt. Die vorhandene Photovoltaik-Anlage besteht aus:
- 5 Kyocera PV-Module mit zus. 450 W, ca. 25 A an Votronic 500 DUO Solarladeregler
- 2 cbe-PV-Module mit zus. 240 W, ca. 16 A an cbe-Solarladeregler prs240
- 3 Exide GEL 145 mit zusammen 148,5 kg und einem Platzbedarf von ca. 52x67x23 cm
- 1 WAECO SinePower MSK1500-012, 1500 W Dauerleistung, kurzfristig 2000W
- 1 WAECO PerfectCharge, bis 500 Ah, 45 A



Unsere GEL-Akkus liefern bei 60 % Entladung 3024 Wh und sind dazu mit 800 Zyklen angegeben. Eine tiefere Entladung würde die Lebensdauer deutlich verkürzen.

Blei-Säure-Akkus scheiden generell aus, da die Akkus bei uns relativ unzugänglich im Zwischenboden verbaut sind. Somit kann der Säurestand nicht geprüft werden und Knallgas wollen wir auch nicht im Fahrzeuginnern haben, auch nicht mit Ableitung nach außen.

AGM ist für unsere Anwendung ungeeignet und verursacht bei Kollegen schon genug Probleme, die wir nicht auch noch selber erfahren wollen.

Wieder GEL wäre sicher das einfachste, aber auf lange Sicht gesehen für eine Photovoltaik-Anwendung auch nicht das Optimale. Zudem gibt es deutlich preisgünstigere Lösungen, wenn man die zu erwartende Zyklenzahl und somit die Lebensdauer mit in die Rechnung einbezieht.

Nach monatelanger Erkundigung u. a. in einem englischen Blog und im PVforum, wo mir das Mitglied „Sonnentau“ mit seinen Praxiserfahrungen entscheidende Informationen gab, habe ich mich entschlossen, die herkömmliche Blei-Technik durch LiFeYPO4 Zellen von Winston zu ersetzen.

Würde ich mich bei den LiFeYPO4 Zellen mit einer dem jetzigen Zustand vergleichbaren Leistung zufrieden gegeben, was 300 Ah bei 80 % Entladung entspräche, wären die LiFepo4 Zellen nur rund 300 € teurer als die jetzigen hochwertigen Marken-GEL-Akkus (für industriellen Einsatz), würden insgesamt über 100 kg weniger wiegen und zudem die 4-fache Lebensdauer haben. Oder anders gerechnet, um die gleiche Zyklenzahl mit hochwertigen GEL-Akkus zu erreichen, müssten die GEL-Akkus 4 mal gekauft werden = 6.000 € gegenüber 1.800 € für LiFeYPO4-Zellen vergleichbarer Leistung.

Wir möchten jedoch etwas mehr Leistung bei sehr schonender Entladetiefe.
Mit den LiFeYPO4 Zellen von Winston bekomme ich aus 400 Ah bei einer für diesen Akkutyp sehr schonenden Nutzung von 70 % = 3584 Wh (bei 80 % Entladung wären es sogar 4096 Wh) und das bei einem Gewicht von nur 57 kg und einem Platzbedarf von nur ca. 47x29x26 cm.
Der Hersteller verspricht eine Lebensdauer bei einer Entladung zu 70 % > 5 000 Zyklen, bei 80 % > 3 000 Zyklen. Von der Technical University Prague liegen über Winston- LiFeYPO4-Cellen Langzeittests mit 13 000 Zyklen vor!!! Gut, Laborwerte, aber beispiellos.
Diese Zellen sind sowohl hervorragend für Photovoltaikanlagen geeignet, da Teilladungen die Lebensdauer nicht beeinträchtigen, sondern sogar verlängern als auch für den mobilen Einsatz in Wohnmobilen mit einer Energiedichte von 90 bis 110 Wh/kg. Welcher Blei-Akku kann das von sich behaupten?
Der Preis der gewählten 400 Ah LiFeYPO4 Zellen liegt zur Zeit ca. 30 % über dem der jetzigen Exide-GEL-Akkus, wobei jedoch zu berücksichtigen ist, dass bei schonender 70-%-Entladung 18,5 % mehr Strom zur Verfügung steht und gute 90 kg weniger Gewicht herumgefahren werden muss. Die zu erwartende Lebensdauer beträgt das über 6-fache der GEL-Akkus. Also 2.000 € gegenüber 9.000 € für den GEL-Ersatz über den zu erwartenden Zeitraum.

Zu den LiFeYPO4 Zellen muss allerdings die vorhandene Elektrik etwas modifiziert werden.
Die einzelnen LiFeYPO4 Zellen benötigen Balancer, damit die Spannungen der Zellen nicht auseinanderdriften. Zudem berücksichtigt der momentan vorhandene Schutz vor Tiefentladung lediglich die Gesamtspannung und greift zudem zu spät für LiFeYPO4 Zellen.
Es ist ein absolut zuverlässiger Schutz vor Überladung und Tiefentladung je Zelle vorzusehen, denn eine richtige Tiefentladung reicht bereits, um die einzelne Zelle zu zerstören.
Diesen Schutz bieten die guten und günstigen neuen LiPro1-1-Balancer der Firma ecs-onine.org, welche übrigens von „Sonnentau“ entwickelt wurden. Das Geniale an diesem LiPro1-1-Balancer ist, dass hier gleich die Steuerung integriert ist, welche 3 bis 4 Solid State Relais zum Schutz vor Tiefentladung und in einer weiteren Sicherheitsschleife nochmals 3 bis 4 Solid State Relais zum Schutz vor Überladung schalten kann. Hier kommen also abhängig von den zu trennenden Strömen und der Größe der Solid State Relais nochmals Kosten ab ca. 350 € aufwärts hinzu, in unserem Fall ca. 680 €.
Teure BMS-Systeme, welche oft genug keinen ausreichenden Schutz für die einzelnen Zellen bieten, oder nur vor Tiefentladung schützen, nicht jedoch vor Überladung, entfallen durch die LiPro1-1-Balancer.

Zum Schutz vor Überladung haben wir vorgesehen:
- 1 Stück SSR_100_100A = für Abschaltung Solarmodule mit 22,1 V und 690 W
- 1 Stück SSR_100_40A = für Abschaltung Solarmodule mit 20,3 V und 240 W
- 1 Stück SSR_230AC_10A = für Abschaltung Waeco Ladegerät auf Netzseite (elektronisches Relais für Wechselspannung 230V / 10A)

Zum Schutz vor Unterspannung haben wir vorgesehen:
- 3 Stück SSR_100_100A = Parallel geschaltet, insgesamt 300 A Dauerstrom, Einschaltstromspitze bis > 400A Zur gemeinsamen Abschaltung Wechselrichter + aller DC Verbraucher, von Ihnen einzubauen.

Um unsere Solaranlage zu optimieren, wollen wir den cbe-prs240 Solarladeregler gegen einen zweiten Votronic 500 DUO austauschen. Von Victron soll ein Batteriemonitor BMV-602 eingebaut werden. Dies wäre aber beides technisch nicht unbedingt notwendig.

Übrigens, LiFeYPO4 Zellen von Winston brennen nicht, explodieren nicht, gasen nicht, enthalten keine Flüssigkeit, können auch liegend verbaut werden, funktionieren ohne Probleme auch im Winter und bei extremer Hitze, von -45 Grad bis +85 Grad. Die Selbstentladung liegt unter 5 % pro Monat. Schnellladung mit bis zu 3C ist möglich. Das Gewicht liegt bei vergleichbarer Leistung bei etwa 1/3 eines Blei-Akkus. Die einmaligen Anschaffungskosten liegen bei vergleichbarer Leistung nur unwesentlich über denen von hochwertigen Marken-GEL oder AGMs. Eigentlich der ideale Akku für Wohn- und Reisemobile.

Die LiFeYPO4 Zellen von Winston sind bestellt und sollen Anfang Juli geliefert werden. Die 400 Ah Zellen sind scheinbar sehr beliebt und momentan ab Lager kaum zu bekommen. Die Schiffsladungen aus China werden bereits vor dem Eintreffen in Hamburg verteilt.

Sobald die Zellen bei uns eingetroffen sind, werden wir hier weiter berichten.

Unser besondere Dank gilt an Dieser Stelle "Sonnentau", ohne dessen Beiträge, Überzeugungsarbeit und persönliche Beratung die Umrüstung in der Form für mich als Elektro-Laien nicht möglich wäre, vielen Dank.

felix52 am 28 Mai 2012 22:50:42

Jou,
herzlichen Glückwunsch zu Eurer wohl endgültigen Individuallösung der
Energieversorgung im Womo. Danke noch mehr dafür, wie dezidiert und kompetent Ihr dies hier vortragt. Bitte berichtet weiter über Eure Erfahrungen, die im Rahmen dieses Forums wohl bislang einmalig sind.
Hoffentlich melden sich hier nicht wieder die, die zu nem Generator raten oder dazu, den Cafe über ner Gasflamme zu kochen oder überhaupt ohne "soviel" Strom aus zu kommen.
Danke für Euren Beitrag und Alles Gute
Felix52 :) :respekt:

lisunenergy am 29 Mai 2012 06:11:25

Vielen Dank für die Blumen. Auch ich habe mich für diesen Akku entschieden weil ich davon überzeugt bin ,das dies die Zukunft sein wird.Mein Akku ist schon drinn und Solar und Kabel gezogen.(Bilder folgen) Da ich nur einen Caravan Hänger besitze ist das Gewicht ,das größte Problem gewesen.Nach langer Information habe ich mich dann dazu entschieden.Die Geschichten kennt ihr ja schon.Mein Hänger ist mit 450 Watt Solar ausgerüstet.Die Akkugröße beträgt 160 Ah volle Power.Ein Vollladen ist nicht mehr nötig.Für die Abschaltung der Prints habe ich noch was in der Bucht gefunden. --> Link Vorsicht!!! keine AC Relais verwenden!! Für größere DC Ströme empfehle ich einen Trennmosfet.

rossifumi am 30 Mai 2012 21:57:05

superduty hat geschrieben:Nach monatelanger Erkundigung habe ich mich entschlossen, die herkömmliche Blei-Technik durch LiFeYPO4 Zellen von Winston zu ersetzen.

Gute Entscheidung!!!
Meine 100AH (noch) im WoMo funktioniert seit gut 2 Jahren problemlos.
Auch alle anderen LiFePo in den anderen Fahrzeugen: ein Quantensprung zu den bleischweren Blei/Gel/Flies.
Und das seit bis zu Region 6 Jahren, in denen ich konventionelle Starterakkus ev schon tauschen müssen hätte.
Viel Erfolg beim Einbau und immer Saft im Netz :D .
Rossi

macagi am 30 Mai 2012 23:10:26

Ich habe gerade meine Links zu Li Batterien gecheckt, und die Thundersky scheint es gar nicht mehr zu geben.....alles tot?

Und wie war das nochmals mit Temperaturen unter Null? Früher schlecht, nun mit Y Doping besser? Aber wo krieg ich die Zellen her......

rossifumi am 30 Mai 2012 23:22:11

macagi hat geschrieben: Aber wo krieg ich die Zellen her......

Kaufe demnächst mal wieder ein.

Rossi

singlefreiheit am 31 Mai 2012 00:04:58

rossifumi hat geschrieben:
macagi hat geschrieben: Aber wo krieg ich die Zellen her......

Kaufe demnächst mal wieder ein.

Rossi


Dieses Frage-Anwort-Spiel erinnert mich an:

macagi: "Wo gibts denn hier ein Bier?"
Rossi: "Mein Glas ist noch voll!"

Eine bessere Antwort wäre die Wegbeschreibung zur nächsten Kneipe bzw. zum nächsten Li Batterie-Händler. :D

macagi am 31 Mai 2012 08:14:32

Na ja, rossi könnte mir wohl ein Bier besorgen wenn ich eins wollte.....

lisunenergy am 31 Mai 2012 20:57:31

Bei Faktor.de und Litrade.de oder GWL.com gibt es diese Akkus.Gehen unter Null und verlieren nicht an Kappazität.Leider steigt der Preis bald täglich.

macagi am 31 Mai 2012 22:46:22

Danke sonnentau, aber gwl.com gibt es nicht.

lisunenergy am 01 Jun 2012 05:59:05

macagi hat geschrieben:Danke sonnentau, aber gwl.com gibt es nicht.
Sorry sollte GWL-Power werden --> Link

michaelbacke am 01 Jun 2012 10:55:18

Das mit 4 Zellen in Reihe zusammenschrauben seh ich ja noch ein, aber das ganze andere mit balancen und BMS Controller krieg ich nicht in mein Hirn...

lisunenergy am 01 Jun 2012 16:29:46

michaelbacke hat geschrieben:Das mit 4 Zellen in Reihe zusammenschrauben seh ich ja noch ein, aber das ganze andere mit balancen und BMS Controller krieg ich nicht in mein Hirn...
Wie Du schon richtig siehst benötigt man nur 4 anstatt 6 Zellen bei Blei.Stell Dir die Zellen wie Flaschen mit Wasser vor.Über allen Flaschen ist eine Zuleitung für Wasser.Wenn jetzt das Wasser in die Flaschen gefüllt wird kann es sein das ein Verschluß ein wenig kleiner ist wie der andere.Die Flaschen füllen sich also unterschiedlich schnell.Da aber die Flaschen nicht mehr wie volllwerden dürfen,braucht man ein Ventil was sozusagen die Füllmenge steuert.Das macht ein BMS Print oder eine ganze BMS Einheit.Das ist jetzt sehr stark vereinfacht,aber es ist dadurch anschaulich.Es muß also verhindert werden,das eine Zelle schneller voll ist wie die anderen.Würde es nicht geregelt geht die Zelle sehr schnell defekt.

Rallamann am 01 Jun 2012 19:04:25

Hallo ihr " Pioniere " ,

wohhh, hatte ich vorher noch nie was von gehört :oops: , hört sich aber sehr interessant an :yau: , werde das mal für mich durchrechnen, bei Ausfall der jetzigen Batterien vielleicht eine neue Möglichkeit. Danke schön für den Denkanstoß :dankeschoen: .

Gast am 01 Jun 2012 19:29:01

rossifumi hat geschrieben:. . . Meine 100AH (noch) im WoMo funktioniert seit gut 2 Jahren problemlos.
Auch alle anderen LiFePo in den anderen Fahrzeugen: ein Quantensprung zu den bleischweren Blei/Gel/Flies. . . .
Rossi


Hallo Rossi,
vielen Dank für die Zustimmung zu meinem Vorhaben.
Habe bei meiner Informationssuche im Vorfeld natürlich auch deine Beiträge alle gelesen.

Du verwendest die LiFeYPO4 hauptsächlich als Starterbatterie?
Habe ich auch vor, zumindest im Wohnmobil. Aber erst mal die eine Baustelle abschließen, sonst gibt es zu viel Stress.

Um die LF12V90AH einzubauen, müsste ich die Zellen umbauen, da ich Polanordnung „0“ brauche, also plus und minuspol vertauschen.
Und eine andere Befestigungsmöglichkeit muss ich auch bauen, da mein jetziger Akku mit Bodenleiste B1 befestigt wird.

Dann macht mir sorge, dass der LF12V90AH überladen würde, denn sobald die Aufbauakkus 14,4 V erreicht haben, schaltet eine Erhaltungsladung für den Starterakku ein, welche diesen mit 2 bis 4 A läd - bis die Sonne untergeht.
Die Erhaltungsladung brauche ich natürlich schon, denn wir fahren nicht viel. Über Winter standen wir z. B. 6 Monate auf dem selben Stellplatz, ohne das der Motor ein Mal gelaufen wäre.

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