Lithium Starterbatterie?

[newmie2205]

Hallo zusammen!

Ich liebäugle mit einer neuen Starterbatterie mit LifeYPo4 Technik (Winston Akku, 12V, 40Ah) für meinen Etec 60 PS. Es hängen noch ein paar Lämpchen und ein USB-Lader an der Batterie, das wars... (Versorgung geht extra über einen vorhandenen 24V Li-Ion Akku).


Die Ladespule des Etec lädt (denke ich zumindest) mit 14,4 V und max. 25 A. Das wäre theoretisch ideal.

Frage:
Wenn der Akku während der Fahrt die 14,4V erreicht haben sollte, was passiert dann? Lädt der Aussenborder den Akku weiter oder ist da "etwas" verbaut, was sagt: "bis 14,4V laden, dann Ende"?



Vielleicht hat hier jemand Erfahrung oder technisches Wissen.


Vielen Dank und VG,
Andy

[tritonnavi]

wenn 14,4V als absolute obere Grenze vom externen Ladesystem nicht überschritten werden dürfen, dann würde ich empfehlen, sehr genau zu recherchieren, ob der Motor wirklich nur eine ungeregelte Ladespule mit Gleichrichter hat oder eine echte Spannungsregelung besitzt.
Ansonsten kann das bei LI-Zellen sehr schnell daneben gehen.

[asgoslar]

Eine derartige Batterie benötigt meines Wissens ein Balancer-Modul oder ein BMS (Batterie Management System).
Hier sind einfach 3 Zellen zu einer Batterie zusammengefasst. Dort müssten neben den 12V Anschlüssen auch Balancer Anschlüsse vorhanden sein.

Dort wird nicht mit max. 14.4 V geladen, sondern mit max. 3x 4 Volt

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[asgoslar]

habe hier was zur Info gefunden

https://www.nothnagel-marine.de/prod...AHA-Zelle.html

Das würde an einer Lichtmaschine nur funktionieren, wenn ein Laderegler mit Balancer in der Batterie verbaut wäre.
Der Regler bzw. Balancer hat die Aufgabe, alle 3 Zellen gleichmässig zu laden, dazu
müssten die Volt aus der Lichtmaschine durch den Regler erstmal auf ein Drittel reduziert werden.


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[alta_schwede]

Zitat von newmie2205

Hallo zusammen!

Ich liebäugle mit einer neuen Starterbatterie mit LifeYPo4 Technik (Winston Akku, 12V, 40Ah) für meinen Etec 60 PS. Es hängen noch ein paar Lämpchen und ein USB-Lader an der Batterie, das wars... (Versorgung geht extra über einen vorhandenen 24V Li-Ion Akku).


Fragen:

1. Die Ladespule des Etec lädt (denke ich zumindest) mit 14,4 V und max. 25 A. Das wäre theoretisch ideal.

Wie kommst Du darauf, daß 14.4V ideal sind. Laut Datenblatt beträgt die Ladespannung des WB-LP12V40AHA Akkus 16V.

Zitat von newmie2205

2. Wenn der Akku während der Fahrt die 14,4V erreicht haben sollte, was passiert dann? Lädt der Aussenborder den Akku weiter oder ist da "etwas" verbaut, was sagt: "bis 14,4V laden, dann Ende"?
Vielleicht hat hier jemand Erfahrung oder technisches Wissen.

Der Generator hat im besten Fall eine funktionierenden Regler, der die Ladespannung begrenzt. Wenn diese Regelung versagt, dann sollte beim Einsatz eines Lithium Akkus, ein Batteriemanagemant System diesen Fehler erkennen und den Akku von der Ladespannung trennen. Ob der WB-LP12V40AHA Akku ein "ein Batteriemanagemant System" integriert hat, läßt sich dem Datenblatt nicht entnehmen.

Was spricht eigentlich gegen einen Blei Akku? Die Technik ist für den geplanten Einsatz wesentlich einfacher, sicherer und wesentlich preiswerter.

Gruß Tom

[newmie2205]

Zitat von asgoslar

Eine derartige Batterie benötigt meines Wissens ein Balancer-Modul oder ein BMS (Batterie Management System).
Hier sind einfach 3 Zellen zu einer Batterie zusammengefasst. Dort müssten neben den 12V Anschlüssen auch Balancer Anschlüsse vorhanden sein.

Dort wird nicht mit max. 14.4 V geladen, sondern mit max. 3x 4.8 Volt

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Es sind 4 Zellen in einer fertigen 12V Batterie enthalten, nicht 3 Zellen.

Es geht um diese hier:
https://www.faktor.de/batterien/batt...-lifeypo4.html

Dort sind innerhalb auch keine Balancer verbaut, da angeblich selektiert. Die einzelne Zelle des Blocks kann bis max 4V geladen werden, also ingesamt 16V max.

Meine Hauptfrage ist eigtl. was macht der Aussenborder, wenn die 14,4V Ladespannung erreicht ist.


Nachtrag:
Natürlich ist die Standard-Technik einfacher, (zunächst) billiger, sicherer.
Aber LifeYPo4 hat auch Vorteile (Gewicht, Langlebigkeit, Preis evtl. auf Dauer).
Umsetzen würde ich das Ganze nur, wenn es sicher ist.

Die fertigen Winston Blöcke haben keine Balancer, da angeblich selektiert (verschiedene Quellen haben bzgl. Selektion aber unterschiedliche Aussagen).
Wenn man für diesen Zweck als Starterbatterie noch ein BMS anstöpseln müsste, würde ich die ganze Sache sein lassen...

[alta_schwede]

Zitat von asgoslar

Eine derartige Batterie benötigt meines Wissens ein Balancer-Modul oder ein BMS (Batterie Management System).

Das hätte ich auch so gesehen. Auf der Webseite steht aber auch noch folgender Hinweis:

Für alle Lithium Akkus werden grundsätzlich Balancer-Module oder ein BMS (Batterie Management System) benötigt ! Ausnahme sind die Fertigbatterien GBS-LF20AH ; WB-LP12V40AH ; WB-LP12V60AH u. WB-LP12V90AH, wenn Sie nicht in einer Reihenschaltung verwendet werden.

Das deutet auf ein integriertes Batterie Management System hin. Mir sind die Angaben aber ehrlich gesagt etwas zu wage.

[alta_schwede]

Zitat von newmie2205

Es sind 4 Zellen in einer fertigen 12V Batterie enthalten, nicht 3 Zellen.

Es geht um diese hier:
https://www.faktor.de/batterien/batt...-lifeypo4.html

Dort sind innerhalb auch keine Balancer verbaut, da angeblich selektiert. Die einzelne Zelle des Blocks kann bis max 4V geladen werden, also ingesamt 16V max.

Meine Hauptfrage ist eigtl. was macht der Aussenborder, wenn die 14,4V Ladespannung erreicht ist.


Nachtrag:
Natürlich ist die Standard-Technik einfacher, (zunächst) billiger, sicherer.
Aber LifeYPo4 hat auch Vorteile (Gewicht, Langlebigkeit, Preis evtl. auf Dauer).
Umsetzen würde ich das Ganze nur, wenn es sicher ist.

Die fertigen Winston Blöcke haben keine Balancer, da angeblich selektiert (verschiedene Quellen haben bzgl. Selektion aber unterschiedliche Aussagen).
Wenn man für diesen Zweck als Starterbatterie noch ein BMS anstöpseln müsste, würde ich die ganze Sache sein lassen...

Laut der Webseite ist also kein Batterie Management System enthalten und auch nicht nötig. Die Aussagen auf der zitierten Webseite sind aus meiner Sicht etwas gewagt und werfen weitere Fragen auf.

Du fokussierst Dich momentan auch nur auf die Überspannung beim Laden.
Laut Hersteller, muß Du aber auch noch ein zu tiefes entladen verhindern und sicherstellen, daß die Temperaturen nicht unter und überschritten werden.

[newmie2205]

Zitat von alta_schwede

Du fokussierst Dich momentan auch nur auf die Überspannung beim Laden.
Laut Hersteller, muß Du aber auch noch ein zu tiefes entladen verhindern und sicherstellen, daß die Temperaturen nicht unter und überschritten werden.

Ein zu tiefes Entladen wird nicht stattfinden. Spannungsanzeige an meinem Steuerstand vorhanden. Und ich glaube kaum, dass ich bei -36° oder +81° Boot fahre
Ein Balancer innerhalb des Gehäuses ist NICHT vorhanden! Siehe https://www.faktor.de/batterien/batt...-lifeypo4.html

[alta_schwede]

Zitat von newmie2205

Ein zu tiefes Entladen wird nicht stattfinden. Spannungsanzeige an meinem Steuerstand vorhanden. Und ich glaube kaum, dass ich bei -36° oder +81° Boot fahre
Ein Balancer innerhalb des Gehäuses ist NICHT vorhanden! Siehe https://www.faktor.de/batterien/batt...-lifeypo4.html

Hi,
es geht nicht um die Umgebungstemperatur. Das Teil heizt sich ja auch beim Laden und Entladen oder im Extremfall beim Kurzschließen auf. So ein Batterie Management System BMS überwacht unter anderem die Temperaturen der einzelnen Zellen in allen Betriebszuständen. Sobald eine Zelle den erlaubten Temperaturbereich überschreitet, wird zur Sicherheit abgeschaltet.

Die Sicherheit der Zellen wird durch das BMS erhöht. Wenn ich auf der Herstellerseite lese, daß man es weggelassen hat und die Zelle trotzdem sehr sicher ist, dann ist das irgendwie ein großer Widerspruch.

Mir hat vor ein paar Monaten ein Händler einen Stromspeicher basierend auf Lithium-Eisenphosphat-Akkuzellen angeboten. Der Hersteller hatte auch mit der erhöhten Sicherheit im Vergleich zu den NCA Lithium-Nickel-Cobalt-Aluminium-Oxid oder NMC Lithium-Nickel-Mangan-Cobalt-Oxid
geworben.

Mich hat es nicht wirklich überzeugt und der "Nagel Test" kam mir wie Hokus Bokus vor. Eine Anfrage bei meiner Versicherung hat ergeben, daß sie den Stromspeicher als Gefahr ansehen und beim Einsatz die Prämien erhöhen wollen (die suchen allerdings auch nach jedem Grund für Erhöhungen).

Das tatsächliche Risiko kann ich nicht wirklich bewerten. Vielleicht findest Du ja noch eine Studie oder Statistik dazu ...

Gruß Tom

[AG31]

Wie es jetzt mit Lithium kann ich dir nicht genau sagen, aber die Starterbatterie braucht im Allgemeinen nicht unbedingt einen Balancer. Ich habe in 3 Motorrädern seit ca 6 (oder 8?) Jahren LiFePo4-Akkus laufen und hänge die zum Saisonende an den Balancer. Es gibt dort bisher nur eine Zellendrift die nicht nennenswert ist.

-Justmy2Cent-

[tritonnavi]

@alta_schwede:

Wie kommst Du darauf, daß 14.4V ideal sind. Laut Datenblatt beträgt die Ladespannung des WB-LP12V40AHA Akkus 16V

Das ist m.E. eine Li-Ionen-Batterie. (andere Spannungslage , als eine Li-Fe Batterie)

@newmie2205:

Es geht um diese hier:
https://www.faktor.de/batterien/batt...-lifeypo4.html

Dort sind innerhalb auch keine Balancer verbaut, da angeblich selektiert. Die einzelne Zelle des Blocks kann bis max 4V geladen werden, also ingesamt 16V max.

Das ist eine Li-Fe-Batterie......und für diese wird dann auch 14,6V als maximale Ladespannung in der von dir verlinkten Beschreibung angegeben, ansonsten: Beschädigung....
also nix mit 16V.

[alta_schwede]

Zitat von tritonnavi

Das ist eine Li-Fe-Batterie......und für diese wird dann auch 14,6V als maximale Ladespannung in der von dir verlinkten Beschreibung angegeben, ansonsten: Beschädigung....
also nix mit 16V.

Hi,
danke für die Hinweise. Ich hab mir nochmal folgende Webseite etwas genauer angesehen.
https://www.faktor.de/batterien/batt...-lifeypo4.html
Dort steht in der Beschreibung des "LFP 12V 40AH LiFeYPo4, Artikelnummer: 1240": Maximale Ladespannung 14,6V, Die Zelle wird beschädigt, wenn die Spannung über diesen Wert steigt.

Auf der Webseite wird dann auf das Datenblatt verlinkt. Dort steht dann "Maximale Ladespannung 17V Die Zelle wird beschädigt, wenn die Spannung über diesen Wert steigt".

Die Angaben sind ja recht abenteuerlich oder habe ich was übersehen?

[tritonnavi]

eine LiFe-Zelle soll laut wikipedia eine maximale Ladespannung von 3,65V haben.
Ergibt bei 4 Zellen: 14,6V......
Schutzschaltungen gegen Überladung sollen angeblich ab 3,8V/Zelle (also 15,2V für die Batterie) ansprechen.

(Selbst wenn die Ladespannung exakt auf 14,6V durch den Regler begrenzt werden sollte, würde ich nicht auf Balancer verzichten. Da brauchen ansonsten (trotz Zellen-Selektion) nur die kleinsten Unterschiede zwischen den Zellen bestehen und schon gibt es die Gefahr, dass eine Zelle überladen wird. Wenn eine Zelle im Eimer ist, kann man die ganze Batterie entsorgen...)

Da bei der angegebenen Batterie solche Schutzschaltungen nicht existieren und da man, um die Lebensdauer nicht unnötig zu verkürzen, sich ohnehin an die als maximal genannte Ladespannung halten sollte, würde ich die Ausssage mit den maximal 14,6V Ladespannung durchaus ernst nehmen.....

Bei Li-Ionen-Zellen, die eine Ladeschlussspannung von ca 4,3V haben sollen, käme man bei einer 4-zelligen Batterie auf die rund 17V maximale Ladespannung.

[HermannC]

Hallo Andy,
die Daten für die 40Ah Zellen findest Du hier:

https://files.i4wifi.cz/inc/_doc/att...-LFP040AHA.pdf

Ich habe in meinem Cat die 400Ah Zellen verbaut und bin begeistert. Wenn Du keine teure Fertiglösung haben willst, dann brauchst Du ein Batterie Management System mit Ballancer. Der Ballancer sorgt dafür, dass die Zellen beim Laden ab einer bestimmten Spannung ausgeglichen werden. Die Zellen könnten sonst auseinander driften und die Lebensdauer wird herabgesetzt.


Sehr wichtig ist die Abschaltung vom Netz bei Unterspannung. Das BMS sorgt dafür, dass ein entsprechend starkes Relais diese Arbeit sicher übernimmt. Eine Tiefentladung zerstört meistens die Batterie.


Da die Zellen max. 4 Volt, also gesamt 16 Volt, vertragen können, passiert ihnen nichts. Allerdings macht das Bordnetz bei der Spannung Probleme. Deshalb habe ich eine Ladeabschaltung, die ich in meinem BMS einstellen kann.


Ich habe meine Zellen von GWL Power, sehr günstig und kompetente Leute. Das BMS ist von REC, Wasserdicht und programmierbar. Ebenfalls sehr kompetent.


Super Informationen findest Du im Wohnmobil - Forum.


LG Hermann

[newmie2205]

Vielen Dank!

Um zusätzlich etwas Licht ins Dunkle zu bringen:

Man muss wohl auch unterscheiden zwischen LifePo4 und LifeYPo4.

LifePo4 (zB Calb-Zellen) hat max. 3.65 V
LifeYpo4 (zB Winston-Zellen) hat max 4 V

So zumindest meine zwischenzeitliche weitere Recherche.
Die Angaben auf der Faktor-Seite sind also nicht gaaaanz richtig.

Im Zweifel wohl immer das Hersteller-Datenblatt verwenden.

Also ich fasse mal zusammen:
Theoretisch darf nichts passieren, eine LifeYPo4 als Starterbatterie zu verwenden, WENN der Aussenborder bei 14.4V (also 3.65V pro Zelle) "abregelt" (klar die Batterie ist dann nie gaaaanz voll, aber mehr ausreichend).

Um auf der sicheren Seite braucht man dann noch ein BMS (wobei ich bei meiner Recherche gelesen habe, dass die fertigen Winston 12V Blöcke so selektiert sind, dass eine Zelldrift der 4 Zellen innerhalb des Block nahezu ausgeschlossen ist - "Ausnahmen bestätigen die Regel...").

Alle Angaben ohne Gewähr Ist ja nicht ein ganz unempfindliches Thema.

[Yups]

Bei 400Ah ist es sicherlich richtig ein BMS zu verwenden, bei 40Ah kostet ein gutes BMS wohl mehr als die Zelle.
Ich würde es einfach probieren. Der ETEC regelt die Ladespannung, da geht keine Batterie mehr wegen Überspannung drauf.
Bezüglich des Drifts sollte man sich auch nicht verrückt machen. Die ganzen Akkugeräte (z.B. Akkuschrauber) arbeiten auch ohne Balancer und funktionieren dabei ohne Probleme. Habe einen 3 Jahre alten Bosch Akku mit 5 Zellen zerlegt und mit neuen 18650 Zellen ausgestattet, der Drift war quasi nicht vorhanden. Max. 0.02V

[haluterix]

"Die ganzen Akkugeräte (z.B. Akkuschrauber) arbeiten auch ohne Balancer", gewagte Aussage, meine Bosch, Metabo und Einhell Akkuschrauber besitzen allesamt ein "Balancer"Management (Lipo)

[Yups]

Meine nicht....
18V System Bosch Professionell.

[Axel_G]

Wenn der Akku max. mit 14,4V geladen wird, also nie voll wird und andererseits als Starterakku auch nie leer wird, würde ich auf den Balancer wohl verzichten.



Da muss ja dann schon einiges passieren, damit einzelne Zellen so wegdriften, dass es Probleme gibt.



Man kann ja im Winter mal nachmessen.


Gruß
Axel

[tritonnavi]

Zitat von Axel_G

Wenn der Akku max. mit 14,4V geladen wird, also nie voll wird und andererseits als Starterakku auch nie leer wird, würde ich auf den Balancer wohl verzichten.



Da muss ja dann schon einiges passieren, damit einzelne Zellen so wegdriften, dass es Probleme gibt.



Man kann ja im Winter mal nachmessen.


Gruß
Axel

Wenn man sich das Datenblatt der von @HermannC verlinkten Zellen anschaut, erkennt man in der unteren Grafik
1. das 4V Ladespannung die absolute Schmerzgrenze sind und
2. das z.B. mit einer Laderate von 0,5C bei ca 3,65V bereits 110% Ladekapazität erreicht werden können.

0,5C entsprechen 20A Ladestrom bei 40Ah Nennkapazität. Um mehr Ladestrom wird es hier ohnehin nicht gehen.

Warum sollte man also an den absoluten Grenzwert der Ladespannung heran gehen, wenn bereits 3,65V bei der praktisch maximal möglichen Laderate von 20A zu 110% Kapazität führen?
Reichen 110% nicht?

Ich denke mal, was in Wikipedia steht (maximale Ladespannung 3,65V, Abschalten von Überwachungsgeräten ab 3,8V), trifft in der Praxis auch auf die verlinkten Zellen zu, denn jede Annäherung an den absoluten Ladespannungsmaximalwert (also 4V), verkürzt die Lebensdauer der Zellen.

Wichtig ist, dass sichergestellt wird, dass die Ladespannung die 14,6V im Normalfall möglichst nicht überschreiten kann. Mehr an Ladespannung bringt eh kaum etwas, verkürzt aber die Lebensdauer der Zellen.

Gerade wenn nach einer Ladung mit relativ hoher Ladeschlussspannung die Zelle in dem Zustand in kürzerer Zeit nicht wieder etwas entladen wird, ist auch das nicht gut für die Li-Zelle. Es hat schon seinen Grund, dass gute LI-Ladegeräte quasi einen "Lagermodus" haben, wo mit einer Ladeschlussspannung von ca 13,4V (bei 4 Zellen LiFe) geladen wird.

[HermannC]

Natürlich kann man die Akkus auch ohne Balancer betreiben. Dann würde ich aber auf jeden Fall eine Überwachung der Einzelzellen anstreben. Ich kann auf meinem BMS sehen, wie die Zellen driften, wenn auch nur sehr gering, aber sie driften.


Es gibt aber auch Balancer, die recht günstig sind. Die werden direkt auf die Zellen geschraubt und balancieren beim Laden ab einer bestimmten Spannung. Die würden für Deinen Zweck, Andy, vollkommen ausreichen.


Interessant für die Überwachung der Einzelzelle ist auch dieses Gerät:
https://www.faktor.de/batterie-ueber...elllog-8s.html

Grüße Hermann

[newmie2205]

Vielen Dank.

Ich kenne diesen JunsiCelllog. Diesen benutze ich für meine Li-Ion Verbraucherbatterie, diese hat aber zusätzlich auch ein BMS.

Ich glaube, ich werde wie vorgeschlagen einfach die 4 Einzelzellen einzeln per Spannungsanzeige überwachen, sollten diese mal driften, kann man diese ja mal einzeln, zB am Saisonende, mit einem 3.6V Lader (den ich eh noch habe), auf den gleichen Stand bringen.

Bleibt nur noch die Frage, ob und ich wann ich evtl. umsteigen.