Lifepo Eigenbau Praxisbericht

[Oldskipper]

Nachdem mir auf der Havarietour 22 meine AGM in die Knie gegangen sind hab ich dann mal 4STK 315Ah Lifepo Zellen und ein Daly BMS mit 300A verbaut.
Zunächst sah alles gut aus, aber in der Praxis taten sich dann doch einige Probleme auf.
Das betagte Victron Atlas Kombigerät hat beim Versuch die Ladespannung auf passende Werte einzustellen völlig durchgedreht. Eigentlich sollte das funktionieren, tat es aber nicht Tatsächlich hatte das eine Macke und ich hab es gegen zeitgemäße Technik ersetzt. War eh überfällig. Nun werkelt ein neues Kombigerät mit 3kw Wechselrichter und 120A Ladegerät im Boot. Das kann man per App auf Lifepo einstellen. Läuft super und hat einen sehr geringen Eigenverbrauch.
Damit er das Thema laden mit Landanschluss erledigt.
Das Laden mit der Lichtmaschine ging super, aber die Ladeschlussspannung ist eigentlich zu hoch und das BMS hat regelmäßig die Ladung unterbunden. Außerdem liefen die Zellen kurz vor der Vollladung auseinander und das BMS hat wiederum abgeschaltet.
Der eingebaute Balancer ist ein Witz und bekommt das nicht in den Griff.

Ich habe dann einen zusätzlichen aktiven Balancer eingebaut. Das haut super hin.
Bleibt noch die eigentlich zu hohe Ladespannung, was zwar grundsätzlich kein Problem ist, aber am Ende meine Technikerseele nicht zufrieden stellte.
Idealerweise läuft so eine Lifepo am Besten, zwischen 10 und 90% Ladung. Also nie ganz voll und nie ganz leer. Das Entladeende kann man einstellen. Die Batterie wird dann einfach abgeschaltet.
Aber die Lichtmaschine ballert ohne Ende weiter, auch wenn die Batterie voll ist.
Abhilfe schafft ein B2B Ladegerät.
Oder..,..
der bereits verbaute Sterling Laderegler.
Den habe ich umgestellt auf AGM USA.

Nun ist es perfekt.

Sowohl das Victron Ladegerät, als auch der Solarregler und jetzt auch die Lichtmaschine, sind optimal auf Lifepo eingestellt.
Die Batterie wird auf 14,1V geladen, was einer Zellenspannung von 3,53V entspricht. Damit ist die Batterie nahezu voll, aber eben nicht am Limit. Sobald die Spannung erreicht wird, schalten alle Geräte auf 13,5V Float zurück. Inklusive der Lichtmaschine, die sich durch den Sterlingregler wie ein Ladegerät verhält.

Ich hätte auch alles lassen können wie es war. Das hatte sicher auch funktioniert. Das BMS schützt die Batterie und kaputt gehen kann da eigentlich nichts.

Fazit:
Die Batterie wird rasend schnell wieder aufgeladen. Selbst mit der Lichtmaschine ist eine komplett entleerte Batterie in maximal 3,5h wieder randvoll. An der Steckdose dauert es 2,5h.

Ich kann gut 300Ah aus der Batterie entnehmen, was eigentlich so gut wie nie vorkommt.

Das B2B Ladegerät kann entfallen, wenn man einen Sterlingregler verbaut. Der schützt zum einen die LiMa auch vor Überhitzung und ist wesentlich preiswerter als ein B2B Ladegerät. Außerdem wird die komplette Ladeleistung der Lima augenutzt, was mit B2B nicht so einfach ist.

Batterie, Lichtmaschinenregler und BMS liegen zusammen bei 1400 €. Man bekommt es auch unter 1000€ hin, wenn man direkt in China kauft.

Für nutzbare 300Ah muss man 600Ah AGM verbauen. Da liegt preislich kaum noch etwas dazwischen.

Allerdings braucht man etwas technisches KnowHow, oder ein dickes Portemonnaie.
Fertiglösungen in ähnlicher Qualität sind noch sehr teuer.

Ich bin jedenfalls sehr zufrieden.

[fignon83]

ja, ist genau so. Ich habe 800 für 320 Ah Eigenbau Anfang des Jahres gezahlt, in sehr guter Qualität. Preise sind aber gestiegen. Mir kommt nichts anderes mehr in den Sinn.

Welchen Sterling-Regler hast du verbaut? Bei mir kamen nur die sündteuren in Frage.

[Joggel]

Hallo
Hast Du am Sterlingregler und am Ladergerät die Temperatukompensation außer Betrieb genommen. Sonst schwankt die Ladespannung doch deutlich?
Gruß Joggel

[Rolle1704]

Zitat von Oldskipper

Außerdem liefen die Zellen kurz vor der Vollladung auseinander und das BMS hat wiederum abgeschaltet.
Der eingebaute Balancer ist ein Witz und bekommt das nicht in den Griff.

Denselben Effekt habe ich auch, bin aber nicht auf die Idee gekommen, einen aktiven Balancer zusätzlich einzubauen. Danke für den Tipp.
Die Variante mit dem Sterling-Laderegler hat einen für mich massiven Nachteil: er regelt nur die Ladung von der Lima. Mein Orion nutzt auch den Solarstrom...

[Oldskipper]

Also Solar habe ich auch. Geht direkt auf die Verbraucherbatterie. Die Starterbatterie wird nicht geladen, bzw nur am Landstrom. Wüsste jetzt nicht, was das mit dem Lichtmaschinenregler zu tun haben sollte
Temperaturkompensation am Lima Regler ist nicht. Habe den Batteriesensor nicht montiert.

Die Ladung sieht tatsächlich so aus:
Maximaler Ladestrom der Lichtmaschine, bis die Batterie 14,1V erreicht. Dann geht der Ladestrom auf Null. Erst bei 13,5v wird wieder geladen, um die Spannung zu halten.
Das geht perfekt. Der Solarregler läuft etwas länger bei 14,1V bevor er abschaltet.

So einen aktiven Balancer mit 5A gibt es für 20€ . Natürlich als Bastelversion ohne Gehäuse. Funktioniert aber wirklich super.

Den ultimativen Ladetest hab ich auch schon gemacht. Landstrom/Ladegerät plus Lichtmaschine, ergaben knapp 200A.

Das funktioniert soweit alles klaglos.

Der Limaregler ist ein Sterling ProReg D. Der stammt noch aus einer anderen Zeit. Hat aber zufällig eine Einstellmöglichkeit, die perfekt für Lifepo passt. Ein B2B Lader kostet jedenfalls ei Mehrfaches.

[Rolle1704]

Den genannten Regler finde ich so auf die Schnelle bei SVB für 249,95 €. Mein Victron Orion-TR Smart 12/12-30 hat weniger gekostet. Aber Geld ist in diesem Zusammenhang für mich nicht entscheidend. Mein Solar geht auf die Starter- und BSR-Batterien, die damit auch dann voll sind, wenn ich mal ein paar Monate - im Winter beispielsweise - nicht fahre. Vor der LiFePO4 habe ich das über ein Citrix-Relais gemacht.
Sobald an der Starterbatterie die Spannungsschwelle überschritten wird, wird die Verbraucherbatterie geladen. Landstrom habe ich nur, wenn ich im Urlaub mal ein paar Tage in einer Marina bin.

[fignon83]

Ach so, die Starter wird von der Lima nicht geladen. Jetzt verstehe ich das mit dem preiswerten Regler.

Solar habe ich jetzt auch ständig an der LiFePo4, aber auf 13,5 begrenzt. Und wenn da Boot nur ohne mich im Hafen liegt auf 13,3v.

[Oldskipper]

Doch, die Starter wird auch geladen. Über Trenndiode. Da fehlt natürlich die Absorbtionsphase. Voll wird die auch so.
Sobald ich am Landstrom hänge fährt ein Ladegerät einen kompletten Ladezyklus mit den Starterbatterien durch. Das reicht, wenn es einmal im Monat passiert.
Der Orion B2B schafft aber nur 30A. Um die Lima Leistung auszuschöpfen, bräuchte ich mindestens zwei davon.

Den Limaregler hatte ich übrigens schon. Ich denke der hat mal so 180 Taler gekostet und ist schon einmal umgezogen. Das Teil ist genial.

Heute nennt man so was Lichtmaschinenladegerät.

[Rolle1704]

Zitat von Oldskipper

Der Orion B2B schafft aber nur 30A.

Richtig. Der ist wie ein Verdränger im Vergleich zum Gleiter: langsam, aber über die Zeit komme ich zum Ziel. Und da der Orion auch weiterarbeitet, wenn die Sonne scheint und der Motor aus ist - wenn also der Laderegler genau 0 A liefert - relativiert sich das. Außerdem ist das ein automatischer Schutz für die Lima, die mit den 30 A nur mit etwas mehr als halber Leistung lädt.
Und vor allem - meine Lösung ist nicht das Nonplusultra für alle, sondern eben nur das Beste für mich.

[Oldskipper]

Wenn ich den Laderegler nicht gehabt hätte, ich hätte mir auch so ein Oriondings gekauft. Ich war schon kurz davor, bis ich entdeckt habe, dass ich den Regler auf " Lifepo" umschalten kann.
Was ich eigentlich zum Ausdruck bringen wollte: Ein B2B Lader ist eigentlich Pflicht bei Lifepo.
Dann kann man die vorhandene Technik, inklusive der alten Ladegeräte für Blei, komplett belassen. Das BMS ständig an die Schutzvorrichtungen laufen zu lassen, ist sicher auch eine Möglichkeit, aber so richtig toll ist das nicht. Letztendlich verwandelt das BMS überschüssige Energie in Wärme. Ob das auf Dauer gut geht? Prinzipiell funktioniert das auch, aber wenn es optimal ist, ist die Lebensdauer der Batterie, was die Zyklen angeht, damit nahezu unbegrenzt.
Ob die ansonsten irgendwie altern und sich am Ende chemisch oder sonst wie zerlegen, bleibt dann mal abzuwarten.

Der Vorteil meiner Konstruktion:
Maximale Ladeleistung der Lichtmaschine bei gleichzeitigem thermischen Überlastungsschutz. Tatsächlich schaltet der Regler zwischendurch auch mal einen Gang zurück.
Der Nachteil meiner Konstruktion:
Solarlader und Ladegerät müssen einstellbar sein, bzw Lifepo unterstützen. Wenn das nicht der Fall ist, löst der B2B Lader alle anderen Problem äußerst elegant und kostengünstig.

Und noch etwas:
An dem Victron Orion führt kein Weg vorbei Es gibt kein vergleichbares Produkt. Jedenfalls habe ich keins gefunden.

[Føx]

Zitat von Rolle1704

Richtig. Der ist wie ein Verdränger im Vergleich zum Gleiter: langsam, aber über die Zeit komme ich zum Ziel. Und da der Orion auch weiterarbeitet, wenn die Sonne scheint und der Motor aus ist

Und was macht der Solarregler in der zeit? oder hast du 18V zellen drauf und diese direkt am orion?

[Rolle1704]

Ich habe Hausmodule drauf, die über einen Victron Smart Solar an den Eingang des Orion gehen. An den Eingang deshalb, weil der direkt an die Starterbatterie geht. Ich spare mir also die zusätzlichen dünnen Strippen - in den Solarregler gehen nur 6², der Orion ist mit 16² angeschlossen.
Wenn der Motor läuft, ist die Limaspannung höher als die Solarspannung, also macht Solar Pause.

[Føx]

Zitat von Rolle1704

Ich habe Hausmodule drauf, die über einen Victron Smart Solar an den Eingang des Orion gehen. An den Eingang deshalb, weil der direkt an die Starterbatterie geht. Ich spare mir also die zusätzlichen dünnen Strippen - in den Solarregler gehen nur 6², der Orion ist mit 16² angeschlossen.
Wenn der Motor läuft, ist die Limaspannung höher als die Solarspannung, also macht Solar Pause.

Heisst also solarstrom verpufft wenn der motor läuft... die einzige einsparung sind damit 2 kabel(nichtmal das wenn man einfach an den ausgang des orion geht..)...naja gut ist das nicht und gesund auch nicht da der solar regler eigentlich nicht von der battterie getrennt werden soll wenn solar dran hängt...

[Rolle1704]

Zitat von Føx

Heisst also solarstrom verpufft wenn der motor läuft... die einzige einsparung sind damit 2 kabel(nichtmal das wenn man einfach an den ausgang des orion geht..)...naja gut ist das nicht und gesund auch nicht da der solar regler eigentlich nicht von der battterie getrennt werden soll wenn solar dran hängt...

Vielleicht hast du's nicht verstanden Lies es einfach nochmal...

[Føx]

Zitat von Rolle1704

Vielleicht hast du's nicht verstanden Lies es einfach nochmal...

ah ok ich ging, warum auch immer, davon aus das du nur eine batterie hast...

also starter > orion > verbraucher

Solar hängt quasi mit an starter dadurch wird sowohl starter als auch verbraucher geladen wenn solar aktiv ist. und wenn die lima loslegt läd auch beides allerdings begrenzt durch die maximale leistung des orion.

ok passt so keine einwände

[Oldskipper]

Bei mir kommen rund 70A aus der Lichtmaschine und noch mal gut 20A von Solar. Schmeiße ich den Generator an, lädt der Victron Kombi noch mal mit 120A zusätzlich. Sobald 14,1V erreicht werden, schalten alle 3 Komponenten auf 13,5V Float um. Der Ladestrom geht auf Null und Verbraucher werden weiterhin von Solar, bzw Lima/Ladegerät versorgt.
Den Generator lasse ich aber allenfalls noch laufen, wenn es wirklich schnell gehen muss, was ich bisher nur mal zu Testzwecken gemacht habe.
Ebenfalls zu Testzwecken habe ich den Boiler mit 1200W mal 2 Tage dran gelassen. Dazu 2 Kühlschränke.
Danach war die Batterie auf ca 30% und die Solaranlage hat in der Zeit 3kw produziert.
Habe also fast 6kw verbraucht.

[Schmitti]

Hallo Oldskipper,

ich will auch meine beiden 220Ah AGM Verbraucherbatterien gegen LiFePo4 Akkus austauschen. Über das Thema "Überlastung Lichtmaschine" habe ich mir deshalb auch Gedanken gemacht. Es kommt schon öfters vor, dass man nach zwei Tagen vor Anker (oder in NL an einer Marrekritte), mit ziemlich leeren Akkus los fährt und das in der ersten 10 -15 Minuten mit Leerlauf oder Drehzahl knapp über Leerlauf (wegen 6 km/h Beschränken oder so). Die Kühlung der Lima ist dann nicht optimal und ich fürchte das Teil wird zu heiß.
Ich habe mir deshalb die in den Bildern aufgeführte Verschaltung überlegt. Einmal der Istzustand, das Zweite nach dem Umbau (habe bewusst nur die Plusseite ausgezeichnet und natürlich müssen da überall Sicherungen rein).
Was hältst du davon?
Bin dankbar für alle Tipps und Ratschläge.

[tritonnavi]

Mit dem 90A-B2B, dem Batterie-"Rest" und eingeschalteten Verbrauchern, kann die LiMa bei niedriger Drehzahl m.E., solange die LiFe teilentladen sind, immer noch längere Zeit im Grenzbereich laufen.

[Oldskipper]

Ich seh da keine Probleme. Eine 150A Lichtmaschine ist schon ordentlich. Damit die überhitzt, muss die erst einmal heiß werden. Das dauert schon ein wenig.
Wird die Lifepo bei Landstrom über das Multiplus geladen?

[Schmitti]

Zitat von Oldskipper

Ich seh da keine Probleme. Eine 150A Lichtmaschine ist schon ordentlich. Damit die überhitzt, muss die erst einmal heiß werden. Das dauert schon ein wenig.
Wird die Lifepo bei Landstrom über das Multiplus geladen?

Ja, bei Landstrom wird die LiFePo4 über den Multipluss geladen

[Oldskipper]

Eigentlich gehört der B2B Lader an die Starterbatterie. Es könnte allerdings auch so funktionieren. Die Batterien für Bug und Heckstrahl könnte man zusammen klemmen, wenn denn die Verbindungskabel ordentlich dimensioniert sind. Dann wird eine Klemme frei und und einer von den FETs könnte weg.
Das BtoB Ladegerät kann auch direkt an die Lima, bzw man könnte auch direkt ein Lichtmaschinenladegerät nehmen.

Aber so wie du es vor hast, wird es funktionieren. Das BtoB Ladergerät schaltet ja erst ein, wenn die anderen Batterien schon gut geladen sind. Dann gehen dann maximal 90A, zzgl der Restladestrom für Starter und Strahlerbatterien durch. Eventuelle weitere Verbraucher gibt es ja nicht, bzw werden aus der Lifepo gespeist, welche aber maximal 90A genehmigt. Eine Überlastung der Lima sehe ich da nicht.

[tritonnavi]

Zitat von Oldskipper

Ich seh da keine Probleme. Eine 150A Lichtmaschine ist schon ordentlich. Damit die überhitzt, muss die erst einmal heiß werden. Das dauert schon ein wenig.

Es kommt m.E. schon darauf an, wieviel Strom die LiMa bei der Drehzahl erzeugen kann, mit der die genannten 6km/h gefahren werden.
Das werden meiner Einschätzung nach definitiv keine 150A sein und die Lüftung der LiMa dürfte bei entsprechend geringer Drehzahl nicht gerade optimal sein.

Der B2B startet m.E. mit der Ladung, wenn an den direkt angeschlossenen Batterien durch die LiMa eine Spannung von etwas über 13V anliegt. Das dürfte bei Strahlruder und Starterbatterien recht schnell gehen, auch dann, wenn deren Ladezustand noch nicht über 80% liegen sollte.
Dann fließt natürlich auch weiterhin relevanter Ladestrom in diese Batterien und die 90A des B2B kommen quasi oben drauf.

Nur in dem Fall, wo wirklich alle Batterien, die direkt an die LiMa angeschlossen sind, bereits nahezu voll geladen sind, wird der Strom hauptsächlich durch den B2B begrenzt.

Von daher:
Ich würde so etwas immer für einen nicht so guten Fall konzipieren, z.B.:
Alle direkt angeschlossenen Batterie teilentladen, die LiFe auf Ladezustand 25% und 6km/h Marschfahrt.
Dann wird die LiMa, eventuell über Stunden, bei geringer Lüftung maximal beansprucht.
Alles für den Fall zu konzipieren, dass alle Batterien vor der Fahrt nahezu voll geladen sind, wäre nicht der richtige Ansatz....

Solange der große LiFe-Block teilentladen ist, werden mindestens knapp 100A von der LiMa benötigt.
Ca 100A könnten bereits die Grenze dessen sein, was die LiMa bei dieser geringen Marschgeschwindigkeit schafft (für 6km/h dürfte das eventuell nur Leerlaufdrehzahl sein) und dann ist halt die Lüftung der LiMa sehr eingeschränkt.

Ich würde, auch wenn man etwas Ladezeit für den LiFe.Block "verschenkt", eher einen B2B mit geringerem Nennstrom verwenden.
Dann würde im Zweifel auch eine Strahlruder-Batterie, falls sie denn vorher etwas mehr entladen sein sollte, schneller wieder nahezu voll geladen werden können.

[Joggel]

Hallo
Bei den Überlegungen kommt mir der Gedanke auf, ob die B2B auch an die Grenze kommen, wenn sie lange immer am Anschlag sind. Ist wieder eine Zwickmühle.
Gruß Joggel

[Føx]

Zitat von Joggel

Hallo
Bei den Überlegungen kommt mir der Gedanke auf, ob die B2B auch an die Grenze kommen, wenn sie lange immer am Anschlag sind. Ist wieder eine Zwickmühle.
Gruß Joggel

Die sind aber dafür gedacht so genutzt zu werden und besitzen u.a. abschaltautomatik und gesteuerte kühlung.

[Schmitti]

Zitat von Oldskipper

Eigentlich gehört der B2B Lader an die Starterbatterie. Es könnte allerdings auch so funktionieren. Die Batterien für Bug und Heckstrahl könnte man zusammen klemmen, wenn denn die Verbindungskabel ordentlich dimensioniert sind. Dann wird eine Klemme frei und und einer von den FETs könnte weg.
Das BtoB Ladegerät kann auch direkt an die Lima, bzw man könnte auch direkt ein Lichtmaschinenladegerät nehmen.

Hallo Oldskipper,
danke für deine Tipps.
Die Batterien für Bug und Heckstrahlruder sind direkt bei den Rudern verbaut. Es führt von den FETs jewiels nur die Ladeleitung hin.
Den FET zur LiFePo und zur Starterbatterie wollte ich absichtlich drinlassen, damit sicher gestellt ist das die LiFePo nicht von der Starterbatterie geladen wird. Das wird damit sicher verhintert