Lifepo4 - Brainstorming

[apiroma]

At TE
Da Du noch keine Erfahrung und Kenntnisse über diese Technik hast, unterhalte Dich mal mit jemand der sich damit auskennt.
Am Besten genannte Personen oder andere Fachleute in deiner Ortsnähe.

Li Batterien sind im Störungsfall gefährlich wegen der hohen Kurzschlußströme!
Sachgerechte Installationen sind hier sehr wichtig (das geht soweit, daß teils Ladeleitungen neu ausgelegt werden müssen, Sicherungen seitens Schaltvermögen geprüft oder nachgerüstet).

Im Zweifel zum Einstieg dann halt Fertigbaukasten kaufen.

Klar kannst Du billig kaufen und dann teure Fehler machen, so daß dann der Fertigbausatz doch am Ende günstiger gekommen wäre.

[Milena]

Meine Empfehlung ist auch, sich gründlich im Web zu informieren, dann ist das alles aber keine Raketentechnik mehr. Man kann sich sein Akkupack auch recht preiswert selbst bauen, ohne deswegen in China bestellen zu müssen.
Ich habe jetzt seit mehreren Jahren LiFeYPo4-Akkus (Winston) mit 700Ah Kapazität und bin damit restlos zufrieden. Was neben dem geringeren Gewicht, der längeren Standzeit, der minimalen Selbstentladung, der Entladetiefe und der Platzersparnis sehr häufig vergessen wird sind 2 wesentliche Vorteile:

1. Die Hochstromfestigkeit. Man kann beispielsweise völlig problemlos elektrisch kochen, Wasserkocher, Mikrowelle oder Backofen betreiben ohne dass die Spannung zusammenbricht oder die Gesamtkapazität leidet.

2. Lithiumbatterien lassen sich über Solarzellen problemlos zu 100% volladen. Das ist bei Bleibatterien völlig unmöglich, wegen der dafür nötigen langen Konstantspannungs-Ladezeit.

Fazit: Wenn man längere Zeit auf dem Schiff wohnt (Ich verbringe derzeit ca 200 Tage im Jahr an Bord), sind LiFeYPo4 mit die beste Investition, die man machen kann. Mein Generator läuft nur noch einmal im Monat, damit er nicht kaputt geht, gebraucht habe ich ihn nicht mehr.

Liebe Grüße
Milena

[Verbraucheranwalt]

Ich sehe das jetzt auch nicht als so schwierig an. Es gibt sehr viele Youtube Videos wo man genau sieht wie man die Teile zusammen baut. Finde das auch technisch für mich machbar.

Fertigteile sind natürlich immer solch eine Sache, was in so einem fertigen Batteriekasten steckt weiß man auch nicht. Das BMS sollte ja auch die Ströme aushalten die abgerufen werden. Um das ganze simpel zu halten ist ja mein Plan schrittweise vorzugehen.

Also erst mal die Batterie nur für Standheizung und Kühlbox nutzen und nur mit Landstrom zu laden. Zweiter Schritt wäre dann die Anbindung an eine Solarzelle. Dritter Schritt dann an die Starterbatterie und die Lima.

Ob ich jetzt in China bestelle oder nicht muss ich schauen. Das man da aber ganz genau hinschauen muss ist mir bewusst.

Gruß
Chris

[Oldskipper]

Das BMS muss nicht den Laststrom aushalten. Lediglich die Ausgleichsströme beim Laden. Die sind relativ niedrig.

[apiroma]

Doch. Das BMS muß im Notfall den Laststrom trennen!

[NIDO]

Ob das BMS die Nennlast aushalten muss liegt am BMS selbst. BMS ist nicht gleich BMS. Es gibt welche die nur Temperatur und Spannungen der Einzelzellen überwachen und balancen diese. Die sind günstig und müssen max. 1C aushalten, was auch schon viel ist bei einem 200Ah Klotz.

Der Overload wird bei den wenigsten gekappt. Wenn dann sind die auch direkt im Preis höher angesiedelt und haben meist noch einen Lüfter wenn es in jenseits der 200A geht.

Gruß,
Udo

[tritonnavi]

Zitat von Oldskipper

Das BMS muss nicht den Laststrom aushalten. Lediglich die Ausgleichsströme beim Laden. Die sind relativ niedrig.

Das mit den Ausgleichsströmen für die einzelnen Zellen machen Balancer und Balancer sind manchmal ein Teil des BMS.

Nicht jeder LI-Akku mit Balancern hat auch ein BMS.

[Woody]

Wenn ein Lithium-Akku keinen Lastabwurf hat gibt es in aller Regel keinen Eintrag im Datenblatt, wie hoch die maximale Dauerbelastung sein darf (=Belastbarkeit des Relais). Dafür gibt's oft irgendwo einen Hinweis, dass Schäden durch Tiefentladung, Überladung etc. nicht von der Gewährleistung gedeckt sind.
Gruß,

Jörg

[tritonnavi]

auch die Zellen selbst können nicht beliebig hoch belastet werden und daher gibt es bestimmt auch einige Batterien ohne BMS mit Angaben zur Kurzzeit- und Dauerbelastung.
Wenn man sich bei der eventuell real auftretenden maximalen Belastung nicht ganz sicher ist, gibt es im einfachsten Fall sogenannte Schmelzsicherungen....

Eine zu tiefe Entladung kann auch ein BMS nicht immer verhindern. Wenn der Batteriebesitzer die Batterie mit sehr geringem Ladezustand längere Zeit stehen lässt, ist die Batterie auch mit BMS hinüber.

Bei Bleibatterien ist es doch prinzipiell nicht anders.
Die sind lediglich nicht so empfindlich bezüglich Über- und Tiefentladung.

In der Regel sichert man sich dort mit externen Gerätschaften ab.
Es werden z.Teil teure Batteriemonitore angeschafft, die Alarme bei niedrigen Lade-und Spannungszuständen abgeben bzw. sogar ein leistungsfähiges Relais schalten können.
Haupt-Sicherungen gibt es zudem....und diese wird man häufig auch bei LiFe-Batterien trotz BMS verwenden müssen, weil die sich z.B. an der Verkabelung direkt hinter der Batterie orientieren müssen und der maximal mögliche BMS-Strom-Wert für die Verkabelung zu groß ist.

Eine Überladung verhindert vernünftige aktuelle Ladetechnik, die sich auf LI einstellen lässt, ohnehin.
Der Überladeschutz des BMS wäre somit zusätzlich und damit eigentlich überflüssig.
Man verlässt sich in beiden auf eine fehlerfreie Elektronik. Klar: doppelt hält besser....

ich will den Sinn des BMS nicht klein reden, aber eine Absicherung gegen alle möglichen Fehler ist das letztendlich nicht. Wenn man Batterien mit ausreichend leistungsfähigem BMS mit relativ wenig Aufpreis bekommt ist es gut, wenn nicht ist es auch kein Beinbruch.

Wichtig ist in jedem Fall eine Balancer-Funktion, denn die kann man von außen, ohne Eingriff in die Batterie, nicht leisten.

[Milena]

Da hier einiges zum BMS ein wenig durcheinander geworfen wird, möchte mal kurz erklären, wie meine Batterie aufgebaut ist.
Zunächst mal sind 4 Winston-Zellen in Reihe geschaltet. Diese haben bei 90% Ladung eine Spannung von jeweils 3,3 Volt, in Ruhe hat der Block also 13,2 Volt.
Auf dem Pluspol jeder Einzelzelle sitzen Bauteile, die bei einem Zelldrift ab 0,1 Volt bis zu 4A Ladestrom in Wärme umwandelt, damit die einzelnen Zellen ungefähr die gleiche Spannung haben. Das sind die Balancer.
Außerdem überwachen diese Bauteile jede Einzelzelle auf Überspannung, Übertemperatur und Unterspannung und sind über einen RS485-Bus verbunden.
Am Pluspol des Batterieblocks hängt ein bistabiles 500A Relais, dass bei Unterspannung die Last abwirft. Außerdem wird bei Überspannung oder Übertemperatur mit einem weiteren bistabilen 100A Relais, der Ladestrom abgeschaltet.
In der Praxis ist beides noch niemals vorgekommen, aber die Technik beruhigt die Nerven.

Liebe Grüße
Milena

[chillout]

Moin Milena,

hast du das ECS BMS verbaut oder ein anderes? Welche Relais hast du verwendet?
Ich baue demnächst einen 280ah Akku mit den Eve Zellen auf und überlege noch ob ich das ECS BMS nehme oder das vielfach verwendete JBD-BMS.

VG, Rasmus

[Milena]

Zitat von chillout

Moin Milena,

hast du das ECS BMS verbaut oder ein anderes? Welche Relais hast du verwendet?
Ich baue demnächst einen 280ah Akku mit den Eve Zellen auf und überlege noch ob ich das ECS BMS nehme oder das vielfach verwendete JBD-BMS.

VG, Rasmus

Ja, ich habe das ECS verbaut und als Lastrelais den Greenswitch genommen. Ich bin damit sehr zufrieden, auch mit dem After-Sales-Service.

Beste Grüße
Milena

[newmie2205]

Hallo zusammen, ich möchte nun auch meinen Senf dazugeben. Habe mir im Winter einen 24V 105Ah Akku mit EVE-Zellen zusammengebaut, mit einem JBD-BMS. Bevor ich die 8S aufgebaut habe habe ich die neuen Zellen parallelgeschaltet und aufgeladen bis 3.7V (Initialladung) und 2 Wochen so stehen lassen.

Danach habe ich den 8S Akku gebaut.
Ich behaupte, dass die Balancerfunktion eines BMS vollkommen überflüssig ist.
Warum?:

Wenn es sich nicht um selektierte Zellen nach exaktem Innenwiderstand und exakter gleicher Kapazität handelt, sondern - wie in meinem Fall - "einfach 8 neue Zellen" (und nein, der Chinamann selektiert die Zellen nicht...) sind, wird es sehr wahrscheinlich vorkommen, dass beim Ladevorgang das Delta hoch ist - in meinem Fall bei 0.25V - , d.h. eine Zelle ist bei 3.65V, während die anderen bei 3.4V sind (kann man wunderbar in der xiaoxiang App nachvollziehen). Das BMS trennt dann in diesem Fall den Ladevorgang um die 3.65V-Zelle zu schützen.

Warum ist nun diese Zelle schon bei 3.65V, und die anderen bei 3.4V+ ? Ganz einfach: anderer Innenwiderstand, leicht andere Kapazität und schon entsteht dieses Delta.

Ist das nun schlecht: Nein.

Lifepo4 Akkus sind bei 3.4V nahezu 100% vollgeladen. Ab 3.4 V dauert es auch nur noch kurz bis die 3.65V erreicht sind. Die Balancerfunktion ist hier komplett überflüssig, da nur mit um die 50-100mA (Milli-Ampere pro Stunde!) gebalanct wird. Und das auch nur in einem sehr kurzen Zeitraum, denn nach Ladeende fällt die Spannung innerhalb kurzer Zeit wieder auf ca. 3.33 V ab. Wenn dann jede Zelle diese Spannung hat, was soll der Balancer nun balancen?

Bei dem JBD BMSs kann man in der App (kostenpflichtig 6€) die einzelnen Werte einstellen, wann das BMS was machen soll. Aber eine Balancerfunktion unterhalb 3.4V bringt rein gar nichts, da die Zellen eh alle nach Ladeende relativ schnell in der (ca.) 3.33V Ruhespannung landen (egal ob 98% voll oder 100% voll). (und in der Zeit von 3.65v bis 3.4V kann man vielleicht 50mA balancen, das sind 0.05A, also praktisch nichts)

Also was muss das BMS können:
Abschaltung des Laders bei 3.65V Einzelzellenspannung und Trennen der Last bei ca. 2.8V Spannung (ich habe bei mir 3.0V eingestellt). Der Rest ist relativ egal, denn ob die Zelle nun 100% vollgeladen ist oder 98% wird man in der Praxis nicht merken.

Das ist meine eigene Erfahrung (mittlerweile mein 2. selbst gebauter Lifepo4 Akku).
Alle angegeben Werte sind ca.-Werte um die Thematik zu veranschaulichen.

LG
Andy

[Verbraucheranwalt]

Interessante Einwände.

Ich dachte ich kaufe mir so ein BMS und alles wird gut:

https://www.aliexpress.com/item/3292...00242965_4&s=p

In der 120 - 150 Common Port Version und das regelt dann alles. Laut Tabelle ist da alles einstellbar. Common Port hat den Vorteil, dass man stärker laden kann. Mit dem Seperate Port sind es "nur " 40 A. Daher würde ich common Port nehmen falls ich doch mal die Lima ran hänge.

120-150 A, so hätte ich noch die Option später mal nen kleinen 1.200 W Wechselrichter ran zu hängen.

Gruß
Chris

[newmie2205]

Ob man bei diesem BMS alle Werte einstellen kann, weiss ich nicht.

Ich habe folgendes als 8S Version und hier kann man mit 6€ in der xiaoxiang App alles einstellen. (und es funktioniert - zumindest bei mir ;) )

https://de.aliexpress.com/item/10050...archweb201603_

[apiroma]

Die Zellen laufen immer mehr auseinander, der Akku geht immer häufiger in OVP,
.....
Newmie,
das merkst Du noch, hoffentlich ohne nachteilige Folgen.

[newmie2205]

Zitat von apiroma

Die Zellen laufen immer mehr auseinander, der Akku geht immer häufiger in OVP,
.....
Newmie,
das merkst Du noch, hoffentlich ohne nachteilige Folgen.

Alle 2 Jahre mal mit einem Einzelzellenlader (3.65V, 20A) jede Zelle einzeln vollladen. Thema erledigt. Und selbst wenn man das nicht machen würde würde bei einer normalen Nutzung wohl kaum ein Kapazitätsverlust feststellbar sein über die Jahre.

Kleine Rechnung:

Bei mir ist der Balancer so eingestellt, dass er ab 3.4V seinen Dienst verrichtet. (die meisten Balancer balancen erst ab 3.6V aufwärts!) Zeit von 3.4V bis 3.65V ca. 10 Minuten. Macht WÄHREND dem Laden bei 50mA ca. 0,008 Ah. Zeit nach dem Laden bis Balancer das balancen stoppt (also bei 3.4V) ca 1h --> 0.05Ah. Macht zusammen ca. 0.058Ah (nehmen wir mal 0.06Ah an). Ich muss also diesen Vorgang ca. 17 mal wiederholen um 1Ah "auszugleichen".

Realistisch betrachtet habe ICH 10 Vollzyklen pro Jahr. Also gleiche ich im Jahr ca. 0.6Ah aus. Macht über 10 Jahre ganze 6Ah. Das merkt man in der Praxis kaum bis gar nicht bei einem 100Ah Akku.

Wohlgemerkt spreche ich hier von einem "China-BMS mit integriertem Balancer" und NICHT von Lastmodulen. Lastmodule springen aber in der Regel auch erst ab 3.6V an. Diese nützen auch rein gar nichts, wenn eine Zelle bei 3.6V ist und die anderen bei 3.4V, da hier der Lader noch mit vollem Ladestrom reinpumpt und Lastmodule idR. 1-2A verbrennen können. Nützt also auch herzlich wenig, wenn zB. noch mit 13A geladen wird. Hier MUSS dann noch ein BMS verkabelt sein und seinen Dienst verrichten (Abschaltung des Laders bei 3.65V Einzelzellenspannung!).

VG
Andy