Probleme mit zu hoher Spannung bei LiFePO4 Batterie

[gregorb76]

Hallo zusammen,


ich verwende die folgende Batterie gleichzeitig als Starter- und Verbraucherbatterie:

- 12V 100Ah LiFePO4

- Batteriespannung: 12,8V
- Maximale Ladespannung: 14,5V
- Entladeschlussspannung: 10V
- Maximaler Lade-/Entladestrom: 100A/100A



Als Außenborder habe ich den Yamaha F50 mit folgender Lichtmaschinenspule/Lichtmaschine: 12V - 16A mit Gleichrichterregler.


Nun zum Problem. Ist die Batterie nicht voll geladen, läuft alles top.


Ist die Batterie jedoch voll geladen und ich fahre weiter, dann habe ich das Gefühl, dass die Lichtmaschine trotzdem nicht abschaltet und die Batterie weiter läd oder zumindest "komische Dinge" damit passieren. Die Batteriespannung steigt weiter an, bis zu 15,5V (Spannungsspitzen auch mal kurz 20V gesehen, ggf. Messfehler). Ich hatte dann dabei Probleme mit Verbrauchern, die dann teilweise aufgrund der zu hohen Spannung ausgegangen sind (hauptsächlich Echolot). Das Problem habe ich gelöst, indem ich einen Spannungswandler zwischen Batterie und 12V-Verteilerbox eingebaut habe. Die Verbraucher bekommen nun alle konstante 12,5V. Seither keine Probleme mit dem Verbrauchern mehr gesehen.


Nun habe ich aber Probleme mit dem Motor. Bin jetzt am Wochenende viel gefahren, wenig Verbaucher angehabt. Der Motor ist mir beim Fahren einfach ausgegangen und zwar mehrfach. Batteriespannung lag dabei bei 15,5V. Der Motor ging wieder problemlos an, ich konnte fahren, er ging dann nach paar 100 Metern wieder aus. Ich musste erst die Batterie etwas entleeren (habe die LiveWell-Pumpe 30min. laufen lassen), dann war wieder die Spannung bei normalen 13,3-13,4V und ich konnte problemlos fahren.



D.h. irgendwas läuft falsch, wenn die LiFePO4 Batterie voll ist. Ich weiss nicht was das interne Batteriemanagementsystem der LiFePO4 da macht. Eigentlich müsse doch die Lichtmaschine bei voller Batterie abschalten.



Hat jemand Ideen? Ist das normal? Brauche ich ggf. ein Ladegerät zwischen Lichtmaschine und Batterie? Oder ein anderes Gerät?



Ich hatte schon überlegt einen 12V 150W Lüfter zu kaufen und bei voller Batterie einzuschalten, damit ich einen starken Verbraucher habe. Aber eigentlich kann das keine Lösung sein.



Bin schon am überlegen eine AGM Batterie einzubauen und die LiFePO4 Batterie wieder auszubauen.



Danke für eure Hilfen und Kommentare!

[Fronmobil]

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Klaus, Moderator

[Føx]

Du hast keinen geregelten Gleichrichter, sondern einen ungeregelten deshalb die zu hohe Spannung.

Bei >15V schaltet das BMS ab deshalb geht der Motor aus.

Lösung: Tausch den Gleichrichter gegen einen geregelten.

z.b. https://www.amazon.de/Akozon-Spannun...rder-8M0084173 (PaidLink) (ka was du für Ladeleistungen hast daher erstmal checken!)

[schlauchi20]

Sicher, dass ein F50 keinen richtigen Regler eingebaut hat?
Ich denke, das hatten alle 4T Yamahas, ungeregelte Gleichrichter kenne ich nur aus den 2T Zeiten (auch wenn das nichts mit dem Motorkonzept zu tun hat)
Ich vermute viel eher, dass das BMS aus irgendeinem Grund die Batterie abschaltet.
Daraufhin fehlt dem Regler die Batterie und er weiß nicht mehr, was los ist.


Du kannst:
A) Wieder eine normale Batterie einbauen
B) Testweise einfach mal eine kleine AGM (9Ah oder so) parallel schalten und gucken, ob das dann geht.
Haben einige im Wohnmobil gute Erfahrungen mit gemacht, wo vorher das BMS auch abgeschaltet hat und dann die Elektronik teilweise sogar kaputt gegangen ist.


Gruß Rüdiger

[gregorb76]

die BMS hat die Batterie nicht abgeschaltet, weil ja die Verbraucher wie Echolot weiter liefen (alle Geräte hinter Spannungswandler). Nur der Motor ist ausgegangen, der quasi direkt mit der Batterie angeschlossen ist. Also Batterie war weiter an, Spannung jedoch sehr hoch (15,5V), was den Motor abgeschaltet hat. Wie gesagt nach Batterieverbrauch war die Spannung wieder niedriger (13,3-13,4V) und der Motor ging nicht mehr aus.

Irgendwie kommt bei der LiFePO4 Batterie und voller Aufladung dieser es zu immer weiter steigender Batteriespannung, die dann Probleme bereitet, also wenn der Motor und die Lichtmaschine weiter an ist.

[Føx]

Joa ansonsten halt 10ah Motorradbatterie Parallel dranhängen dann sollte das auch passen.

[jogie]

D.h. irgendwas läuft falsch, wenn die LiFePO4 Batterie voll ist. Ich weiss nicht was das interne Batteriemanagementsystem der LiFePO4 da macht. Eigentlich müsse doch die Lichtmaschine bei voller Batterie abschalten.

Der Lima Regler kann so nicht richtig regeln wenn das Batteriemanagementsystem dazwichen funkt.
Der Lima Regler braucht die Batteriespannung um richtig regeln zu können, das kann er aber nicht weil das Batteriemanagementsystem das verhindert.

Hat jemand Ideen? Ist das normal? Brauche ich ggf. ein Ladegerät zwischen Lichtmaschine und Batterie? Oder ein anderes Gerät?

Noch mehr misst der alles durcheinanderbringt, NEIN.
Du brauchst eine normale Blei Batterie.
Dann kann der Limaregler richtig Arbeiten.

[Hatti R]

Zitat von gregorb76

- Maximaler Lade-/Entladestrom: 100A/100A

Zwischenfrage eines Unwissenden:

Reichen 100 A Anlasserstrom bei einem Aussenborder?

[Føx]

Zitat von Hatti R

Zwischenfrage eines Unwissenden:

Reichen 100 A Anlasserstrom bei einem Aussenborder?

Das ist die Dauerleistung. Spitzenleistung ist idr 3c für 3sec also 300A das reicht für nen AB bis, denke mal, 3-Zylinder aus.

[sporty]

Hi
Nur mal so:
Warum baut man einen anderen, als für den Motor vorgesehenen Akku, ein.
Und wundert sich dann, daß es Probleme gibt.?
Grüße aus OWL

[Thomas69]

Das hört sich sehr nach defektem LiMa Regler an! Der lädt die Batterie bis das BMS abschaltet. Dann steigt die Spannung weiter an weil eben keine Regelung mehr stattfindet. Die Motorelektronik steigt bei 16Volt aus, völlig normal.

Ganz sicher nimmt die LFP keine höhere Spannung als 14,5 Volt an! Bei 15Volt ohne Abschaltung wäre dein Schiff vermutlich abgebrannt.

[jogie]

Zitat von Thomas69

Das hört sich sehr nach defektem LiMa Regler an! Der lädt die Batterie bis das BMS abschaltet. Dann steigt die Spannung weiter an weil eben keine Regelung mehr stattfindet. Die Motorelektronik steigt bei 16Volt aus, völlig normal.

Ganz sicher nimmt die LFP keine höhere Spannung als 14,5 Volt an! Bei 15Volt ohne Abschaltung wäre dein Schiff vermutlich abgebrannt.

Hast du nicht gelesen was ich geschrieben habe ?
Der Lima Regler kann nicht richtig arbeiten wenn das BMS dazwichen Funkt.
Der Lima Regler brauch die genaue Batteriespannung um sauber regeln zu können.

[fignon83]

Zitat von gregorb76

die BMS hat die Batterie nicht abgeschaltet, weil ja die Verbraucher wie Echolot weiter liefen (alle Geräte hinter Spannungswandler). Nur der Motor ist ausgegangen, der quasi direkt mit der Batterie angeschlossen ist. Also Batterie war weiter

Je nach BMS schaltet die Batterie die Ladefunktion ab und du kannst dennoch weiterhin entladen. Das würde für den Regler gleichbedeutend mit keiner Batterie sein.

[Thomas69]

Woher soll denn diese Überspannung kommen wenn nicht von der LiMa? Und dem LiMa Regler ist völlig egal ob da nun ein Blei oder ein LFP Akku dranhängt. Er wird immer auf "seine" Spannung regeln, meist so 14,2 bis 14,4 Volt.

Die LiMa liefert Strom solange der Motor läuft. Dieser Strom geht in die LFP solange diese unter ihrer Abschaltspannung ist, alles funktioniert. Die Geräte werden über den "Konstanter" aus der LiMa/Batterie versorgt.

Sobald nun die Ladeendspannung der LFP erreicht ist, schaltet das BMS diese ab. Die LiMa arbeitet aber weiter und liefert nun den Strom für die Geräte allein. Da du diese über einen Konstanter versorgst, funktionieren diese auch dann wenn jetzt die LiMa eine viel zu hohe Spannung liefert. Sie schaltet nicht ab! Ein funktionierender Regler würde die Ausgangsspannung einfach bei 14,2 Volt o.ä. begrenzen und alles bliebe ok. Ein defekter Regler läßt aber die Ausgangsspannung der nun fast ohne Last arbeitenden LiMa hochlaufen.

Diese erreicht irgendwann die 16Volt Grenze (das ist internationale Norm für das Abschalten von Geräten zum Selbstschutz) und deine Motorelektronik steigt aus.

Entlädst du die LPF mit irgendeiner Last, wird die Ausgangsspannung der LiMa wieder auf "normale Werte" gezogen und alles funktioniert bis die LFP wieder voll ist und abschaltet.

Dein Regler ist defekt!

Eine AGM kann für einige Stunden auch 15 Volt und mehr "aushalten", sie wird davon aber garantiert nicht besser. Vermutlich hat dein defekter Regler die alte Bleibatterie kaputt gekocht und du hast als Verbesserung/Fortschritt auf LiFePO gewechselt. Nur kommt da mit dem BMS ein weiterer Player hinzu der dir jetzt den defekten Regler aufzeigt statt die LFP zu kochen.

[Herr_Gretchen]

Na das ist mal eine fundierte Erklärung. Das verstehe sogar ich.

[Føx]

An der Lima liegt es nicht. Die liefert runde 150V wechselspannung.

Ein geregelter Gleichrichter hat idr 2 rote Kabel. Einen "Fühler" und einen Leistungsausgang. Mit dem Fühler stellt das Gedöns sicher das nicht mehr als 14,4V rauskommen, egal was da für eine Batterie dranhängt.

Ungeregelte Gleichrichter regeln sich über die Batterie, deshalb wird idr runde 70ah Blei-Säure empfohlen. Bei Blei-Säure ist der Innenwiderstand per se höher und es juckt sie weniger, wenn mal 15V reinballern statt 14,4V. Lifepo4 ist da empfindlich. Der Innenwiderstand ist, auch voll geladen, erheblich kleiner und vor allem schaltet das BMS idr ab 15V die Ladung ab.

Folgendes ist nur Geraten:

Du fährst und dein ungeregelter Laderegler ballert fröhlich seine 20a rein. Da diese abgenommen werden sinkt die Spannung auf 13,5V, soweit so normal. Sobald die Batterie Voll ist und 15V erreicht werden, schaltet das BMS die Ladung ab aber es reduziert nicht die Spannung, wie auch? Sie nimmt keinen Strom ab, also wie soll die Spannung einbrechen? Der AB geht dann aus weil ihm 20V auch zuviel sind und er kein Bock mehr hat.

Die Lösung:
Geregelten Gleichrichter besorgen, der bei 14,4V Feierabend macht.

Ein Überladungs- oder Unterladungsschutz ist keine Regeleinrichtung, sondern eine Notfallschaltung und sollte nicht ständig missbraucht werden. Ich hatte damals am Evinrude die Mercury Gleichrichter verbaut und hatte keine Probleme damit. Eine Blei-Säure parallel klemmen würde auch gehen ist aber nicht optimal, weil dann kann man auch gleich ne richtige Starter ranhängen.


edit: joa oder der Regler is defekt :3

[Chili]

Zitat von Thomas69

Woher soll denn diese Überspannung kommen wenn nicht von der LiMa? Und dem LiMa Regler ist völlig egal ob da nun ein Blei oder ein LFP Akku dranhängt. Er wird immer auf "seine" Spannung regeln, meist so 14,2 bis 14,4 Volt.

Zustimmung.
Bis hierhin korrekt.

Sobald nun die Ladeendspannung der LFP erreicht ist, schaltet das BMS diese ab.

Das wiederum ist falsch.
Das BMS ist kein Laderegler sondern vorrangig eine Schutzeinrichtung.
Mit Erreichen der Ladeendspannung sollte kein Strom mehr fließen, weil die Spannungsquelle keine höhere Spannung liefert - du schriebst es oben ja selbst.
Die Spannung sollte einfach bei 14,4V bleiben.

Das BMS schaltet erst bei deutlich höherer Spannung (15,x Volt) zu Schutzzwecken hart ab. Soweit sollte es jedoch gar nicht kommen.

Dein Regler ist defekt!

Das denke ich auch.

[Thomas69]

Was ist jetzt falsch? Das BMS ist eine Schutzeinrichtung für die LFP. Es schaltet bei ca. 14,5 Volt hart ab, da wird nix geregelt (er hat die Abschaltspannung des BMS im ersten Post geschrieben). Und wenn dann der LiMa Regler defekt ist, steigt die Ausgangsspannung ohne Last stark an.

-->Regler defekt

[gregorb76]

Danke an alle für die Vorschläge und Kommentare!!!

Paar weitere Infos vorab:
Also das Boot ist von 2024, der AB auch, also habe noch Garantie. Da war nie eine andere Batterie drin, habe direkt die LFP eingebaut.

Also verstehe ich das richtig, wenn die 14,5V bei der LFP erreicht werden, schaltet das BMS diese ab. Aber nur das Laden ist dann nicht mehr möglich, entladen (Verbraucher werden weiter versorgt) geht trotzdem, richtig? Das würde erklären, warum die Verbaucher weiter liefen als der AB aus ging.

Zusammengefasst kann es dann wirklich nur an der 12V-16A LiMa mit Gleichrichterregler liegen. Der Regler sorgt für weiter steigende Spannung, also über die 14,5V hinaus (gemessen habe ich mal 15,5V). Also entweder ist der Regler kaputt oder ungeregelt.

Ich habe demnächst die 20h Inspektion, werde das mal ansprechen.

Vielen Dank!!!

[Thomas69]

Wenn das alles neu ist gibt es eine weitere Möglichkeit: der Laderegler ist ausschließlich für Blei gedacht. Die ganzen Hersteller von Ladegeräten schreiben ausführlich über die Drei-Stufen-Ladung die eine Bordbatterie besonders gut pflegen sollen. Diese Ladegeräte gehen zeitweise durchaus bis über 15Volt.

Möglicherweise ist deine Lima mit einem Regler bestückt der auch genau das macht. Dann ist er nicht defekt aber für LiFePOs völlig ungeeignet.

Kläre das bei der Inspektion!

[Chili]

Zitat von Thomas69

Was ist jetzt falsch? Das BMS ist eine Schutzeinrichtung für die LFP. Es schaltet bei ca. 14,5 Volt hart ab, da wird nix geregelt (er hat die Abschaltspannung des BMS im ersten Post geschrieben).

Immer noch falsch.
Er hat die technischen Daten der LiFePo4 zitiert, darunter die maximale Ladespannung von 14,5 Volt.

Das ist NICHT die Abschaltspannung des BMS!!!
Das BMS schaltet in der Regel erst oberhalb von 15 Volt ab.

Die Einhaltung der zulässigen Ladeendspannung muss die Ladequelle sicherstellen.

Und genau das tut der LiMa-Regler nicht.
Das BMS schaltet ab, WEIL die Spannung zu hoch wird, nicht umgekehrt.
(Wobei wir hier noch gar nicht sicher sind, ob das BMS tatsächlich angesprochen hat.)

[Thomas69]

Lieber Chili, du willst mir bitte nicht die Funktion eines BMS erklären?

Ich habe die Dinger in meinem Berufsleben entwickelt und gebaut Sowohl für LiIon als auch LiFePO Anwendungen. Und die Ladequelle wird heutzutage gern so billig gebaut daß letztlich das BMS entscheidet wann voll ist. 90% aller Consumer Geräte sind leider so ausgeführt.

Viel mehr als die angegebenen 14,5 Volt würde nicht gehen denn die übliche Zellchemie von LiFePO ergibt schon 4 x 3,6 = 14,6 Volt als Ladeschlußspannung. Theoretisch könnte man bis 4 x 3,8 = 15,2 Volt laden, das wäre aber der LiFePO auf Dauer nicht zuträglich. Übliche BMS (ohne externe Möglichkeit der Konfiguration) schalten daher schon bei 14,5 Volt ab. Sonst steht der Kunde schon nach wenigen Monaten mit einer Reklamation da.

Aber wir sind ja nicht auseinander in der Diagnose des eigentlichen Fehlers, alles gut.

[Tinduck]

Kann sein, dass der Regler kaputt ist.

Es ist aber auch so, dass man keine Batterie mit BMS als Starterbatterie verwenden sollte. Eben, weil das BMS auch mal im sehr ungünstigen Moment die Batterie wegschalten kann und dann geht auch kein Motorstart mehr, wenn man Pech hat (z. B. wenn bei tiefer Entladung die Entnahme gesperrt wird). Bei Legerwall oder nahem Schiffsverkehr eher ungünstig.

LiFePOs, die als Starter geeignet sind, haben kein BMS. Sowas hier z. B.

https://www.i-tecc.de/shop/lifepo4-batterien/starterbatterien/lifeenergy-power-basic/24/12v-lithium-power-batterie-winston-wblp12v40ah

Hat noch nicht mal Balancer, dafür handselektierte Zellen, die deshalb kaum auseinander driften.

bis denn,

Uwe

[Thomas69]

Selbst "handselektierte Zellen" driften, das ist völlig normal und läßt sich auch kaum verhindern. Es dauert nur länger bis der Effekt deutlich wird.

Dann lieber eine Blei als Starter und zusätzlich eine LFP mit Balancer und BMS als Bordnetz. Im billigsten Fall auch hart parallel obwohl das weder der einen noch der anderen Batterie wirklich guttut.

[Føx]

Zitat von Thomas69

Übliche BMS (ohne externe Möglichkeit der Konfiguration) schalten daher schon bei 14,5 Volt ab. Sonst steht der Kunde schon nach wenigen Monaten mit einer Reklamation da.

Man sollte hier unterscheiden. Für MarkenBMS mit BT und allem pipapo kann das stimmen. Das 4€ China BMS schaltet bei 15V/10V ab. Zu 99% hat OT nen billlo china BMS...