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Lithium Versorgerbatterie über LiMa laden VW T3
Servus,
ich würde gerne die Bleisäure Batterie unterm Beifahrersitz gegen eine Lithium Batterie austauschen.
Folgende Situation:
Während der Fahrt werden Start- und Zweitbatterie parallel geladen. Getrennt von einem einfachen Trennrelais, damit im Stand die Erstbatterie nicht von der Zweitbatterie entladen wird.
Beim Campen mit Netzstromversorgung habe ich ein Fraron Ladegerät (20A, zwei Ladeausgänge). Das originale Westfalia Ladegerät hat sich vor Längerem verabschiedet.
Während der Fahrt lädt die LiMa mit max 90A und 13,8 - 14,5V, je nach dem was nebenbei läuft.
Und das Fraron Ladegerät lädt mit 14,4V, max 20A.
Beide Spannungen sind meiner Recherche nach zu hoch für eine LiFePO4 Batterie. Jetzt habe ich nur Ladebooster mit Solarfunktion usw für 150€+ gefunden und bin mir nicht mal sicher ob das das Richtige ist.
Deshalb wollte ich fragen ob es nicht einfach einen Spannungswandler oder sowas gibt, den man direkt vor die Zweitbatterie hängt und der die Ladespannung auf 13,2V regelt (auf der Batterie steht 13,2V Normarlspannung).
Ich hoffe es gibt da eine relativ einfache Lösung.
Vielen dank!
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22 Antworten
Ein MPPT-Solarregler wäre da schon hilfreich. Zum Beispiel den Victron MPPT 75/15.
Der lässt sich per BlueTooth mit dem Smartphone einstellen.
Regler 15A
Kostet inklusive Versand 118,29 €.
Gerade habe ich eine Liontron LiFePo4 gekauft. Die Hotline gibt max 14,4V Ladespannung an. Ich würde daher nicht mit 14,5 drangehen, sondern einen Ladebooster z.B. von Votronic nehmen, der auf 14,4 konfigurierbar ist. Auch dann muss man aufpassen, daß die LiFePo nicht ständig zu 100% geladen wird - es reicht offensichtlich alle 3-4 Wochen einmal für den Zellenausgleich. Ich plane das mit einem Schalter zu Lösen, mit dem ich je nach Ladestand den Booster zu- oder abschalte. Mein Auto ist ein T6, 180A Lichtmaschine, der allerdings grundsätzlich einen Booster braucht.
Danke für die Antworten!
@4Takt so wie ich die Beschreibung vom Solarregler kapiere wird der zwischen Versorgerbatterie und Verbraucher gehängt. Was ich suche ist etwas das die Ladespannung zur Versorgerbatterie so senkt, dass die Lithium Batterie nicht kaputt geht beim Laden. Die 12V Verbraucher die an der Batterie hängen funktionieren ja alle im Spannungsbereich von 11-14V. Ich hoffe ich hab das nicht falsch verstanden
@paulfaehrt Dass man die Lithium Batterien nicht ständig laden soll wusste ich nicht. Aber ein Ladebooster ist glaube ich das was ich bräuchte, ebenfalls wie du mit einem Natoknochen davor. Nur finde ich lauter B/B Ladebooster. Das ist allerdings nicht das was ich brauche, ich bräuchte einen "normarlen"
Zitat:
@T3Andi schrieb am 3. August 2020 um 18:51:38 Uhr:
...nur Ladebooster mit Solarfunktion usw für 150€+ gefunden...
... fragen ob es nicht einfach einen Spannungswandler oder sowas gibt, den man direkt vor die Zweitbatterie hängt und der die Ladespannung auf 13,2V regelt (auf der Batterie steht 13,2V Normarlspannung).
Suchst Du einen DC/DC Wandler, etwa wie
'Victron Orion-Tr 12/12-30 360W DC-DC Spannungswandler isoliert'?
Kostet bei Amazon 216€, als 18A Gerät 117€. Die Ausgangsspannung ist regelbar. Das habe ich gerade durch Googlen gefunden, kenne es nicht weiter. Wenn für Dich interessant, solltest Du unbedingt das Datenblatt prüfen!
https://www.amazon.de/.../?...
Das scheint mir ein interessanter Ansatz anstelle eines Ladeboosters. Ist aber nicht billiger: der Votronic 1212-30 mit 30A Ausgang kostet nur ca. 165€.
Zu den anderen Fragen:
Die Victon mppt werden zwischen die Solarpanels und die Batterie geschaltet. Die kleineren bis mppt 100/20 bieten auch einen Ausgang zur Stromversorgung von Verbrauchern, der bei Unterspannung abschaltet: Die Versorgung erfolgt über Solar, und bei nicht ausreichendem Solarertrag auch über die Batterie. Die Größeren - ab mppt 100/30 - bieten nur die Schaltung eines Relais zur Abschaltung der Versorgung der Verbraucher bei Unterspannung.
'Natoknochen' - meinst Du einen Shunt? Vllt. macht es Sinn die Beschreibung Deines BMS zu prüfen, denn bei meiner Liontron z.B. scheint kein shunt mehr erforderlich: das BMS der Batterie prüft und schaltet lt. Beschreibung. Damit spart die LiFePo schon mal 200€ für ein BMV 712. Das vermute ich aufgrund der Beschreibung, denn noch warte ich auf die Batterie.
Zitat:
@T3Andi schrieb am 3. August 2020 um 18:51:38 Uhr:
...(auf der Batterie steht 13,2V Normarlspannung).
Die Angabe finde ich etwas mager. Zur Bestimmung der erforderlichen Spannungsbereiche werden mehr Angaben benötigt. Hat Deine Batterie ein BMS? LiFePo4 braucht das wohl.
@paulfaehrt wow! Danke für den ausführlichen Beitrag!
Genau, ich dachte an einen DC/DC Wandler, der zwischen dem Trennrelais zur Zweitbatterie und der Zweitbatterie geklemmt wird. Damit sollte die Lithium Batterie nicht mit zu hoher Spannung geladen werden.
Das Votronic 1212-30 hat, wenn ich das richtig verstehe, ein eigebautes Trennrelais. Damit könnte ich mein altes, 31 Jahre altes Trennrelais rausschmeissen. Und es hat eine Ladekennung für Lithium Batterien.
Mit Natoknochen meine ich einfach einen schweren Batterietrennschalter der manuell bedient wird.
Meine Angabe zur Batterie ist so mager, da es eine gebrauchte Batterie auf eBay ist (https://www.ebay.de/.../274440960070). Von denen hätte ich erst eine unterm Beifahrersitz, dann wenn ich mit der ersten zufrieden war eine zweite unterm Fahrersitz installiert. Platztechnisch sind mehr ah leider nicht möglich.
BMS... davon habe ich ehrlich gesagt keinen Plan ob die sowas haben oder ob ich sowas brauche...
Im Moment würde ich das alte Trennrelais ausbauen, stattdessen das Votronic 1212-30 einbauen und dann die Lithium Batterie dran.
Kauf dir ein Victron Peak Power Pack 40Ah (knapp 500€ neu).
Das hat bereits einen integrierten Ladewandler, den du schlichtweg direkt an das alte Trennrelais anschließen könntest. An dem Eingang kannst du ansonsten auch ein Solarpanel direkt anschließen.
Elektronisch geschützt (Überlast, Kurzschluss, Temperatur), inkl. BMS, ist es zudem.
@navec 500€ will ich eben nicht ausgeben. Eine gebrauchte Lifepo4 Batterie bekomme ich für 250€ + Laderegler 150€ so komme ich auf 400€. Und die Victron Packs kann man nicht in Reihe schalten, was ich mit der anderen Batterie (denke ich) schon kann. Solar usw ist nix für mich, das ist in meinem Fall nicht zu berücksichtigen.
Zitat:
@T3Andi schrieb am 4. August 2020 um 17:17:09 Uhr:
@navec 500€ will ich eben nicht ausgeben. Eine gebrauchte Lifepo4 Batterie bekomme ich für 250€ + Laderegler 150€ so komme ich auf 400€. Und die Victron Packs kann man nicht in Reihe schalten, was ich mit der anderen Batterie (denke ich) schon kann. Solar usw ist nix für mich, das ist in meinem Fall nicht zu berücksichtigen.
Kommt drauf an, in welchem Zustand die gebrauchte Li-Batterie wirklich ist (SOH).
Das müsste schon getestet werden.
Eine bloße Zusage vom Verkäufer (eventuell unter Ausschluss der Gewährleistung) würde mir da nicht reichen.
Zusätzlich wäre die Frage zu stellen, warum die Batterie verkauft wird, wenn sie wirklich noch einen SOH von ca 100% hat.
Außerdem sollte die ebenfalls über elektronische Sicherungen, Balancer (BMS) verfügen, denn sonst, ohne Einzelzellenüberwachung, wird die Batterie schneller kaputt gehen
Die meisten Ladegeräte verwenden für das Laden von LiFePO4 eine für die Lebensdauer schädliche Spannung. Da wird viel erzählt da die Garantiezeit kurz ist und der Käufer dann den Schaden tragen muss.
Mit mehr als 3,40 V pro Zelle (gemessen an der Zelle) sollte man auf Dauer nicht laden. Auf Laderhaltung sollte man ganz verzichten, oder die Spannung zumindest auf 3,33 V pro Zelle reduzieren, was bei 12 V Systemen etwa 13,2 V entspricht.
Dies ist alles besonders bei PV Ladung wichtig, da der Strom sehr klein sein kann. Bei ständigem Halten des SOC auf 100 % ist ein schneller Tod garantiert. Und die typische Spannung einer Lichtmaschine ist auf jeden Fall zu hoch. Da muss man etwas Geld für eine Booster oder DC/DC Wandler ausgeben.
Wenn die Ladespannung auf 3,4V/Zelle begrenzt wird, ist das für die Lebensdauer der LiFe sicherlich sehr gut, nur hat das dann eine erheblich reduzierte entnehmbare Kapazität zur Folge.
Einfache BMS gleichen bei dieser Spannung meines Wissens zudem nicht aus.
Von daher sind LiFe-Zellen genau so wenig ein "Rundum-Sorglos-Paket" wie es Blei-Zellen sind, wenn man eine längere Lebensdauer haben möchte.
Wenn ich die Nenn-Kapazität von LIFe zumindest zu 90% nutzen will, reichen 3,4V/Zelle Ladespannung (13,6V/Batterie) nicht annähernd aus.
Dann muss ich mit höherer Spannung laden und nur dann gleichen die günstigeren Balancer die Zellenspannungen in der Batterie überhaupt aus.
Von daher sollte man ohnehin immer mal wieder wirklich vollladen.
Wenn die LiFe voraussichtlich längere Zeit nicht genutzt werden, sollte dafür gesorgt werden, dass ein niedrigerer Ladezustand vorhanden ist. Der wäre im Zweifel sogar nur durch entsprechende Entladung her zustellen, falls der Akku vorher voll geladen war.
Wann das der Fall ist, kann kein Batteriemanagement und kein Ladegerät wissen.
Da muss sich der Besitzer des LI-Akkus dann schon selbst drum kümmern, sofern eine längere Lebensdauer von Interesse ist.
@navec danke für die Antwort! Sprich die Volle LiFePO4 Batterie vom Ladegerät trennen, fast leer machen und erst dann wieder aufladen.
Wie merke ich , dass sie LiFePO4 Batterie leer ist? Ist das wie bei den normarlen Bleisäure Batterein, dass man anhand der Spannung den Ladestand sehen kann (über 12,5V = voll, über 12V = mittel, unter 11,5V = leer)?
Denn bisher habe ich immer ein Voltmeter benutzt, um den Ladestand festzustellen, und wenn die Batterie leer wer mit dem Natoknochen getrennt.
Zitat:
@T3Andi schrieb am 5. August 2020 um 21:56:57 Uhr:
@navec danke für die Antwort! Sprich die Volle LiFePO4 Batterie vom Ladegerät trennen, fast leer machen und erst dann wieder aufladen.
Wie merke ich , dass sie LiFePO4 Batterie leer ist? Ist das wie bei den normarlen Bleisäure Batterein, dass man anhand der Spannung den Ladestand sehen kann (über 12,5V = voll, über 12V = mittel, unter 11,5V = leer)?
Denn bisher habe ich immer ein Voltmeter benutzt, um den Ladestand festzustellen, und wenn die Batterie leer wer mit dem Natoknochen getrennt.
Für die ungefähre Beurteilung des Ladezustandes reicht die Ruhespannung bei LI aus.
Wenn du z.B. 13V Ruhespannung abliest, ist alles für eine etwas längere Lagerung ok. Es besteht kein Anlass, die Batterie erst auf noch geringere Werte zu entladen und danach z.B. bis auf 13,6V nach zu laden.
Die Nachladung kann in dem Fall direkt erfolgen (wenn sie denn in dem Fall (13V) überhaupt notwendig ist).
Eine Idee ist, wenn man kein spezielles Ladegerät hat, welches bis zur LiFe-Lagerspannung laden kann, z.B. den "Supply"-Modus zu verwenden, den einige "normale" Ladegeräte anbieten, wir z.B CTEK 7 und 10A oder einige Fraron-Ladegeräte.
Im Supply-Modus wird die Batterie nur bis ca 13,7V geladen und somit kann eine 4-zellige LiFe nicht bis auf 100% geladen werden.
Vorteil: man muss die Spannung beim Ladevorgang nicht überwachen.
Wichtig ist es aber immer, dafür zu sorgen, dass es bei den 4-Zellen öfters zu einem "Ausgleich" kommt. Mit normalen BMS findet dieser Ausgleich (Balancing) nur im Bereich der Ladeschlussspannung, also bei über 14V, statt.
Mit der Zeit könnte es sonst eher vorkommen, dass die Einzelzellen der Batterie ungleiche Ladezustände (und ungleiche Ruhespannungen) haben, was sich gerade im unteren Entladungsbereich negativ auswirken kann, wenn eine Zelle, sofern diese nicht einzeln gegen zu tiefe Entladung geschützt sind, die minimal zulässige Entladungsspannung unterschreitet.
Wenn das der Fall ist, geht diese Zelle kaputt und damit wird bei Batterien mit festem Gehäuse, die gesamte Batterie unbrauchbar.
auch wenn diese Akkus keinen Memoryeffekt haben und deshalb nicht leer-entladen werden müssen/sollen,
reduziert die Anzahl der Ladezyklen die Lebensdauer.
Ich würde, wenn ich nicht direkt die volle Ladekapazität benötige immer bis auf ca. 60% der Ladekapazität entladen lassen.
Das dürften bei einem 12,8 V Akku bei ungefähr 12V der Fall sein und erst dann wieder laden.
Welche Spannung ist denn je Zelle angegeben? 3,2V oder 3,4V?
Zitat:
@bug99 schrieb am 6. August 2020 um 16:48:19 Uhr:
auch wenn diese Akkus keinen Memoryeffekt haben und deshalb nicht leer-entladen werden müssen/sollen,
reduziert die Anzahl der Ladezyklen die Lebensdauer.
Ich würde, wenn ich nicht direkt die volle Ladekapazität benötige immer bis auf ca. 60% der Ladekapazität entladen lassen.
Das dürften bei einem 12,8 V Akku bei ungefähr 12V der Fall sein und erst dann wieder laden.
Welche Spannung ist denn je Zelle angegeben? 3,2V oder 3,4V?
Die Nennspannung wird gewöhnlich mit 3,2V/Zelle angegeben.
Man kann natürlich alles ganz akribisch machen (auch bei Bleiakkus) und sich vornehmen, bei LiFe einen bestimmten Ladezustand zu erreichen, wenn man die Batterie längere Zeit nicht nutzt.
Ob man das immer einhalten will/möchte steht auf einem anderen Blatt.
Vor der Wintersaison ist das sicher kein Problem, weil man da i.d.R. ohnehin einige Dinge "einwintert".
Zwischendurch, wenn die Freizeitfahrzeuge durchaus mal mehrere Tage oder Wochen nicht genutzt werden, ist das etwas schwieriger/unkomfortabel.
Daher sollte es einfach möglich sein, einen eher unkritischen Ladezustandswert zu erreichen und dabei tendenziell im Bereich eines höheren Ladezustands zu bleiben.
Bis 90% Ladezustand ist in jedem Fall deutlich besser, als eine 100% voll geladene LiFe länger zu lagern. Wichtiger ist m.E., dass man es macht und nicht so sehr der genaue Ladezustand.
@bug99:
Zitat:
Ich würde, wenn ich nicht direkt die volle Ladekapazität benötige immer bis auf ca. 60% der Ladekapazität entladen lassen.
..und wie machst du das auf die Schnelle, wenn die Batterie vorher standardmässig voll geladen war?
Da muss man normalerweise rechtzeitig dran denken und manuell dafür sorgen, dass die Batterie, wenn ich das Boot verlasse, ca nur noch 60% SOC hat.
Eine Automatik gibt es dafür normalerweise nicht.
Das geht bei Bleiakkus z.Teil einfacher, denn einige Ladegeräte laden die Batterie automatisch voll und und schalten danach letztendlich auf eine niedrige Lagerspannung (z.B. 13,2V). Solange das Ladegerät angeschlossen ist, braucht man sich nicht mehr um die Batterie kümmern.
Wenn man Boot verlässt, muss lediglich der 230V-Anschluss vorhanden sein. Alles andere regelt sich dann automatisch.