Batterie Alternative: LiFePO4 HighCurrent Edition

Meine originale Ford 70Ah EFB ist inzwischen etwas über 3 Jahre alt und diesen Winter bekam ich den SoC kaum noch über 60%.
Was die ersten beiden Winter kein Problem darstellte, wurde diesen Winter häufiger zur lästigen Realität: Standheizung nicht gestartet wegen niedriger Batterieladung. Auch das Nachladen über Nacht brachte nur kurzfristig Besserung, der SOC war schon bald wieder nahe oder gar unter 60%.
Ich habe nun eine Lösung für mich gefunden und die Liontron LiFePO4 12V/80Ah (1200A EN) angeschafft.
Ich denke, damit hat sich das Problem ein für alle Mal erledigt.
Inzwischen habe ich die Batterie seit 3 Wochen bzw. >1500km in Benutzung. Hier ein kurzer Bericht.
Gemäß Hersteller kommt diese LiFePO4-Batterie mit Fahrzeug-Ladereglern für EFB wie auch AGM zurecht.
Das Batterie-interne BMS schützt vor Überladen, Tiefentladung, Ladeschäden bei zu niedriger bzw. zu hoher Temperatur, Kurzschluss usw.
Den Fahrzeug Target-SOC habe ich auf 100% gesetzt und den Batterietyp auf EFB belassen.
Damit ist die Benutzung der LiFeFO4 Plug and Play.
Anfänglich hatte ich bedenken, ob die wegen der höheren Ruhespannung (bei 20°C 13.35V, bei 0°C 13.1V) immer als voll erkannte Batterie überhaupt richtig geladen wird.
Deshalb hatte ich mir in die Spannungsversorgung des BMS-Sensors - das rote Kabel am Sensor (weiß ist LIN-Bus) zwei Siliziumdioden eingeschleift, welche die gemessene Ruhespannung um 0.6V absenken. Bei eingeschalteter Zündung überbrücke ich die Dioden durch ein Relais (sowie optional auch über einen Schalter), damit die vom Sensor überwachte Ladespannung korrekt gemessen werden kann.
Inzwischen kann ich aber vermelden, dass es diesen Kunstgriff gar nicht braucht. Auch wenn z.B. am Morgen einige Ah wegen Standheizungsbetrieb entnommen wurden und der SOC in ForScan anschließend trotzdem 100% anzeigt, wird die Batterie bei der nächsten Fahrt sofort wieder voll geladen.
Dies zu überprüfen war leider nicht so einfach wie erhofft, da die Batterie anders als zuerst angenommen leider doch kein Bluetooth-Interface besitzt. Trotz intensiver Suche konnte ich keine passende Hochstrom-fähige LiFePO4-Batterie mit Bluetooth als Alternative finden.
Bei Kälte kann man beobachten, dass auch bei anliegender Ladespannung die Batterie anfangs nur Strom abgibt (um die 100A), um sich aufzuwärmen. Das kann je nach Temperatur wenige Sekunden bis einige Minuten dauern, erst dann wird geladen. Der Ladestrom kann dann ebenfalls bis 100A hochgehen (max. 120A), aber nie besonders lange, er sinkt dann schnell auf um die 50...60A und dann langsam bis auf 0A, sobald die Batterie voll ist. Dieser Zustand ist aufgrund des relativ hohen Ladestroms erstaunlich schnell erreicht.
Es ist immer eine Freude zu sehen, wie schnell die Aufladung wieder erreicht ist.
Solange der SOC unter 100% ist, wird vom Fahrzeug eigentlich immer geladen, das heißt mit 14.x bis 15V, je nach Temperatur. Wobei diese Phase ja nur wenige Minuten dauert, dann ist der SOC schon wieder 100%.
Evtl. würde das Fahrzeug BMS das Laden später drosseln, das bekommt man aber wegen der schnell wieder vollen Batterie gar nicht zu sehen.
Ich hatte anfänglich mal mit 95% Target SOC getestet. Da fährt man paar Minuten mit ca. 100A Entladestrom, bis Target SOC erreicht ist. Nach mehrstündiger Pause mit Ruhespannungs-Messung geht das aber wieder von vorne los, weil das Fahrzeug BMS meint, es hätte 100% SOC.
Das Batterie interne BMS lädt ab 13.35V bis 14.65V, mit einer relativ lineare Abhängigkeit des Ladestroms von der Ladespannung.
Ich habe mal eine Lade-Kurve mit einem Labor-Netzteil erzeugt, wo ich die Ladespannung in 0.1V Schritten erhöht habe: siehe Bild-1
Da das Labor-Netzteil nur max. 10A liefert, ist da bei 10A Schluss.
Die Lichtmaschine im Fahrzeug liefert problemlos die max. möglichen 120A Ladestrom. Da sähe die Kurve genauso aus, nur eben mit 120A als Maximum. Der Innenwiderstand der LiMa ist einige Faktor 10 kleiner als der des Labor-Netzteils.
Die 120A habe ich bisher nur 1x für wenige Sekunden gesehen, meist wird mit 100A begonnen. Je näher man den 100% SOC kommt, sind es schnell weniger.
Im 2. Bild die Lade-Kurve über 20 Minuten von SOC 97%..100%, leider wieder nur mit dem Labor-Netzteil mit max. 10A ermittelt.
Im Fahrzeug sähe die Kurve genauso aus, aber ca. in nur 2 Minuten, da der Ladestrom aufgrund des viel niedrigeren Innenwiderstands der LiMa mit >100A beginnt.
Der Anstieg am Anfang des Bild-2 ist wieder die Erhöhung der Ladespannung in 0.1V Schritten von 13.3V auf 13.7V zu Beginn.
Ich habe der Batterie noch eine Thermohülle verpasst, da die Betriebstemperatur 60°C nicht überschreiten soll.
Die Thermohülle soll im Sommer die Wärme von der Batterie solange zurückhalten, wie benötigt wird, um den Batterie SOC wieder auf 100% zu bringen.
Im Winter steht der SOC z.B. nach morgendlicher Benutzung der Standheizung auf 92%.
Nach 5 bis 10 Minuten ist der Batterie SOC bereits wieder auf 100%.
Im Sommer läuft vielleicht mal das Radio im Stand oder man macht was mit ForScan 'rum (aber das wohl bei großer Hitze eher weniger ohne Klimaanlage im Stand). Da sind 8% Entladung also selten. Aber selbst wenn, nach spätestens 5 Minuten ist die Batterie wieder voll.
Falls danach die Batterietemperatur über 45°C steigt, ist es für den Erhalt des SOC nicht relevant. Bei laufendem Motor wird auch nichts mehr entnommen (Start/Stop ist bei mir permanent deaktiviert, sollte bei Hitze wegen der Klima sowieso auch nicht anspringen).
Was im Sommer also spannend wird, ob bei >45°C Batterietemperatur diese trotz Ladeabschaltung während der Fahrt auf über 60°C ansteigt. Weil dann auch das Entladen vom BMS unterbunden würde.
Ich erwarte das nicht, es bleibt aber spannend.
Über ForScan lässt sich die Batterietemperatur zumindest annähernd verfolgen, da der BMS-Sensor ja direkt mit dem Minuspol verbunden ist.
Alles in Allem bin ich von der LiFePO4-Batterie überzeugt bis begeistert. Mit 100% Target SOC ist die Benutzung Plug and Play. Keine Batterie-Probleme mehr und immer riesen Reserve, da man die im Notfall auf Nähe Null entladen könnte. Die 80Ah nutzbare Kapazität entspricht einer ~ doppelt so großen Blei-Säure Batterie.
Gekostet hat sie mich 999€. Das war es mir Wert, mit der Aussicht auf hoffentlich >10 Jahre Nutzbarkeit.

Zitat:

@Toe schrieb am 15. Januar 2025 um 17:19:46 Uhr:

Schaust du mit einer App auf den Soc, oder wie stellst du das fest?

Ja klar, so sehe genau, welchen SoC das BMS sich da jeweils ausgedacht hat. Es gibt dazu ca. 250 MByte an Daten. Mit dem wahren SoC der Batterie hat das natürlich nichts zu tun. In der aktuellen Umsetzung wird der wahre SoC bei FORD nicht für relevant erachtet. Dort beharrt man darauf, dass der BMS-Wert gilt, egal wie unplausibel der Wert ist.

Hm, das soll mal jemand verstehen..

Und jetzt

Zitat:

@Toe schrieb am 17. Januar 2025 um 20:28:29 Uhr:

Und jetzt

Bei

FORD

wird man sagen:

"Diese alte Karre (Mondeo) wird doch schon seit 2022 nicht mehr gebaut.

Da stecken wir nichts mehr rein.

Selbst schuld wer so eine alte Karre fährt."

Moin !
Das mit dem error bei ruhespannung zu hoch kann ich bestätigen.
Habe die Tage meine Bakterie EFM mal wieder voll aufgeladen, mit externem CTEK Ladegerät, Wintermodus / AGM.
Danach ging ne Zeit die Standheizung nicht mehr.
4-5 Starts später war wieder alles im grünen Bereich.

Zitat:

@Frank Drebbin schrieb am 24. Januar 2025 um 21:42:59 Uhr:

Danach ging ne Zeit die Standheizung nicht mehr.

Mit welcher Behauptung wurde die Standheizung nicht aktiviert?

Ich durfte bisher folgende bewundern:

• zu wenig Kraftstoff
• Temperatur zu hoch/hoch genug
• Batterie nicht ausreichend geladen (BMS Fehlverhalten)

Wenn ich hier mal kurz aufspringen darf, weil ich aus meinem BMS/Batterie-Verhalten nicht schlau werde und es jüngst zu interessanten Phänomenen gekommen ist:

- Fernstart funktioniert meistens ohne Probleme. Aber dann gibt es manchmal Momente/Tage an denen es nicht geht. Dabei ist es zum Teil unerheblich, ob das Auto zuvor über ca eine Stunde auf der Autobahn bewegt wurde (also morgens an Weihnachten geht Fernstart, obwohl in den Tagen davor fast nur Kurzstrecke gefahren wurde. Nachmittags/abends geht es nicht mehr, obwohl eine Stunde Autobahn-Fahrt dazwischen lag. Ja ja, ich weiß, da sollte es nicht laden, aber gut). Am Ende der Besuchs-Orgie an Weihnachten (~600 km in 3 Tagen, hauptsächlich Autobahn), hat sogar wieder Start-Stopp funktioniert, obwohl mittendrin in den 600km Fernstart nicht funktionieren wollte?

- Auto steht seither wieder mehr, als dass es fährt. Fast nur Kurzstrecken und häufiger was ins Auto einladen/ausladen, also oft verriegeln und entriegeln und Auto-Tür und Heckklappe auf/zu. Start-Stopp geht natürlich nicht, auch nicht nach vereinzelten ~90 km Autobahn etappen. Beim Einkaufen letztens Meldung „System ausschalten um Batterie zu schonen“ oder wie das heißt und PDC aus dem Kombi-Instrument. Paar Fahrten innerorts und eine außerorts ist das Geräusch wieder normal.

- Spannungsanzeige für Zigaretten-Anzünder gestern zufällig gefunden und eingesteckt: 14,8-14,6 V bei innerstädtischer Fahrt mit Max 80 km/h, in Summe ca. 25km. Kurz vor zuhause geht Start-Stopp wieder?

Ich werde nicht schlau daraus, wie es sein kann, dass meine Batterie oder das BMS so zwischen zwei „extremen“ hin und her hüpfen kann? Bahnt sich hier bei mir eine kaputte Batterie an? Oder ist sie schon kaputt? (Vorgeschichte: vermeintlich habe ich schon eine neue Batterie bekommen, als ich nach Kauf mehrfach ein nicht funktionierendes S/S System bemängelt habe. Ganz am Ende der FFH Odyssee sei ein Aussendienstler von Ford vorbeigekommen, der „die Programmierung“ geändert habe.)

Spannung von 14V beim fahren bedeutet er lädt die Batterie. Können auch 13,xV sein. Wenn er nicht lädt (weil Batterie seiner Meinung nach voll): 12,5-12,8V. Ich hab die Spannung beim mir im HUD drin und kann das immer sehr schön sehen. Auch wenn er nicht lädt geht beim Schubabschaltung die Spannung z.B. auf 14V rauf.
Bei mir war am Ende der Lebenszeit der Batterie immer die Spannung auf 14V weil der sie nicht voll bekommen hat weil die Batterie einfach keine Ladung mehr aufnehmen wollte.
Gruß

Zitat:

@prince_ schrieb am 28. Januar 2025 um 10:01:03 Uhr:

Ich werde nicht schlau daraus, wie es sein kann, dass meine Batterie oder das BMS so zwischen zwei „extremen“ hin und her hüpfen kann

Zitat:

Bahnt sich hier bei mir eine kaputte Batterie an?

nein

Zitat:

Oder ist sie schon kaputt? (Vorgeschichte: vermeintlich habe ich schon eine neue Batterie bekommen, als ich nach Kauf mehrfach ein nicht funktionierendes S/S System bemängelt habe. Ganz am Ende der FFH Odyssee sei ein Aussendienstler von Ford vorbeigekommen, der „die Programmierung“ geändert habe.)

kaputt ist das BMS, mit höchster Wahrscheinlichkeit wird bei allen Fahrzeugen die falsche Batterie kodiert.

Zitat:

@rp-orion schrieb am 28. Januar 2025 um 12:20:35 Uhr:

Zitat:

@prince_ schrieb am 28. Januar 2025 um 10:01:03 Uhr:

Ich werde nicht schlau daraus, wie es sein kann, dass meine Batterie oder das BMS so zwischen zwei „extremen“ hin und her hüpfen kann

Zitat:

@rp-orion schrieb am 28. Januar 2025 um 12:20:35 Uhr:

Zitat:

Bahnt sich hier bei mir eine kaputte Batterie an?

nein

Zitat:

@rp-orion schrieb am 28. Januar 2025 um 12:20:35 Uhr:

Zitat:

Oder ist sie schon kaputt? (Vorgeschichte: vermeintlich habe ich schon eine neue Batterie bekommen, als ich nach Kauf mehrfach ein nicht funktionierendes S/S System bemängelt habe. Ganz am Ende der FFH Odyssee sei ein Aussendienstler von Ford vorbeigekommen, der „die Programmierung“ geändert habe.)

kaputt ist das BMS, mit höchster Wahrscheinlichkeit wird bei allen Fahrzeugen die falsche Batterie kodiert.

Dann passe die Batterie demnächst mal an. Welchen Wert brauche ich für einen MK4 1.5L 150 PS Ecoboost?

Wie alt ist deine Batterie? AGM? Länger als 2-4 Jahre halten die von Ford nicht...
Gruß

Die Werksbatterie hat bei mir 6,5 Jahre gehalten. Die neue Batterie wurde vor bald 2 jahren (in einer Hinterhof Werkstatt in Spanien) einfach eingebaut und das BMS wurde nicht angelernt ( oder was auch immer man da machen muss). Es funktioniert alles wie es soll.
Eventuell liegt das Problem an der (elektronischen) Ausstattung des Fahrzeugs, womit das BMS nicht klar kommt? Mein mk5 ist recht nackig, nur das Business Paket mit Navi und Sitzheizung. Oder ich hatte einfach nur Glück.

Zitat:

@Aalmdudler schrieb am 29. Januar 2025 um 09:51:37 Uhr:

Eventuell liegt das Problem an der (elektronischen) Ausstattung des Fahrzeugs, womit das BMS nicht klar kommt?

Das sollte keine Rolle spielen, solange die Ausstattung ab Werk verbaut ist.

Bei nachgerüsteten Ausstattungen, die z.B. nicht korrekt über den Sensor erfasst werden, kann das natürlich sein.

Zitat:

@rp-orion schrieb am 27. Januar 2025 um 10:23:25 Uhr:

Zitat:

@Frank Drebbin schrieb am 24. Januar 2025 um 21:42:59 Uhr:

Danach ging ne Zeit die Standheizung nicht mehr.

Mit welcher Behauptung wurde die Standheizung nicht aktiviert?
Ich durfte bisher folgende bewundern:

• zu wenig Kraftstoff
• Temperatur zu hoch/hoch genug
• Batterie nicht ausreichend geladen (BMS Fehlverhalten)

Meistens Batterie zu schwach

Nach der Vollladung kam keine Meldung, Standheizung startete einfach nicht.

Ein Tag und einige km später wieder alles okay.