Frage zu Ladegerät und LiFePO4 Batterie
Hallo zusammen,
wir haben vor wenigen Tagen unser neues Wohnmobil abgeholt, ein La Marca 69 auf Fiat Ducato Basis. Das Auto ist ausgerüstet mit einem Nordelettronica NE287 21A Version 2022 Ladegerät, 2x 140W Solarpanels (Hersteller/ Typ mir nicht bekannt) sowie einem Victron Energy SmartSolar MPPT 75/15 Solar Controler, und einer CarBest LiFePO4 Batterie mit 150Ah Kapazität.
Wir hatten das Auto einen Tag bei uns zu Hause am Landstrom, und sind dann dieses Wochenende zum Skifahren. Freitag Abend angekommen beschlich mich der Verdacht, dass die Batterie nicht ganz voll ist. Leider hat die Batterie kein BlueTooth Modul, d.h. ich kann die Batteriespannung nur an der Kontroll-Einheit im WoMo anzeigen, und da ging die nicht über 13,6V - LiFePO4 müsste doch vollgeladen 14,4V haben, oder?
Aufgrund meines Bauchgefühls kontrollierte ich das Ladegerät und siehe da, das Ladegerät war auf AGM konfiguriert, und nicht auf LiFePO4.
Damit wird dann die LiFePO4 Batterie nicht richtig geladen, oder?
Was bedeuten die Spannungsangaben in der Anleitung (siehe Anhang). Also konkret was bedeuten bei LiFePO4 die 14,6V bzw. die 13,8V? Und was bedeuten die leichten Unterschiede zu den Spannungen bei AGM 14,7V und 13,6V?
Gestern tagsüber war es sonnig, d.h. die Solarmodule haben gut geliefert und laut der Victron Energy App 650Wh in die Batterie geladen. Ich fühlte mich auf der sicheren Seite, umso überraschter war ich, als am Abend binnen 3 Stunden die Spannung der Batterie unter 10.6V fiel und sich das Auto dann abgeschaltet hat. Da standen wir also um 23:00 bei -3C ohne Heizung...
Zum Glück hatte ich meine EcoFlow Powerbank dabei und habe das Ladegerät angeschlossen. Gut 2 Stunden mit 300W geladen (21A), war dann die LiFePO4 bei 13,1V und hat bis eben als wir zu Hause ankamen durchgehalten.
Was kann das gewesen sein? Ist die Batterie vielleicht nicht in Ordnung bzw. wurde sie vielleicht durch die AGM Einstellung des Ladegeräts beschädigt? Wäre es vielleicht ratsam die Batterie zu tauschen gegen eine mit Bluetooth?
Besten Dank, Markus.
127 Antworten
Alles richtig erklärt. Nur mit dem Hochohmig hätte ich weglassen, ist zwar richtig, aber für den Laien unverständlich. Und der Temperatur Fühler muss wie schon gesagt auf alle Fälle dran.
Ich komme aus der Elektronik uns Software Entwicklung, daher sind solche begriffe für mich Gewonheit, ich werde
mich aber beim nächstenmal versuchen laienhaft zu äussern ! Jan
Zitat:
@invaderduck schrieb am 11. Mai 2023 um 17:20:09 Uhr:
Das mit dem Abschalten von D+ ist grundsätzlich falsch da ein Ladebooster regelt der Strom automatisch runter
wenn die Batterie die Vollladung ereicht hat, (es regelt den Strom runter nach steigendem Innenwiderstand der Batterie, da die wird mit zunemender Ladung Hochomig und daran orientiert sich der Ladebooster) und zusätzlich
an der In.Temperatur der Batterie, wenn sie zu heiss wird, begrenzt der Ladebooster auch der Strom (es habenaber nicht alle LBs' eingebaut ).
Das Abschalten des D+ ist im Zusammenhang mit ungeeigneten Ladeparametern für LiFePO4 Akkus wichtig, damit bei Langstreckenfahrten die LiFePO4 Batterie nicht ständig überladen wird.
Und der Temperaturfühler darf bei LiFePO4, außer zur Verhinderung der Ladung unterhalb einer bestimmten Temperatur, oder spätestens bei Unterschreitung von 0° C überhaupt keine Rolle bei der Regelung der Ladespannung spielen. Denn sonst besteht bei Temperaturen unter 20° C die Gefahr dass die eingestellte Ladespannung vom Ladegerät erhöht wird und damit auch die LiFePO4 Batterien überladen werden.
Also wenn das Ladegerät eine spezielle LiFePO4 Einstellung hat, dann prüfen ob der Temperaturfühler nur zur Überwachung ob t > 0° C dient.
Wenn keine spezielle LI-Einstellung vorhanden ist, dann entweder die Temperaturkompensation abschalten, den Temperaturfühler entfernen, oder aber durch einen Festwiderstand ersetzen, der die Ladespannungen auf für die LiFePO4 Batterie geeignete feste Spannung einstellt. Dann muss man aber auch selbst dafür sorgen dass die LiFePO4 Batterie nicht unterhalb 0° C geladen wird (besser sogar nicht unter 10° C). Das sollte aber auch unterhalb von 0° C durch das BMS der Batterie verhindert werden. Aber es kann bei hohem Ladestrom auch schon oberhalb 0° C nachteilig sein.
Gerade das schnelle Laden bei niedriger Temperatur befördert das sogenannte LI Plating (Ablagerung von metallischen Lithium), was nicht nur zu einem Kapazitätsverlust, sondern damit auch noch die Gefahr eines Thermal Runaways erhöht. Ist zwar bei LiFePO4 nicht so gefährlich, aber kann auch unangenehme Folgen haben.
Moin,
kleines Update: Heute habe ich den freien Tag genutzt um am Wohnmobil zu schrauben. Konkret habe ich alle Ladegeräte gemäß Eurer Tips konfiguriert:
- Das 230V Ladegerät (Nordelettronica NE287 21A Version 2022) auf 14,4V Abs (x) + 13,5V Float
- Den Ladebooster (Votronic VCC 1212-50) auf 14,2V Abs (0,5h) +13,6V Float
- Und den Solarregler (Victron Energy SmartSolar MPPT 75/15) auf 13,6V Abs (1h Adaptiv) + 13,4V Float
(x) Der Hersteller macht in der Anleitung und auch auf Nachfrage keine Angabe, wie lange die Absorptionszeit ist.
Zudem habe ich mir einen Schalter an das D+ Signal gelegt, d.h. ich kann den Ladebooster je nach Bedarf anschalten.
Jetzt hätte ich noch zwei Fragen diesbezüglich:
1. Bei meinem Victron Solarregler kann ich die Absorptionszeit adaptiv konfigurieren, der Beschreibungstext ist vielversprechend. Hat das ggf. auch irgendwelche Nachteile?
2. Ab welchem Spannungsunterscheid der Zellen meiner LiFePO4 Batterien muss ich besser mal volladen, damit das BMS balancieren kann? Ist 0,1V Unterschied bereits kritisch (3,6V zu 3,5V)?
VG, Markus
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Zwischen 3,4 V und 3,6 V pro Zelle liegen nur wenige % Kapazität, zwischen 3,5 V und 3,6 V pro Zelle noch viel weniger. D.h. Wenn Du du nicht wirklich die absolut volle Kapazität der Batterie brauchst, besteht eigentlich keine Notwendigkeit.
Wenn eine Zelle ausreist dann wird diese schon beim Laden mit dem Ladebooster mit 3,5 V/Zelle balanciert werden, Allerdings wird dann bei diesen hohen Strömen das BMS immer in die Abschaltung getrieben werden.
Für das Balancing ist es optimal wenn die Ladequelle keinen höheren Strom als den Balancer Strom liefert. Alles darüber führt dazu dass abgeschaltet wird. Jetzt haben die typischen BMS mit passivem Balancing oft einen Balancerstrom von unter 100 mA. D.h. um einen Kapazitätsunterschied von 1 Ah auszugleichen müsste 10+ h geladen werden, ohne dass das BMS abschaltet. Das ist eher was für eine Ladequelle, deren Strom sehr niedrig ist.
Ich würde also eher den Victron Solarregler dafür einsetzen und alle 1 - 2 Wochen eine Ausgleichsladung programmieren. Da muss man dann mit dem Parametern spielen bis man eine Einstellung gefunden hat, die Abweichung auf einen akzeptablen Wert hält. Wenn man eine große Abweichung hat kann das einige Ausgleichszyklen dauern bis man dort ist wo man hin will. Leider belastet das passive Top-Balancing die Zellen, weil sie unter Umständen lange auf hoher Spannung gehalten werden müssen.
Mit aktivem Balancer der ständig oder ab einer bestimmten Spannungsdifferenz ausgleicht ist das alles viel einfacher und schonender, aber die fertigen Batterien haben meist nur das passive Top-Balancing. Ich persönlich würde bei einer solchen Fertigbatterie prüfen ob man das Gehäuse zerstörungsfrei öffnen kann und gegebenenfalls einen aktiven Balancer nachrüsten. Wenn er nicht ins Gehäuse passt nimmt man einen 5-poligen Stecker und schließt den Balancer extern an. Eigentlich sollte jede Batterie so einen Anschluss haben.
Das adaptive Laden sorgt dafür dass nicht bei jedem Neustart des Ladezyklus wieder die volle Absorptionszeit gefahren wird. Für LiFePO4 wird aber wohl immer nur die Stufe ab 12,6 V zum Tragen kommen, da die Spannungslage höher ist als bei Blei. Das ist aber auch ok, weil bei LiFePO4 sowieso nicht immer auf 100 % geladen werden sollte.
Besten Dank 🙂
egn:
Zitat:
Das Abschalten des D+ ist im Zusammenhang mit ungeeigneten Ladeparametern für LiFePO4 Akkus wichtig, damit bei Langstreckenfahrten die LiFePO4 Batterie nicht ständig überladen wird.
Wenn man eine LiFe-Einstellung wählt, wäre es bereits ab eine Fahrtdauer von ca 1 Stunde (Absorptionszeit) völlig wurscht, ob der Booster über D+ abgeschaltet wird oder nicht, denn dann ist die Batterie so oder so voll geladen und der Booster funktioniert ja so lange mit Erhaltungsspannung, bis der Motor ab gestellt wird.
Entscheidend wäre Ladetechnik, die, unabhängig von D+, grundsätzlich nicht voll lädt
Ja, aber ich kennen keinen der das von Hause aus so macht wie ich mir das vorstelle. Bei vielen gibt es ein Lithiumprogramm mit zu hohen Spannungswerten. Da bleibt in der Regel nur die Manipulation über den Temperatursensor in einem normalen Bleiprogramm.
Bei älteren Fahrzeugen kann man noch einen anderen Lichtmaschinenregler einsetzen, bei dem man die Spannung einstellen kann.
Bei mir ist es Letzteres. Da kann ich am Regler die Absorptionsspannung, -dauer und Erhaltungsspannung frei einstellen. Zusätzlich wird durch Verwendung einer Trenndiode mit Spannungsabsenkung, die Startbatterie weiterhin mit voller Spannung geladen.
Oder kennst Du einen Booster der auf die Werte die wir uns vorstellen einstellbar und für jedes Fahrzeug einsetzbar ist?
Der Ladebooster schont nicht nur die AGM/Gel Batterie mit höherer Ladespannung, aber verteillt richtig die
Ladespannung in die batterien - AGM und Blei/Startb., nur gibt es noch dabei ein Problem : wenn die Ladespannung
14,7-14,8 V für die AGMs' batterien angeboten wird,egal ob von Ladegerät, Solar oder Lichtmaschine, liegt diese
Spannung auch am gesamten Bord in der Wohnkabine (an der Wagenelektrik nicht, da die wird durch die Trennung
unr Regelung durch den Ladebooster immer noch bis 14,3V), aber in der Wonkabine ist die Spannung unter umständen zu hoch für die Einbaugeräte wie Heizung,Boiler (Truma) und Beleuchtung (noch mit Leuchtröhren),
die Truma -einbaugeräte gehen auf Störung wegen Überspannung (auch Kombi-Gasheizungen),so war es bei mir,
ich musste dann von jedem Truma-Einbaugerät einen Spannungswandler einbauen, der stabilisiert die
Bordspannung auf eingestellten 12,5V auch beim schwankendem Batteriespannung durch entladen der Batterie und damit funktionieren die Geräte top und bei dem Tipp- Lichtmaschineregler Wechsel für die Höheren Spannung
ist auf keinen Fall gut, da ist zwar möglich die Ladespannung für die Startbatterie mit einer Silicium Diode um 0,7V
wieder zu senken, aber bei der Fahrzeugelektrik werden die Bordspannungversorgung und die Ladespennung am
Anlasser werdrahtet, dadurch wird die Startbatterieladung zwar OK aber die übrige Bordspannung beträgt immernoch bis 14,8V und dadurch werden z.Bsp. die Scheinwerferbirnen zu hoch eingespeisst und gehen immerwieder kaputt, die modernen PKWs' mit Startautomatik haben z.Bsp. auch als Startbatterie eine AGM eingebaut aber alle haben aus oben genn.gründen auch serienmässig einen Wandler 14,8/12,5V als Überspannungschutz eingebaut, das ist Tatsache,da ich habe bei unserem Minicooper eine AGM Batterie eingebaut (wegen Startautomatik) und dazu ein Ladebooster zum Laden und durfte 2x im Monat die Hauptscheinwerferbirnen (H7) wechseln da die durchgebrannt waren, bis ich die Stabilisierung Sp. von einem VW-Golf eingebaut habe, st, dem wird die AGM vollständig geladen, (ohne L.Booster nur zu 75%) und habe keine Leuchtbirnenausfälle mehr !
Verstehe ich jetzt nicht so ganz:
Übliche Booster werden zwischen Starter- und Versorgungsbatterie installiert. Von daher ist die Starterbatterie direkt von der LiMa abhängig und es ist häufig eine Bleibatterie.
Es ging mir ja um deine Aussage:
Zitat:
Das Abschalten des D+ ist im Zusammenhang mit ungeeigneten Ladeparametern für LiFePO4 Akkus wichtig, damit bei Langstreckenfahrten die LiFePO4 Batterie nicht ständig überladen wird.
Mit aktuellem, normalem Booster, der lediglich Standard-Einstellungsmöglichkeiten für LIFe vorsieht, bringt dessen Ein- und Ausschaltung über D+ diesbezüglich gar nichts.
Der Booster lädt dann mit seinem eingestellten Programm solange, wie der Motor läuft.
So ein Booster wird ja entweder über die Höhe der Eingangsspannung oder über D+ gesteuert.
Bis auf eine kurze zusätzliche Zeitspanne, ist die Ladezeit dann ziemlich gleich.
Ein Votronic 1212-30 (also ein ganz normaler, gängiger 30A Ladebooster) kann entweder über D+ geschaltet werden, was bedeutet, dass er mehr oder weniger nur dann aktiv ist, wenn der Motor läuft.
Oder er wird über die Spannung der Starterbatterie gesteuert. Bei LiFe: Über 13,5V ein unter 13,4V aus.
(was bei "Euro 6" halt manchmal zu Problemen führen kann, aber das wäre ein weiteres Thema)
Die Wirkung ist in beiden Fällen daher ziemlich ähnlich.
Wenn man also länger als die Absorptionszeit (in dem Fall (Votronic) max. 1 h) am Stück fährt, wird auch der Booster entsprechend länger aktiv sein und, da er kein "abgesenktes" LiFe-Ladeprogramm hat, wird die LiFe dann zwangsläufig voll geladen sein. Fahrtunterbrechungen machen die Sache zudem nicht besser, eher im Gegenteil.
Zitat:
Oder kennst Du einen Booster der auf die Werte die wir uns vorstellen einstellbar und für jedes Fahrzeug einsetzbar ist?
meines Wissens kann man einen Victron (Orion) DC-DC-Charger im individuellen Modus von vorn herein so begrenzen, dass eine LiFe-Batterie nicht ganz voll geladen wird.
Ladeschlussspannung, Erhaltungsspannung, Absorptionszeit können m.E. im individuellen Modus frei eingestellt werden.
Wenn eine LiFePO4 ein eingebautes BMS hat, soll das doch eigentlich wie von selbst gehen ..
Und Frage an navec: Wenn man D+ per Schalter unterdrückt, sollte doch eigentlich nicht geladen werde, oder greift dann die Messung der Spannung an der Lichtmaschine?
Moin,
Zitat:
@renesomi schrieb am 20. Mai 2023 um 11:30:37 Uhr:
Und Frage an navec: Wenn man D+ per Schalter unterdrückt, sollte doch eigentlich nicht geladen werde, oder greift dann die Messung der Spannung an der Lichtmaschine?
bin zwar nicht navec, kann das aber für meinen Fall beantworten:
Sobald ich das D+ Signal unterbreche, schaltet sich der Ladebooster aus.
Damit der über die Spannung arbeitet, muss er
mittels DIP-Schalter entsprechend konfiguriertsein.
VG, Markus
Zitat:
@renesomi schrieb am 20. Mai 2023 um 11:30:37 Uhr:
Wenn eine LiFePO4 ein eingebautes BMS hat, soll das doch eigentlich wie von selbst gehen ..Und Frage an navec: Wenn man D+ per Schalter unterdrückt, sollte doch eigentlich nicht geladen werde, oder greift dann die Messung der Spannung an der Lichtmaschine?
Schrieb ich doch:
entweder D+-Steuerung oder Spannungssteuerung.
Wenn der Booster auf D+ eingestellt ist und du D+ unterdrückst, lädt das Ding gar nicht....
Geladen werden soll ja, nur halt nicht so häufig mit der üblichen Ladeschlussspannung eines LiFe-geeigneten Ladegerätes....
Das BMS ist für die Notfallabschaltung gedacht (zu hohe Spannung, zu hoher Strom, zu große Temperatur usw) und nicht dazu, die Ladung zu regeln.
Ein Standard BMS in üblichen LiFe-Fertigbatterien (welches man nicht einstellen kann) hat z.b. eine feste Abschaltspannung im Bereich von knapp 15V.
Diese Notabschaltspannung (zum Schutz der Zellen...) liegt damit (logischerweise) ein ganzes Stück über der Ladeschlussspannung von Ladegerätes/Ladeboostern, denn sonst würde die Regeltechnik dieser Geräte ja gar nicht zum tragen kommen.
Wie sollte so ein BMS Spannung im Normalfall (und dann z.b. auf 13,5V) regeln?
Es gibt z.b. externe BMS, die, manchmal per Bluetooth, einstellbar sind. Damit könnte man quasi fest/maximal auf 13,5V "regeln". Das ist aber nicht der Normalfall, wenn sich jemand eine "günstige" LiFe kauft, die zudem ausschließlich erst bei höherer Spannung balanct wird.
Der Ladebooster regelt wohl nach der Innenwiderstand der Batterie den Strom, und bei volle Batterie geht auf
Erhaltungsspannung, bei Bleibatterie 12,8V und bei AGM Batterie auf 13,5V beim ca 0,8A, ich verstehe nicht,
was hier daran unverständlich ist, ich habe gerade heute die Batteriespannung am Wohnmobil kontroliert, es
läuft bei mir ein Ladegerät mit 10A Leistung über den Ctek Ladebooster, und die Wohnraum-AGM-Batterien hatten
die 13,9V und die Blei-Startbatterien 12,8V und der Ladestrom (gemessen mit DC Stromzangen) betrug beim
AGM 0,6A und beim Startbatterien 0,75 A, so habe ich das Ladegerät st. Herbst ständig dran und die Spannung
und Erhaltungsstrom sind immer konstant !
dann verstehe ich den Post von navec nicht, aber egal.