Lithium-Ionenbatterien als Starter

  • Während Lithium-Ionenbatterien für Autos keinen Sinn machen, außer für Fetischisten, kann man sie für Zweiräder und Rasenmäher recht vorteilhaft einsetzen. Denn Bleibatterien werden auf Grund schlechter Pflege in diesen Saisonfahrzeugen meist nicht alt. Lithium-Ionenbatterien fühlen sich bei diesem plunderigem Verhalten sogar noch wohl.


    Die 2. Generation Motorradbatterien, das sind AGM`s in den weit verbreiteten Typen von 8, 10, 12, 14 und 18 Ah. Allen gemeinsam ist das gleiche Grundmaß: Länge 150 mm, Breite 88 mm. Aber, je mehr Kapazität sie aufweisen, um so höher werden sie in der Abmessung. Für diese Typen gibt es nun äquivalente Lithium-Ionenbatterien. Weil diese eine höhere Energiedichte gegenüber der Bleibatterie aufweisen, kann man sie mit weniger Volumen bauen. Das führt dazu, daß alle 5 Typen jeweils im kleinsten Gehäuse der 8 Ah-Batterie eingebaut werden. Egal welche Leistungsgröße man kauft, man bekommt sie immer in der

    8 Ah-Garnitur. Damit sie aber nun in jedes Motorrad paßt, wird die Batterie einfach aufgesockelt.


    Diejenigen, die eine 8-, 10- oder 12 Ah-Batterie fahren, können sich also die große 18-er kaufen und bekommen somit mehr Startleistung geboten, was auch anzuraten ist. Insbesondere in Maschinen mit 2-Zylinder-V-Motoren sollte unbedingt die 18-er eingebaut werden.


    Den schlechten Ruf, den Lithium-Ionen-Motorradstarterbatterien teilweise haben, liegt nicht an der Lithium-Ionentechnik als solches, sondern an dem Geiz der Hersteller, eine der Bleibatterie äquivalente Lithium-Ionenbatterie zu bauen. Sie sind so von der Hochstromfähigkeit inspiriert, daß sie bei der Kapazität geizen und nur noch knapp die Hälfte dessen einbauen. Und Kapazität ist nun in bestimmten Situationen eben auch wichtig. Dem Kunden verschweigt man es, denn wer tauscht schon gern eine 18 Ah gegen eine 6 Ah-Batterie oder eine 8-er gegen eine 3-er aus. Deswegen werden Lithium-Ionenbatterien in elektrischer Arbeit angegeben, d. h. man multipliziert die Ah mit der Spannung, was einen höheren Zahlenwert ergibt, mit dem der Kunde nichts anfangen kann und beruhigt ist.


    Zwei solcher Motorradbatterien durfte ich jetzt mal obduzieren und das Innenleben kennen lernen:



    Eine solcher Batterien ist die LTX4L-BS mit1,6 Ah (Blei 3 Ah, YTX4L-BS). Sie findet in Kleinroller Verwendung.




    Ein BMS hat sie nicht, was wohl für den frühen Tod verantwortlich ist.




    Eine andere Type, LTX12-BS mit 3,5 Ah (Blei 10 Ah, YTX12-BS). Sie wurde als Alternative zur Bleibatterie in einer 2-Zylinder-V-Maschine eingesetzt, weil die Bleibatterie generell nach 2 Jahren defekt war. Die LiFePO4 schaffte es schon nach 6 Monaten auszufallen, zeigte keine Spannung und ließ sich nicht mehr aufladen. Das BMS hatte abgeschalten. Ich bekam vom Lieferanten zwar Garantieersatz, baute aber die große LTX20CH-BS mit 6 Ah (Blei 18 Ah, YTX20CH-BS) ein, denn es war klar, daß die Batterie für das Motorrad zu schwach war und der Kunde bald wieder da wäre. Seit 4 Jahren ist nun Ruhe.


    Die LiFePO4 lag nun über 2 Jahre herum, um endlich obduziert zu werden. Die Batterie hatte noch eine geringe Restspannung und wurde unter Umgehung des BMS kurze Zeit angeladen. Danach ging auch das BMS wieder und es erfolgte eine Volladung.


    In der Motorradsparte sieht man deutlich, wie eine ansonsten sehr gute Batterie (LiFePO4) durch falsches Management beim Hersteller in schlechten Ruf gerät. Suzuki lehnt sie ab und der bundesweit agierende Batterie-Großhändler "Panther" hat sie aus dem Sortiment genommen.





    Diese Batterie hat ein BMS.



    Diese Drei schalten 210 A (?).



    Das BMS unterbricht die Minusleitung.

  • Während Lithium-Ionenbatterien für Autos keinen Sinn machen, außer für Fetischisten...

    In den meisten Privatfahrzeugen ist das vermutlich so. Allerdings gibt es eine Menge Anwendungen, bei denen Starterbatterien auf Lithium-Basis absolut Sinn ergeben, weil sie auch im Kurzstreckenbetrieb fast immer randvoll sind und unter dem schweren Problem der Neigung zur Sulfatierung nicht leiden. Dieses Sulfatierungsproblem betrifft alle Bleibatterien gleichermaßen, egal in welcher Technologie sie hergestellt wurden:


    :!:Auch AGM- und Gel-Batterien sind Bleibatterien und neigen deshalb ebenso zur Sulfatierung wie Bleibatterien mit flüssigem Elektrolyten.:!:


    Mit "Neigung zur Sulfatierung" ist gemeint, dass entladenes Aktivmaterial (und auch bei zu 98% geladenen Bleibatterie liegen schon 2% des Aktivmaterials in der entladenen Form vor, welches sich mit fortschreitender Zeit als Sulfatierung bemerkbar macht) im Laufe der Zeit inaktiv wird, also nicht mehr am normalen Lade-/Entladeprozess teilnimmt. Solcherart "ansulfatierte" Batterien verlieren Stück für Stück ihre Fähigkeit zur Einspeicherung von elektrischer Energie, was letztlich einen großen Teil des Kapazitäts- und Leistungsabfalls auslöst, den man bei Bleibatterien nach einigen Jahren regelmäßig feststellen muss. Im normalen Betrieb spielt das in KFZs keine große Rolle, denn Blei-Starterbatterien sind relativ billig und lassen sich meistens leicht austauschen. Problem gelöst.


    Allerdings gibt es Fahrzeuganwendungen, bei denen der Batterie im Stand regelmäßig größere Energiemengen entnommen werden. Dabei handelt es sich meistens um Taxis und viele Arten von Einsatzfahrzeugen. Aber in besonderem Maße z.B. auch PKWs, die konstruktiv bedingt eine höhere Stromaufnahme im Stand aufweisen. Auch Fahrzeuge mit Standheizung fallen in besonderem Maße unter diese Kategorie! Kommt dann Kurzstreckenverkehr hinzu, ist schwere Sulfatierung der Starterbatterie schon nach relativ kurzer Betriebszeit die unvermeidliche Folge, egal welche Bauform von Bleibatterie dort eingebaut ist.


    Hier helfen Starterbatterien auf Lithium-Basis nachhaltig, diese Sulfatierungsprobleme zu vermeiden, da Lithium-Batterien, anders als Bleibatterien, auch nach längeren langsamen Entladungen schnellladefähig sind. Sie nehmen also auch in der sehr kurzen Ladezeit des Kurzstreckenbetriebs die zuvor abgegebene Ladung wieder auf und weisen deshalb auch fast immer einen sehr hohen Ladezustand auf.


    Letztlich bleibt aber der höhere Kaufpreis solcher Batterien meist der eintscheidende Faktor, weshalb man doch wieder zur Bleibatterie greift. In meinen Stiga-Rasentrecker mit V2-Maschine würde ich die 18Ah-Bleibatterie z.B. nicht gegen eine Lithium-Batterie austauschen, weil mir der Preisunterschied hier deutlich zu hoch erscheint und ich auch mit der Bleibatterie in Verbindung mit regelmäßigen Ladewutzel-Auffrischungen problemlos eine Lebensdauer von wenigstens 5 Jahren erreiche. Ein Taxi aber mit Blei-Starterbatterie zu betreiben, ist schon bei betriebswirtschaftlicher Betrachtung unwirtschaftlich, weil diese oft schon nach drei bis sechs Monaten am Ende sind. Die Kosten regelmäßig erneuerter Starterbatterien in Verbindung mit den Beschaffungs- und Montagekosten und nicht zuletzt die vermeidlichen Pannen und Ausfallzeiten machen die deutlich höheren Kosten auch größerer Starterbatterien auf Lithiumbasis daher vertretbar, auch wenn man kein "Lithium-Fetischischt" ist. 8)


    Grüße, Tom

  • Ja natürlich. Der Fahrzeughersteller konstruiert die Lichtmaschine so ins Fahrzeug, dass ein sicherer Betrieb unter allen zulässigen Betriebsbedingungen gewährleistet ist. Denn wenn sich eine 120A-Lima in einem Fahrzeug befindet, dann hat das natürlich den Grund, dass der Hersteller meint, diese Menge an Strom wäre zum störungsfreien Betrieb des Fahrzeugs erforderlich. Und dann muss die Lichtmaschine natürlich auch die zur Abgabe dieses Stroms erforderlichen Kühlung erhalten, andernfalls kriegt der Hersteller vermutlich ein Problem, weil der Ersatzteilbedarf dann steil ansteigt.


    Übrigens eine oft gestellte Frage, nämlich ob man Lichtmaschinen in Fahrzeugen eventuell bei Nachrüstung von Zusatzgeräten und Zusatzbatterien, die aus dem primären Fahrzeugnetz Ladestrom entnehmen, überlasten kann. Wobei die meisten Fragesteller hierbei natürlich auf die langzeitliche Auslastung abzielen, also ob Fahrzeuglichtmaschinen kaputtgehen, wenn man "länger als normal" (was genau ist eigentlich normal?) den vollen Strom abfordert. Maßgeblich ist hier immer, dass bei luftgekühlten Lichtmaschinen die Umgebungstemperatur einen bestimmten Wert nicht überschreitet. Die Limas schaufeln sich Luft zur Kühlung über das hinter der Riemenscheibe sitzende Radialgebläse durchs Gehäuse und dieser Luftstrom kühlt die Wicklungen, den Gleichrichter und den Regler. Ist die Luft zu heiß, oder der Luftstrom zu gering, kann die Lichtmaschine überhitzen und defekt werden. Diese Umgebungstemperatur im Motorraum ist ein wesentliches Konstruktionsmerkmal eines Kraftfahrzeugs, dass die Hersteller natürlich stets im Blick behalten müssen.


    Übrigens ist es sehr segensreich, dass die Leistungsabgabe der heute verwendeten Drehstrom-Lichtmaschinen sich in etwa linear zur Drehzahl verhält. So läuft die abzuführende Abwärmemenge mit der durchgeblasenen Kühlluftmenge in etwa parallel. :)


    Grüße, Tom

  • Dann würde die LifePo4 ja mit 120A geladen bis sie voll ist.

    Hält das die Lima denn z. Bsp. eine Std. lang aus?

    Die Lima schon, die Batterie im Winter nicht. Sie verschleißt schneller und erreicht vielleicht nicht mal die Lebensdauer einer Bleibatterie. Es gibt aber auch schon beheizte LifePo4-Starter, diese wären dann für Taxi & Co tatsächlich die bessere Wahl.


    Rainer.

  • Da bräuchte man dann einen Temperaturgeregelten Ladebooster, der wenn die Abwärme des Motors die LifePo4

    langsam aufheizt, die Ampere die in die Batterie geladen werden mit hochregelt.

    Also wäre das ganze schon wieder unrentabel (für einen privat PKW), falls es so einen Ladebooster überhaupt gibt.:/

    Und wie sieht das ganze bei z. Bsp. -10°C aus wenn ich das Fahrzeug starten will?

    Wenn das Fahrzeug gestartet wird, 50 A Glühkerzen, Anlasser beim Startvorgang vielleicht auch noch 500A - 200A., je nach Motor?

    Naja, wie ihr oben schon geschrieben habt, ist es für einen PKW, doch wohl nicht geeignet.:(

  • Ich verwende seit mehreren Jahren eine LiFePO4-Batterien in zwei unserer Fahrzeuge. Nach den ersten 1,5 Jahren, wobei das Fahrzeug auch ganz normal im Winter verwendet wurde (fast ausschließlich Kurzstreckenverkehr) wurde das Fahrzeug verkauft und ich hatte Gelegenheit, die vor dem Verkauf ausgebaute LiFePO4-Batterie einer genaueren Inspektion zu unterziehen. Dabei sind mir keine erkennbaren Verschleißerscheinungen aufgefallen. Es handelt sich um eine 12V/45Ah-Batterie, die allerdings bei Lieferung nur knapp 20Ah Kapazität besaß. Der übliche China-Betrug mit überzeichneten Batterien. Die Kapazitätsmessung nach 1,5 Jahren ergab immer noch knapp 20Ah Kapazität.


    Nun war ich selbst einer derjenigen, die vor einigen Jahren sehr deutlich auf den Effekt des Lithium-Plating bei Lithium-Akkus hingewiesen hatte. Dass ich bei dieser Batterie keine Spuren dieses Effekt feststellen konnte, hat mich sehr überrascht und ich habe auch keine Erklärung dafür, sondern kann z.Zt. nur über die Gründe spekulieren. Es wäre vermutlich sinnvoll, solche Batterien längere Zeit im (Winter-)Betrieb zu haben, um wirklich belastbare Aussagen zur Empfindlichkeit gegenüber Lithium-Plating tätigen zu können. Im Moment vermute ich, dass verschiedenartige Zellen ganz unterschiedlich empfindlich reagieren.


    Ich bin gerade im Begriff, ausgesprochene Kaltladungs-Experimente mit seit längerer Zeit herumliegenden 100Ah-LiFePO4-Zellen zu machen. Sollte ich damit wie momentan geplant eine gewisse Zyklenanzahl erreicht haben, werde ich darüber berichten.


    Grüße, Tom

  • Nun war ich selbst einer derjenigen, die vor einigen Jahren sehr deutlich auf den Effekt des Lithium-Plating bei Lithium-Akkus hingewiesen hatte. Dass ich bei dieser Batterie keine Spuren dieses Effekt feststellen konnte, hat mich sehr überrascht und ich habe auch keine Erklärung dafür, sondern kann z.Zt. nur über die Gründe spekulieren.

    Du weißt doch, daß Theorie und Praxis gelegentlich weit auseinanderliegen. der Hersteller muß darauf hinweisen, aber ob es in der Praxis so gravierend ist?


    Wenn in die Batterie hoher Strom hineingedroschen wird, entsteht zwangsläufig Wärme. Wie lange bleiben denn die Zellen in diesem Fall unter 0°? Diese Kaltladung dauert u. U. überhaupt nicht lange und macht kaum Schaden.


    Was wird denn immer von der Bleibatterie erzählt? Eine Tiefentladung schädigt die Batterie. Ich habe schon viele tiefentladene Batterien wiederbelebt, die dann alt geworden sind.


    Gleiches mit entladenen Batterien, die im Winter zu Eis wurden. Sind angeblich Schrott. Auch schon einige wiederbelebt mit guter Lebensdauer.


    Rainer

  • AX3300: Klar, EUR 1.000,- für eine Starterbatterie ist vielleicht etwas viel. Allerdings beschränken sich die Vorteile von LiFePO4-Batterien absolut nicht nur auf die längere Lebensdauer, sondern es gibt auch eine handfeste Vorteile bei der Benutzung.


    AFA-Autobatterien : Rainer, Du bist ein weiser Batteriemann. ;) Genau so schaut es nämlich aus. Zu dogmatisch darf man all diese Themen nicht angehen, sonst wundert man sich, was doch alles möglich ist.

    Ich hab übrigens mal ein paar 0,5C-Zyklen mit der 3,2V/80Ah-LiFePO4-Zellen bei knapp unter Null fahren können, aber bisher trotz niedriger Außentemperaturen noch keinen merklichen Kapazitätsschwund feststellen können:



    Allerdings ist auch genau das passiert, was Du schon vorhergesagt hattest, die Zelle hat sich nämlich beim Laden und Entladen mit 40A merklich erwärmt, obwohl ich extra das Gebläse des Messgerätes davorgestellt habe:



    Eigentlich hatte ich schon bei 3°C Zellentemperatur und Ladung mit 0,5C einen merklichen Effekt vermutet. Naja, 4 komplette Zyklen sind ja auch noch nix, da müssen sicher deutlich mehr Zyklen durchlaufen.


    Ich lass das ganze noch mal etwas weiterlaufen. Mal schauen, ob doch noch ein Kapazitätsverlust erkennbar wird. Den Entladestrom habe ich von 40A auf 10A reduziert, damit die Zelle ausreichend Zeit bekommt, um abzukühlen.


    Grüße, Tom

  • Hallo Tom,

    ich sehe du hast einen EBC-A40L. Ich habe auch einen. Allerdings habe ich ein Problem mit einen zweiten. Um diesen soll es hier gehen.

    Vor geraumer Zeit habe ich den EBC-A40L bei Ali gekauft. Er funktioniert auch sehr gut, bis auf einmal das Display am spinnen war.

    Ein neues Display habe ich auch erhalten aber es stellte sich keine Besserung ein. Also, es lag nicht am Display. Nach etlichen Mails und mit zusenden von Fotos ist das Thema eingefroren, da sich der Verkäufer nicht mehr meldete. Es ist die Platine worauf das Display (Display ist auf einer Platine aufgelötet) aufgesteckt wird, defekt.

    Meine Frage, hast du zufällig solch eine Platine (nennt sich vielleicht Mainboard)? Oder hast du Bezugsquellen?


    Damit würde mir super geholfen werden.

  • Nein, tut mir leid. Solche Probleme hatte ich auch noch nie mit diesen Geräten. Was genau ist denn das Problem mit dem Display? Liegt's am Display (das ist handelsüblich), oder an der Steuerung? Und was genau hat der Verkäufer Dir geschickt?


    Grüße, Tom

  • Genau, Du hast den Störenfried ja selbst schon ermittelt: Vermutlich ist das Display-Ansteuer-IC defekt oder gestört. Ich schreibe deshalb "defekt oder gestört", weil solche ICs nur selten defekt sind, aber viel öfter die Verlötung auf der Leiterplatte nicht sauber ausgeführt wurde oder auch die Leiterplatte selbst einen Fehler aufweist.


    Ich gehe in solchen Fällen bei und untersuche zuerst IC-Pins und Leiterplatte mit einer 5fach-Lupe nach Schäden bzw. Unterbrechungen. Wenn so nichts zu finden ist löte ich das betreffende IC aus (mit Heißluft-Lötkolben und viel Kolophonium, siehe Video), reinige alles sorgfältig, untersuche dann nochmals alles genau mit der Lupe und messe notfalls die Leiterbahnen und Durchkontaktierungen auf korrekten Durchgang. Oftfindet sich dabei der Fehler, der dann leicht durch dünnen lackisolierten Draht zu beheben ist. Dann wird das IC wieder aufgelötet und alles montiert. Hat man sauber gearbeitet und etwas Glück, funktioniert danach alles wieder, wie es soll.



    Das Zauberwort beim Löten solcher ICs ist "reichlich Kolophomium".


    Ansonsten handelt es sich klar um einen Garantiefall. Bei Forderungen gegenüber Chinesen hilft nur hartnäckig am Ball zu bleiben und zu nerven. Oft hilft aber nicht mal das und dann ist natürlich der gut dran, der von einem deutschen Händler gekauft hat. Der ist zwar teurer, aber dafür kriegt man nicht nur eine umfangreiche Beratung vor und natürlich auch noch nach dem Kauf, sondern in jedem Fall schnelle und nachhaltige Garantieleistungen und verständliche (oft sogar deutsche) Anleitungen. :saint:


    Grüße, Tom

  • https://supervolt.de/supervolt…nd-integriertem-balancer/


    In der Garnitur der 80 Ah-Bleibatterie.

    Danke, danke, danke, Nur genau diese Dinge sind ein "Murks": Für VW T6 / T6.1 / T7 und Audi / VW TT (VW Konzern) kann es bei Verwendung der Ultra zu Problemen im Kälteschutzmodus kommen. Dies kann zu Fehlermeldungen im ABS und der Motorsteuerung (Überspannung) sowie zur Deaktivierung der internen Heizung führen. Es sind meist Anpassungen in der Elektrischen Ladeinfrastruktur notwendig. Bitte vor Bestellung den Support kontaktieren.


    1.000,-- Öiro und das Risiko dass man ein Steuergerät abschießt.... eher doch nicht ....

  • Ich hab mir gerade noch mal eine LiFePO4-Starterbatterie als Muster zum testen bestellt. Verstehe eigentlich nicht, was damit für Probleme auftreten sollten. Eins ist mal klar: Das BMS darf die Batterie nach Erreichen der Vollladung nicht abschalten, sonst spinnt das Bordnetz. Aber wenn das BMS das nicht tut, sollte eigentlich alles normal funktionieren.


    Problematisch kann es natürlich sein, wenn Fahrzeughersteller das (Euro 6-)Auto so eng um eine Bleibatterie herumgestrickt haben, dass keinerlei Abweichungen vorhanden sein dürfen, damit keine Fehlfunktionen entstehen. Aber dann wüsste ich gerne mal, wie oft man bei solchen Fahrzeugen die Batterie austauschen soll, damit die wenigstens einigermaßen intakt und bei Kräften bleibt. Bleibatterie bleibt schließlich Bleibatterie, ob nun in AGM-Ausführung, oder mit Nano-Graphit-Partikeln oder sonstwie.


    Grüße, Tom

Jetzt mitmachen!

Sie haben noch kein Benutzerkonto auf unserer Seite? Registrieren Sie sich kostenlos und nehmen Sie an unserer Community teil!