Trenn-MOSFET und LiFePO4-Akku

  • Hallo,
    bin seit Jahren sehr gut mit einem Trenn-MOSFET 12V/120A im LR Defender unterwegs.
    Jetzt wird es Zeit die Versorgerbatterie zu erneuern und natürlich kommt die Frag enach einem LiFePO4-Speicher auf.
    Laut Datenblatt sollten die aber meist nur mit 20-max. 60A geladen werden.
    Daher folgende Frage:
    Sollte ich dann das Trenn-MOSFETT besser durch zB ein ctek 250SE ersetzen? Oder sonstige Alternativen?


    Die LIMA im LR Defender wird zwar wahrscheinlich am Ende nicht die 100A liefern, aber eben doch mehr als die 20-60A ...
    Was wäre denn die Empfehlung für den Einsatz eines LiFePO4-Akkus als Versorgerbatterie (auch hinsichtlich Ladekennlinie etc...)?
    Danke und Gruß,
    Moritz

  • Hallo,


    die von den LIFEPO-Batterieherstellern geforderte Begrenzung des Ladestroms ist in der Tat ein Problem, wenn die Fahrzeuglichtmaschinen für die heute üblichen LIFEPOs zu kräftig sind. Da besteht dann ein erhebliches Beschädigungsrisiko, wenn man dieses Problem nicht beachtet und der Akku dann die vollen 100A aufnehmen muss. Erschwerend kommt hinzu, dass Akkus auf Lithiumbasis völlig andere Ladekennlinien aufweisen als Bleiakkus. Zwar stimmt bei 12V-LIFEPOs das Ladespannungsfenster in etwa mit dem von Bleiakkus überein, nur werden selbst ziemlich stark entleerte Bleiakkus von der Lichtmaschine sehr schnell in der Spannung auf 13,8V und mehr hochgezogen, ohne dass dabei zwingend sehr hohe Ströme fließen. Bei LIFEPOs ist das anders, denn die halten ihre ladezustandsabhängige Spannung auch unter der Bedingung eines hohen Ladestrom niedrig. Hierdurch verschärft sich unglücklicherweise das Problem der Erfordernis eines begrenzten Ladestroms, denn wenn die Lichtmaschine wie bei Dir 14V bei 100A abgeben kann, der LIFEPO mit seiner Klemmenspannung aber im niedrigen Ladungsbereich noch nicht höher als vielleicht 12,5V hochkommt, fließt ganz schnell der volle Lichtmaschinenstrom in den LIFEPO! Das sollte man bei einer 100A-Lichtmaschine keinesfalls riskieren, wenn der Akku nur 30A Ladestrom verträgt.


    Das gezeigte Gerät von CTEK erscheint mir hier als ein gangbarer Lösungsweg, denn ich vermute es enthält einen 20A-Spannungswandler (des Solarcontrollers), der den Strom auf maximal 20A begrenzen kann. So lese ich jedenfalls die Beschreibung des Herstellers.


    Aber bitte zur Sicherheit noch mal direkt bei CTEK nachfragen, denn ich kann für die Richtigkeit meiner Aussage bei diesem Gerät mangels eignen Erfahrungen damit leider nicht garantieren.


    Grüße, Tom

  • Hallo Tom,
    vielen Dank für die schnelle Rückmeldung.
    Würde alternativ zu dem ctek D250SE auch folgende konstellation funktionieren:
    - microcharge trenn-MOSFET bleibt verbaut
    - vor die LiFePO4 zb ein Victron Orion-Tr 12/12-18 (Link https://www.victronenergy.de/d…dc-dc-converters-isolated)
    Damit wäre doch die Ladung der Verbraucherbatterie nur bei Motorlauf gegeben und gleichzeitig der Strom auf die 18A des B2B-Laders begrenzt.
    Macht das Sinn oder habe ich hier einen Denkfehler?
    Danke und Gruß,
    Moritz

  • Käme auf einen Versuch an, könnte aber klappen. Fragt sich, wie das Gerät reagiert, wenn der MOSFET nach abstellen des Motors abschaltet, denn dann ist der Eingang des Wandlers spannungsfrei, während der Ausgang noch die Spannung der Zweitbatterie führt. Wenn das Gerät damit umgehen kann, sollte es gehen.


    Ich denke schon länger über einen Stromregler nach, der verlustarm über eine PWM arbeitet und einen einstellbaren Maximalstrom nicht überschreitet. Das wäre vermutlich die optimale Lösung zur strombegrenzten Ladung von Lithium-Akkus in Fahrzeug-Bordnetzen. Wundert mich eigentlich, dass es bisher zwar eine Menge unnötig komplizierter und damit teurer DC/DC-Wandler kleiner Leistung für diesen Zweck gibt, aber keinen preiswerten PWM-Wandler, der zwischen 10 und 60A einstellbar ist.


    Wenn ich mal Zeit finde...


    Grüße, Tom

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