Allgemeine Fragen zur Umrüstung von Bleibattrien auf LiFePO4-Batterien im Boot

  • Hallo Tom,


    ich frage heute nach einer Liste von Bauteilen für einen 24V 200Ah LiFePO4 Block, respektive einem Angebot aus deinem Shop inkl. Lieferung nach Österreich.


    Meine Aufgabe liegt darin, eine vorhandene Bleigel Batteriebank gegen LiFEPO4 zu tauschen OHNE alles vorhandene an Ladetechnik neu auf einem Schiff montieren zu müssen.

    Ich bin sämtliche Hersteller durch, von Liontron bis hin zu Zenith in Italien.


    Jeder bietet sein Produkt an, jeder sagt etwas anderes und gibt dann doch wenig bekannt über zB verwendetet Zellen.

    Auch hier gehen die Zyklen Zahlen weit auseinander. Das geht von 2000 (bei 80% Entladung) bis hin zu 6000 (bei 50% Entladung)


    Ich selbst bin Elektrotechniker aber bis vor wenigen Wochen kein LiFePO4 Spezialist.


    Was ich gelernt habe, bitte verbessere mich ist:


    LiFePO4

    hat weit mehr Zyklen (bei kontrollierter Entladung) als jede Bleigel Technik bei weniger Gewicht

    kann kaum durch Tiefentladung zerstört werden (aber durch Laden mit zu grossem Strom) ideal C/2

    alle Zellen kommen aus China (Eve, Lishen, Catl, Rundzellen, etc)

    alle BMS kommen aus China

    geheizte Batterien kondensieren innen

    man kann vorhandene Bleigel Ladegräte weiter verwenden, wenn sie Spannungen stimmen (3,6V / Zelle)

    Impulsladung (zB Zenith) ist nicht notwendig

    eine Erhaltungsladung (Float) ist nicht notwendig aber auch kein Problem wenn die Spannung pro Zelle unter 3,4 V liegt

    ein Balancer ist notwendig, aktiv ist gut aber kann die Batterie zerstören bei einem Fehler im BMS, passiv ist nicht so exakt , braucht Strom aber ist eben failsafe


    soweit so gut wenn das alles stimmt.


    Wir haben einen 3 Kanal Victron Energy Centaur Lader 24/200 verbaut (mit max 100A pro Kanal) . Also würde ich eine Bank mit >/= 200Ah benötigen um hier die Formel C/2 nicht zu überschreiten. (Im Worst Case Fall wenn die 100A auf einem Kanal rausgehen weil die beiden anderen Bänke voll sind)


    24 sind die Bordspannung, also 8 x 3,2 V Zelle


    Nebenbei ladet ein MPPT Solarregler (mit Lithium Kennlinie) und eine Lichtmaschine mit 24V / 60A in die Batterie.

    Da würde ich einen DC/DC Ladebooster reinhängenum die Lichtmaschine nicht abzubrennen wenn die vollen 60A aufgenommen werden. zB einen Ective SBB50


    Wenn das bis hierher stimmt und funktioniert hätte ich CATL Zellen gewählt, Grade A. Die hast du im Shop.

    Nun, welches BMS dazu ?

    welchen Battery Monitor ? (der Kunden schaut nie auf ein Handy, eher auf ein Display im Salon)

    welches Gehäuse ?


    IPx ist eigentlich kein Thema, dennoch würde ich eine Kunststoffbox herum benötigen. Tempbereich liegt eigentlich immer über 5C, eher das obere Limit ist ein Thema 40C-45C wenn die Motoren warm sind.


    Grüsse Karl

  • Hallo Karl,


    und da kommst Du zu mir und fragst mich auch noch. Nun denn, dann kriegst Du jetzt noch ein paar Aussagen mehr… ^^


    LiFePO4 kriegt man innerhalb der ersten 10 Jahre nicht kaputt, außer man misshandelt sie. Das BMS ist dafür da, solche Misshandlungen zu verhindern. Bei richtiger Einstellung des BMS ist das kein Problem.


    Die kalendarische Lebensdauer von LiFePO4 liegt bei mindestens 10 Jahren. Durch Zyklisierung kriegt man die LiFePO4-Batterie schon mal gar nicht klein. Selbst bei konservativ vorsichtiger Betrachtung und wenn man jeden Tag einen kompletten Zyklus fahren würde, würde die Batterie also wenigstens 10 Jahre halten. Und da niemand eine Batterie mit „nur“ noch 80% Kapazität wegschmeißt, wird sie vermutlich 20 Jahre halten. Und dann gibt es sowieso viel bessere als heute, sodass man sie spätestens dann aus ganz anderen Gründen austauscht. 8)


    Es gibt ein paar Unterschiede zwischen Blei- und LiFePO4:


    1a. Blei nimmt hohe Anfangsladeströme, die aber schnell abfallen. Daher sind Schnellladungen bei Bleibatterien nicht möglich.


    1b. LiFePO4 greift sich alles an Ladestrom, den sie zu fassen kriegen. Bei niedrigen Temperaturen muss man eingreifen, um zu hohe – batterieschädlich hohe - Ladeströme zu verhindern. Deshalb bei Anschluss an der Lichtmaschine, wo ja meistens auch Bleibatterien als Starterbatterien Dienst tun, Ladewandler zur Ladung der LiFePO4-Batterie verwenden.


    2a. Bleibatterien neigen bei zyklischer Belastung zur Sulfatierung und bei StandBy-Anwendungen zur Gitterkorrosion. Deshalb muss bei zyklischer Belastung zur Bekämpfung von Sulfatierung mit hohen Ladespannungen gearbeitet werden und bei StandBy-Anwendungen mit sehr niedriger.


    2b. LiFePO4-Batterien sulfatieren weder, noch leiden sie unter Gitterkorrosion. Die zur Ladung erforderliche Spannung darf für LiFePO4-Zellen zwischen 3,45V und 3,65V liegen.


    3a. Aus demselben Grund benötigt man bei Bleibatterie eine hohe Ladespannung für die Normalladung und eine niedrige für die Erhaltensladung.


    3b. Bei LiFePO4-Batterien nicht.


    4a. Bleibatterien benötigen kein BMS, weil sie nach oben hin die Ladespannung durch selbsttätige Gasung begrenzen. Bei Tiefentladung gehen sie aber kaputt.


    4b. LiFePO4-Batterien gasen nicht, bzw. sie dürfen auch nicht gasen, weil sie hermetisch verschlossen sind. Deshalb, und weil sie auch nicht tiefentladen werden dürfen, verwendet man für sie immer ein BMS, welches Überladung und Tiefentladung verhindert.


    Maximal zulässige Lade- und Entladeströme gelten für beide Batteriearten gleichermaßen.


    Ladegeräte und Laderegler für Bleibatterien kann man ebenso für LiFePO4-Batterien verwenden.


    LiFePO4-Batterien kommen zu 75% aus China, zu 23% aus Südkorea.


    Welche Zellenmarke man verwendet ist einerlei. Markengläubigkeit hilft bei LiFePO4-Zellen, wie auch sonst, nicht wirklich weiter. Viel wichtiger ist, dass man auch das bekommt, was man bestellt hat (Typ, Alter, Kapazität, Qualität).


    Es gibt für Daly-BMS einfache Ladezustandsanzeigen mit LEDs, die meistens völlig ausreichend sind. Es gibt auch aufwendigere Touchscreens, oder natürlich auch externe Batteriecomputer. Such Dir aus, was Dir am besten gefällt.


    Welches BMS Du wählst wird sich nach er Zellenzahl (Anschlussspannung) und dem maximal fließenden Strom richten.


    BMS haben interne Balancer, die arbeiten ganz ordentlich, sind aber langsam und nicht sehr genau. Und sie arbeiten nur während der Ladephasen. Equalizer arbeiten dauerhaft, schnell und genauer.


    Wenn BMS oder Balancer/Equalizer defekt sind, können sie die Zellen beschädigen.


    Wenn Du noch mehr solcher Fragen hast, dann diese am besten im Forum stellen. Einzelberatungen sind leider immer ziemlich teuer und im öffentlichen Forum ist dann der Nutzen für die Allgemeinheit höher:


    https://www.microcharge.de/forum/


    Grüße, Tom

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