Brandgefahr LiFePO

Mir ist nicht bekannt dass LFP-Zellen von sich aus mit der Alterung zur Gefahr würden. Sie entzünden sich auch nicht spontan. Das was an Unfällen hin und wieder vorkommt sind Zellenschäden, welche als Folge von Problemen mit dem BMS oder Kabelanschlüssen entstehen. Im Extremfall kann es dabei natürlich auch zum Öffnen des Zellen-Sicherheitsventils kommen. Wenn die Zelle sich zu dieser Zeit auf mehrere hundert Grad Celsius erhitzt hat, kann es beim Elektrolytaustritt natürlich zu offener Flamme und in der Folge zu einem Brand kommen. Aber wie gesagt: Solche Szenarien geschehen nicht durch die Zellen selber aus heiterem Himmel, sondern immer als Folge von Falschbehandlungen. Weshalb man möglichst entsprechende Maßnahmen ergreifen sollte, um solcherart Falschbehandlung möglichst unwahrscheinlich zu machen: Also alle Kabel sauber anschließen und verlegen, Zellenverbinder und Kabel im Hochlastbetrieb auf auffällig hohe Temperaturen prüfen, regelmäßige Überprüfungen der Gesamtanlage und Kontrolle der Betriebsdaten vornehmen. Wenn man das berücksichtigt, wird man kaum jemals Probleme mit LFP-Zellen bekommen.

Im Fahrzeug kommen noch dynamische Kräfte, starke Temperaturschwankungen und Feuchtigkeit hinzu, die zu Problemen im Fahrbetrieb führen können. Ich staune immer wieder, wie schlecht gesichert manche Leute die Zellen mit Kabeln und Zellenverbindern in Fahrzeugen einbauen.

Und es muss zuweilen nicht mal gepfuscht werden: Ich hatte mal einen Kunden der sich eine Batterie mit Zellen und BMS von mir unter den Beifahrersitz seines "Brandneuen" Defenders gebaut hat. Dazu hat er ein wirklich professionell erscheinendes Gehäuse aus Aluminium erstellt:

Schön flach gebautes Alu-Gehäuse.

So sah das dann hinterher aus, um unter dem Sitz montiert zu werden.

Und so sah es unter dem Sitz aus, nachdem es dort "etwas heiß geworden" war und die Reste der gerade neu erstellten Batterie ausgebaut waren.

Der zu diesem Zeitpunkt noch fast neue Defender soll sich danach nicht mehr in wirklich gutem Zustand befunden haben, weil der Innenraum stark von LFP-Elektrolyt in Mitleidenschaft gezogen wurde: Alles war mit einer schmierigen und stinkenden braunen Schicht überzogen. Schon bei der Annäherung an den Wagen fiel dem Kunden auf, dass alle Scheiben mit dieser komischen braunen Schicht bedeckt waren und er nicht reingucken konnte.

Irgendwas muss da wohl im Innern des schön gebauten Batteriekastens passiert sein und an den Zellen hat es eher wohl nicht gelegen, denn sonst wäre das für mich sicher sehr teuer geworden...

Also: Qualitativ gute LFP-Zellen sind unverdächtig, ganz von selbst in Brand zu geraten. Das wäre für LFP völlig untypisch. Bei NMC-Akkuzellen mag das anders sein, aber um die ging es hier ja nicht.

Grüße, Tom

Vor 45 Jahren hatte ich unter andrem einen AUdi 100 LS von 1970, wo die Starterbatterie werksseitig unter der Rückstzbank motiert war. Als mal zwei schwergewichtige Passagiere auf der der hinteren Sitzbank platz nachmen, drückte sich bei einer schärferen Kurvenfahrt das Sitzgestell aus Blech mit Drahtfedern durch und verursachte einen satten Kurzschluß mit der Starterbatterie. Das war nicht lustig als ohne erkennbare Ursache der Hinterwagen heftig zu qualmen begann.

Ich habe auch schon unfreiwillig zwei gasende Starterbatterie mit kleiner Funkenbildung gesprengt, das stinkt zwar nicht so erbärmlich wie mögliche dicke Rauchwolken von beleidigten LiFePo Akkus, verursacht aber eine riesige und vor allem stark korrosive Sauerei bzw. gnadenlosen Textilfraß.

Ja, solche netten Überraschungen kenne ich auch vom Käfer und den alten VW Typ 3, welche die Batterie ebenfalls unter dem Rücksitz hatten. Schon erstaunlich, dass man solcherart Konstruktionen wirklich gebaut hat und dass es dabei wohl nur relativ wenige "Unfälle" der genannten Art gab.

Aber auch bei Bleibatterien kann man feststellen, dass sie üblicherweise sich nicht grundlos von selbst entzündeten oder sich ihres Elektrolyten entledigten, soweit sie nicht gerade eingefroren und danach wieder aufgetaut sind. Eine ausgesprochene Neigung zur spontanen Selbstentzündung kenne ich nur von Lithium-Akkuzellen der Technologie NMC, besonders dann, wenn die Zellen in Pouch-Gehäusen eingeschlossen sind. Im Flugmodellbau werden sie bis heute wegen ihres günstigen Leistungsgewichts, ihrer hohen Leistungsdichte und Leistungsfähigkeit gerne zur Versorgung von Antrieben verwendet. Aber auch in Smartfons und allen möglichen anderen Elektro-Kleingeräten finden sich solche Akkutypen. Echte Selbstentflammungen sind meiner Kenntnis nach aber trotz allem sehr selten. Bei LiFePO4-Zellen sind sie mir bis heute komplett unbekannt.

Aber wenn man natürlich einen Schraubenzieher reinsteckt, werden vielleicht auch LiFePO4-Zellen ...

...oder auch nicht.

Grüße, Tom

Nach meinen bisherigen persönlichen Erfahrungen sind LiFePo4 Akkus vom möglichen Lade-Wirkungsgrad, allen anderen Energiespeichern deutlich überlagen und sie können auch vielfach höher Ladeströme als Bleiakkus aufnehmen. Allerdings machte ich auch merkwürdige Beobachtungen nach längeren Lagerzeiten.

Zum Beispiel habe ich 4 Stück 32700 Einzelzellen von 2021 mit Schraubanschlüssen herumliegen, welche ich vor ca. einem Jahr mehreren Entlade/Ladezyklen unterzog und anschließend ein Jahr vollgeladen lagerte. Alle 4 Einzelzellen konnten letztes Jahr durchschnittlich 6000 mAh ±1,5% Ladung speichern. Bei der aktuellen Einzelentladung dieser 4 Zellen beobachtete ich allerdings eine sehr hohe Steuung von deren Selbstentladung, beim gemessenen Innenwiderstand liegen alle 4 Zellen ziemlich nahe an jeweils 7 MilliOhm.

Vollgeladene LiFePo4 Akkus sind naturgemäß reaktiver und unterliegen auch beschleunigter kalendarischer Alterung als nur teilgeladene Akkus, aber dieser Unterschied zwischen der (durch die natürliche Selbstentladung) stärksten und schwächsten Einzelzelle ist meiner Meinung relativ hoch.

Der Entspricht einer jährlichen Selbstentladung zwischen 10 bis 23% und unterliegt einer sehr hohen Streuung. Einen ähnliche Effekt merkte ich auch an einem noch recht jungen fertig konfektionierten 4 zelligen 12V 4Ah Block, welcher vor ungefähr 9 Monaten gefertigt wurde.

Dort hat das BMS beim Ladevorgang (nach einer kompletten Entladung der Lagerungsladung) schon unter 14,4 Volt abgeschaltet.

Auch die anschließende Enladung zeigt, dass von der versprochenen Mindestkapazität von 4000 mAh ungefähr 8% fehlen.

Diese unerwünschte Unbalance der einzenen Zellen fällt zwar im praktischen Einsatz nicht großartig ins Gewicht, könnte aber teilweise mitverantwortlich für schwerwiegende Probleme an smarten BMS sein, worüber man häufig nachlesen kann. Rechnet man diese Erfahrungen an kleinen Energiespeichern mit einem Faktor von ca. 50 auf große LiFePo4 Energiespeicher hoch, entspricht das schon einiges an möglicher Ladung welche nach einer Winterpause und zusätzlichen anderen unbekannten Einflüssen nicht mehr zur Verfügung steht.

Eine erhöhte Selbstentladerate bei neuen oder fast neuen Zellen, die noch nicht mit sehr hohen Strömen belastet wurden, weist auf eine mangelhafte Fertigungsqualität bzw. Ausschuss hin. Dagegen kann man nichts machen, außer solche Zellen gnadenlos auszusortieren und entsprechend zu markieren, wenn man im Bestand welche findet. Sie versauen andernfalls eine ganze Batterie, wenn man sie, zusammen mit einwandfreien, in eine einbaut.

Grüße, Tom

Beim Einsatz an kleineren Motorrädern werden solche Unterschiede nie jemand auffallen, denn viele glauben sogar dass ein klinisch toter Bleiakku welcher eine Leerlaufspannung von ungefähr 12 Volt anzeigt noch in Ordnung ist. Ich schalte im Zusammenhang mit LiFePo4 Ersatzakkus auch immer vorsorglich einen ausreichend großen Elko parallel, damit wenigstens deren Einpuls Laderegler dank ausreichender Glättung richtig funktioniert. Trotzdem ist es nicht optimal wenn nach der langen Winterpause 2 oder 4 in Reihe geschaltete LiFePo4 Zellen zu stark streuen, denn pro Saison werden erfahrungsgemäß eher wenige vollständige Zyklen durchlaufen. Das kann dann auch kein Balancer oder BSM automatisch ausgleichen, folglich werden solche Zellen allmählich immer unterschiedlicher was auch schleichenden Kapazitätsverlust bewirkt.

Ich hatte auf der anderen Seite schon zahlreiche Kandidaten mit AGM oder Nassbatterien, welche nur noch wenige hundert mAh speichern konnten. Solange deren Mopeds noch über klassische Kickstarter verfügen, fallen solche Probleme erfahrungsgemäß den wenigsten Leuten auf! Möglicherweise nur dann, wenn bei Rückstau an Kreuzungen unerwartet die Blinkkontrolleuchte nicht mehr funktioniert.

Man merkt, Du bist auch schon mal Mokick gefahren.

Grüße, Tom

Das waren noch richtig klasse Zeiten vor 45 bis 50 Jahren, der Motor wurde mal so nebenbei auf dem Parkplatz repariert.

Ohne Komprossorfanfare und zusätzlichem 12V 55 Watt Weitstrahler, war ich damals mit meinen Mopeds bei Dunkelheit nie unterwegs.

Auch ein Motortausch am alten Audi 100 GL wurde mit einfachsten Werkzeugen in kurzer Zeit realisiert.

Oins Oa!

Ich hab leider keine Bilder mehr von meinen damaligen Maschinenchen. Aber für Zündaps oder Kreidler hatts bei mir nie gereicht. Ich fuhr statt dessen mit einer wilden Motobecane/Solo/Puch-Kreuzung auf Mobilettenbasis mit Hochlenker und Sissibar, dafür ohne Betriebserlaubnis herum. Später dann mit uralten (und superlauten) Yamaha-RD50 und (superleisen) Honda-CB50 Mokicks.

Mann, das waren wirklich wilde Zeiten!

Und elektrische Probleme hatten durch die Bank alle, erst recht, wenn Batterien und Blinkanlagen vorhanden waren. Eine vor 30 Jahren mal von mir aus Sentimentalität restaurierte Honda CB50, die ich deswegen auf LED-Blinker (AUA! )umgebaut hatte, steht noch irgendwo hier in der Scheune rum. Damals hatte ich auch schon Lichtspulen neu gewickelt, in Verkennung des Umstands, dass die Magneten des Polrades schon so stark an Kraft eingebüßt hatten, dass da am Ende nix brauchbares mehr rauskam. Achja: Und ein Umbau auf NC-Batterie natürlich. Wirklich gut gelaufen ist der aber nie.

Grüße, Tom

Meine damaligen Mopeds wie Kreidler, KTM und Zündapp waren überwiegend Leichen welche ich für kleines Geld erwerben konnte. Es war auch nicht besonders schwer diese einfache Technik wieder instandzusetzen, außerdem hatte ich nie Respekt unter verschiedenen Fahrzeugen unterschiedlicher Marken deren Teile beliebig zu mischen. Was nicht passte wurde irgendwie passend gemacht und es gab damals auch einen (leider schon lange verstorbenen) Schmiedemeister in unserer Nachbarschaft, welcher uns "Handwerker-Lehrlingen" kostenlos an Wochenenden mit Drehbank, Fräsmaschine, Kaltsäge, Schweißumformer usw. arbeiten ließ.

Solange man den Scheinwerfer mit Wechselstrom versorgt und der Motor auch hoch genug dreht, ist die Versorgung von 12 Volt 55 Watt Halogenlampen an 6V 35 Watt Lichtspulen problemlos und dauerhaft möglich. Immerhin arbeiten permanenterregte Wechselstromgeneratoren nach dem Konstantstromprinzip, deshalb bleibt es weitgehend egal ob man daran 6 Volt 35 Watt oder 12 Volt 55 Watt Lampen bestromt.

Wer dieses einfache Prinzip nicht durschaute und die elektrische Anlage komplett auf Gleichstrombetrieb mit Batterieunterstützung umrüstete, war leider immer zum scheitern verurteilt. Einzig der japanische Hersteller Nippon-Denso hat das in fürhen 80er Jahren schon richtig gemacht, indem er einen physikalisch überdimensionierten 4 poligen Magnetzündergenerator auf eher bescheidene Ströme zähmte und somit bereits aus niedrigen Motordrehzahlen ausreichend hohe Ladeströme erzeugen konnte.

Der große Vorteil von LPF Akkus liegt auch an der Tatsache, dass dieser sämtliche Ladeströme zieht welche die jeweilige Licht/Ladespule bereitstellen kann. So ähnlich sieht das an 6V 23 Watt Ladespulen aus, welche werksseitig nur einen kleinen 6V 1,2Ah NiCd Akkublock oder mit damals schlecht funktionierenden Ladereglern einen 6V 7Ah Bleiakku laden mussten.

Die damaligen Produzenten von unseren kleinen Motorrädern verfügten damals leider nicht über ausreichende technische Grundkenntnisse für Elektrotechnik, sonst hätten sie schon vieles besser realisieren können. Die Thyristor und thermisch geregelten ULO EBL 801 Blink Ladeeinheiten waren vor 50 Jahren ein technischer Meilenstein, allerding haben die damals werksseitig instalierten 2x 6V 21 Watt Blinkleuchten jeden guten 6V 1,2Ah NiCd Akkublock zerstört. Mit kleineren 6 Volt 10 Watt Lampen je Fahrtrichtung hat das problemlos und auch dauerhaft funktioniert, allerdings hat es ca. 5 Jahre gedauert bis die Fahrzeughersteller allmählich diese schwerwiegenden Probleme erkannten und serienmäßig kleinere Lampen installierten!