Wichtiges zur Ladung von LFP / LiFePO4-Akkus

Das ist ganz einfach: Nichts. Dann wird die Batterie natürlich entsprechend geladen, auch wenn ihr das nicht gut tut. Es wäre ja auch schlimm, wenn ein BMS vorhanden wäre, welches die Batterie aus Vorsicht abschalten würde. Dann würde nämlich die Lichtmaschine binnen kurzem ihren Geist aufgeben, weil die Dämpfung der Starterbatterie fehlt und durch die Lichtmaschine selbst erzeugte Impuls-Überspannungen die Gleichrichterdioden der Lichtmaschine und u.U. weiterer Bordelektronik zertstören. Also fällt eine Abschaltung der Batterie schon aus rein technischen Gründen flach. Es gibt ja auch LiFePO4-Starterbatterien. Das sind meistens ganz einfach vier prismatische LiFePO4-Zellen in Reihe und ein Gehäuse mit Polanschlüssen - und sonst nichts.

Grüße, Tom

Richtig: Die BMS regeln den Ladestrom nicht, sondern schalten ihn nur ein oder aus.

Ebenso richtig: Die Verträglichkeit hoher Ladeströme lässt bei sinkenden Temperaturen nach. Wollte man optimal laden, müsste man eine Ladestromquelle mit temperaturgerelter Ladestrombegrenzung verwenden. Es gibt Ladewandler (Ladebooster), die das können, aber die sind auch recht teuer. Die Batterie vor dem Laden immer auf wenigstens 17°C vorzuwärmen, dürfte kein dauerhaft gangbarer Weg sein.

In der Praxis wird man wohl meistens mit einem Kompromiss leben können, die Batterie entweder vorzuheizen, den Ladestrom eher im niedrigen Bereich zu halten, oder unterhalb einer bestimmten Temperatur gar nicht mehr zu laden. Und dann gibt es noch Einsatzfälle, da ist die Stromspeicherfähigkeit als solche die wichtigste Eigenschaft einer Batterie und die Lebensdauer spielt nur eine untergeordnete Rolle.

Grüße, Tom

Wenn man nicht möchte, dass die Batterie geladen wird (z.B. weil sie gerade zu kalt ist), kann man den Ladezweig der Batterie einfach über die App abschalten.

Grüße, Tom

Wichtig wäre aber, dass man, wenn das BMS die Ladung wegen einer etwas gestiegenen Batterietemperatur wieder freigibt, nicht gleich zu viel Ladestrom gibt, sondern sich im Bereich von C10 aufhält, also dem Zehntel der Nennkapazität. Das ist der Ladestrom, der bei LiFePO4-Zellen etwa zwischen 5 und 13°C klaglos vertragen wird. Wenn man dagegen bei 5°C gleich mit 50 oder 100A lädt, hat man wieder das Problem mit dem Lithium-Plating.

Grüße, Tom

Zitat von chrissimus

Hallo Tom, ich sehe man muß immer wieder neue Dinge beachten. Du hast mir noch nicht die Frage zur Einstellung meiner drei Ladegeräte beantwortet. Wäre echt super, dass ich da mal wieder einen Schritt weiter komme.

Grüße

Christian

Was daran liegt, dass ich mit Deiner Frage nach den "Einstellungsparametern" Deiner Ladegeräte nichts anfangen kann, denn ich weiß ja weder, welche Ladegeräte Du besitzt, noch was man daran einstellen kann. Daher nur grundsätzlich: Die Ladung von LiFePO4-Batterien ist bequem, man braucht sich - abgesehen vom Maximalstrom und der jeweiligen Batterietemperatur - keine großen Gedanken darüber machen, weil das BMS die Batteriezellen weitgehend vor Falschbehandlung schützt.

Die Ladespannung darf bei LiFePO4 pro Zelle bis zu 3,65V betragen, bei einer vierzelligen LiFePO4-Batterie mit 12,8V Nennspannung also maximal 14,6V. Das ist auch genau die Spannung, die ich zur Ladung empfehle.

...

Und natürlich weiß ich, dass jetzt unweigerlich entrüstete Fragen nach den wenn, ach und aber folgen müssen, weil SO EINFACH kann es ja wohl nicht sein, wo man doch schon bei Bleibatterien immer einen Riesen-Bohau um die richtige Ladespannung gemacht hat, damit einem die Batterien nicht gleich von der Schippe sprangen. Ist es bei LiFePO4 aber nicht! Man darf derart voll geladene LiFePO4-Batterien auch gerne über einige Monate sich selbst überlassen, sie gehen deshalb nicht gleich kaputt.

Ist allerdings eine längere Lagerung (wenigstens viele Monate, wenn nicht gar Jahre) absehbar, sei die "Lagerladung" von etwa 25% Ladezustand empfohlen, bei der die Alterung der Zellen ein Minimum aufweist.

Grüße, Tom

14,4V passen bei LiFePO4 sehr gut. Eine Herabsetzung auf Erhaltensladung ist bei LiFePO4 unnötig. Also kein Problem. LiFePO4 verträgt es auch problemlos, über Tage, Wochen und Monate(!) auf 14,6V (also 3,65V Zellenspannung) gehalten zu werden. Natürlich ist der "kalendarische Verschleiß" bei Spannungen an den Grenzen des zulässigen Spannungsbereiches (oben wie unten gleichermaßen) höher. Aber so lange man LiFePO4 nicht gerade über Jahre hinweg ohne Verwendung lagern will, braucht man sich darum nicht zu kümmern. In 10 Jahren gibt es sicher noch viel bessere Batterien und unsere Ansprüche sind dann noch mal deutlich höher, so dass wir die heute verwendeten LiFePO4 dann vermutlich ohnehin ausrangieren und gegen neue ersetzt werden.

Grüße, Tom

Man muss das alles differenzierter sehen.

LiFePO4-Zellen sind heute so gut, dass sie mindestens 10 Jahre halten bei einer schier unglaublichen Zyklenanzahl. Vermutlich werden sie auch 15 oder gar 20 Jahre problemlos arbeiten, das kann der Hersteller ja im Labor nicht mal so eben feststellen. In Elektroautos arbeiten Lithium-Ionen-Batterien jedenfalls problemlos weit über 10 Jahre (wir haben selbst ein Elektro-Auto, dass knapp 10 Jahre alt ist und dessen Batterie noch immer keinen merklichen Kapazitätsverlust gegenüber dem Neuzustand aufweist, obwohl wird damit natürlich auch bei unter 0°C fahren und die Batterie laden. Allerdings laden wir auch immer nur mit etwa 0,1 bis 0,15C).

Bei solch phänomenaler Lebensdauer kommt dann natürlich selbst kleinen Schadwirkungen schon ein erhebliches Gewicht zu, wenn dadurch die Lebensdauer spürbar verkürzt wird. Das bedeutet aber nicht, dass bei Ladung mit geringem Strom bei Kälte eine LiFePO4-Batterie gleich die Hufe hochschlägt. Die 0,15C sind hierbei ein eher unkritischer Wert (siehe oben). Schwierig wird es vermutlich eher, wenn man bei Kälte mit hohen Strömen von mehr als 0,5C zu laden versucht.

Daher würde ich das Thema Kaltladung inzwischen nicht mehr ganz so kritisch sehen, jedenfalls wenn man die Ladeströme klein hält. Sicherlich ist bei sehr tiefen Temperaturen damit trotzdem ein kleiner Verlust an Lebensdauer verbunden, aber davon wird die Welt auch nicht gleich untergehen.

Grüße, Tom

Ich finde doch, da es sich um eine Lithium-Polymer-Batterie handelt, deren kalendarische Lebensdauer generell auf 10 Jahren geschätzt wird. Durch normale Zyklen bekommt man Lithium-Akkus kaum je klein, aber gegen normale Alterung ist leider kein Kraut gewachsen. Deshalb wundere ich mich darüber, dass die Batterie nach knapp 10 Jahren noch immer eine Kapazität von rund 99% aufweist, was darauf hinweist, dass die effektive Lebensdauer der Batterie erheblich länger als 10 Jahre sein wird. Die Reichweite von Fahrzeugen mit Lithium-Batterien ist naturgemäß stark von der Temperatur- und den Betriebsbedingungen abhängig, weshalb es schwer fällt, hier einen absoluten Wert zu nennen. Das Fahrzeug erreicht jedenfalls die vom Hersteller genannte Reichweite.

Die tatsächliche Reichweite ist übrigens gar nicht so leicht zu testen, denn wenn die Batterie leer ist, geht ja nichts mehr. Dann müsste das Fahrzeug entweder abgeschleppt oder getrailert werden, wenn sich nicht ausgerechnet eine Ladesäule in "schiebweite" befindet. Deshalb bin schon mal mit MicroCharge Bigblock und 230V-Wechselrichter im Kofferraum losgefahren, um mich notfalls selbst am eigenen Schopf aus dem Dreck ziehen zu können, falls ich mit leerer Batterie liegen bleibe.

Grüße, Tom

Reichweite zwischen 40 und 150km, Kilometerstand 45.200.

Hilft Dir das jetzt weiter?

Schon beim CB-Funk ging es (bei den Laien) immer um die Reichweite und das Problem der Nennung eines absoluten Wertes war dasselbe. Weil es kaum vom Gerät abhing, sondern viel mehr von den Betriebs- bzw. Ausbreitungsbedingungen.

Beim Benziner ist es nicht so extrem, weil die Heizung nur den Kaltlauf verlängert, bzw. bei kaltem Motor gar nicht heizt und bei warmem Motor umsonst ist. Der Verbrauch bei Dauervollgas ist aber auch beim Verbrenner viel höher als bei sparsamer Fahrweise. Komischerweise rechnet man beim Verbrenner, im Unterschied zum E-Auto, aber kaum je mit der Reichweite, sondern normalerweise mit dem Verbrauch l/100km.

Grüße, Tom

Durch das in jeder Lithium-Batterien enthaltene BMS, welches Überschreitungen der Ladeschlussspannung und Unterschreitung der Entladeschlussspannung verhindert, kann man in der Tat von einer "Resistenz" gegen Überladung und Tiefentladung sprechen. Ohne BMS reagieren Lithiumbatterien aber sehr empfindlich auf Überladungen und Tiefentladungen.

Ich empfehle meinen Kunden bei Ladung und Entladung von Lithiumbatterien stets, die im BMS eingestellten Spannungsgrenzen voll auszureizen, weil in der Praxis die Vorteile überwiegen. Dennoch versuchen viele, durch irgendwelche Kunstgriffe auch noch die Zeit nach einer zwanzigjährigen Benutzungsdauer anzusteuern. Keine Ahnung, ob die irgendwelche Rekorde aufstellen wollen, oder wo da der tiefere Sinn liegt, aber ich lade mein Smartfon immer voll auf und entlade es so weit, wie ich es brauche.

Grüße, Tom