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FAQ: LiFePO4 - Akkuwissen
allgemeine Fragen zum
LiFePO4 Akku:
Der Lithium-Eisenphosphat-Akkumulator ist eine Ausführung eines Lithium Ionen Akumulator mit einer Zellenspannung von 3,2 V bzw. 3,3 V. Die positive Elektrode besteht aus Lithium Eisenphosphat (LiFePO4) anstelle von herkömmlichem Lithium Cobalt-oxid. (LiCoO2
Das Einsatzgebiet für LiFePO4-Akkus ist sehr vielfältig.
Es reicht vom Einsatz im Hobby, zum Beispiel als Antrieb eines Futterbootes für Angler oder als Versorgungsbatterie in einem Segelflugzeug bis hin zu hochtechnologisierten Anwendungen in der Industrie.
Die Akkus der JuBaTec sind als Versorgungsbatterien und nicht als Starterbatterien ausgelegt. Sie eignen sich damit hervoragend für zyklische Anwendungen, wie das Speichern von Energie für Wohnmobile, aus Windkraft~ oder Solaranlagen.
Selbstverständlich!
Es wäre sehr unverantwortlich, Akkus mit mehreren Zellen ohne BMS auszuliefern. Das Batterie Management System balanciert zum einen die Zellen aus und schützt vor Über~ und Unterladung, vor Kurzschluß, Überlast und Verpolung.
Unseren LiFePO4 Akku können Sie in jeder Position einbauen, betreiben und sogar laden. Auch auf dem Kopf stehend ist kein Problem.
Im Regelfall ist es möglich, einen Bleiakku durch einen LiFePO4 Akku ohne Umbauten zu ersetzen. Zu beachten sind lediglich die benötigten Spitzenströme, die Ladespannungen von Solarreglern oder Lichtmaschinen. Gern beraten wir Sie zum Austausch Ihrer Bleibatterie gegen einen hochwertigen und sicheren LiFePO4 Akku.
Je nach Akku befinden sich in unseren LiFePO4 Akkus entweder zylindrische oder prismatische LiFePO4 Zellen.
Ja und nein.
Wir bieten sowohl LiFePO4 Akkus in ABS Gehäusen an, welche nach IP65 wasserdicht sind.
Weiterhin erhalten Sie bei uns aber auch manche LiFePO4 Akkus, welche lediglich eingeschweißt sind. Diese sind nicht wasserdicht.
Was hat es mit den drei verschiedenen Spannungen (Ladeschlußspannung, Leerlaufspannung und Betriebsspannung) auf sich?
Es ist eigentlich ganz einfach:
Ladeschlußspannung 14.6 Volt
Wenn der Akku geladen wird benötigt man eine höhere Spannung als der Akku selbst hat. Nur so kann Strom in den Akku fließen.
Die Ladeschlußspannung haben wir auf Grund der LiFePO4-Zellchemie bei 14.6 Volt definiert.
Bitte beachten Sie, dass andere Hersteller die Ladeschlußspannung ihrer Akkus teilweise anders definieren.
Leerlaufspannung: 13.3 - 13.6 Volt
Die Leerlaufspannung ist die Spannung, welche man am nackten Akku - ohne angeschlossenes Ladegerät oder Verbraucher - messen kann. Diese liegt bei einem vollen LiFePO4 bei 13.3 - 13.6 Volt.
Es dauert ein wenig, bis diese Spannung nach dem Abklemmen des Ladegerätes erreicht wird. Man kann den Abfall der Spannung von 14.6 Volt auf die 13.3 - 13.6 Volt schön beobachten.
Und damit haben wir auch gleich eine Frage beantwortet, welche immer wieder gestellt wird:
Ist mein Akku defekt, wenn ich ihn mit 14.6 Volt lade, ich aber kurz danach nur noch 13.3 - 13.6 Volt messe? Nein, ist er nicht, wie Sie jetzt wissen ;)
Messen Sie an den Polen des Akkus eine Spannung unter 9 Volt hat höchstwahrscheinlich das BMS des Akkus ausgelöst. Gründe dafür können Kurzschluß, Überlast, Unterspannung und ähnliches sein.
Arbeitsspannung: ~ 12.8 Volt
Die Arbeitsspannung eines LiFePOs ist die Spannung unter Last. Sie sollte - je nach Last - im Bereich von 12.8 Volt liegen. Das BMS des LiFePOs hält diese Spannung möglichst lange konstant, unabhängig vom Ladestand des Akkus. Daher ist eine Bestimmung der Kapazität des Akkus über die Spannung sehr schwierig.
Immer wieder erhalten wir die Anfrage, wie man den Ladezustand anhand der an den Polen gemessenen Spannung bestimmen kann.
Auf Grund der Charakteristik eines LiFePO4 Akkus ist dies unmöglich.
Für eine LiFePO4-Zelle gelten folgende Werte:
80% Ladezustand: 3.329 Volt
60% Ladezustand: 3.322 Volt
40% Ladezustand: 3.291 Volt
20% Ladezustand: 3.266 Volt
Diese Werte gelten für den Ruhezustand der Zellen, also ohne angeschlossene Last und ohne Ladung.
Wie man sehen kann, sind diese Werte schon sehr eng beieinander. Zwischen 20% und 80% Ladezustand liegen gerade einmal 0,252 Volt.
Dazu kommt noch, dass das BMS die Spannung ständig regelt.
Es gibt nur eine Lösung, die wahre Kapazität des Akkus zu bestimmen: Ein Shunt.
Lassen Sie sich von uns beraten.
Wie lade ich einen LiFePO4 Akku richtig?
LiFePO4 Akkus werden mit einer CC/CV Kennlinie geladen. Die Ladeschlussspannung unserer LiFePO4 Akkus liegt bei 14,6 Volt.
Wichtig ist noch, dass das Ladegerät keine Desulfatierungsfunktion besitzt. Diese zerstört einen LiFePO4 Akku auf Dauer.
Sollte Ihr Ladegerät diese drei Voraussetzungen erfüllen, ist es zum Laden der LiFePO4 Akkus geeignet.
Wir bieten aber ebenfalls LiFePO4 Ladegeräte an, welche speziell auf unsere LiFePO4 Batterien abgestimmt sind.
Selbstverständlich. Da die Ausgangsspannung eines Solarpanels jedoch in der Regel höher ist als die Ladespannung eines LiFePO4 Akkus benötigen Sie einen Solarladeregler, welchen Sie zwischen Solarmodul und LiFePO4 Akku schalten.
Die Ladeschlussspannung unserer LiFePO4 Akkus liegt bei exakt 14,6 Volt für die 12V Variante. bei Akkus mit höheren Voltzahlen liegt die Ladeschlussspannung entsprechend bei einem Vielfachen von 14,6 Volt. So haben 24V LiFePO4 Akkus zum Beispiel eine Ladeschlussspannung von 29,2 Volt.
Bitte beachten Sie, dass andere Hersteller andere Ladeschlussspannungen definieren!
Der Ladestrom eines LiFePO4 Akkus hängt vom BMS und seiner Kapazität ab. In der Regel können Sie unsere LiFePO4 Batterien mit einem Ladestrom von 1C laden. Das heißt, ein 100Ah Akku kann mit 100A in einer Stunde voll geladen werden.
Schonen für den Akku ist dies jedoch nicht. Ladeströme von 0,25C bis 0,5C sind optimal für einen LiFePO4 Akku.
Die genauen Ladeströme entnehmen Sie bitte dem Tab "technische Daten" der Artikelbeschreibung oder dem Datenblatt. Bei Fragen stehen wir Ihnen selbstverständlich gern zur Verfügung.
Das hängt davon ab, wieviel Kapazität (in Ah) Ihr Akku aufweist und viele Ladestrom (in A) Ihr Ladegerät liefern kann. Lassen Sie uns zwei Beispiele anschauen:
a) Ihr LiFePO4 Akku hat eine Kapazität von 100 Ah. Ihr Ladegerät eine Ladeleistung von 10 A. Dann benötigt Ihr Akku, die Verluste der Kabel und des BMS mit eingerechnet, ca. 11 Stunden, um von 0% auf 100% geladen zu werden.
b) Ihre LiFePO4 Batterie verfügt über 20 Ah. Ihr Ladegerät über 10 A. In diesem Fall benötigen Sie maximal 2 1/4 Stunden, um Ihren LiFePO4 Akku voll zu laden.
Die Selbstentladung eines LiFePO4 Akkus liegt bei weniger als 3% im Monat. Sie können Ihren Akku also zu ungefähr 60% voll laden und dann abstellen. Nach dem Winter werden Sie noch mehr als 40% an Ladung im Akku vorfinden.
Bitte beachten Sie:
Die Werte in der Antwort beziehen sich auf einen 12V LiFePO4 Akku mit einer Ladeschlußspannung von 14,6 Volt. Für LiFePO4 Akkus mit höheren Spannungen sind die Werte entsprechend umzurechnen.
Ein Laden mit mehr als 14,6 Volt ist nicht zielführend. Erstens wird die Spannung, welche höher als 14,6 Volt ist, vom BMS lediglich in Wärme verbrannt. Weiterhin schaltet das BMS den Akku komplett ab, wenn die Spannung über den Bereich von 14,8 - 15,1 Volt steigt. Dies geschieht, bis alle Verbraucher vom Akku getrennt wurden.
In diesem Fall wäre der Einsatz eines so genannten Ladeboosters sinnvoll. Dieser hält die Ausgangsspannung konstant bei 14,6 Volt und wandelt die überschüssige Spannung in Stromstärke zum Laden des Akkus um.
Der erste Schritt des Ladens einer Batterie ist die Bulkladung.
In dieser Phase wird die Batterie mit der höchstmöglichen Stromstärke schnell aufgeladen. Für unsere LiFePO4 Akkus wählen Sie bitte 14,6 Volt als Bulkspannung, wenn möglich.
Werte zwischen 14,2V und 14,6V sind in Ordnung für unsere Akkus.
Dies ist die zweite Phase des Ladens eines Akkus.
In dieser Phase liegt an der Batterie eine Spannung von optimal 14,6 Volt an und die Stromstärke richtet sich nach dem Ladestand des Akkus.
Somit fließt mit zunehmendem Ladestand immer weniger Strom in den Akku und dieser lädt damit zu 100% voll ohne sich übermäßig zu erwärmen.
Gleichzeitig findet in der letzten Phase der Absorbtionsphase der Zellausgleich durch Balancieren statt.
Für unsere LiFePO4 Akkus wählen Sie bitte 14,6 Volt als Absorbtionsspannung, wenn möglich.
Werte zwischen 14,2V und 14,6V sind in Ordnung für unsere Akkus.
Da eine LiFePO4 - Batterie von den 14,6 Volt Ladeschlußspannung recht schnell auf 13,3 - 13,6 Volt Ruhespannung zurück fällt, macht es keinen Sinn, die Erhaltungsspannung höher als 13,6 Volt zu stellen.
Genau darum geht es nämlich bei der "Float"-Spannung: Diese setzt ein, wenn der Akku unter einen gewissen Wert fällt und lädt diesen wieder nach.
Wir empfehlen die Floatspannung bei 13.5 Volt zu belassen. Victron Solarladeregler sind zum Beispiel auf diesen Wert voreingestellt.
Fragen zur Verschaltung eines LiFePO4 Akku:
Es hängt ganz vom BMS ab, wieviele LiFePO4 Akkus Sie in Reihe schalten können. Die genaue Anzahl finden Sie im Tab "technischen Daten", im Datenblatt oder auf telefonische Anfrage. Bitte schalten Sie niemals LiFePO4 Batterien in Reihe, wenn Sie nicht gesicherte Informationen dazu haben, ob dies möglich ist.
In der Regel ja. Auch in diesem Fall entscheidet das BMS, ob und wie viele LiFePO4 Akkus Sie parallel schalten können. Die genaue Anzahl finden Sie im Tab "technischen Daten", im Datenblatt oder auf telefonische Anfrage. Bitte schalten Sie niemals LiFePO4 Batterien parallel, wenn Sie nicht gesicherte Informationen dazu haben, ob dies möglich ist.
Nein, Sie sollten auf keinen Fall LiFePO4 Akkus mit unterschiedlichen Kapazitäten oder Spannungen zusammen schalten. Der Akku mit der niedrigeren Kapazität wird logischer Weise zuerst leer und dessen Spannung bricht ein. Ab diesem Zeitpunkt versucht der größere Akku den leeren LiFePO aufzuladen. Dies hat zur Folge, dass die Spannung im Verbund zusammen bricht.
Kurz und knapp. Ja, das können Sie.
Dabei übernimmt der LiFePO4 Akku immer die Hauptlast. Dies liegt am niedrigeren Innenwiderstand der Lithium-Akkus. Die Spannung ist dabei durch die Parallelschaltung in beiden Batterien gleich.
Durch den eben schon genannten niedrigeren Widerstand im Vergleich zum Blei- Akku lädt und entlädt sich der LiFePO4 Akku aber schneller.
Eine Erhöhung der Gesamtkapazität durch eine Parallelschaltung ist also möglich, wobei Sie z.B. Ihre JuBaTec-Batterie mit einem Bleiakku parallelschalten können, welcher dann sozusagen als Notreserve gilt.
Idealer Weise sichern Sie die Verschaltung mit einer Sicherung ab.
Fragen zur Bluetooth - Funktion des LiFePO4 Akku:
Nein, es können per Bluetooth keine historischen Daten aus der App ausgelesen werden. Die Daten werden weder in der App noch im Bluetooth-Modul des BMS gespeichert.
Ein Gerät, welches die Daten speichert und somit auch zur Verfügung stellen kann ist das Victron Smartshunt, welches Sie unter diesem Link finden.
Unser BMS nutzt für die Bluetooth-Verindung ein Verfahren namens "BLE", Bluetooth Low Energy.
Unter Android ab der Version 6.0 ist Bluetooth Low Energy aufgrund sogenannter Beacons (eine Google Technologie, die kleine Bluetooth LE Sender nutzt um eine bessere Standortbestimmung zu ermöglichen) mit den Standortdiensten verbunden.
Daher ist es für jedes Bluetooth LE Profil unter Android notwendig, die Standortdienste in den Systemeinstellungen zu aktivieren und diese ebenfalls für die App freizugeben. Erst dann ist unsere App dazu in der Lage, das Bluetooth Low Energy Signal des JuBaTec LiFePO4 Akkus zu finden.
Ihr GPS-Signal muss zum Verbindungsaufbau zwischen App und Akku nicht eingeschaltet sein!
Sie benötigen ein Ladegerät passend zu unseren LiFePO4-Akkus? Unsere Empfehlungen finden Sie, indem Sie auf das Ladegerät klicken.
Troubleshooting:
Die Situation:
Sie laden Ihren Akku über einen Solarladeregler. Wenn der Akku komplett voll geladen ist, springt die Spannung in Ihrem System schlagartig nach oben und fällt sehr schnell auch wieder ab.
Dieser Effekt ist natürlich schädlich, da er die nachfolgenden Verbraucher schädigen kann.
Die Lösung:
Bitte stellen Sie in diesem Fall Ihren Solarladeregler auf eine niedrigere Spannung. Bei 24V-Sytemen zum Beispiel statt 29,2 Volt auf 27,2 Volt.
Als Grund für den Spannungssprung vermuten wir, dass der Akku bereits abschaltet, der Solarladeregler in diesem Fall aber noch nicht erkannt hat, dass der Akku vollständig geladen ist. Somit liefert der Regler weiter Strom, welcher keinen Abnehmer mehr findet.
