LiFeYPo4 - Mein Dezemberprojekt ;-)

Elektrik, Solar, Laden, Batterien, Beleuchtung
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holger4x4
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LiFeYPo4 - Mein Dezemberprojekt ;-)

#1 Beitrag von holger4x4 » Mi 25 Dez 2013 15:18

Meine Blei-Säure Batterie hat sich nach knapp 6 Jahren verabschiedet :( Leider etwas früh, in der alten Kabine lief die nach 10Jahren noch prima. Ich vermute es liegt an den vielen "kleinen" Zyklen bedingt durch die 185W Solaranlage.

Nun gut, was Neues muss her.

Bisher hatte ich 130Ah Blei,34kg Lebendgewicht. Also eine nutzbare Kapazität von ca 65Ah.
Alternativen?
AGM Deep-Cycle... oder Yellowtop? Nicht schlecht,aber auch nicht ganz billig.

Dann ist da noch der Platz: Die Bleibatterie war saugend im Staukasten neben dem Wassertank eingebaut. Den Schrank incl. Wassertank durfte ich ausbauen um die alte Batterie überhaupt raus zu bekommen :roll: Naja, selbst Schuld der Konstrukteur :oops:

75AH Yellowtop ist aber zu wenig, 2 davon bekomme ich dort nicht unter!

Dann hat mich "Schlawinerle" auf die LiFeYpo4 Batterien gebracht.
Bisher hatte ich die immer unter "zu teuer" abgestempelt.
So schlimm ist das aber nicht mehr.

Die Wahl fiel auf eine 90Ah Winston Batterie, von Faktor-Shop.
Die kostet 469€, eine vergleichbare AGM etwa 300€.
Vorteil: 3000-5000 Ladezyklen :shock: maximaler Lade/Entladestrom 270A!!! Da geht schon was! Theoretisch kann man die Batterie in 20 min wieder voll laden!!! (wenn man denn den Strom zur Verfügung hätte).

Über die Lebensdauer gerechnet lohnt sich das also schon.
Und,80% der Kapazität sind bei der Zyklenzahl entnehmbar!
Die Kapazität gibt's dann bei 14kg, also mehr also 50% gegenüber der Bleibatterie gespart!

Alternativ wären Einzelzellen in 100Ah gewesen,die sind aber erst im April wieder lieferbar und nochmal 100€ teurer.

Nachteil: die Zellen sind empfindlich gegen Über und Unterspannung. Also braucht es noch etwas Schutzbeschaltung und einen Balancer der die Unterschiede zwischen den Zellen wieder ausgleicht.

Im Weiteren werde ich dann die Komponenten beschreiben:
- Batterieumbau
- Spannungsüberwachung
- Balancer
- Unterspannungsabschaltung

Da ich faul bin und nicht alles 2x posten will, könnt ihr den Fortgang der Geschichte hier lesen: http://www.wohnkabinen-magazin.de/forum ... berprojekt
Gruß, Holger

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Re: LiFeYPo4 - Mein Dezemberprojekt ;-)

#2 Beitrag von Balu » Mi 25 Dez 2013 18:57

Hallo Holger,
ein interessantes Projekt, dem früher oder später die Zukunft gehören wird. Bleibatterien werden im Campingbereich sicher früher oder später Auslaufmodelle sein, wie heute Glühlampen beim Licht. Da setzt sich auch LED mehr und mehr durch.
holger4x4 hat geschrieben:Da ich faul bin und nicht alles 2x posten will, könnt ihr den Fortgang der Geschichte hier lesen: http://www.wohnkabinen-magazin.de/forum ... berprojekt
Deine Faulheit in allen Ehren, aber Du weißt schon, dass Du so jeden, der da bei Dir mitlesen möchte, nötigst, sich nochmal in einem Forum anzumelden, weil er sonst keine Bilder zu sehen bekommt.
Schade eigentlich!
Ich weiß nicht ob ich vom hundertsten ins tausendste Forum stolpern möchte. :?
Gerade bei solchen Themen, die wahrscheinlich eigentlich in unsere Wissensbasis gehörten! :idea: :!: :D

Gruß
Herby
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Re: LiFeYPo4 - Mein Dezemberprojekt ;-)

#3 Beitrag von holger4x4 » Mi 25 Dez 2013 19:26

Ok,ok, hier dann noch die Bilder vom Batterieumbau...

Die Batterie besteht aus 4 Zellen, 4x3,2V.

Diese "12V Batterien" werden als Starter Batterien ohne Batteriemanagementsyteme (BMS) verkauft.
Ich hab mich dann etwas schlau gemacht...
Das funktioniert solange ganz gut, wie man die Batterie immer nur mit kleinen Zyklen im mittleren Ladebereich nutzt.
Das Auto mal kurz starten und dann wird gleich wieder geladen.
In den Batterien sind angeblich selektierte Zellen verbaut die sich alle sehr ähnlich sind und daher kein BMS/Balancer brauchen.
Wenn man aber die Zellen bis an die Entlade und Ladegrenzen nutzen will, dann geht die Zellenspannung schnell nach unten oder oben ab,und das ist gefährlich für die Lebensdauer der Zellen.
Also ist für die Womo Anwendung ein BMS notwendig. Man kann sowas auch kaufen für 150-450€, aber das kann man ja auch selbst bauen :mrgreen: Später dazu mehr...

Die Batterie kommt in einem verklebten Gehäuse. Ich muss aber an die Abgriffe der einzelnen Zellen dran.
Also mal den Deckel flux mit dem Multimaster abgesät rundum an der Klebestelle.
Und siehe da,innen sind 4 einzelne Zellen im Pack verschraubt,mit fortlaufender Seriennummer. Also nix selektiert,nur einfach aus einer fortlaufenden Produktionscharge.

Da ich den Balancer nicht direkt auf die BAtterie bauen wollte, hab ich eine Steckverbindung installiert mit 2 Abgängen,Balancer und Spannungsmonitor. Das ist ein Teil aus dem Modellbaubereich,hat 8,95€ gekostet und zeigt die Spannung der einzelnen Zellen sowie die Summe an. Die Abgänge sind natürlich nochmal extra abgesichert, eh dass da 100-te Amperes Kurzschlusstrom im Fehlerfall fließen :oops:
Bat1.jpg
Bat2.jpg
Bat3.jpg
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Re: LiFeYPo4 - Mein Dezemberprojekt ;-)

#4 Beitrag von holger4x4 » Mi 25 Dez 2013 19:31

Nun zum Balancer:

Die Aufgabe ist die leichten physikalischen Unterschiede zwischen den Zellen auszugleichen. Das macht man am besten beim Laden, weil da hat man ja genug Energie zur Verfügung.
Das Prinzip ist, dass bei Zellen die vorschnell eine höhere Spannung erreichen über einen Parallelzweig etwas Ladestrom zu vernichten. Dazu wird also jede Zelle einzeln überwacht und bei Spannungen größer 3,6V wird der Balancer aktiv. So funktioniert die Geschichte auch bei einer Ladespannung von 14,4V gesamt.

Den Balancer habe ich in Anlehnung an diesen Vorschlag gebaut:
Bild

Allerdings kommt hier ein größerer BDV65 Darlington transistor zum Einsatz sowie ein zus. Kollektorwiderstand von 0,22 Ohm.
Damit macht der Balancer 4-5A, was bei 20A Ladegerät + 10A Solar aus Sinn macht. Nur ein paar 100mA als Balancerstrom reichen dann nicht aus. Da würden die Zellen einfach vom Ladestrom überrannt werden.

Das tolle an den Zellen ist ja dass die einen wahnsinnig niedrigen Innenwiderstand haben. Das hat zur Folge dass bis 90% Ladezustand immer der max. mögliche Ladestrom fließt! Das ist ganz anders als beim Bleiakku, der viel früher nachlässt und so die Ladung deutlich länger dauert.

So sieht das Ganze dann fertig aufgebaut aus:
Bal1.jpg
Bal2.jpg
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Re: LiFeYPo4 - Mein Dezemberprojekt ;-)

#5 Beitrag von Picco » Mi 25 Dez 2013 20:56

Hoi Holger

Wau!!!
Wenns bei mir endlich so weit ist...könntest Du mir so was auch bauen? Ich würde Dich auch zu einem Bier odrr so einladen... :wink:

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Re: LiFeYPo4 - Mein Dezemberprojekt ;-)

#6 Beitrag von holger4x4 » Mi 25 Dez 2013 21:10

... na warten wir erst mal ab,ob das alles so funktioniert wie es soll.
Balancer und Unterspannungsabschaltung kann man auch fertig kaufen 8) Ich hab halt nur immer so meine eigenen Vorstellungen wie was funktionieren sollte :mrgreen:
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Aufwand....?

#7 Beitrag von Abgemeldeter User » Do 26 Dez 2013 11:04

Wenn ich da z.B. einen Preis von 459 € höre und dann von einem Umbau/Austausch der Vorgängerbatterie nach 6 Jahren usw., und dann mit meinem beiden LKW-Womos vergleiche (MB 609 D und MB 1222 SZM), dann zweifle ich an den Vorteilen der High Tech Lösung, auch wenns die zu der Zeit, wo ich gebaut hatte, nicht gab.

Ich hatte in Beiden ganz einfache Blei-Starter-Batterien, im 609 2 x um die 100 AH, im 1222 2 x um die 160 AH. Die hatte ich vom Schrotter Charly, das waren überlagerte, aber noch nicht mit Säure gefüllte Akkus von Bosch, fabrikneu, aber wegen der langen Lagerzeit nicht mehr odffiziell verkäuflich, kosteten damals um die 50 DM für die kleinen und 61 DM für die großen. Da die vergleichbaren zyklenfesten schon an die 250 DM kosteten und Gelbatterien, die es auch schon gab irrsinnig teuer waren, hab ich mit gedacht, bau Dir das billige zeug ein, wenn die 3 Jahre halten, haste immer noch Geld gespart.....hihi. Tatsächlich habe ich die Autos mit den Erstbatterien nach 6 bzw 7 Jahren verkauft und die funktionierten immer noch. Die Käufer waren informiert, auch über die Quelle, wo sie Nachschub bekommen konnten.

Die hingen nur an der Lima mit Trennrelais, Solar war damals viel zu teuer, und für den Notfall hatte ich den Jockel mit, an dem bei Bedarf die Bohrmaschine und die kleine Flex betrieben werden konnten.

Da die für meinen Bedarf überdimensioniert waren (ich wär mit 60 bis 80 AH für den Komfortstrom hingekommen) und ich die Ladung jeweils über 24 V haben musste, weil die Autos so gebaut waren, waren es halt die zwei geworden, weil ich bei den großen Autos nicht auf das Gewicht achten musste. Das scheint den Batterien gut bekommen zu sein, obwohl sie eigentlich bestimmungswidrig verwendet worden sind.

Also betrug der Aufwand für ein ähnliches Ergebnis, was Haltbarkeit und Versorgungssicherheit anging, bei mir nur die 100 bzw 122 DM plus etwa 60 DM für die 70 mm Starterkabel von der Lima zur Batterie (nur im 1222, wo die 6 m weg im Heck lagen, im 609 waren es nur 2 x 2 m) und die 30 DM für ein 50 Amp Trennrelais + 20 DM für Kleinteile wie Terminals und Befestigungsklemmen.

Soooo schlecht waren die alten Zeiten dann wohl auch nicht....hihi.... abgesehen davon, dass ich von so komplizierten Sachen wie "Balancer" noch nie was gehört habe geschweige denn bauen oder warten oder reparieren konnte, unterwegs schon garnicht.

Allerdings gabs auch keine Dauerverbraucher wie einen Kompressorkühlschrank. Lampen, 2 Shurflos auf 24 Volt, ein bisserl Steuerelektrik für den Trumaboiler und den Kühli und das Autoradio auf 12 Volt über einen LKW-Spannungswandler 24 auf 12 V, der eigentlich mit 30 Amp für CB Funk gedacht war, das wars an Verbrauchern. Ach ja, der Schleppi lief auch auf 12 V.

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Re: LiFeYPo4 - Mein Dezemberprojekt ;-)

#8 Beitrag von nunmachmal » Do 26 Dez 2013 12:09

Thomas,.. Du löst hier einen Glaubenskrieg aus, und das an Weihnachten. Du solltest dich schämen. Ganz kurz.. :wink:

Immer jeder wie er kann. Da ich nur normale Elektrik durchsteige, bleibe ich von dem Elektroniksachen weg.
Nur was ich mit normalem Messgerät und Prüflampe nachvollziehen kann.
Wenn sich jemand in diesen Wundersachen echt auskennt und dem Zeug vertraut, auch gut.
Und das mit dem Geld spielt ja vieler Orts keine Rolle, da das bauen des Wohnmobils unter Hobby fällt und das darf bekannter Massen ruhig etwas mehr kosten.
Mit den Batterien sehe ich wie du. Habe letzthin nach 5 Jahren Einsatz, will ich dachte 1 von meinen 3 Batterien (88Ah) sei etwas schwach auf der Brust, alle 3 erneuert und für die 3 Batterien 205€ incl. MwSt. bezahlt.
Manches mal geht es ohne Elektronik einfach nicht. So haben mir meine Kinder für die Kühlbox, welche in einer Schublade steht, eine Master7Slave-Schaltung für ein Lüftergebläse mit Nachlauffonktion gebaut. Davon habe ich eine zweite komplette Platine dabei und muss nur den Anschluss tauschen.

Gruß Nunmachmal
Ich habe viel aus meinen Fehlern gelernt, ich glaube ich mache noch einen.

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Re: LiFeYPo4 - Mein Dezemberprojekt ;-)

#9 Beitrag von willy » Do 26 Dez 2013 12:29

Hi ThomasFF

Naja, in jemandes Fred hineinschreiben, dass man es anders gemacht hat ist schon etwas speziell. :roll:
Viele Wege führen nach Rom. 8)
Grüsse Willy
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Sorry......

#10 Beitrag von Abgemeldeter User » Do 26 Dez 2013 12:48

... aber ist das dann sooo schimm, wenn man voller Ergriffenheit über soviel High tech erklärt, dass man es anders gemacht hat?

Ich will doch den Holger nicht damit angreifen, sondern gebe damit nur zu verstehn, dass ich bei weitem nicht an seine Möglichkeiten mit der Elektronik herankomme. Aber wenn Ihr meine unterhaltsam gedachtenen alten Kamellen nicht mögt..... ich muss sie ja nicht schreiben, vor allen, wenn ich damit irgendeinem auf die Füße treten würde, was nicht im geringsten meine Absicht ist. Und dass ich meine Lösungen nicht als die allseligmachende Weisheit betrachte, dürfte hinlänglich bekannt sein.....oder?

Im übrigen bin ich genauso gespannt wie Ihr, wie es bei Holger weitergeht, und ich bin sicher, dass er sich durch mein Posting nicht übermäßig gestört fühlt, er weiß ja wers geschrieben hat....hihi......
Zuletzt geändert von Abgemeldeter User am Do 26 Dez 2013 12:59, insgesamt 1-mal geändert.

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Re: LiFeYPo4 - Mein Dezemberprojekt ;-)

#11 Beitrag von Balu » Do 26 Dez 2013 12:49

Ein weihnachtliches Hallo in die Runde
Nachdem ich den Holger dazu animiert habe, sein "Dezemberprojekt" auch unserem Forum zugänglich zu machen, fände ich es auch fair, wenn man sich hier fachlich über diese neue Technik austauscht oder still und staunend mitliest (so wie ich :wink: ). Diskussionen über das für und wider der verschiedenen Batteriearten hatten wir schon einige. Wenn da Bedarf ist, sollte man vielleicht in einem eigenen Thread darüber diskutieren.

Gruß
Herby
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Re: LiFeYPo4 - Mein Dezemberprojekt ;-)

#12 Beitrag von willy » Do 26 Dez 2013 12:54

Hi

Ist nicht schlimm. Bin selber hin und her gerissen. Ich hab' ja schon mühe meine Bleibatterien für den PKW ordentlich zu pflegen.
Da sollte ich mir eh' mal eine automatische Lademöglichkeit anlachen. Wenn ich mal wieder monatelang damit nicht fahre, sind die regelmässig tiefentladen und damit über den Jordan.
Grüsse Willy
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Re: LiFeYPo4 - Mein Dezemberprojekt ;-)

#13 Beitrag von holger4x4 » Do 26 Dez 2013 13:21

Die Dikussion ist schon ok. Ich bin ja sonst auch jemand, der es lieber einfach hält.
Nachdem ich aber keine Quelle habe Bleibatterien für 50 DM zu kaufen und die letzte Solarbatterie (nicht Gel!) mich doch etwas enttäuscht hat, hab ich mich halt umgeschaut.
Und Gewicht ist bei mir ja auch ein Thema, 20kg sparen ist schon ganz nett.

Elektronik ist halt (auch) mein Hobby :P Man muss den Kram ja nicht selbst bauen, Balancer für 5€ kann man auch fertig kaufen, ebenso einen Batteriewächter mit Unterspnnungsabschaltung. Man muss halt nur schauen dass die Spannungswerte genau zur Batterie passen! Was für LiPo gedacht ist geht eben nicht für LiFeYPo!

Heute morgen habe ich den Balancer und die Batterieanschlussbox umverkabelt auf 8-polig, und siehe da der Balancer arbeitet auch richtig!
Normalerweise werden die Dinger ja einfach auf die Zellen geschraubt, da hat man die Probleme wie ich nicht. Aber ich wollte ja keine Fußbodenheizung für mein Obst und Gemüsefach :mrgreen:
Gruß, Holger

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Gewicht.....

#14 Beitrag von Abgemeldeter User » Do 26 Dez 2013 15:53

ist natürlich bei einem Pickup immer das Problem und 20 Kilo, rechne das mal in die vie wichtigeren Kästen Bier um...... :mrgreen:

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Re: LiFeYPo4 - Mein Dezemberprojekt ;-)

#15 Beitrag von holger4x4 » Do 26 Dez 2013 16:39

Jetzt hab ich den Balancer und die Batterieanschlussbox 8-polig umgebaut, so dass jede Zelle einzeln am Balancer angeschossen ist.
Und siehe da, schon funktioniert das :!:
Optimale Ladespannung ist 14,8...14,9V,sonst wird zuviel Leistung im Balancer verbraten.
Ich werde das Ladegerät dann noch über einen Festwiderstand am Temperatursensor Eingang tunen um den Wunschwert zu erreichen.

Dann hab ich mal einen kleinen Lasttest mit Entnahme von nur 1,5Ah gemacht. Die Batteriespannung ist dann so bei 13,4V.
Anschließend wieder ans Ladegerät und die Batterie zieht sich wieder 30A rein bis sie nach ein paar Minuten wieder fast voll ist! D.h. man kann vorhandene Energie sehr gut nutzen und bekommt die Batterie schnell wieder voll.

Für die LKW Fahrer und Vielstrom Nutzer gibt's die Zellen bis 1000Ah, dann kostet eine aber auch 1700€ (man braucht 4 davon:-) )
Die wiegt dann 35kg. Man kann daraus regulär maximal 3C = 3000A entnehmen, was 39kW entspricht :mrgreen: Dann ist die aber nach 20min leer!
Gruß, Holger

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