Lose Sammlung von Tipps zum Bau von LiFePO4-Akkus

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Rainmaker

Rainmaker

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Hallo,

inzwischen baue ich gerade meinen zweiten LiFePO4-Akku und bin da natürlich wieder auf neue Schwierigkeiten gestoßen. Da ja der Bau von Stromversorgungen bei Amateurastronomen gar nicht so selten sein dürfte habe ich mir gedacht, dass es vielleicht ganz sinnvoll wäre die aufgetretenen Probleme in einem Thread zu sammeln, damit nicht jeder alle möglichen Threads durchsuchen muss. Natürlich führt das zu einem etwas unübersichtlichen Haufen an Tipps, aber vielleicht kann man das ja irgendwann auch noch mal zusammenfassen.
Also haut alles raus was ihr an positiven und negativen Erfahrungen beim Bau vom Akkus und Akkuboxen gemacht habt, denn nicht jeder muss ja jeden Fehler nochmals machen. ;)

- KFZ-Buchsen und Stecker sind zwar weit verbreitet, aber fehleranfällig und für die gebotene Leistung alles andere als günstig. XLR-Stecker und Buchsen aus dem Audiobereich sind zwar deutlich besser, aber auch schwerer und auch nicht gerade billig. XT60 oder XT90 aus dem Modellbau-Bereich sind halbwegs bezahlbar, bieten sicheren Kontakt und lassen auch hohe Ströme zu.

- Billige Zellen aus gescheiterten Projekten sind was feines, wenn man sparen will. Vor allem Rundzellen mit ihren relativ geringeren Kapazitäten führen aber zu einer Menge Arbeit, wenn man die Kapazitäten einzeln Durchmessern muss. Besonders viel Arbeit hat man, wenn man nur ein billiges Ladegerät verwendet, dass nur geringe Ströme beim Laden und Endladen zulässt. Wer viele große und oder große Zellen verwenden will sollte vielleicht nicht unbedingt Ladegeräte wie das IMAX B6AC verwenden ... :sick:

- Man brauch nicht zwingend beim BMS, wenn man über ein Modellbau-Ladegerät lädt, aber man sollte dann eines verwenden das einen ausreichend hohen Strom beim Balancen unterstützt. 200mA bei einem 36Ah Akku sind da nicht zwingend die richtige Größenordnung, zumindest nicht wenn man nicht ewig Zeit hat. ;)

- Achtet auf den Innenwiderstand bei Zellen aus zweiter Hand, zumindest wenn höhere Ströme benötigt werden.

- Besonders leichte Zellen sind was feines, aber die Spannung solcher Zellen scheint unter Last stärker einzubrechen. Ein programmierbarer Unterspannungsschutz ist daher nicht die schlechteste Idee.

- Anfänger sollten meiner Meinung nach die Finger von zu verlötenden Zellen lassen. Man muss dabei doch ein klein wenig Übung haben und der Nervenkitzel, ob man es schafft eine anständige Verlötung in ein oder zwei Sekunden hinzubekommen oder gerade eine nicht ganz billige Zelle grillt ist vielleicht auch nicht jedermanns Sache.

- Schraubanschlüsse an den Polen erleichtern die Verarbeitung ungemein und mit ein paar dünnen Flachstangen und ein paar erschwinglichen Zellenhaltern kann man dem Zellenpaket eine gut zu handhabende Form geben.

- Ein großes Stück Schrumpfschlauch oder PE-Folie (Frischhaltefolie) schützen das Akkupaket gegen einzelne Wassertropfen und kleine herab fallende leitende Gegenstände.

- Lichtbögen durch Kurzschlüsse sind absolut uncool und belasten das Herz-Kreislaufsystem unnötig. o_O


So das ist erst mal alles was mir einfällt und jetzt seid ihr dran. Hängt alles an was man vermeiden sollte oder was anderen vielleicht weiter hilft.


MfG

Rainmaker
 
Hallo,
einen kleinen Tip zur Selbstherstellung von Akkupaketen habe ich:

Aus China (Aliexpress, eBay, ...) gibt es inzwischen ein großes Angebot an kleinen Punktschweißapparaten "spot welder". Von unter 20 Euro zum Anschluss an eine kräftige 12V Batterie bis zu luxuriösen Geräten mit eingebautem Akku. Ich habe einen aus der 50 Euro Preisklasse der sehr gut funktioniert. Damit kann auch ein absoluter Laie, der noch nie einen Lötkolben in der Hand hatte, perfekte Akkupacks zusammenstellen. Man braucht dazu ein dünnes Nickelband, von dem den meisten Geräten schon eine Rolle beiliegt, Nachschub ist sehr günstig zu bekommen.

Viele Grüße
Maximilian
 
Hallo Maximilian,

ja, man kann auch für kleines Geld die Akkus mit Nickelstreifen verschweißen. Das ist aber nicht mein Weg, denn wenn dann eine Zelle den Geist aufgibt wird es etwas schwierig. Ich habe mich daher für das Anlöten eines Kabels mit Öse entschieden. So kann man die betreffende Zelle schnell wechseln und man sieht aufgrund der miesen Lötstelle auch gleich noch was für ein Dilettant in höchster Eile hier unterwegs war. ;)


MfG

Rainmaker
 
Ich bin auch sehr für die XT-Stecker. Mein China-Akku (12V 50 Ah, Formfaktor wie Autobatterie mit M8 Polen) erhielt am Pluspol als Ersatz für ein zuvor benutztes Kabelstück ein Verbindungsblech aus 1mm starkem Kupfer mit M8 Loch auf Akkuseite und M5 Loch auf der anderen Seite, mit der es mit der MIDI 30A Sicherung im Sicherungsgehäuse verschraubt ist, und erst da geht es mit "Pluslitze" weiter.
Den Solarcontroller über den ich lade und entlade habe ich erstmal so eingestellt das die Ladeschlußspannung 100 mV geringer, die Entladeschlußspannung 100 mV höher als der empfohlene Wert des Herstellers ist. So sollte das BMS auch wenig zu tun haben. Den Vorschlag, das BMS als unter Umständen verzichtbar anzusehen halte ich für Akkus, die Tiefentladung nicht schätzen, für fragwürdig, wenigstens Tiefentladeschutz sollte sichergestellt sein.
Kleinere Li Ion Akkupacks habe ich in der Vergangenheit in Motorradsocken aus NOMEX untergebracht, als wärmeisolierenden, brandhemmenden und stoßabsorbierenden Überzug. Was für Li Ion gut is muss für die gutmütigeren LiFePO4 nicht schlecht sein...

Gruß
Hendrik
 
Hallo Hendrik,

die Sache mit der Sicherung hatte ich erfolgreich verdrängt, vielleicht weil ich erst vor kurzem zum zweiten mal den blöden Sicherungshalter für Glasrohrsicherungen ausgetauscht habe. Die Kunststoffgehäuse der Röhren sind irgendwie zu weich und der Bajonettverschluss verliert damit seine Funktion. Inzwischen habe ich mir Sicherungshalter für KFZ-Sicherungen beschafft. Die sind deutlich robuster.
Was das Weglassen des BMS betrifft, so stehe ich dazu. Wenn man ein entsprechendes Modellbauladegerät hat kommt man problemlos ohne aus. Die Spannung sollte man aber zumindest irgendwie überwachen. Das kann ein Akkuwächter sein oder auch einfach ein "LiPo"-Beeper den man an den Blancer-Anschluss des Akkus steckt. Wer seinen Akku ausreichend dimensioniert hat um ganz sicher über eine Nacht zu kommen, der kann auch ganz darauf verzichten. Eine Spannungsanzeige ist dann aber vielleicht trotzdem sinnvoll.
Ich weiß nicht was die Nomex-Socken kosten, aber vielleicht könnten die "feuerfesten" Hüllen die es im Modellbaubereich gibt eine Alternative sein. Die gibt es scheinbar auch in Größen die ein normaler Fuß nicht erreicht. Bei LiFePo wird man so etwas allerdings deutlich weniger brauchen als bei LiPO. Die Dinger neigen zu einem ordentlichen Feuerwerk, während LiFePos "nur" ziemlich heiß werden und gesundheitsschädlich abrauchen.
Die Sache mit dem Solarladecontroller ist übrigens mehr als eine Überlegung wert. Mein geplanter 12V 75A Akku wurde auch deshalb etwas verändert und es sind nun zwei 12V Akkus mit 60A in der Arbeit. Diese werden zu einem 24V Akku zusammengeschaltet und über eine Solarzelle geladen. Da die Akkus aber recht selten für Astro genutzt werden habe ich beschlossen sie für eine nächtliche Nulleinspeisung zu nutzen um meine Stromrechnung etwas zu reduzieren. Bei den durch die Akkus erreichen Zyklenzahlen spielt das eh keine Rolle. Man muss halt nur, wenn man nachts raus will, darauf achten, dass man eine Nacht vorher nicht einspeist, damit der Akku sicher voll ist.


MfG

Rainmaker
 
Moin,

was das Weglassen des BMS angeht, das sollte nur machen wer sich damit wirklich auskennt. Allen anderen seien wegen der gleichmäßigen Ladung, Über- und Unterspannungsschutz die paar Euro für ein BMS dringend ans Herz gelegt.

CS
Jörg
 
Hallo Jörg,

wenn Du ein "richtiges" BMS meinst, also mit Bluetooth und der Möglichkeit die ganzen Spannungen und Daten auszulesen, dann gebe ich dir recht. Das Problem ist aber, dass solche BMS auch recht anständiges Geld kosten. Den billigen China-BMS traue ich nicht über den Weg, eben weil sie einfach nur eine black box sind und man nicht wirklich weiß was da abläuft. Es gibt im Netz so einige Beschwerden von wegen zu hohen Ladeschlussspannungen und ähnlichem. Die Dinger sind zumindest in meinen Augen ziemlich viel gefühlte Sicherheit für gar nicht so wenig Geld.
Da habe ich es lieber wenn mir beim Laden die aktuellen Werte angezeigt werden und ich sie auch später jederzeit per "LiPo"-Checker oder Multimeter auslesen kann. Außerdem liegt ein nacktes einfaches BMS, z.B. von Daly schon so um 20 bis 30 Teuro und dafür bekommt man auch schon ein gutes gebrauchtes und zum Blancing fähiges Modellbauladegerät. Man darf in diesem Fall aber auch nicht verschweigen, dass der Ladestrom bei solchen Geräten recht begrenzt ist. Mein IMAX B6AC schafft bei LiFePo und 4s glaube ich nur einen Ladestrom von um 4,5A. Wer mehr will, also etwa 20A, muss auch deutlich mehr Geld für Ladegerät und BMS anlegen.


MfG

Rainmaker
 
Moin,

mit BMS meine ich nicht, was in der Consumer-Welt da alles angeboten wird, den ganzen Bluethooth-Kram und Webschnittstelle usw. schaut man sich dreimal an, dann nie wieder, weils immer gleich aussieht, sondern rein technisch ein Batteriemanagement, das die Spannungen und Ströme überwacht, Ladeausgleich herstellt und Über- und Unterspannungsschutz macht.

Die Teile sind, wenn man einen fertigen Bausatz kauft, meistens dabei. Ein aktives BMS ist besser als ein passives, ein passives besser als keins. Damit verhält sich ein LiFePo4-Akku von außen wie ein Bleiakku und kann mit den für Autobatterien gedachten Simpelst-Ladegeräten geladen werden. Oder mit einer Konstantspannungsquelle für den Bereitschaftsparallelbetrieb.

So Sachen wie Solarladen, Kombibetrieb mit Netzgleichrichter, "Automatischer Zählerausgleich" usw. sind Geräte, die VOR dem Akku kommen. Wenn man das alles in einen Controller packen will, auch das gibt es, wirds sündhaft teuer. Das geht aber auch (bis auf die Zählersache), mit handelsüblichen Camping-Geräten fur's WoMo, da kostet es nur oftmals weit weniger als momentan, da es in public als "Weltrettungsvorsorgesupersparlösung" verkauft wird.

CS
Jörg
 
Bedenkt bitte noch, das flache bzw. prismatische LIFEPO4 Zellen Kompression brauchen um dauerhaft zu funktionieren.
 
Hallo Jörg,

nee, die funktionieren auch ohne Kompression, aber sie bringen dann nicht die Zyklenzahl. So und jetzt bin ich mal ganz gemein. Was glaubst Du wie lange deine Zellen halten, wenn Du 80% Zyklen fährst und die Zellen nicht komprimierst? Ich schätze Du liegst immer noch bei 2000 Zyklen und einer Restkapazität von 80%. Das muss aber erst mal der Beobachter aushalten. ;) Und am Ende gibt es ja auch noch die kalendarische Alterung und die dürfte hier wesentlich ausschlaggebender sein.

Für die Speicherbank einer Solaranlage mag das wieder anders aussehen, besonders wenn sie eher klein ist, bzw. viele volle Zyklen bringen muss.


MfG

Rainmaker
 
Hallo,

noch ein Tipp. Fangt nicht mit dem Bauen an, ehe nicht alle Akkuzellen vorhanden sind. Ich habe ja während des Ausmessens der Zellen meine Pläne geändert und noch ein paar weitere Zellen vom gleichen Hersteller und Versender nachgekauft und jetzt eine unschöne Überraschung erlebt. Die bestellten 33140er Zellen waren statt 33mm dick und 140mm lang nun 34mm dick und 155mm lang und der Anbieter hält das für eine übliche Abweichung und schließlich seinen die Zellen ja nicht defekt ...
Ich schätze die Sache wird auf einen Rechtsstreit hinauslaufen, denn was was soll ich mit Zellen die nicht denen entsprechen, welche ich verwenden kann. Mit Versendern ist wohl inzwischen alles möglich.:mad:


MfG

Rainmaker
 
Zitat von Rainmaker:
- Anfänger sollten meiner Meinung nach die Finger von zu verlötenden Zellen lassen. Man muss dabei doch ein klein wenig Übung haben und der Nervenkitzel, ob man es schafft eine anständige Verlötung in ein oder zwei Sekunden hinzubekommen oder gerade eine nicht ganz billige Zelle grillt ist vielleicht auch nicht jedermanns Sache.
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Hallo!
generell sind verlötetete Zellen zu meiden. Alleine schon wegen des Auswechseln's und bei höheren Strömen ist eine solide Verschraubung das Maß der Dinge.
Beim Zusammenbau sind es ja nicht nur die Verbindungen zur nächsten Zelle, sondern auch die Abgriffe für das BMS, welche für Kurzschlüsse sorgen können. Hier ist absolute Sorgfalt angesagt.
Ein BMS mit BT ist zwar "nice" braucht aber zusätzliche Energie.
Als Steckverbinder, haben sich diese hier bei mir Bewährt. Sind verschraubbar, somit nicht einfach mal lösen.
 
Hi,
Zitat von steins-ursel:
Als Steckverbinder, haben sich diese hier bei mir Bewährt. Sind verschraubbar, somit nicht einfach mal lösen.
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Yeps, kann das nur bestätigen. Verschraubbar, Solide und aus Metal, die Stecker und Buchsen sind bei mir bestens angekommen.
IMG_4667.jpg

Clear skies!,
- Martin
 
Hallo steins-ursel,

das Auswechseln muss bei verlöteten Zellen kein Problem sein. Ich habe an die ja recht großen Zellen einfach Kabel angelötet und diese werden dann über Hebelklemmen miteinander verbunden. So erhält man ein recht flexibles System, welches nur beim Anlöten der Kabel zu ein wenig Bauchgrummeln führt. Um die volle Leistung von 300A dauerhaft abzurufen wären mir die Kabel vielleicht etwas dünn, aber die neuen Akkus sind wie mein alter Akku über das BMS auf max. 40A begrenzt.
Im Falle eines Defektes wird die entspechende Zelle einfach ausgekoppelt und ersetzt. Wobei ich bei meinem bisherigen Akku noch keine Defekte habe. die Zellen altern wohl ein klein wenig unterschiedlich, was dazuführt, dass bei einem Zellenpack die Spannung immer ein klein wenig eher absinkt als bei den anderen. Erst dachte ich an einen ernsthaften Defekt, beim Nachmessen kam aber heraus, dass in dem Pack immer noch 37Ah stecken. Dafür, dass die Zellen etwa vier Jahre alt sind und 36Ah geliefert werden sollten ist das wohl nicht ganz schlecht.


MfG

Rainmaker
 
Hi,

super Thema, da ich mir gerade eine Mini-PV-Inselanlage zum Laden von LiFePos aufbauen will.
Später auch (Guerilla- ;) ) Netzeinspeisung.

Ein paar Erkenntnisse:
Nicht 12V sondern unbedingt gleich 24V Akkus nehmen. Der Solarlader wird's einem danken.
Mit einem Downconverter auf 12V sind die 24V auch sehr einfach an einem 12V System (Astronomie) einzusetzen.
Gleich 2 Akkus aufbauen/kaufen, damit man die wechselseitig laden und benutzen kann.
Gute Steckverbinder, die den häufigen Wechsel der Akkus vertragen.
Unbedingt auch gleich entsprechende gute periphere Elektrik Komponenten vorsehen: Schalter, Sicherungen, Strom/Spannungsmesser/Überwacher, Verteiler

Noch ne wichtige Frage an die Experten:
Ich habe eigentlich gedacht, da ich sowieso Solar Module benutzen will, die MC4 Steckverbindung durchgängig zu nutzen.
Spricht da etwas dagegen. Ich kenne die noch nicht aus eigener Erfahrung.

Gruß
Peter
 
Hallo,

warum sollte einem des Solarladegerät danken, wenn man statt 12V 24V nimmt? Viele lassen sich doch ohnehin umstellen, zumindest ist das bei Victron so. Klar, man kriegt ab einer gewissen Modulgröße nicht mehr die volle Leistung in den Akku, aber das muss bei schlechtem Wetter ja kein Verlust sein (aber bitte unbedingt die technischen Grenzen der Geräte beachten).
Ein stepdown-Konverter arbeitet dann am effizientesten, wenn der Unterschied zwischen Eingangs- und Ausgangsspannung möglichst gering ist. Klar kann man auch den Akku größer bauen, aber das kostet und schont auch nicht den Rücken.
Für eine spätere Nachteinspeisung sind 24V natürlich hilfreich, aber man kann ja auch zwei 12V Akkus koppeln. Das ist also kein echtes Problem.

MC4 würde ich jetzt nicht verwenden. Wenn die Eingerastet sind wird das Lösen im Dunkeln und bei Kälte kein Spaß. Nimm XT60 oder wenn Du dich für einen echten Poweruser hältst XT90. ;)


MfG

Rainmaker
 
Zitat von Rainmaker:
warum sollte einem des Solarladegerät danken, wenn man statt 12V 24V nimmt? Viele lassen sich doch ohnehin umstellen, zumindest ist das bei Victron so.
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also die Module haben eher 24V oder mehr, aber klar es gibt auch welche mit 12V.

Wenn jetzt der Unterschied zur Batterie gross ist dann muss der Lader das ausgleichen. Das kostet Effizienz und der Lader hat auch automatisch eine höhere Verlustleistung und wird auch wärmer. Manche günstige Lader werden wohl wirklich schnell sehr heiss.

Gruß
Peter
 
Hallo Peter,

dann nimm doch einfach einen anständigen Solarwandler, der ist dann auch so auf Effizienz ausgelegt, dass Du dir um die Spannung nicht so ganz große Sorgen machen musst. ;) Nee, mal im Ernst, Billiggeräte haben oft noch andere Pferddefüße und es lohnt sich schon allein wegen der Ausbeute, Stichwort MPPT, nicht im billigst Chinasegment unterwegs zu sein.
Die interessanten Module sollten so irgendwo zwischen 30 und 40V liegen. Die Module für Camper liegen glaube ich um 18V. Falls Du so eines suchst, dann hätte ich noch ein unbenutztes mit 150W.


MfG

Rainmaker
 
Hallo,

nach fast ewigen Zeiten habe ich es nun geschafft die letzten vier noch fehlenden Akkus zu bekommen. Diese sind deutlich besser als die Akkus der ersten Charge. Keine der 15000mAh Zellen liegt unter 15500mAh. Das war bei der ersten Charge noch ganz anders, da waren einige dabei die nur bei 14000irgendwas mAh lagen und nur zwei oder drei Zellen von 28 schafften es in die Nähe Kapazität der neuen Zellen. Die Qualität welche der Chinamann versendet schwankt also sehr deutlich. Da lohnt es sich dann schon deutlich mehr nicht über Amazon zu kaufen, sondern direkt vom Chinamann, denn wenn die Qualität nicht ganz so dolle ist, dann ist wenigstens der Preis um einiges günstiger.


MfG

Rainmaker
 
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