Plugin User ignorieren
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Version: 0.083
Autor: Mike48
Quelle: https://www.friends-of-xobor.de
Support: https://www.hpm-support.de/t545566f11769190-Plugin-User-ignorieren.html
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LiFePO₄-Mythen entschlüsselt: Warum ich mit 55A statt 1A lade
LiFePO₄ richtig laden
Warum kleine Ladeströme und stundenlanges Top-Balancing nicht immer sinnvoll sind
Muss man einen LiFePO₄-Akku nach einer tiefen Entladung zunächst mit nur 1 A laden?
Sollte man oberhalb von 13,9 V den Ladestrom grundsätzlich auf weniger als 1 A reduzieren?
Und warum lade ich meine eigenen Zellen bei Raumtemperatur mit 55 A bis zur eingestellten Ladeschlussspannung?
Entscheidend ist nicht irgendeine pauschale Empfehlung aus einem Forum, sondern das Datenblatt der tatsächlich verbauten Zellen.
01 | DAS PROBLEM MIT ALLGEMEINEN LADEEMPFEHLUNGEN In vielen Diskussionen über LiFePO₄-Batterien tauchen immer wieder dieselben Empfehlungen auf. Ein tief entladener Akku soll zunächst nur mit einem sehr kleinen Strom geladen werden. Beim Erreichen einer bestimmten Spannung soll der Ladestrom ebenfalls stark reduziert werden. Manchmal ist sogar von weniger als 1 A die Rede. Solche Empfehlungen können unter bestimmten Bedingungen sinnvoll sein. Problematisch wird es aber, wenn sie ohne Berücksichtigung des Zelltyps, der Temperatur und des tatsächlichen Batteriezustands als allgemeingültige Regel dargestellt werden. Denn LiFePO₄-Zellen unterscheiden sich hinsichtlich ihrer zulässigen Ladebedingungen. |
02 | WAS BEDEUTET EIGENTLICH EIN KLEINER LADESTROM? Wenn jemand empfiehlt, einen Akku zunächst mit einem kleinen Strom zu laden, stellt sich die Frage: Was ist damit gemeint? 1 A? 5 A? 10 A? Bei einer 150-Ah-Batterie entsprechen diese Ströme unterschiedlichen C-Raten. 1 A entspricht ungefähr 0,007 C. 5 A entsprechen ungefähr 0,033 C. 10 A entsprechen ungefähr 0,067 C. Ein Ladestrom von 55 A entspricht dagegen ungefähr 0,37 C. Die C-Rate beschreibt den Strom im Verhältnis zur Nennkapazität einer Zelle beziehungsweise Batterie. Ob ein Strom klein, normal oder hoch ist, lässt sich deshalb nicht allein anhand seiner Amperezahl beurteilen. |
03 | TIEF ENTLADEN IST NICHT GLEICH TIEF ENTLADEN Ein wichtiger Unterschied wird häufig übersehen. Eine Batterie mit niedrigem angezeigtem Ladezustand ist nicht automatisch elektrisch tiefentladen. Ebenso muss man unterscheiden zwischen: • Einem regulär entladenen Akku • Einer Abschaltung durch den Unterspannungsschutz des BMS • Einer tatsächlich unter die zulässige Zellspannung entladenen Zelle Diese Zustände sind technisch nicht gleichzusetzen. Hat das BMS wegen Unterspannung abgeschaltet, muss zunächst geklärt werden, weshalb es dazu gekommen ist. Bei einer echten Zellunterspannung können besondere Wiederaufladebedingungen gelten. Hier sind die Vorgaben des Zellherstellers und des BMS entscheidend. Ein pauschales Laden mit einem beliebigen Strom wäre in einem solchen Fall nicht sinnvoll. |
04 | WARUM ICH MIT 55 A LADE In meinem ursprünglichen Bericht habe ich beschrieben, wie ich bei den ersten beiden Ladungen meiner Batterien vorgehe. Bei Raumtemperatur stelle ich meine Ladegeräte auf eine Ladeschlussspannung von 14,35 V ein. Der eingestellte Ladestrom beträgt 55 A. Ich reduziere diesen Strom nicht vorsorglich auf 1 A, nur weil sich die Batterie dem oberen Ladebereich nähert. Wichtig ist dabei eine technische Unterscheidung: 55 A sind der eingestellte maximale Ladestrom. Sobald die eingestellte Ladespannung erreicht wird, kann der tatsächlich fließende Strom aufgrund des Ladeverhaltens der Batterie zurückgehen. Das ist der normale Unterschied zwischen Konstantstrom- und Konstantspannungsphase. Meine Vorgehensweise basiert auf den Ladebedingungen der von mir verwendeten Zellen. Sie ist keine pauschale Empfehlung, jede beliebige LiFePO₄-Batterie mit 55 A zu laden. |
05 | DIE LETZTEN 10 PROZENT SOC Häufig wird empfohlen, die letzten 10 Prozent der Batteriekapazität möglichst nicht auszunutzen. Dahinter steckt ein durchaus nachvollziehbarer Gedanke. Eine dauerhaft hohe Zellspannung und ungünstige Ladebedingungen können die Alterung von Lithium-Ionen-Zellen beeinflussen. Daraus folgt jedoch nicht, dass eine LiFePO₄-Batterie grundsätzlich niemals vollständig geladen werden darf. Es kommt darauf an, welche Zellspannungen erreicht werden, wie lange diese anliegen und welche Vorgaben der Hersteller macht. Außerdem benötigen viele BMS-Systeme gelegentlich einen ausreichend hohen Ladezustand, damit ihre Balancing-Funktionen sinnvoll arbeiten können. Zwischen einer gelegentlichen vollständigen Ladung und dem dauerhaften Halten auf hoher Spannung besteht ein erheblicher Unterschied. |
06 | TOP-BALANCING – WAS PASSIERT DABEI? Beim Top-Balancing geht es darum, die Ladezustände der einzelnen Zellen im oberen Spannungsbereich möglichst gut anzugleichen. Das ist besonders bei in Reihe geschalteten Zellen wichtig. Denn eine Batterie kann nur so weit geladen werden, wie es die zuerst an ihre Spannungsgrenze kommende Zelle zulässt. Ein passiver Balancer führt dazu einen begrenzten Strom an einzelnen Zellen vorbei. Dabei wird überschüssige Energie in Wärme umgesetzt. Entscheidend ist das Verhältnis zwischen dem Balancingstrom und den vorhandenen Unterschieden zwischen den Zellen. Ein Balancer mit beispielsweise 150 mA kann keine größeren Kapazitätsunterschiede innerhalb weniger Minuten ausgleichen. Das bedeutet aber nicht automatisch, dass der gesamte Ladestrom grundsätzlich auf 150 mA reduziert werden muss. Ladestrom, Zellspannungsverhalten und Balancingstrom erfüllen unterschiedliche Aufgaben. |
07 | WARUM 1 A NICHT AUTOMATISCH BESSER IST In manchen Anleitungen zum Top-Balancing wird empfohlen, im oberen Spannungsbereich nur noch mit sehr kleinen Strömen zu arbeiten. Bei bestimmten Verfahren kann das sinnvoll sein. Es handelt sich dabei aber nicht um eine allgemeine Vorschrift für den normalen Betrieb einer fertig aufgebauten LiFePO₄-Batterie. Ein wichtiger Unterschied besteht zwischen: • Dem erstmaligen Angleichen einzelner Zellen vor dem Zusammenbau • Dem Balancing während des normalen Batteriebetriebs • Dem Nachbalancieren einer bereits betriebenen Batterie Diese Vorgänge dürfen nicht miteinander verwechselt werden. Eine Batterie mit gut aufeinander abgestimmten Zellen benötigt normalerweise deutlich weniger Korrekturarbeit durch den Balancer als ein schlecht zusammengestellter Zellensatz. |
08 | DAS DATENBLATT IST ENTSCHEIDEND In meinem ursprünglichen Bericht habe ich eine Ladetabelle aus dem Datenblatt meiner verwendeten Zellen veröffentlicht. Daraus lassen sich die zulässigen Ladebedingungen in Abhängigkeit von Temperatur und Ladezustand ableiten. Das ist wesentlich aussagekräftiger als eine allgemeine Aussage wie: „LiFePO₄ darf man nur langsam laden.“ Oder: „Oberhalb von 13,9 V muss der Ladestrom unter 1 A liegen.“ Entscheidend sind die konkreten Grenzwerte der eingesetzten Zellen. Dabei müssen auch das BMS, die Verkabelung, die Temperaturüberwachung und die Vorgaben für die vollständige Batterie berücksichtigt werden. Ein technisch geeigneter Ladestrom für eine Zelle muss nicht automatisch für jede daraus aufgebaute Batterie geeignet sein. |
09 | BRAUCHT MAN DAFÜR EIN SPEZIELLES NETZLADEGERÄT? Gelegentlich wird behauptet, dass für bestimmte Ladevorgänge unbedingt ein spezielles Labornetzgerät benötigt wird. Auch hier sollte man unterscheiden. Für das gezielte Vorbalancieren einzelner Zellen kann ein geeignetes, präzise einstellbares Netzgerät sinnvoll sein. Für den regulären Betrieb einer fertig aufgebauten Batterie ist dagegen ein passendes LiFePO₄-Ladegerät vorgesehen. Ich selbst verwende für meine Batterien Victron-Ladegeräte. Entscheidend ist, dass sich die erforderlichen Ladeparameter einstellen lassen und das Ladegerät für die jeweilige Anwendung geeignet ist. Nicht der Name des Ladegeräts entscheidet über das Ergebnis, sondern seine technischen Eigenschaften und die richtige Einstellung. |
10 | FAZIT – NICHT JEDE FORUMSREGEL IST EINE TECHNISCHE VORSCHRIFT LiFePO₄-Batterien benötigen eine geeignete Ladetechnik. Daran besteht kein Zweifel. Allerdings sollte man zwischen tatsächlich notwendigen Schutzmaßnahmen und pauschal weitergegebenen Empfehlungen unterscheiden. Ein sehr kleiner Ladestrom kann bei bestimmten Zellzuständen erforderlich sein. Er ist aber nicht grundsätzlich die bessere Lösung für jede Batterie. Auch beim Top-Balancing kommt es auf die verwendeten Zellen, ihren Zustand und die Eigenschaften des BMS an. Mein Fazit: Wer wissen möchte, wie eine LiFePO₄-Batterie richtig geladen werden sollte, muss zunächst die technischen Daten ihrer Zellen kennen. Erst danach lassen sich sinnvolle Aussagen über Ladespannung, Ladestrom und Balancing treffen. Das Datenblatt sollte die Grundlage sein – nicht eine ungeprüft übernommene Faustregel. |
DER VOLLSTÄNDIGE PRAXISBERICHT
Im geschützten Fachbereich des WOMOFORUM findest du meinen ursprünglichen Bericht mit der Ladetabelle aus dem Zelldatenblatt und der anschließenden Diskussion.
Dort gehe ich auch auf die Unterschiede zwischen hochwertigen und preisgünstigen Zellensätzen ein.
Zum vollständigen Bericht für Mitglieder
Der Zugriff ist nach kostenloser Registrierung und Freischaltung möglich.
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Grüße aus dem mittleren Süden
Jürgen (Jube)
www.jube-tech.de
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