Forum: Haus & Smart Home Ladealgorithmus LiFePO4


von Fritz G. (fritz65)


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Ich weiß, dass das Thema im Netz schon exzessiv diskutiert wurde, ich 
werde aus den widerprüchlichen Daten dennoch nicht richtig schlau:

Was ist der optimale Ladealgorithmus für eine LiFePO4 - Batterie?

Zu den Daten:
Ich habe eine Felicity-Ess Lux mit 51.2V  Nennspannung und 100Ah 
Kapazität. Die Batterie wird über einen MPPt-Laderegler (Victron 
SmartMPPT 150/35) aus einer kleinen Solaranlage geladen. Der Hersteller 
gibt im Benutzerhandbuch als Empfehlung an: 57.6V maximale Ladespannung 
und 57.6V Erhaltungsladespannung.

Insbesondere die Erhaltungsspannung sehe ich als zu hoch an. Da ist die 
Batterie bis an den Rand gefüllt, was ihr auf Dauer nicht gut tut. Ich 
brauche nicht das letzte Quäntchen Ladung in die Batterie 
hineinzupressen, zumal die Ladekurve jenseits von 53V steil ansteigt und 
die 57.6V dann ganz schnell erreicht werden.

Der Laderegler erlaubt es, die Absorptionsspannung, die Dauer der 
Absorptionsphase und die Float-Spannung getrennt einzustellen.
Ich habe mal die Absorptionsspannung auf 57.6V gesetzt, was bei 16 
Zellen einer Zellenspannung von 3.6V entspricht. Die Erhaltungsladung 
habe ich auf 3.4V/Zelle, also 54.4V heruntergesetzt.
Wäre es besser hier noch weiter herunterzugehen? Und wie lange muss die 
Absorptionsphase dauern? Die ist wohl notwendig, um den Balancer zu 
aktivieren und Ungleichgewichte der Zellenladungen auszugleichen.
Im Moment passiert das jeden Morgen nach Sonnenaufgang, wenn die Module 
anfangen Strom zu liefern. Aber würde es nicht genügen, das Balancing 
nur 1 mal pro Woche oder noch seltener zu machen?

von Thomas R. (thomasr)


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Geh mal auf die Webseite von Victron. Die haben sehr viel nützliches zu 
dem Thema dort veröffentlicht.

von Oliver S. (oliverso)


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3,6V im Mittel sind deutlich zu hoch. Das Risiko, dass da trotz Balancer 
eine Zelle über 3,65V rutscht, ist gross.

3,45V reichen. Absorbtionszeit 1h.

Oliver

von Jens K. (jensky)


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Oliver S. schrieb:
> 3,6V im Mittel sind deutlich zu hoch. Das Risiko, dass da trotz
> Balancer
> eine Zelle über 3,65V rutscht, ist gross.
>
> 3,45V reichen. Absorbtionszeit 1h.
>
> Oliver

Vor allem beim 3,6V ist der Akku ja schon fasst bei 100% SOC (95%). 
Alles über 80% lässt den Akku rapide altern

von Oliver S. (oliverso)


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Jens K. schrieb:
> Vor allem beim 3,6V ist der Akku ja schon fasst bei 100% SOC (95%).
> Alles über 80% lässt den Akku rapide altern

Das ist beides so pauschal unrichtig.

Oliver

von Michael B. (laberkopp)


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Fritz G. schrieb:
> Was ist der optimale Ladealgorithmus für eine LiFePO4 - Batterie?

Oliver S. schrieb:
> 3,6V im Mittel sind deutlich zu hoch. Das Risiko, dass da trotz Balancer
> eine Zelle über 3,65V rutscht, ist gross.

Dummschwatz.

LiFePO4 Akkus werden (weil ihre Spannung ca. 3.2V zwischen 20 und 80% 
liegt, eher Exemplar und temperaturabhängig als ladezustandsabhängig, 
erst an den Rändern geht die Spannung mit) gebalanct, in dem über (3.5 
bis 3.6V) ein Entladestrom eingeschaltet wird um die schon volle Zelle 
an die noch nicht ganz vollen anzupassen.
Bei klügeren Balancern nur wenn das beim Entladen nicht die zuerst leere 
Zelle war.

Das BMS schaltet den Ladevorgang ab wenn EINE (die erste) Zelle 3.65V 
erreicht (die Summe also durchaus unter n x 3.65V liegt). Da der 
Ladestrom erheblich grösser ist als der Balancer-Entladestrom passiert 
das schon bei nicht ausgeglichenen Akkus. Danach sinkt durch den 
Entladestrom des Balancers die Spannung langsam. Bleibt der Ladevorgang 
abgeschaltet, wird der Akku nie komplett gebalanct, wird er nie ganz 
voll. Der Ladestrom muss also wieder beginnen wenn der Akkupack um 0.1V 
entladen wird. Balancing passiert dann über Wochen, und das ist ok weil 
auch unbalancing nicht spontan erfolgt sondern z.B. wegen 
unterschiedlicher Selbstentladungsrate.

Die Klemmenspannung des Akkus liegt wegen des Spannungsabfalls an 
Zuleitung und BMS shunt und BMS MOSFETs immer etwas neben der 
Zellensummenspannung. Nur der Balancer kann über seine 
Kelvin-Verbindungen die reale Zellspannung erfahren, nur der 
Balancer/BMS kann bestimmen wann noch geladen werden muss, nicht das 
Ladegerät das nur die Akkupackgesamtspannung erfährt. Das muss einfach 
nur bereit sein zum Laden.

Schwierig ist daher eine z.B. nur 80%ige Nutzung des Akkus. Lädt man 
nicht weit genug auf, werden die Balancer nie aktiv. Letztlich aber 
egal, dann wird eine Zelle halt von 20-100 und die andere von 0-80% 
gecykelt.

von Oliver S. (oliverso)


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Michael B. schrieb:
> LiFePO4 Akkus werden (weil ihre Spannung ca. 3.2V zwischen 20 und 80%
> liegt, eher Exemplar und temperaturabhängig als ladezustandsabhängig,
> erst an den Rändern geht die Spannung mit) gebalanct, in dem über (3.5
> bis 3.6V) ein Entladestrom eingeschaltet wird

Dummschwatz.

Hier geht's nicht um irgendwelche generischen LiFePo-Fantasien, sondern 
um reale Geräte.

Ja, da wird ein Balancer drin sein. Passiv, mit ein paar 100mA. Der 
fängt beim Laden weglaufen Zellen nicht ein.

Insofern darfst du bei deinem PV-Akku an deiner PV-Anlage aber gerne 
machen, was du willst - wenn du denn sowas hättest.

Oliver

von Fritz G. (fritz65)


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Jens K. schrieb:
> Oliver S. schrieb:
>> 3,6V im Mittel sind deutlich zu hoch. Das Risiko, dass da trotz
>> Balancer
>> eine Zelle über 3,65V rutscht, ist gross.
>>
>> 3,45V reichen. Absorbtionszeit 1h.
>>
>> Oliver
>
> Vor allem beim 3,6V ist der Akku ja schon fasst bei 100% SOC (95%).
> Alles über 80% lässt den Akku rapide altern

Ich habe mal die Float-Spannung auf 3.375V heruntergestellt. Dieser Wert 
wird von Victron für ihre eigenen Batterien empfohlen.

Ideal wäre natürlich, die Ladung schon bei 80% SOC zu stoppen und nur 
gelegentlich einen Zellenausgleich zu fahren. Das Problem ist, dass die 
Ladekurve bei 80% noch so flach verläuft, dass sich der Ladezustand aus 
der Spannung allein nicht bestimmen läßt. Da spielen andere Faktoren, 
wie Temperatur, Vorgeschichte etc. Hinein.

von Oliver S. (oliverso)


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Fritz G. schrieb:
> Ideal wäre natürlich, die Ladung schon bei 80% SOC zu stoppen und nur
> gelegentlich einen Zellenausgleich zu fahren.

Noch idealer wäre es, die Batterie gar nicht zu benutzen. Dann läuft nur 
noch die kalendarische Alterung. Was dann natürlich zum nächsten 
Optimierungschritt führt, der "gar keine Batterie" bedeutet.

Viel wichtiger als die vollständige Vermeidung von 100% SOC ist m.E. Die 
Vermeidung hoher Belastungen bei niedrigem SOC. Also lieber bei 20% 
schon abschalten, und nicht erst bei 10%.

Oliver

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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Ja, vor allem abends/nachts ist das unheimlich praktisch, wenn man den 
Akku nicht benutzt. Mit einer Kurbel-Lampe oder einer Kerze hat man dann 
immerhin Licht. Und 'ne nervende Frau weil der Fernseher keine Kurbel 
hat.

von Heinz R. (heijz)


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Fritz G. schrieb:
> Ideal wäre natürlich, die Ladung schon bei 80% SOC zu stoppen und nur
> gelegentlich einen Zellenausgleich zu fahren.

schau Dir DBUS-serialbattery an, da kannst das alles einstellen und 
realisieren

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