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Mittwoch, 21. Mai 2014

LiFePO4 Lithiumzellen gekauft, was nun?

Für alle, die sich nicht ganz sicher sind, wie sie mit ihren neuen Zellen (prismatische LiFePO4) umgehen sollen, wenn sie erstmal ausgepackt sind, möchte ich hier eine kleine Anleitung geben, wie ich es machen würde:

Als erstes Mal eine Sichtprüfung!
  • Sind die Zellen alle unbeschadet?
  • Ist eine Zelle "aufgebläht"?
  • Pole blank? Keine Schmauchspuren?
Super, dann holt euer Multimeter raus, jetzt wird gemessen
Eine LiFePO4 Zelle wird üblicherweise mit 30-50% Ladung versendet. Das macht jeder Hersteller ein bisschen anders, aber Zellen eines Herstellers sollten zumindest den gleichen Spannungsbereich haben.
Etwa 3,2V ist üblich, bis 3,38V ist OK, weit drüber wäre ein Zeichen für eine Überladung!
Ebenso wäre unter 2,8V verdächtig, unter 2V ein Zeichen einer Unterladung!
Es muss nicht immer gleich alles kaputt sein, aber bei Auffälligkeiten sollte man genauer hinsehen, ausmessen oder den Kontakt zum Verkäufer suchen.

Nun sind die wenigsten Lithiumzellen Einzelgänger und so wird meist eine Reihenschaltung auf sie warten. Damit das auf Dauer mit der Ladung und Entladung in Serie funktioniert, müssen die Zellen möglichst gleiche Kapazitäten haben und auf ein Niveau gebracht werden, also Laden oder Entladen.

Die meisten werden ein BMS (Batterie Management System) verwenden, dass einem dabei helfen soll.
Meine Bitte: Schaut euch das BMSgenau an.
Was kann es und was nicht?
Welche Werte sind vorgegeben, welche kann man selbst anpassen?
Ich habe schon die haarstäubensten BMS-Einstellungen gesehen, die entweder schon Zellen auf dem Gewissen hatten, oder auf dem besten Weg dahin waren, also tut euch einen Gefallen und geht die Werte durch!

Wenn ihr kein BMS habt, werdet ihr manuell arbeiten müssen.
Nicht schlimm, nur zeitaufwändig.


Die meisten werden später ein Ladegerät anschließen, dass den Pack als eine Batterie ansieht.
Einige BMS überwachen alle Zellen einzeln und regeln das Ladegerät entsprechend, reduzieren Spannung und Strom, beenden die Ladung.

Ohne BMS wir bei einer eingestellten Spannung von der Konstantstromphase in die Konstantspannungsphase geschaltet und der Strom langsam gedrosselt.

Meine Empfehlung:
Zellenkapazität * 0.3C ist ein Richtwert für die meisten prismatischen Zellen für den Ladestrom.
Die meisten können einen deutlich höheren Ladestrom vertragen ("Schnelladung"), aber wenn es die Zeit zulässt, würde ich die Zellen nicht unnötig stressen.

Zellenanzahl * 3,5V ergibt die Ladeendspannung bzw die Spannung, in der von der Konstantstromphase in die Konstantspannungsphase gewechselt wird.

Zellenkapazität * 0.05C ist der Stromwert, an dem in der Konstantspannungsphase bei erreichen die Ladung beendet werden sollte.

1. Beispiel: eine 100Ah Zelle
Mit 30A laden, bis 3,5V erreicht ist, dann Spannung halten, bis der Strom sich auf 5A reduziert hat.
Ladung stoppen!

2. Beispiel: eine 180Ah Zelle
Mit 54A laden, bis 3,5V erreicht ist, dann Spannung halten, bis der Strom sich auf 9A reduziert hat.
Ladung stoppen!

Ihr müsst natürlich nicht mit dem vollen Strom eure Ladung beginnen.
Wenn ihr im Beispiel 2 mit z.B. 40A laden würdet, ist das gar kein Problem.
Auch 180A wären hin und wieder OK, nur wichtig ist, dass ihr bei 3,5V und 9A abschaltet.

Und ja, in den Datenblättern steht 3,6V oder 3,65V und das könnt ihr auch befolgen, ich empfehle 3,5V, weil ich meine Akkus möglichst lange nutzen möchte und über 3,5V eh nicht mehr viel Energie zu holen ist.

Wenn ihr eure Zellen geladen habt, wird die Zellspannung sofort nach der Ladung sinken.
Das ist ganz normal und soll auch so sein, bis ca 48 Stunden kann das andauern.
Eine "volle" LiFePo4 Zelle hat eine Ruhespannung von etwa 3,38V.

Hoffe das hilft ein wenig weiter.


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