95Ah AGM Batterie gegen 400AH LiFeYPo4 Batterie getauscht

Ich bin nur gelegentlich online. Also wenn du Fragen hast musst du ggf mal etwas warten bis ich Antworte.

Viel Spezialwissen braucht man dafür nicht, nur zwei linke Daumen sind eher hinderlich.

Zwei Sachen sind wichtig, lass dir Zeit und überstürze nichts und arbeite nur mit abgeklemmten Batterien (hier können Ströme fließen die stärker sind als in manchen Schweißgeräten).

Habe auch die "dummen" Sprüche wie "nach fest kommt ab" oder "dreimal abgesägt und immer noch zu kurz" oder "..." im Hinterkopf.

Stimmt auch die 400Ah sind irgend wann mal leer, aber meine 400Ah entsprechen 13V*400Ah*80% = 4,1kWh. Meine alte AMG Rechnung sah so aus: 12,5V*95Ah*50% 0,59kWh.

Beim Laden gehen bei mir ab der ersten Sekunde 80A rein und das bis kurz vor knalle Voll. eine AMG Batterie lädt hier schleichend. wenn ich ne halbe Stunde fahre ist das wieder drin was ich vorher in der AMG maximal zur Verfügung hatte.

Ich sehe es ein, dass ich hier keinen Durchschnitt realisiert habe und Solar soll ja auch noch kommen (mal sehn wenn es soweit ist). Momentan kann ich fast ne Woche ohne Einschränkung wo stehen und länger stehe ich im Allgemeinen auch nicht.

sorry für den Tippfehler du hast recht (der AMG hätte auch keinen Platz gehabt)

Ich denke es gibt kein allgemeingültiges Rezept, das jeder als das Beste akzeptiert.

Der eine will lieber was moderneres (ich sage mal nicht Hype) und der andere will lieber etwas traditionelleres.

Alles hat seine Vor- und Nachteile. die einen Punkte sind Objektiv und die anderen könnte man auch Subjektiv bezeichnen (je nach persönliche Sicht und Vorliebe).

Klassische Batterien (Bleisäure bis AGM):

• sind aktuell etwas günstiger im Preis bei der Anschaffung,
• werden von (fast) allen Ladegeräten unterstützt,
• haben ein höheres Leistungsgewicht,
• haben eine wenig konstante Spannungskurve über die Ladung,
• brauchen lange bis sie voll sind,
• haben nur eine geringen Entladeprozentsatz bevor es an die Lebensdauer geht,
• habe eine geringere Zyklenfestigkeit,
• haben eine relativ hohen innenwiderstand,
• ...

LiFe(Y)Po4 Batterien (nicht Lithium Ionen Batterien, die brandgefährliches metallisches Lithium enthalten)

• sind zugegeben aktuell sehr teuer in der Anschaffung,
• brauchen geeignete Ladegeräte (auf jeden Fall auch einen Ladebooster (macht ohne keinen Spaß)),
• wiegen nur Bruchteile bei einer vergleichbaren Entladeleistung gegenüber klassischen Batterien,
• haben eine fast konstante Entladekurve bzgl der Spannung
• brauchen ein BMS (was übrigens den Nasszellen auch nicht schaden könnte),
• Können mit irren Ladeströmen beaufschlagt werden und sind somit sehr schnell voll,
• werden eine hohe Zyklenfestigkeit und Lebensdauer vorhergesagt,
• haben einen sehr sehr kleinen Innenwiderstand
• sind etwas temperaturempfindlicher (vor allem jene ohne Yttrium)
• ...

Wie gesagt alles meine persönliche Meinung und andere können eine andere Meinung haben

Zwei drei Rechnungen um die obigen Zahlen in "mein richtiges" Licht zu rücken:

100Ah LiFe(Y)Po4 kann man gut bis zu 80% entladen und erhält somit etwa 13V*100Ah*80%=1kWh Energie aus der Batterie.

Um die selbe Energie aus eine klassische Batterie zu bekommen benötigt man 1kWh/(12,5V*50%)=160Ah

(habe hier mal mit großzügigen Mittelwerten für klassische Batterien und konservativen für LiFe(Y)Po4 gerechnet, Sprich für LiFe(Y)Po4 bekommt man etwas mehr raus vor allem wenn die Entladeströme hoch sind))

Nehmen wir dann noch das Gewicht bei den obigen Zahlen

Habe eine 85Ah Nassbatterie auf die Waage gestellt (28kg), was in Summe also in fast 60kg für die obige Energiemenge bedeutet

Aus dem Datenblatt der Fa Winston kann man 3,3kg pro 100Ah Zelle entnehmen, was in Summe dann etwa 14kg sind (OK BMS muss noch dazu)

Also etwa 60kg zu 14kg (somit etwa 1/4 des Gewichts für die moderne Batterie)

Beim Volumen sieht es nicht viel anders aus

Die zwei Nassbatterien füllen meine original Batteriekasten vollständig

Die 100Ah LiFeYPo4 von Winstron nimmt den Raum einer kleinen Nasszelle ein (h*b*l =218mm143mm*268mm)

(ich konnte in dem Raum für die 2 Nasszellen 400Ah unterbringen und habe zusätzlich noch Platz für ein en Wechselrichter gefunden inklusive Sicherungen Relais und Strommessern (OK ich habe etwas in der Höhe dazu gebaut, weil die 400Ah Zellen schon höher sind)).

Eine Nasszelle mit mit C100 (also einen hundertstel der angegebenen Amperestunden) zu belasten liefert viel Energie (meist ist das der Wert der aufgedruckt ist)

wenn man die Nasszelle aber mit richtig "schmakes" belastet (um im obigen Beispiel einen 1500W Wechselrichter zu betreiben käme man so in etwa auf C1 (also einer Stromstärke die der aufgedruckten Ah entspricht)) dann ist der Innenwiderstand das große Problem und man bekommt nur dreiviertel (oder weniger) raus (immer dran denken, das sind nicht kurze Anlasserströme sondern Dauerströme).

Bei der LiFe(Y)Po4 ist die Strombelastung anders definiert C1 bedeutet dort eine Belastung mit einfacher Ah Zahl und C3 z.B. mit 3facher Ah Zahl (man kann daraus schon ablesen, dass hier sich die Ströme in ganz anderen Dimensionen bewegen). Bei C1 hat eine 100aH Winstron Zelle zwischen 100% und 20% Restenergie in etwa eine Zellenspannung von 3,5V und 3,35V was in etwa 14V und 13.4V für die Batterie bedeutet (der kleine Innenwiderstand erzeugt bei den hohen Strömen eben kaum Verluste). Wer schon mal einen Wechselrichte an eine Nasszelle angeschlossen hat und z.B. die Dachklima mit betrieben hat weiß wie lange das geht und wie lange das zum wieder aufladen dauert (das steht in keinem Verhältnis). Mit einer LiFe(Y)Po4 könnte man das tun, muss es aber nicht.

Das (Y) in der Bezeichnung ist der Bestandteil Yttrium der die Zellen etwas mehr kälteunempfindlicher macht. Ich würde das im Womo einfach als optionales Polster mitnehmen. Wenn die Kiste im Winter zum Übernachten benutzt wird ist hoffentlich die Batterie immer warm. Aber wenn das Teil nur rumsteht (ohne geheizte Garage) und mal nachgeladen werden muss ist es halt blöd, wenn die Batterie keinen Strom aufnimmt nur weil es gerade mörderisch kalt ist.

Bitte zerfleischt mich nicht gleich. Ich habe hier nur meine Meinung geäußert und hoffe nicht allzu viel falsches geschrieben zu haben. Wenn sich herausstellt das ich tatsächlich eine Falschaussage hier getätigt habe, werde ich sie korrigieren, aber nur wenn andere anderer Meinung sind muss man seine ja nicht zwangsläufig ändern!!

Das AMG im Titel würde ich gerne in AGM ändern weiß aber nicht wie (hat einer eine Tipp oder kann es gleich ändern, danke).

Ich habe in verschieden Threads Fragestellungen gesehen zu denen ich hier ggf etwas beitragen kann. Ich mache das zentral hier und gebe in den entsprechen Threads nur einen link in diesen an um es nicht mehrfach zu wiederholen (bin faul).

Widerstandsberechnung von Kupferleitungen (um abschätzen zu können ob eine Leitung a) den Strom kann und b) wie viel Spannung abfällt)

Leitungskupfer hat eine Leitfähigkeit (roh) von ca ρ=0,0172 in Ohm*Quadratmillimeter pro Meter.

Der Widerstand einer Leitung mit einer bestimmten Länge l und eines definierten Durchmessers A berechnet sich dann zu R= ρ*l /A. das ganze gilt für 20°C

Wenn man jetzt noch die Temperatur in Spiel bringen möchte, muss man den Temperaturkoeffizienten (alpha) berücksichtigen. Der ist für Kupfer α=0,0039 in 1/Kelvin

Der temperaturbereinigte Widerstand wäre also R(T) = R(T₀)*(1+ α*(T-T₀)) mit T die gegebene Temperatur und T₀ eben die 20°C. Aber das ist mehr akademisch als hier sinnvoll einsetzbar (drum gleich wieder vergessen).

Eine 2m lange 16mm² dicke Kupferleitung hat somit einen Widerstand von 0,0172*2/16=0,00215Ω (das ist erst mal ein Zahl, die Wirkung sieht man erst wenn man weiter rechnet).

Nehmen wir an das ist die Leitung die von der LiMa zur Starterbatterie geht.

Betrachten wir nun zwei Szenarien:

1) Start des Motors über Anlasser mit z.B. 150A

Der Spannungsabfall in Volt berechnet sich zu U=R*I mit R in Ohm und I in Ampere

Somit kommt von der Starterbatterie mit, sagen wir mal 12V (das ist eine hohe Zahl für diese Belastung) nur 12-0,00215*200=11,57V an (eher weniger weil die Batterie das nicht bei 12 V hält und noch weiter Übergangswiderstände vorliegen (Verschraubungen und Sicherung)). Das reicht aber für den Anlasser.

Hier noch mal die entsprechenden Formeln zusammengefasst.

2) Laden der Starterbatterie und der Bordbatterie

Das Kabel zur Starterbatterie ist dasselbe wie oben aber jetzt kommt noch ein Kabel zu Bordbatterie.

Hier verbaut der eine oder andere Hersteller schlappe 10mm². Gehen wir auch hier von 2 Meter aus (bei meinem reicht das nicht ganz). Somit haben wir hier einen Widerstand von 0.0172*2/10=0,00344Ω.

Die Lichtmaschine liefert mal angenommen 14.4V die Starterbatterie wird mit 10A geladen (wir nehmen an sie wäre fast 80% voll) und die Bordbatterie zieht 30A (erste Fahrt nach Nutzung).

Somit fließen auf dem ersten Kabel 40A und auf dem zweiten 30A. Der Spannungsabfall auf dem ersten Teilstück ist U=0,00215*40=0,086V und auf dem zweiten ist U=0,00344*30=0,103V. Erst mal nichts Tragisches. Nur man sieht hier schon, dass die Bordbatterie nie die volle Spannung abbekommt.

Nimmt man dann aber eine LiFe(Y)PO4 so sieht die Welt anders aus. 100A Ladeströme sind keine Seltenheit wenn nicht eine Strombegrenzung im BMS greift (der niedrige Innenwiderstand treibt den Strom).

Also 110A auf dem ersten Teilstück und 100A auf dem zweiten Teilstück. Der Spannungsabfall auf dem ersten Teilstück ist U=0,00215*110=0,236V und auf dem zweiten ist U=0,00344*100=0,344V.

Die Lichtmaschine liefert aber immer noch 14,4V. die Starterbatterie bekommt 14.1V und die Bordbatterie bekommt 13.82V. Für eine Blei Batterie zu wenig und für eine LiFe(Y)PO4 nicht das Optimum, wenn jetzt aber die Starterbatterie voll wird (Lima erkennt das) regelt sie die Spannung zurück und die Bordbatterie bekommt keine Ladung mehr (im ungünstigen Fall bei geschlossenem Trennrelais) speist sie jetzt sogar die Fahrzeugseite und wenn dann der Motor aus gemacht wird, ist in der Bordbatterie nicht viel drin. Die vielen Übergangswiderstände die die Verkabelung noch aufweist, habe ich hier erst gar nicht berücksichtigt.

In ein paar Kommentaren wurde die Parallelschaltung und die Reihenschaltung nicht ganz verstanden.

Bei parallel Schaltung teilen sich die Ströme und bei Reihenschaltung teilt sich die Spannung. Wer es vorher noch nicht verstanden hat weiß jetzt nicht unbedingt mehr.

Im folgenden Bild habe ich das mal versucht zu zeigen (das sind Binsenweisheiten, aber wenn man es noch nicht gesehen hat, kommt man möglicherweise nicht selber drauf). In den Schulbüchern sieht man immer die Theorie (alles ideale Leiter). Das funktioniert auch recht gut, wenn die Ströme im Verhältnis zur Leitfähigkeit (Kehrwert des Widerstands) klein sind. Bei den Strömen in der Stromversorgung eines Womos ist das aber nicht zu vernachlässigen (oder eben mit irrem Leitungsquerschnitt zu kompensieren). Ob nur Widerstände oder Batterien parallel geschalten werden ist erst mal zweitranging (eine zu ladende Batterie ist ja auch eine Last).

Man kann aber im letzen Schaubild auch gleich erkennen, dass es nicht egal ist wie die Batterien angeschlossen werden wenn es zwei sind die Leitungswiderstände der kurzen Verbindungstücke habe ebenfalls einen Spannungsabfall und der kann sich nur bei einer Batterie auswirken (dann bekommt diese weniger Spannung als die andere (falsche Verdrahtung)) oder auf beide gleich auswirken (beide Leitungslängen haben den selben Widerstand und werden asymmetrisch verschaltet) und somit bekommen beide Batterien die selbe Spannung (in jeder Zuleitung zu den zwei Batterien wirk jeweils nur ein Widerstand). Der Widerstand in der Zuleitung wirkt auf beide Batterien und reduziert nur die effektive Spannung an beiden Batterien (aber eben gleich).

Der kleine Widerstand in der Spannungsquelle links unten gibt es bei jeder Spannungsquelle (egal ob LiMa oder Batterie) und ist eben deren Innenwiderstand. Nur ist er eben beim einen Batterietyp kleiner als beim anderen das der real vorhanden ist kann man z.B. leicht selber feststellen. Man belaste eine Spannungsquelle mit einem ordentliche Strom und vergleich die beiden Spannungen (Leerlaufspannung ohne Last und Spannung unter Last).Je größer die Differenz je größer der Innenwiderstand.

Bei der Reihenschaltung habe ich mir die Verschaltung von Bordbatterien mal gespart, da das nur im LKW und in Womos mit LKW Chassis vorkommt. Auch die reale Betrachtung habe ich mir gespart, da man sich die zwei Widerstände (in Leitung und Generator) leicht selber vorstellen kann).

Auch noch ein paar Worte zum „sonderbaren“ Verhalten neuerer Lichtmaschinen (ab Euro5).

Um die Autos im Kaltlauf besser dastehen zu lassen wie sie sind wird bei den Automobileherstellern mit allen Mitteln „getrickst“. Unter anderem wird eiben die Lichtmaschine ausgeschaltet solange der Motor kalt ist und die Batterie noch ein paar „Töpfchen“ Reserve hat. Das mag beim PKW Betrieb gehen, aber im Womo erwartet man dass die Bordbatterie nie (wirklich nie) vom Fahrzeug entladen wird. Bei meinen „fast Euro6“ (er wurde gebaut als eigentlich Euro6 temp Pflicht war aber das Basisfahrzeug war halt schon zugelassen und wurde munter weiter produziert) wurde meine Aufbaubatterie immer nacg jedem Start entladen und das hatte zur Folge dass ich bei kurzen Standtorwechseln eher weniger als mehr Strom in der Batterie hatte.

Was ist der Grund? Die FA Hymer hat halt wie zu Euro4 Zeiten üblich, die selber Verschaltung gewählt. EBL hängt an Starterbatterie und Bordbatterie wird über Trennrelais (schaltet bei aktivem D+, also wenn Motor läuft) im EBL mit der Starterbatterie verbunden.

Soweit so gut, wenn a) die Lima immer läuft und b) die Spannung die an der Bordbatterie ankommt hoch genug ist um sie voll zu laden. Beides war bei mir nicht der Fall und ich hatte nur Probleme mit leerer Bordbatterie. Dass die Batterie nicht nur nicht geladen sondern auch entladen wird hat man in meine Werkstatt nicht mal geglaubt und bei jeden Termin wurde mir gesagt dass alles in Ordnung sei. Mir ist irgendwann der Kragen geplatzt und bin zum Prüftermin ebenfalls in die Werkstatt und als man mir zeigte wie die Jungs messen war mir klar wieso die den Fehler nicht finden konnten. Beim Anlassen des Motors und der anschließenden Fahrt in die Halle haben die Jungs das Gas dermaßen durchgetreten, dass der Motor auf 4000 UpM hochheulte. Damit wird der Bordelektronik aber mittgeteilt, dass sie ab sofort die Lima zwangseinschalten muss (diese Drehzahl kommt anscheinend auf dem Abgasprüfstand nicht vor) und es fließt kein Strom aus der Bordbatterie in die Starterbatterie.

Was lernt man daraus? Da die Bordbatterie eher länger zum laden brauch als die Starterbatterie und diese aber chronisch unterversorgt wird (lassen wir das ausschalten der Lima an Anfang mal weg) sollte man eine andere Ladevariante wählen. Der Hersteller wollte den Ladebooster nicht spendieren, aber ohne geht es eben nicht gut und bei LiFe(Y)PO4 noch schlechter. Wie wirkt der Ladebooster? Für die Starterbatterie ist er eine (ordentliche) Last und zwingt ggf die Lima auch beim Kaltlauf einzuschalten weil die Starterbatterie durch die Belastung an Spannung verliert. Fehler 1 (Lima schaltet nicht ein) behoben. Für die Bordbatterie ist der Ladebooster eine Spannungsquelle die das exakte Ladeverhalten das die jeweilige Batterie benötigt erzeugt. Die Batterie kann also unabhängig von der Spannung der Lichtmaschine versorgt werden. Wenn man jetzt noch den Ladebooster nicht hinter das EBL sondern direkt an die Starterbatterie hängt ist man auch nicht mehr von der maximalen Belastung des EBLs (bei mir 30A) abhängig und kann mit z.B. 80A die Batterie laden wenn es ihr danach dürstet (damit ist auch Fehler 2 (Unterversorgung der Bordbatterie) weg). Ein Trennrelais ist auch nicht nötig solange man nicht dermaßen hohe ströme zieht die die Bordbatterie plus Ladebooster überfordern (das kommt bei LiFe(Y)PO4 nie vor, weil deren ströme sind riesig und eine normale Lima würde bei den Strömen wohl eher verglühen als dauerhaft Strom liefern).

Die Frage mit welche Spannung muss ich welche Batterie und wie lange laden kann man sich nur die Finger verbrennen. Hier gibt es zu viele Typen mit unterschiedlichen Anforderungen so dass hier nur der Blick ins Datenblatt hilft (sofern es ein vernünftiges gibt).

Ich persönlich hatte meine Bleibatterien meist verheizt. Das lag in der Nachbetrachtung aber nicht an den falschen Spannungswerten, die ich in den Ladegeräten eingestellt hatte, sondern und der ungeeigneten Verschaltung. In meine Kasten wagen war eine 160Wp Solaranlage auf dem Dach und ein „günstiger“ Linearregler (nix MPP). Die Bordbatterie hing über ein Trennrelais an der Lima. Die Lima hat bei der Fahrt gnadenlos geladen ohne sich an die Laderegeln einer GelBatterie zu halten (

Der Strom ging zwar durch EBL, aber das hat nur das Relais geschlossen und das war alles was es zu Ladekontrolle beigetragen hat).

Der Solarregler hat zwar die Spannung begrenzt aber ebenfalls keine Ladekurven gekannt. Damit blieb einem nur die Möglichkeit die Batterie nicht ordentlich zu laden oder zu verheizen.

Wenn man also auf der sicheren Seite sich bewegen möchte kann ich nur ein Gerät empfehlen was alle Ladewege einer Batterie beherrscht und gleichzeitig die Ladekennlinien einhält. Die Ladewege sind: Lima, Landstrom, Solar. Wenn man dann noch die Möglichkeit hat im BMS die Zuleitung und Lastleitung per Relais zu schalten und das auch noch automatisch und spannungs- und temperaturgesteuert, dann kann man sich beruhigt zurücklehnen und der Blick auf den Batteriecomputer braucht man nicht mehr oder nur noch um sich zu freuen weil alles läuft wie es soll. Da man kann einwenden das ist teuer und kompliziert. Teuer ja kompliziert nein, und teuer ist es auch nur wenn man das manuelle bediene in allen Situationen nicht berechnet und die Fehler die dabei passieren können auch nicht. Das Leben lehrt einem das manuelle Prozesse die unzuverlässigsten sind (solange man nicht an der Technik spart).

Ich hoffe damit dem einen oder anderen eine hilfreich Anregung gegeben zu haben. Alle die die das nicht mögen dürfen auch ihre Meinung sagen, gerne im angemessen Tonfall (mit Kritik muss man leben, nur konstruktive ist besser als destruktive).