Erstellt von Marcus Rönz | 24.10.2023
Springe zum gewünschten Bereich innerhalb dieser Seite: StartInhaltsverzeichnisähnliche ThemenKommentare Inhaltsverzeichnis:
- Nachteile verschiedener Batterie-Chemien
- Funktionsweise der integrierten Batterieheizung
- Kapazitätstest und Ermittlung des Wirkungsgrades
- Ein Blick ins Innere der Batterie
- Fazit
PowerQueen 12V 100Ah LiFePo4 selbstheizend
Nachteile verschiedener Batterie-Chemien
Ob im unbeheizten Schuppen, Garage oder auch im Camper-Van, gab es bei der Batterieauswahl meist nur zwei Typen: Blei- oder Lithium-Ionen Batterien.Die Nachteile dieser beiden Technologien sind bekannt:
Nachteile Bleibatterien:
- hohes Gewicht
- geringe Lebensdauer bei Zyklen
- nur ein Teil der Kapazität entnehmbar (abhängig von der Stromstärke)
- dadurch teuer
- Brandrisiko bei Problemen (nicht so einfach löschbar)
- geringe Zyklenzahlen und in der Solaranlage geringe Lebensdauer
- unter 0 Grad Celsius nicht aufladbar (beschädigt die Batterie)
Lesetipp: Wann rechnet sich mein LiFePo4 Speicher?
Das Unternehmen PowerQueen hat mir zwei solcher Batterien kostenlos für meine 24V Insel-Solaranlage zur Verfügung gestellt. In diesem Beitrag schauen wir uns die Funktionsweise und meinen Kapazitätstest an. Am Ende werde ich die Batterie öffnen und wir schauen mal rein.
Vorgestellt: Selbstheizende 12V 100Ah LiFePo4 Batterie von PowerQueen
Und so funktioniert die integrierten Heizung:Die Batterie kann bis -20°C ganz normal entladen werden, wie das bei allen LFP-Batterien üblich ist. Wenn die Batterie aufgeladen wird und es sind unter 5°C, werden die Heizmatten den Ladestrom erhalten und sich aufheizen. Es fließt erst Strom in die Batterie, sobald diese 10°C erreicht hat.
Die integrierte Heizung wird also nicht vom Batteriestrom gespeist. Das schützt die Batterie vor einer Tiefentladung. Du kannst z. B. bei Verwendung in der Photovoltaikanlage die Batterie nachts komplett leer machen. Geht die Sonne auf und die Batterie hat unter 5°C, wird diese sich erst selbst erwärmen und dann ganz normal laden. Das übernimmt das integrierte Batterie-Management-System (kurz: BMS).
Technische Daten zur Batterie:
- Abmessung L x H x B: 32,9cm x 17,2cm x 21,4cm
- Maximale Dauerleistung: 1280W
- Max. Lade- und Entladestrom: 100A
- Max. Entladestrom (5 Sekunden): 280A
- Ladespannung: 14,4V +-0,2V
- Entladeschlussspannung: 10,8V
- Reihen- und Parallelschaltung: maximal 4 in Reihe und 4 Parallel
- Mindestladestrom bei Heizen (unter 5 Grad): 10A
- Temperatur beim laden: -20 Grad bis +50 Grad
- Temperatur beim entladen: -20 Grad bis +60 Grad
- Heizung Aktivierung beim laden: -20 Grad bis +5 Grad
- Heizt bis +10 Grad erreicht sind
- Heizzeit von -10 bis +10 Grad: 90 Minuten bei 10A Ladestrom
Auch wenn diese Batterien enorme Power haben, kann man mit einem pfleglichen Umgang viele Jahre und tausenden Kilowattstunden lange Freude haben.
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Mein Kapazitätstest
Jede Batterie, die ich vorstelle oder empfehle, wird zuvor einem Kapazitätstest unterzogen.Als Tester kommt der ZKE Tech Batterietester zum Einsatz. Dieser kann zudem an das Notebook angeschlossen werden, um Lade- und Entladekurven grafisch festzuhalten. Hier siehst du den kompletten Testzyklus, den ich danach etwas genauer beschreibe.
LiFePo4 Laden und Entladen Kurve Kapazitätstest
Als Erstes wird die LiFePo4-Batterie normal bis 14,4V aufgeladen.
Danach wird die Batterie bis 10,8V entladen, um die Gesamtkapazität feststellen zu können. Anschließend wird wieder aufgeladen.
Zwischen Entladung und Aufladung können wir den Wirkungsgrad der Lithium-Eisenphosphat Zellchemie feststellen. Dieser liegt bei unseren Batteriezellen bei unglaublichen 99,77%! Nicht mit einbezogen sind die Verluste des Ladegeräts.
Blei liegt bei maximalen Wirkungsgraden von ca. 80-82% weit hinten. Bei Bleiakkus kommt es jedoch auch auf Lade- und Entladeströme an. LiFePo4 Akkus ist das aber egal.
LiFePo4 Wirkungsgrad
Im Bild siehst du die 3 Schritte: Nachladen, Entladen, Wiederaufladen, sowie die ermittelte Kapazität und errechneten Wirkungsgrad.
Ein Blick in das Batterie Innere
Gut zu wissen und interessant zu gleich ist es, wenn man einen Blick ins innere wagt.Als erstes fiel mir auf, dass die Zellen liegend verbaut sind. Das ist nicht schlimm. Jedoch sollte die Batterie nur in dieser Position in deinem Fahrzeug oder Photovoltaikanlage verbaut werden, wenn du nicht weißt, wie im inneren die Zellen integriert sind. Die Oberseite der LiFePo4 Zellen haben immer den Plus- und Minuskontakt, sowie ein Überdruckventil. Dieses Ventil darf niemals nach unten zeigen.
Möchtest du deine Batterie in einer anderen Lage verbauen, frag vorher den Händler, wenn es aus der Anleitung nicht hervorgeht.
Blick ins Innere der PowerQueen 12V 100Ah LiFePo4 selbstheizend
Gepresste Zellen
Gut zu sehen ist auch dieses grüne Band, welches die Zellen in Form hält und miteinander verpresst. Gepresste Zellen erreichen deutlich mehr Ladezyklen.
PowerQueen gibt hier selbst 4000+ Zyklen an, wenn die Batteriekapazität zu 100 Prozent genutzt wird. Das ist natürlich stark!
Zwischen dem BMS und den Zellen verbirgt sich die erste Heizplatte. Am unteren Ende der Zellen, also dem Batterieboden, ist die zweite Heizplatte. Das sieht also ersteinmal gut aus.
Weiteres wird der Test in meiner PV-Anlage zeigen, welches ich als separaten Beitrag hier auf Wohnen-Heimwerken.de veröffentlichen werde.
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Fazit
Die Auswahl von fertigen LiFePo4 Batterien wächst und die Preise purzeln weiter. Das liegt an der hohen Nachfrage und die damit steigenden Produktionszahlen.Wer heute noch zur Bleibatterie greift, muss gute Gründe haben, denn wenn wir die Zyklenzahlen und den Preis zwischen Blei und LFP setzen, verliert Blei haushoch.
Mit der Kapazität, dem Gewicht von rund 10kg, sowie den 100A Lade- und Entladestrom, bin ich sehr zufrieden. Die Heizung wird sich im Winter noch beweisen müssen. Falls es dazu wichtige Hinweise gibt, werde ich es hier nennen.