Erstellt von Marcus Rönz | 27.11.2022
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LiFePo4 Batterien sind fĂŒr eine lange Zyklenlebensdauer und Sicherheit bekannt. Leider darf nicht unter 0 Grad geladen werden. Heute stelle ich die PowerQueen vor, welche zwei Heizpads integriert hat.

Inhaltsverzeichnis:
PowerQueen 12V 100Ah LiFePo4 selbstheizend

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 KapazitĂ€t entnehmbar (abhĂ€ngig von der StromstĂ€rke)
  • dadurch teuer
Nachteile Lithium-Ionen
  • Brandrisiko bei Problemen (nicht so einfach löschbar)
  • geringe Zyklenzahlen und in der Solaranlage geringe Lebensdauer
Nachteile Lithium-Eisenphosphat (LiFePo4 / LFP)
  • unter 0 Grad Celsius nicht aufladbar (beschĂ€digt die Batterie)
In fast allen genannten Punkten ist es nicht möglich, die Nachteile weg zu bekommen. Einzige Ausnahme ist die LiFePo4-Technologie, die man z. B. mit Heizmatten ausstatten kann. Und dies gibt es bereits fertig zu kaufen.

Lesetipp: Wann rechnet sich mein LiFePo4 Speicher?

Das Unternehmen PowerQueen hat mir zwei solcher Batterien kostenlos fĂŒr meine 24V Insel-Solaranlage zur VerfĂŒgung gestellt. In diesem Beitrag schauen wir uns die Funktionsweise und meinen KapazitĂ€tstest 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 ĂŒblich 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 schĂŒtzt 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 erwĂ€rmen und dann ganz normal laden. Das ĂŒbernimmt 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
Kurzer Hinweis von meiner Seite: Die obigen Spannungsbereiche sind Grenzbereiche. Ich empfehle die Ladeschlussspannung von 13,6V und eine Entladeschlussspannung von 12V. Bei höheren Entladeströmen kann man auch auf 10,8V einstellen. Muss die Batterie schnell beladen werden, kann die Spannung auf 14,4V genutzt werden.
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 KapazitÀtstest

Jede Batterie, die ich vorstelle oder empfehle, wird zuvor einem KapazitÀtstest 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 KapazitÀtstest

LiFePo4 Laden und Entladen Kurve KapazitÀtstest

So wird der Test durchgefĂŒhrt:
Als Erstes wird die LiFePo4-Batterie normal bis 14,4V aufgeladen.
Danach wird die Batterie bis 10,8V entladen, um die GesamtkapazitĂ€t 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 LadegerÀts.
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 KapazitÀt und errechneten Wirkungsgrad.

LiFePo4 Wirkungsgrad
Im Bild siehst du die 3 Schritte: Nachladen, Entladen, Wiederaufladen, sowie die ermittelte KapazitÀt 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 HÀndler, wenn es aus der Anleitung nicht hervorgeht.

Blick ins Innere der PowerQueen 12V 100Ah LiFePo4 selbstheizend

Blick ins Innere der PowerQueen 12V 100Ah LiFePo4 selbstheizend

Gepresste Zellen

Gepresste Zellen

Weiterhin ist das BMS, also das Batterie-Management-System zu sehen. Dies hat die Aufgabe, Zellspannungen zu messen, Temperatur zu ermitteln, die Heizung zu aktivieren und bei erreichen der Zell-Spannungsgrenzen das Laden- und Entladen abzuschalten.

Gut zu sehen ist auch dieses grĂŒne Band, welches die Zellen in Form hĂ€lt und miteinander verpresst. Gepresste Zellen erreichen deutlich mehr Ladezyklen.
PowerQueen gibt hier selbst 4000+ Zyklen an, wenn die BatteriekapazitĂ€t zu 100 Prozent genutzt wird. Das ist natĂŒrlich 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 wÀchst und die Preise purzeln weiter. Das liegt an der hohen Nachfrage und die damit steigenden Produktionszahlen.
Wer heute noch zur Bleibatterie greift, muss gute GrĂŒnde haben, denn wenn wir die Zyklenzahlen und den Preis zwischen Blei und LFP setzen, verliert Blei haushoch.
Mit der KapazitĂ€t, dem Gewicht von rund 10kg, sowie den 100A Lade- und Entladestrom, bin ich sehr zufrieden. Die Heizung wird sich im Winter noch beweisen mĂŒssen. Falls es dazu wichtige Hinweise gibt, werde ich es hier nennen.
Nach bestem Wissen und Gewissen.
Sonnige GrĂŒĂŸe, dein

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