Starterakku - ein Langzeittest

Hallo SPRINTer,

nachdem ich hier immer wieder von Problemen mit der Batterie lese (hab inzwischen auch schon die 2te Yuasa drin), habe ich mich im Internet mal nach Alternativen umgeschaut. U.a. auch nach der schon oft erwähnten "Hawker". Aber so recht hat mich das Teil nicht überzeugen können.

So stieß ich mehr oder weniger auf die Lithium-Eisen-Phosphat-Akkumulatoren, kurz auch LiFePo4 genannt. Eine Beschreibung zu diesem Akku gibt es bei Wikipedia: KLICK

Weitere Infos zu diesen "Wunderdingern" fand ich dann in diversen Foren. U.a. auch im T5net (KLACK).

Erfolgreich eingesetzt werden diese Art der Akkus schon eine zeitlang im Rennsport. Der grosse Vorteil liegt im Gewicht. Unsere Yuasa bringt ca. 4,6 kg auf die Waage. Das Akkupaket, das ich jetzt habe, wiegt lediglich 650 Gramm! WAHNSINN! Ein Foto seht ihr im Anhang. Hierbei handelt es sich um das Batteriefach der ST 1050, in der das Akkupack einfach mal reingestellt wurde. Die Yuasa füllt das Fach vollständig aus! (Und der Grund für den Ausbau des Batteriefaches wird irgendwann in einem Extra-Thread erklärt )

Die Leistung liegt bei 4500 mAh = 4,5 Ah. Diese sollen ausreichend sein, um unsere Ladies mehrfach starten zu können und das obwohl beim Startvorgang 110 A gezogen werden!

Ein weiterer Vorteil dieser Akkus: sie entladen sich nicht, wenn sie nicht genutzt werden. D.h. das Optimate und Co. ausgedient haben.

Und noch ein Vorteil: die Haltbarkeit wird mit ca. 15 Jahre angegeben! Selbst wenn sie nur die Hälfte überleben, wären das immer noch 7,5 Jahre. Meine Gelbatterie war nach ca. 3 Jahren hinüber.

Wo Licht ist, ist natürlich auch Schatten: der Kaufpreis ist mit 139.- EUR (4500 mAh) nicht ganz ohne .

Aber warum nicht die herkömmlichen Lithium-Ionen Akkus (LiPo)? Die sind doch billiger!

Ganz einfach: weil diese Dinger sich selbst entzünden können! Auch bei einem Unfall kann es bei Beschädigungen zu Selbstentzündungen kommen.
Das Problem gibt es bei en LiFePo anscheinend nicht. Sie überstehen auch den berüchtigten "Nageltest". Hierbei wird ein Nagel in die Akkus getrieben. Die normalen LiPos können hierbei mit einer Stichflamme auf die Malträtierung antworrten. Die LiFePos bleiben da ganz cool - dank des Eisenkerns.

Ich habe meinen Akku übrigens hier gekauft: KLACK Da gibt es auch noch weitere Infos.

Ich werde euch auf dem Laufenden halten bzgl. des Langzeittest

Grüssle
Jürgen

Ich hab noch ein paar Infos bzgl. der LiFePo4 Akkus im Netz gefunden:

Bleibatterien - Eiskalt erwischt (Pressebericht)
KLICK

Auch die Zeitschrift MO hat die kleinen Dinger bereits schon einmal getestet:
KLACK
KLOCK
KALICK

Und die hier gestellten Fragen

Zitat

Wie ist denn das mit dem Aufladen, reichen einfache Ladegeräte oder muss dann ein spezielles her?
Wenn die Batterie dann doch mal leer sein solte, kann die überbrückt werden, oder zerstört man dadurch die Lifepo4?

sind bereits weitergeleitet ...

Grüssle
Jürgen

Und hier kommt schon die prompte Antwort von Modellbau Fuchs:

Zitat

das Ladegerät kann ein ganz einfacher Bleilader sein, er muss lediglich eine CCCV-Kennlinie haben, Ladeschluss-Spannung 14,4V, und den Ladestrom von 18A nicht überschreiten. Dass einige Lader nicht gehen wäre mir nicht bekannt, natürlich können wir aber auch nicht alle Geräte auf dem Markt kennen.

Überbrücken: Das Überbrücken von Motorradbatterien ist sowieso so eine Sache. Von Motorrad zu Motorrad ist es sicher kein Problem, vom Auto zu Motorrad aber schon. Denn wenn das Überbrückungskabel angeschlossen wird fließt zwischen den Batterien ein Ausgleichsstrom, der nur durch die Innenwiderstände der Batterien und den Widerstand des Kabels begrenzt wird. Also grundsätzlich nur mit Auto überbrücken wenns gar nicht anders geht, und dann keinesfalls den Automotor laufenlassen.

Grüssle
Jürgen

Hallo Harald,

Zitat

Ok, wer lesen kann ist klar im Vorteil. Beim letzten Link von Jürgen wurde meine Frage beantwortet. So man den Reglerfehler bemerkt, Zündung aus und in sicherem Abstand 30min auf die mögliche Explosion warten. Da stand auch noch etwas von Kunststofftanks, oh oh.

Ich denke, das diese Infos seitens MO wohl nicht sauber recherchiert sind und einer gewissen Grundlage entbehren und somit wohl in das Reich der Mythen und Sagen gehört .

Die NASA hat umfangreiche Versuche mit den A123 Zellen angestellt bzw. durchführen lassen und diese auch in einem Vortrag zusammengefasst und vorgestellt:

KLICK

Die Ergebnisse daraus können sich durchaus sehen lassen !

Weitere Infos folgen noch ...

Grüssle
Jürgen

Hallo Harald,

Zitat

sowie der der Starthilfe von Autobatterien (nur ohne laufenden Motor)

Die obige Aussage gilt auch für die herkömmlichen Bleiakkus!

Ich bin natürlich im Kontakt mit Ralf Nitschkoski (Modellbaufuchs) um eure - und natürlich dadurch auch meine - Fragen beantworten zu lassen.

Nochmals ein zitierte Email, auf meine Frage wegen der "Spax-Geschichte" und der Überladung:

Zitat

sicher findet man immer das Haar in der Suppe. Interessant wäre auch, wer da versucht Gefahren heraufzubeschwören.

Erstmal zur Bleibatterie: Wenn man diese überlädt mit defektem Lichtmaschinenregler macht es einfach "Peng", denn in der Bleibatterie befindet sich Knallgas. Schlimmstenfalls stehen dann nur noch die Bleiplatten in einem Rest Kunststoff und die Säure nagt an Bike und Biker. Mir persönlich ist vor Jahren eine Bleibatterie im Auto explodiert obwohl der Regler okay war.

Das mit der Spax-Schraube ist blanker, krasser Unfug. Die Kollegen sollten mal einen Lipo-Akku brennen sehen. Wenn man die Hülle verletzt - die auch eine Sollbruchstelle hat - baut sich der Innendruck ab und das wars. Das mit den 80V ist ebenfalls nur sehr eingeschränkt richtig. Denn die Spannung läuft nur bis 80V hoch, wenn die Belastung fehlt. Bis 17V passiert gar nichts, darüber wird die Batterie beschädigt, über Austritt des Elektrolytes bis dann irgendwann zum Reißen der Sollbruchstellen. Dazu reicht aber eine kurze Spannungsspitze nicht, denn die fällt abhängig vom Ladezustand am Innenwiderstand der Batterie ab. Wie die MO so etwas schreiben kann verstehe ich nicht. Da wir aber Anzeigenkunden der MO sind werde ich das nachfragen

Den Rest aus diesem Thread habe ich natürlich auch schon weitergeleitet , da ich diese Fragen mit Sicherheit nicht beantworten kann (Stichwort: flinke Sicherung).

Grüssle
Jürgen

Die Antworten kommen ja schneller, als ich sie hier eintragen kann:

Zitat

Der Kollege mit der 2009 leeren Motorradbatterie hätte nach einer Weile warten wahrscheinlich schon starten können. Natürlich lädt die Motorradbatterie schneller (und mit der höheren, niederohmigen Spannung des "Energiespenders" dreht der Anlasser auch besser) wenn man den Motor laufen lässt. Trotzdem macht man dann genau das, was die Motorradbatterie nicht haben sollte, nämlich mit sehr hohem Strom über das Starthilfekabel laden. Und zwar so lange, bis die Spannung an der leeren Batterie sich dem Spannungsniveau an der vollen Batterie annähert. Die Spannungsdifferenz begrenzt vom Widerstand der Batterien und des Kabels lässt den Strom fließen. Je größer die Differenz und je "dicker" das Starthilfekabel desto größer der Strom.

Sicherung: Grundsätzlich ist die Idee mit der Sicherung nicht schlecht. Wobei man sich bei der Einfachheit der Maßnahme fragt, warum so etwas nicht Standard ist und von cleveren Ingenieuren bereits eingebaut wird. Ich denke der Grund liegt darin, dass eine "gefrickte" Batterie das deutlich kleinere Übel im Vergleich zur freilaufenden Lichtmaschine ist. Sicherheit ist wichtig, doch denke ich, hier wird das der A123-Akkuzelle innewohnende Gefährdungspotential weit überschätzt. Eine Bleibatterie ist voll mit ätzender Säure, enthält je nach Bauart genug Knallgas um wirklich zu explodieren und ist giftig und umweltschädlich.

Meine Antwort darauf:

Zitat

"Der Kollege mit der 2009 leeren Motorradbatterie hätte nach einer Weile warten wahrscheinlich schon starten können."
Der Kollege hatte keine LiFePo drin, sondern einen normalen Bleiakku. Meiner (Yuasa) war auch nach 3 Jahren hinüber. Da hat auch ein Laden mit einem Ladegerät nichts mehr geholfen ;o)

Grüssle
Jürgen

Hallo SPRINTer,

nachdem ich mich noch eine Weile mit dem Thema beschäftigt habe und auch in Kontakt mit Herrn Nitschkowski stand, gebe ich euch mal die Quintessenz daraus.

Herr Nitschkowski hat inzwischen MO wegen ihrem damaligen Bericht angeschrieben und auch Antwort darauf bekommen:

Zitat

Hallo Herr Nitschkowski,

wir haben recherchiert und festgestellt, daß der Artikel bereits 2 Jahre alt ist. Wie Sie schon sagten, die Entwicklung ist fortgeschritten.

Fazit: die Aussage von MO bzgl. der Gefahren kann man getrost vergessen.

Ein weiteres Thema, das uns (Harald und mich) beschäftigt hat, ist die Überwachung der Akkus durch ein Batteriemanagementsytems (kurz: BMS). Es soll dafür sorgen, das die die Akkus gleichmässig entladen werden, keine Tiefentladung stattfindet und auch keine "Überversorgung" passieren kann und das Ganze sich im angenehmen Temperaturbereich der einzelnen Zellen befinden soll.

Hierzu gibt es eine Faustregel: ab 5 Zellen (parallel geschaltet) macht der Einsatz eines BMS erst Sinn. Der Link auf den Lithium-Akku von Porsche zeigt auf, das die Akkus mit einem BMS geliefert werden. Hier ist es notwendig, weil für die entsprechenden Kapazitäten viel mehr Zellen parallel verschaltet werden müssen. Bei Parallelschaltungen ist ein BMS zwingend notwendig.

Im Falle der Motorradstarterbatterie zitiere ich die Beschreibung auf der Seite von modellbaufuchs.de (KLICK

Zitat

Balancieren ist für Starterbatterien nicht unbedingt erforderlich. Warum?

Der Grund liegt in der Art der Belastung. Zellendrift tritt immer am Ladeschluss und am Entladeschluss auf. Eine Starterbatterie wird nie ganz leer und nie ganz voll.

Daher kann man auf das lästige Balancieren weitgehend verzichten. Trotzdem ist das EQmini ideal, wenn man kurz vor dem Wettbewerb checken will ob die Batterie auch wirklich voll ist - oder um die Batterie vor oder nach der Saison einfach mal zu prüfen. Natürlich kann man das Gerät auch an den Pc anschließen und Messergebnisse und Graphen archivieren und vergleichen.

Ein BMS ist sicherlich auch für "reine Verbraucher" interessant. Zu den "reinen Verbraucher" zähle ich z.B. diese Elektrofahrräder, Elektroautos und RC-Modelle. Bei allen genannten kommt i.d.R. kein Strom in die Batterie zurück, sondern wird immer nur entnommen. Um während der Entnahme ein Optimum des Akkupaketes zu erreichen ist es sinnvoll, die einzelnen Zellen zu balancieren - also wenn z.B. eine Zelle weniger Strom hat als die restlichen, das dann die anderen Zellen etwas Strom an die schwächere abgeben, um so ein Gleichgewicht herzustellen. Bei den Akkus ist es wie bei einer Kette: sie ist nur so stark, wie ihr schwächstes Glied.

Bei den Blei-Akkus (unsere Blei-Akkus bestehen aus 6 Zellen) ist es übrigens nicht viel anders: geht dort eine Zelle kaputt, ist die ganze Batterie hinüber ...

Hier noch ein Artikel u.a. zum Thema Temperaturverträglichkeit (Abbildungen fehlen):

Zitat

Herkömmliche Lithium-Akkus sollten nur mit Schutzbeschaltung zum Einsatz kommen, und bei der Ladeschluss-Spannung muss unbedingt eine hohe Präzision (±1 %) eingehalten werden.

Deutlich unkritischer sind die neuen Lithium-Eisen-Phosphat-Akkus (LiFePO4), die sehr zuverlässig und robust sind und in Grenzen auch als eigensicher gelten. Dieser neue Zellentyp vereint die Vorteile von Lithium-Akkus mit der Robustheit der altbekannten Nickel-Cadmium-Akkus (NC).

Abbildung 2 zeigt an einem Beispiel den hervorragenden Entladeverlauf dieses Zellentyps, wobei in unserem Beispiel der Entladestrom der Nennkapazität der Zelle entspricht (1C).
Dabei fällt der besonders flache Kurvenverlauf während des gesamten Entladeverlaufs und der steile Spannungsabfall am Entladeende auf. Dieser Akku-Typ wurde für den Einsatz in Hochstromanwendungen wie z. B. in Elektro- und Hybridfahrzeugen entwickelt und darf in der 2,3-Ah-Variante mit bis zu 60 A entladen werden, Impulsentladungen sind sogar bis zu 150 A möglich.
Während die Zellenspannung bei Lithium-Ionen-Akkus 3,6 V und bei Lithium-Polymer-Akkus 3,7 V beträgt, sind diese Zellen mit 3,3 V spezifiziert. Wie an der Entladekurve in Abbildung 2 zu sehen ist, stellt sich bei einem der Nennkapazität entsprechenden Entladestrom eine Spannung unterhalb der Nennspannung ein. Die Ladeschluss-Spannung dieses neuen Akku-Typs ist mit 3,6 V angegeben, muss aber nicht mit der hohen Genauigkeit eingehalten werden wie bei Lithium-Ionen- und Lithium-Polymer-Akkus. Maximal dürfen diese Zellen mit 3,8 V geladen werden, was aber die Lebensdauer deutlich reduziert.

Die Ladung erfolgt nach der CC-CV-Methode (Konstantstrom-Konstantspannung), was bedeutet, dass zuerst der Ladestrom begrenzt wird und ab Erreichen der Ladeschluss-Spannung wird die Spannung konstant gehalten. Der Strom sinkt dann kontinuierlich, wobei der Akku als voll geladen gilt, wenn der Strom 10 % der Nennkapazitätsangabe unterschreitet.

Für eine lange Lebensdauer darf bei der Entladung die Zellenspannung 2 V nicht unterschreiten. Wie die Entladekurve zeigt, macht es auch keinen Sinn, diesen Akku-Typ unter 2,5 V je Zelle zu entladen. Weit entladene Zellen sollten nur mit geringem Strom (I/10) beaufschlagt werden, bis eine Zellenspannung von 2,5 V erreicht ist. Eine Tiefentladung sollte aber möglichst immer vermieden werden.

Die LiFePO4-Zellen sind im Temperaturbereich von -20 °C bis +60 °C einsetzbar, wobei das Laden unter 0 °C nicht zulässig ist.

Bei in Reihe geschalteten Zellen ist laut Hersteller kein Balancieren erforderlich, wird aber alle 10 bis 15 Entladezyklen empfohlen.

Besondere Anforderungen werden an das Konfigurieren von Akku-Packs gestellt. Nur selektierte Zellen mit absolut gleicher Kapazität, gleichem Alter und Ladezustand dürfen in Reihe geschaltet werden.

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Damit kann ich beruhigt meine Akkus im Frühjahr einbauen und schauen, ob sie halten, was sie versprechen .

Sollte es wieder neue Infos geben, lasse ich sie euch natürlich wissen ...

Grüssle
Jürgen

Edit: Laut Herrn Nitschkowski dürfte das Laden des Akkus unter 0°C auch kein Problem sein (siehe Anhang):

Zitat

Im Datenblatt werden abweichende Spannungen für das Laden unter Null Grad angegeben. Dann kann es unmöglich unzulässig sein. Wenn Sie einmal auf den Starter drücken ist die Batterie eh innen warm..