LiFePo4 Akku Vision 12 V 4,5 Ah - "Was ist da drin" ?

Hallo zusammen,

angefangen hat das Thema "Akkus" in einer Diskussion mit "Way To Go", der eine interessante und intelligente Umhängetasche mit Halterung für ein mobiles Funk Gerät konzipiert hat.

https://www.previval.org/forum/showthread.php/36564-CB-Manpack-%28Modular-aufgebautes-CB-für-portablen-Einsatz%29

Hier waren wir ziemlich intensiv in der Diskussion, welche Battrien / Akkus denn nun dazu optimal wären.

Es wurde auch Li-Ion Batterien und LiFeOPo4 Zellen diskutiert - "eraperp" hatte einige schlechte Nachrichten zu Li-Ion Zellen gepostet (Feuergefahr) und hatte irgend wann auch einen sehr schönen Beitrag geliefert zu einem selbstbau LiFePo4 10 Ah Akkupack mit Batterie Management.

https://www.previval.org/forum/showthread.php/33827-Lifepo4-Akkupack-bauen-10Ah-für-Funk-oder-sonstige-Versorgung

Für "Way To Go" gab es das Problem, dass die Li-Ion Zellen nach der Ladung eine recht hohe Ausgangsspannung aufweisen, die mit seinem Albrecht Funk Gerät nicht mehr kompatbel war (zu hoch). Daher müsste man einen Step-Down Wandler einsetzten, wie "Temeon" ihn seinerzeit mal mit seinen Li-Ion Akkus eingesetzt hatte.

https://www.previval.org/forum/showthread.php/36564-CB-Manpack-%28Modular-aufgebautes-CB-für-portablen-Einsatz%29/page3

Beitrag 35 ff.

....

Wie das Leben so spielt, bekam ich von "basement" eine sehr nette PN, er hätte einen defekten LiFe Po4 Akku da rumliegen, den er mir überlassen würde, wenn ich ihn denn wolle...



Keine Frage, ich wollte.....

Es handelte sich um einen Vision Akku mit 12 V 4,5 Ah , der genau die Maße des weit verbreiteten 12 V 7.2 Ah Gel oder AGM Akkus hatte....

[ATTACH=CONFIG]33571[/ATTACH] [ATTACH=CONFIG]33572[/ATTACH]

Eine Messung der Spannung an den Aussenklemmen der Batterie zeigte einen Wert sehr nahe 0 Volt.

Die folgenden Dinge will ich keinesfalls zur Nachahmung empfehlen, denn das kann ganz gewaltig ins Auge gehen, wenn man an solchen hochstromfähigen Zellen einen Kurzschluss produziert !

Ich übernehme keine Haftung für solche Experimente, bei Leuten, die nicht wissen was sie da tun.....

Also dachte ich, wollen wir doch mal sehen, was in dieser kleinen Kiste so drin steckt, wir haben ja eigentlich nichts zu verlieren.....

Ich spannte also diesen Akku in eine Schraubstock und sägte gaaaanz vorsichtig an dem Falz / Trennfuge am Gehäusedeckel entlang das Gehäuse auf.

Ich hatte Glück und konnte das Gehäuse öffnen ohne etwas vom Inhalt zu beschädigen.....

[ATTACH=CONFIG]33573[/ATTACH] [ATTACH=CONFIG]33574[/ATTACH]

Drin sind 12 Rundzellen zu je 1,5 Ah (je 3 Zellen parallel und die dann 4 mal in Reihe geschaltet werden) sowie ein Batterie Management System (BMS), das ofenbar auch Ausgleichsladungen für jede der 4 mal 3,X Volt Cluster durchführt....

[ATTACH=CONFIG]33575[/ATTACH] [ATTACH=CONFIG]33576[/ATTACH] [ATTACH=CONFIG]33577[/ATTACH] [ATTACH=CONFIG]33578[/ATTACH]

Der Akku schien zunächst tot, gemessen an den beiden Aussen-Anschlüssen (nach dem Management System).

OK, ich kriege in diesen Beitrag nur 8 Bilder, daher weiter im nächsten Beitrag....

-> Kann mir mal jemand bitte einen ganz kurzen Test Beitrag einschieben, damit ich weiter schreiben kann ? Danke !

Danke Alaric !

Also hier geht es jetzt weiter:

Ich habe dann den kleinen Stecker am Batterie Management System (ganz rechts) abgezogen und wieder aufgesteckt.... Das sind die Kabel, die für die Ausgleichs Ladungen / Entladungen der einzelnen in Serie geschalteten Zellen zustaändig sind ....

[ATTACH=CONFIG]33579[/ATTACH]

Beim Aufstecken aktivierten sich 4 kleine Leuchtdioden auf der Leiterplatte, die kurz nacheinander aufblinkten.

Danach hatte ich 13,2 Volt an den Batterieterminals aussen anliegen.

Eine 12 V 60 Watt Auto Scheinwerferbirne hier angeschlossen.... und die Spannung betrug immer noch 12,5 Volt unter 60 Watt Last (mehr als C1)...

Ich habe den Akku jetzt an ein Ladegerät gehängt, das 13,8 V Konstantspannung liefert - er lädt mit einem (Anfangs-) Ladestrom von ca. 1 A.

Ich werde mal abwarten was passiert (ob das BMS den Ladevorgang abschaltet... und ob sich irgendeine der Komponenten erwärmt ...) und ihn jetzt erst mal vollständg laden und dann sehen, welche Kapazität ich entladen kann und ob er so schnell abschaltet, wie "basement" das als Fehler beschrieben hatte.

- So wie ich das aufs erste sehe, hat sich wohl das Batterie-Managemant-System aufgehängt (?)

Die Frage wäre warum das passiert ist .....

Wozu wurde die Batterie eingesetzt ? Ist da ev. HF an die Batterie (und den Controller) geflossen, was er ev. "nicht mochte" (?)

Zur Information: "basement" ist auch lizenzierter Amateurfunker und war auch bei unseren Notfunkübungen dabei....

Für die Leute die sich für die Maße interessieren (inbesondere WTG)

Diese Zellen füllen das Gehäuse des formalen Blei / Gel 12 V 7,2 Ah Akkus nur zu etwa 50 % aus. Auch kann man sicher die 3-er Packs anders anordnen (liegend), so dass sie in das Gehäuse von WTG und der CB-Funk Tasche eingebracht werden könnten ... mit ein bisschen Fantasie und ordentlicher (kurzschlusssicherer Isolierung...

[ATTACH=CONFIG]33580[/ATTACH] [ATTACH=CONFIG]33581[/ATTACH] [ATTACH=CONFIG]33582[/ATTACH]

noch mal zur Verdeutlichung:

In dem Gehäuse links und rechts vom BMS sind Neopren Gummi-Quader eingebracht, die ein Verrutschen verhinden sollen....

[ATTACH=CONFIG]33583[/ATTACH] [ATTACH=CONFIG]33584[/ATTACH] [ATTACH=CONFIG]33585[/ATTACH]

So, ich hoffe das gibt erst mal einen kleinen Eindruck, ich werde weiter berichten, wenn der Akku vollständig geladen ist.

Dann werde ich ihn über einen Ah-Zäher entladen und dabei die Spannung unter Last monitoren, so dass wir wissen, wie gut dieser Batterie Typ z.B. für ein CB-Funk Gerät geeignet ist, das etwa 3 A im Sendebetrieb aufnimmt....

Wird fortgesetzt....

Vy 73, Udo (DL 8 WP)

Hallo zusammen,

at "WTG":

Der LiFePo4 Akku hat nominell keine 7,2 Ah ! .... sondern "nur" 4,5 Ah.

Aber: Den LiFePo Akku kannst Du ggf. vollständig entladen, dann soll er laut Datenblatt immer noch 2000 Zyklen machen.

Den Gel oder AGM Akku solltest Du - um ihn zu schonen - nicht mehr als ca. 50% entladen. Die Spannungslage des LiFePo4 Akkus ist höher (was uns für den Sendebetieb sehr entgegen kommt) als die des Gel / AGM Akkus. Wenn der gegen "leer" geht, hat er nur noch ca. 10,8 V, was Dein Albrecht wahrscheinlich nicht mehr mitmacht (shut down deutlich vroher ?), bzw. bei dem es nur noch recht kleine Sendeleistungen abgeben wird....

Status des "defekten" Akkus von Basement:

soo, der Ladestrom ist inzwischen auf 0 A zurück gegangen bei einer anliegenden Spannung von 13,8 V vom Ladegerät. Dies entspricht der "Floating Spannung" für den Akku im Parallelbetrieb laut Datenblatt.

Nach ein paar Minuten ohne Ladegerät und dann wieder anlegen des Ladegeräts: Ein kleiner Peak des Ladestroms auf ca. 2 A und dann ein kontinuierlicher Rückgang wieder zu 0 A innerhalb ca. 1 Minute.

Ich werde ihn erst mal bis morgen früh stehen lassen und dann sehen, wo die Spannung liegt....

Nach diesem Verhalten scheint mir der Akku zunächst mal in Ordnung zu sein, schaun wir mal, wie er sich entladen lässt und dann wie lange....

Muss dazu noch ein paar Kabel-Adapter bauen (Anderson Power Poles auf Banane...) zu den Messgeräten... dauert ein bisschen...

73, Udo

Hallo "Ceph",

kannst Du damit was mit anfangen ?

[ATTACH=CONFIG]33589[/ATTACH]

Gruss, Udo

Der Belastungstest des LiFePo4 Akkus

Hallo zusammen,

soo, jetzt habe ich mich mal an die Dinge heran gemacht.

Der Akku ist jetzt 3 Tage "abgestanden" nach einer Komplett-Ladung und hatte an den Klemmen (nach BMS), gemessen mit einem intelligenten kleinen Turnigy Messgerät 13,33 V.

Zunächst mal Henning, vielen Dank für Deine Bemerkungen zu dem Batterie Management System. Ich habe alle 4 Elemente (bestehend aus je 3 parallelen Zellen) gemessen und alle 4 haben jeweils 3,4 Volt. (Gemessen mit einem alten Siemens Multizet Analog-Messgerät, dies´direkt an den 4 Zusammenschlüssen der jeweils 3 Zellen- Cluster. Mir ist durchaus bewusst, dass es hier Differenzen zum kleinen Digital Messgerät gibt, dieses misst auch nach dem BMS und die Differenz soll hier nicht unser Thema sein. Das Turnigy ist sicher nur ein "Schätzeisen", reicht aber vollkommen für die Zwecke zu denen wir es hier benutzen. (Wir machen hier zunächst mal keine Messfehler Betrachtungen)

Ich habe für den Akkutest einen Belastungswiderstand aufgebaut, bestehend auf 2 Autobirnen. Eine mit (nominell) 5 Watt und eine mit (nominell) 21 Watt, beide parallel geschaltet, ergibt (nominell) 26 Watt und zieht (Anfangs) etwa 2,2 A , was der Stromaufnahme im Sendebetrieb von WTG's kleinem Albrecht CB Funk Gerät entsprechen sollte.

[ATTACH=CONFIG]33633[/ATTACH]

Die Battereispannung veränderte sich zunächst wie folgt:

Batterie voll geladen.

Leerlauf / Unbelastet: 13,33 V

5 Watt Birne allein : 13,22 V

21 + 5 Watt Birne zusammen : 12,81 V

Ich habe dann die insgesamt (nominell) 26 Watt (effektiv zunächst 27,5 Watt wegen der höheren Spannung) belastet und folgende Spannungen / Zeit gemessen:

[ATTACH=CONFIG]33634[/ATTACH]

Zeit - Spannung (belastet mit 26 W)
0:00 - 12,81 V
0:05 - 12,77 V
0:25 - 12,70 V
0:30 - 12,69 V
0:40 - 12,65 V
------------------- hier war ein Drittel der Kapazität verbraucht etwa 1,5 Ah
0:45 - 12,63 V
0:50 - 12,61 V
0:55 - 12,57 V
1:00 - 12,54 V
-------------------- hier war etwa die Hälfte der Kapazität verbraucht etwa 2,25 Ah
1:05 - 12,50 V
1:15 - 12,38 V
1:20 - 12,29 V
------------------- hier waren etwa 2/3 der Kapazität verbraucht etwa 3 Ah
1:25 - 12,15 V
1:30 - 11,94 V
1:35 - 11,51 V

hier habe ich den Versuch abgebrochen bis dahin wurden 3,4 Ah / 42,6 Wh entnommen. Tiefer zu entladen würde mMn ohne Not keinen Sinn machen und die ereichbare Zyklenzahl des Akkus herabsetzten.

[ATTACH=CONFIG]33635[/ATTACH]

Mein Fazit: Dieser kleine und sehr leichte 4,5 Ah LiFePo4 Akku wird im praktischen Betrieb, in dem man natürlich nicht dauernd sendet, schätzungsweise über 5 Stunden Funkbetrieb erlauben (je nachdem wie lange man sendet und empfängt). Daher macht diese Kapazität von 4,5 Ah in dem Täschchen von WTG durchaus Sinn.

Man kann sagen, dass man ihm 2/3 seiner Kapazität entnehmen kann, (etwa 3 Ah) dann geht die Spannung rapide bergab.

Bei 11,51 V (was über 1,5 Std. "Dauersenden" entspräche - was aber natürlich kein Mensch im praktischen Betrieb macht) dürfte die Ausgangsleistung des Albrecht CB Funkgeräts auch deutlich zurückgen sein, so dass praktisch keine 4 Watt mehr an der Antenne zur Verfügung stehen.

Ich habe das Gerät nicht hier und kann deshalb die Ausgangsleistung in Abhängigkeit von der Spannung nicht messen. Interessant wäre es jedenfalls zu wissen, bei welcher (Unter) Spannung das Albrecht Gerät abschaltet.

Ich habe ganz bewusst den Akku nicht komplett leer gefahren, weil ihn das nur unnötig belasten würde. Daher weiss ich auch nicht, bei welcher Entlade-Spannung das BMS abschaltet (10 V ?)

@ WTG ich denke damit wissen wir, dass so ein LiFePo4 Akku mit 4,5 Ah für Deine Zwecke gut geeignet sein sollte.

Falls Du Interesse hast, ich habe 2 Stück ganz neue 6V Panasonic AGM Akkus mit 4,5 Ah hier. Mit denen könnte ich auch noch so eine Versuchsreihe fahren....

Hoffe das hilft ein bisschen weiter.

vy 73, Udo (DL 8 WP)

Edit: Falls das interessiert: Der Akku hat sich mit seiner Leerlaufspannung innerhalb von etwa 2 Minuten (nach abschalten der Last auf 12,68 Volt erholt.
Alle 4 Zelen-Cluster zeigetn eine gleichmäßige Spannugslage von 3,05 V. Somit sollte das BMS seinen Dienst richtig tun...

Ich habe den Akku dann an ein 13,8 V Ladegerät gehängt (das max. 10 A kann). Er hat dann zu Anfang 6 A aufgenommen, was mir aber zu viel scheint.

An einem kleineren Ladegerät reduzierte sich dieser Lade-Strom auf 2,8 A Anfangsstrom. Das erscheint mir "gesünder" für den Akku.

73

Hallo Andi,

vielen Dank !

das ist sehr interessant und hilft deutlich !

Somit ist das AE 6110 auch ganz gut mit einer Gel Batterie "unterwegs"..... da sollte man allerdings unbedingt bei 10,8 V aufhören (besser früher) ....
Ich vermute mal, das das kleine Funkgerät einen Step-Up Wandler intergriert hat (?)

Sag mal Andi, kannst Du bitte noch mal messen, was das AE 6110 in ausgeschaltetem Zustand aus der Batterie zieht ?

Dies wäre wichtig, wenn man das Gerät länger wegstellt, und die Akkus dran bleiben - dann wäre wahrschienlich der Akku nach einer gewissen Zeit "hinüber", je nachdem wieviel Strom das Gerät noch in Stellung "AUS" zieht...

Danke + Gruss,

Udo (DL 8 WP)

Hallo Andi,

vielen Dank !

Also, wenn das Gerät so eine elektronische Einschalttaste hat, fliesst das sicher noch ein minimaler Strom. Aber wenn Du das jetzt mal nachgemessen hast, wissen wir schon mal, dass die Akkus nicht gleich nach einer Woche ohne Benutzung leer sein würden....

vy 73, Udo (DL 8 WP)

Hallo "basement",

hatte ich gestern schon aufgeräumt...gehts immer noch nicht ?

Gruss, Udo (DL 8 WP)