Alfs Bastelbude: LiFeYPo4 - Umrüstung für ML-T

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KudlWackerl
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Alfs Bastelbude: LiFeYPo4 - Umrüstung für ML-T

Beitrag von KudlWackerl »

Preambel: laut EN 45020 hast du dich nach anerkannten Regeln der Technik zu richten. Und die sind für Elektotechnik nun mal die VDE. ;-)


Hallo Jungs,

aufgrund mehrerer Nachfragen will ich mal kurz den Stand meines LiFeYPo4 Projektes darstellen. Ist zwar schon in anderem Forum dokumentiert, aber nicht für jeden zugänglich und dort (wegen der Anonymisierung meiner Beiträge durch den Admin :mrgreen: ) schlecht auffindbar.

Auf die LiFeYPo4 kam ich durch einige Berichte des "Users" Sonnentau im Wohnmobiilforum, welcher sich letztlich als kommerzielles Unternehmen "Lisunenergie" herausstellte. :roll: . Wie auch immer ...

Die Batterie baute ich noch für den Rapido, als Ersatz einer 280 Ah Billig-Blei-Batterie. Zum Glück bin ich damals nicht auf den China-Bleikristall-Wunderbatterie-Zug aufgesprungen. Lithium für mich damals vor allem wegen des nahezu halbierten Gewichts. Die weiteren positiven Effekte wie Ladewirkungsgrad, Spannungsstabilität Temperatur und natürlich wegen der insgesamt höheren Kapazität erkannte ich erst nach und nach in der täglichen Praxis. Ich würde diese Technik jedem zum Selbstbau empfehlen, welcher sich damit ein wenig auseinander setzen will. Es gibt auch einige Freelancer welche das Lisunenergie-Paket (LIP) komplett in das Womo montieren.

Im Unterschied zum LIP habe ich ein etwas anderes BMS realisiert. Meine Lösung basiert auf den Balancern von EV-Power, welche einen Strom von bis zu 2 A zum balancieren nutzen können. Als Abschaltung benutze ich das "Smartfuse" welches sowohl eine eigene Strom- und Spannungsüberwachung hat, als auch zur Einzelzellenüberwachung und als Hauptschalter (für die Entladung) genutzt werden kann. Die Ladung bzw. Überspannungsüberwachung wird zusätzlich für jedes Ladesystem (Solar/Booster/Ladegerät) einzeln über Verriegelung des D+ oder über ein SSR realisiert. Dadurch kann ich zum Beispiel die Womo-Anlage zwar bei Verlassen des Fahrzeugs komplett abschalten, aber trotzdem über Solar weiter nachladen.

Hier das Übersichts-Schaltbild: (Edit2020)

Bild

volle Auflösung: https://abload.de/img/bms-komplett-modifizipojgp.png

Kleine Erklärung, von rechts nach links:

- Die "Daisy-Chain" UVP/OVP kommen von Balancern der Fa. EV-Power, Australien. Bezug z.B. über Faktor.de
- im roten Plus-Pfad befindet sich ein einfacher Hauptschalter (Leitungsschutzschalter) mit 200 A Nennstrom als Kurzschluss-Schutz und als mechanischer Hauptschalter. Könnte man weglassen.
- im rechten grün markierten Bereich ist eine kleine Anpasschaltung um die "gut" Stellung der Dasiy-Chain in ein aktives Signal zu wandeln und ein paar zusätzliche Kontakte zu generieren. Dafür dient ein kleines, selbst gebasteltes Board mit passiven Bauelemente und Relais mit sehr geringem Nennstrom von nur 10 mA. Das kleine Relais ist von Mitsubishi aus der FTR-B3-Serie. Bei der 12 Volt Version hat die Spule einen Widerstand von 1028 Ohm. Als Anpassung an die 13,4 Volt Betriebsspannung habe ich noch einen Widerstand vorgeschaltet. Prinzipiell könnte man noch einen kleinen Kondensator parallel zur Spule schalten, um hochfrequentes Prellen zu verhindern oder eine Freilauf-Diode. Da das Smartfuse aber sowieso nur verzögert wieder einschaltet, kann es nicht wie bei der Lisunenergie-Lösung "Superlast" ein Prellen geben.
- Als Schutzgerät für die Batterie dient ein "Smartfuse" (Bezug über Faktor.de), bei mir mit folgender Einstellung: Programm 2/4: 100 A Nennstrom, Betriebsspanunung 11.3 Volt bis 15,6 Volt. Das ist der Schutz über die Gesamtanlage und dient zum Beispiel bei Fährüberfahrten als Abschaltung kurz bevor die Batterie durch den Kühlschrank komplett leer ist. .
- das Smartfuse wird von der Anpasschaltung bei Ansprechen von UVP/OVP und bei Ansprechen der Übertemperatur (Fühler für max. 60 Grad) abgeschaltet. Das ist der Schutz für die Einzelzellen. Das Smartfuse braucht für den Elektronik-Kreis eine Absicherung gegen Masse, da es keine internen Sicherungen nach Plus gibt.
- Links sieht man die "Fernsteuerung" welche ich in nun beim Hymer im Oberschrank bei der Steuerung Antenne und den Anzeigegeräten verbaut habe: Dioden als Anzeigen für UVP/OVP, ein Summer damit man ein Ansprechen (von OVP) auch während der Fahrt bemerkt, ein Fernschalter um die Batterie-Entladung über das Smartfuse abzuschalten z.B. beim Verlassen oder Einlagern des Fahrzeugs (damit kann man auch das Smartfuse resetten) , zwei Optokoppler um die Ladetechnik wie Booster und Solar bei OVP/UVP zu trennen. Für den Schaudt Booster 121545 reicht abschalten von D+, für die Solaranlage und das Ladegerät habe ich je ein SSR 100DD in die Leitung zur Batterie nach der Solaranlage/Ladegerät eingeschleift. Das SSR ist nötig, da das Smartfuse nur in Entladerichtung abschaltet. Das heist, wenn man das Fahrzeug verlässt und über den Fernschalter bzw. Smartfuse die Batterie trennt, wird trotzdem über Solar weiter geladen bis die Batterie voll ist. Eine sehr praktische und sichere Sache.

Die Sicherung des Ladegerät im EBL ist raus, durch Sicherung stecken könnte man bei UVP manuell über Fremdstrom nachladen.

Bei meiner Anlage habe ich leider kein getrenntes OVP und UVP. Das geben die günstigen Balancer von EV-Power nicht her. Mir war hier der günstige Gesamtpreis wichtiger als die optimale Funktion. Falls ich das System dauerhaft in die OVP treibe, muss ich das schuldige Ladegerät abschalten und ein wenig warten, durch die Balancer baut sich ansonsten die zu hohe Ladung in der Batterie mit bis zu 2A immer wieder schnell ab. Die Zellen werden dabei (top-level) balanciert.
Bei UVP kann ich mittels einer mitgeführten Draht-Brücke über das SSR Solar, Ladegerät, oder in D+ den Booster freigeben. Hier rüste ich gelegentlich einen Schalter nach,( Edit 2020: Schalter ist nachgerüstet und im Schaltplan ergänzt.) wenn mir mal langweilig ist. Der Leidensdruck ist gering, das System hatte bislang (Edit: Ende 2019) noch keine UVP oder OVP Auslösung.

Hier vorbereitet zum Einbau:

Bild

Hier in den Kasten im Hymer eingesetzt, Hauptschalter, Smartfuse und Shunt sind montiert, Der Booster ist gerade ausgebaut, es fehlt noch das Ladegerät, die Sammelschienen und SSR und die Verkabelung zur Solaranlage, Wechselrichter und zum EBL.

Bild

Das System wurde mittlerweile (Stand 10/2019) bei 8 Fährüberfahrten bis kurz vor UVP getest, alles funktioniert.
OVP trat bisher auch nicht auf! Ich hatte bisher überhaupt keine Abschaltung durch die Balancer, da die Gesamtspannung mittels Smarfuse vorher schon überwacht wird und mir den Batteriesatz bei ca. 5% SoC abschaltet. Super praktisch bei Fährüberfahrten.

Diese Lösung finde ich nach wie vor viel besser als die geheimnisumwitterte, teure "Superlast" eines kommerziellen Anbieters. Aufgrund des täglichen Balancing durch die Solaranlage sind alle Zellen immer voll und perfekt synchron.

Die Schaltung verbraucht in Betrieb 10 mA, abgeschaltet 3 mA.

Einstellungen:

Solar - 380 Wp Votronic 14,2 /13,6 Volt LithiumKennlinie
Ladegerät (Fraron 30A) 13,5 Volt Kostantspannung (dadurch speist auch bei Landstrom bevorzugt Solar ins System. Wir sind Öko!
Booster 70A - 14,4 Volt Lithium-Kennlinie

Bei Fragen ... fragt.

Grüße, Alf

BMS = Batterie management System
UVP = under voltage protection Unterspannungsschutz
OVP = over voltage protection Überspannungsschutz
SSR = Solid State Relais (ca. 6,-- über Ebay, 100A Typ für Gleichspannung suchen.)

Beschreibungen: https://www.faktor.de/out/media/Install ... e_D(1).pdf
Literatur: Battery management systems, Davide Andrea, ISBN-13 978-1-60807-104-3

P.S. Aus anderem Thread kopiert:
KudlWackerl hat geschrieben: 30.01.2019, 10:15 ... gekürzt ...
Aufgrund der immer wieder aufpoppenden Diskussion über die Kosten der diversen Batterietechniken habe ich mal kurz die mir entstandenen Hardware-Kosten für den Lithium-Umbau zusammengestellt. Kostenstand ist Ende 2017, vermutlich derzeit ein wenig unterschiedlich ... hat mich letztlich selbst überrascht. Es kommen ca. 1.500,-- Euro zusammen, das ist schon brutto.

Pos Menge Art.-Nr. Text Lieferant EP GP

1 4 BMS-CM02 BMS Zellen Modul CM200 Faktor 19,24 € 76,96 €
2 4 LYP200AH Batterie 200AHA 3,2V Winston Faktor 234,45 € 937,80 €
3 3 WB200AH Verbindungssteg 200AHA Faktor 5,00 € 15,00 €
4 1 285210 Smartfuse 75-250A (UVP) Faktor 167,23 € 167,23 €
5 1 NOALOX Polfett antioxidant 14 Gramm Faktor 7,52 € 7,52 €
6 6 GF-M12 Ringkabelschuh M12 Faktor 0,66 € 3,96 €
7 1 Set diverse Zuschnitte Globus 12,00 € 12,00 €
8 1 Set Kabel aus Krabbelkiste/Reste selbst 20,00 € 20,00 €
9 1 Set Kabelschuhe aus Krabbelkiste selbst 10,00 € 10,00 €

10 1 Set passive Bauelemente Anpassplatine selbst 5,00 € 5,00 €
11 1 Dose Feuchtraum Abzweigdose Globus 3,20 € 3,20 €
12 1 SSR100A SSR für OVP Solar Ebay 6,00 € 6,00 €
13 1 KK Kühlkörper für SSR Ebay 5,00 € 5,00 €
14 1 div Diverses Kleinmaterial selbst 10,00 € 10,00 €


Summe netto 1.279,67 €
Mwst 19,00% 243,14 €

Summe Brutto 1.522,81 €

Den Kleinkrusch aus meinem Hobbykeller habe ich geschätzt ... Habe nicht jeden Beleg aufgehoben.

200 Ah entsprechen mindestens 400 Ah in Blei! 400 Ah Blei-Gel kosten ca. 1.200,--!

... gekürzt ...
Zuletzt geändert von KudlWackerl am 02.12.2021, 16:41, insgesamt 10-mal geändert.
Teeyop

Re: LiFeYPo4 - Umrüstung für ML-T (aus Alfs Bastelbude ... )

Beitrag von Teeyop »

1500 € für 200 Ah ist ein preiswertes Projekt....👍
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KudlWackerl
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Re: LiFeYPo4 - Umrüstung für ML-T (aus Alfs Bastelbude ... )

Beitrag von KudlWackerl »

Teeyop hat geschrieben: 17.10.2019, 13:30 1500 € für 200 Ah ist ein preiswertes Projekt....👍
Danke für die Blumen!
Teeyop

Re: LiFeYPo4 - Umrüstung für ML-T (aus Alfs Bastelbude ... )

Beitrag von Teeyop »

Die haste auch verdient, gerade im Vergleich zu den Preisen und Zutatenlisten welche im Wohnmobilforum so geistern. Du hast aber in deinem Fach auch eine feine Einbaustelle. Ich bin mit unserem Doppelboden mit den dünnen Wändchen und den Befestigungsmöglichkeiten auf die Stahlkastenlösung geschwenkt, obwohl ich hier noch 400 Amp Winston rumstehen hatte...heul. Egal haben jetzt andere Aufgabe bekommen....
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TKM
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Re: LiFeYPo4 - Umrüstung für ML-T (aus Alfs Bastelbude ... )

Beitrag von TKM »

Es geht auch viel einfacher und nur etwas teuer:

https://www.fraron.de/batterien/lithium ... -85876497/
VG

Thomas
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KudlWackerl
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Re: LiFeYPo4 - Umrüstung für ML-T (aus Alfs Bastelbude ... )

Beitrag von KudlWackerl »

Hatte mein Freund Richi Kintzi. :-| https://www.wohnmobilforum.de/w-t132734.html

O. K. Für normalen Einsatz. Aber: Ohne Y. Mit grob gesagt 1/3 Lebensdauer und nicht unter 0 Grad einsatzfähig... ;-)
Zuletzt geändert von KudlWackerl am 08.04.2020, 19:53, insgesamt 1-mal geändert.
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Re: LiFeYPo4 - Umrüstung für ML-T (aus Alfs Bastelbude ... )

Beitrag von TKM »

Y ist klar aber nur 1/3 Lebensdauer ist unrealistisch bei gleicher Nutzung. Bei mir sitzt die Innen also nach kurzer Anlaufzeit immer um 20 Grad.
VG

Thomas
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KudlWackerl
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Re: LiFeYPo4 - Umrüstung für ML-T (aus Alfs Bastelbude ... )

Beitrag von KudlWackerl »

Sorry, dass ich das angesprochen habe.

Ich dachte, du hättest die technischen Daten gelesen.

Grüße, Alf
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Heiko
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Re: LiFeYPo4 - Umrüstung für ML-T (aus Alfs Bastelbude ... )

Beitrag von Heiko »

Hallo Alf,

danke für deine Auflistung. Der Preis ist echt klasse!

Ich liebäugle auch schon einige Zeit mit so einem Projekt!
Den Bau würde ich mir schon zutrauen, aber ich habe echt etwas Angst, dass ich den schönen Akku dann irgendwann in den Himmel schickt und viele 100 Euro "verbrannt" sind.

Im Moment habe noch eine 230 Ah GEL seit 3 Jahren im Einsatz. Wenn die mal hin ist - und ich habe das Gefühl, dass sie nach 2 Tagen Heizung schon etwas schwächer wird - dann muss ich mich erneut entscheiden.
Gruß aus Bremen,
Heiko

Bild
Teeyop

Re: LiFeYPo4 - Umrüstung für ML-T (aus Alfs Bastelbude ... )

Beitrag von Teeyop »

Lass dir Mut machen, so schnell bekommst du Winstonzellen nicht kaputt...zudem das System zu allen Teilen einen Austausch bietet. Meine Winston sind jetzt 8 Jahre alt und werkeln trotz aller Schandtaten immer noch...
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Re: LiFeYPo4 - Umrüstung für ML-T (aus Alfs Bastelbude ... )

Beitrag von basste315 »

KudlWackerl hat geschrieben: 22.10.2019, 21:38
O. K. Für normalen Einsatz. Aber: Ohne Y. Mit grob gesagt 1/3 Lebensdauer und nicht unter 0 Grad einsatzfähig... ;-)

F a l s c h :roll: :!: Zitat aus dem Datenblatt:

Ladezyklen: >2.000 bei 80% Entladetiefe (20% Rest), 1.500 bei 90% Entladetiefe
Betriebstemperaturbereich: Entladen -20°C bis +45°C, Laden: 0°C bis 45°C
(Laden bei Batterietemperatur unter 0°C nicht möglich, Schutzschaltung integriert) Rückschaltung bei +2°C
Lagertemperatur: -20°C bis +55°C, Langzeitlagerung: -10°C bis + 50°C

Lieber Alf, gerade Fachleute wie Du sollten präziser informieren, aber ansonsten lese ich als interessierter Laie gerne Deine Beiträge.

Helmut
Grüße vom Traunsee -
basste315
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KudlWackerl
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Re: LiFeYPo4 - Umrüstung für ML-T (aus Alfs Bastelbude ... )

Beitrag von KudlWackerl »

basste315 hat geschrieben: 23.10.2019, 13:13

F a l s c h :roll: :!: Zitat aus dem Datenblatt:

Ladezyklen: >2.000 bei 80% Entladetiefe (20% Rest), 1.500 bei 90% Entladetiefe
Betriebstemperaturbereich: Entladen -20°C bis +45°C, Laden: 0°C bis 45°C
(Laden bei Batterietemperatur unter 0°C nicht möglich, Schutzschaltung integriert) Rückschaltung bei +2°C
Lagertemperatur: -20°C bis +55°C, Langzeitlagerung: -10°C bis + 50°C

Lieber Alf, gerade Fachleute wie Du sollten präziser informieren, aber ansonsten lese ich als interessierter Laie gerne Deine Beiträge.

Helmut
Helmut, volle Zustimmung!

Das mag schon sein, Verbesserungspotential ist überall. ;-)

Nun sag du zum Beispiel mal, aus welchem Datenblatt du zitierst. Oder stell doch einfach mal die Zyklenangaben von den Fraron Akkus und den Winston gegenüber. Dann können wir das besser diskutieren.

Grüße, Alf
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Re: LiFeYPo4 - Umrüstung für ML-T (aus Alfs Bastelbude ... )

Beitrag von basste315 »

Keine Diskussion notwendig, natürlich kann man Y nicht mit LiFePo4 vergleichen, außerdem wären wir bei einer Diskussion nicht auf Augenhöhe :-D

Das Datenblatt stammt von der von "TKM" verlinkten Fraron-Seite https://www.fraron.de/batterien/lithium ... -85876497/

:-D lächelnd Helmut
Grüße vom Traunsee -
basste315
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Heiko
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Re: LiFeYPo4 - Umrüstung für ML-T (aus Alfs Bastelbude ... )

Beitrag von Heiko »

An die Fachleute:
Was spricht gegen oder für eine fertig Lösung wie diese hier?

https://www.i-tecc.de/shop/lifepo4-batt ... 673.1&c=92

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Gruß aus Bremen,
Heiko

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Teeyop

Re: LiFeYPo4 - Umrüstung für ML-T (aus Alfs Bastelbude ... )

Beitrag von Teeyop »

Verlockend, hat aber kein BMS und ist bei Starterakkus unproblematisch da diese per Lima nicht wirklich vollgeladen werden.
Alfs Lösung ist damit nicht zu toppen......
Zuletzt geändert von Teeyop am 23.10.2019, 16:36, insgesamt 1-mal geändert.
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