Prevod na batérie LiFePo4

Čas čítania 8 zápisnice

Aktualisiert – október 13, 2025

Prechod na batérie LiFePo4 sa oplatí z dvoch dôvodov: Úspora hmotnosti a životnosť. Oba dôvody sú vítané pri výmene starých batérií AGM v motorových vozidlách.

Unterschied AGM / LiFePo4

Batéria AGM by sa mala po vybití 60% dobiť. Batéria LiFePo4 v skutočnosti vydrží 100% svojej nominálnej kapacity. Okrem toho si batéria AGM vyžaduje fázy obnovy, ak sa neustále vyžadujú vysoké prúdy, napr. pri prevádzke meniča.
V teste vydržala batéria AGM s kapacitou 120 Ah 31 hodín pri definovanom trvalom odbere prúdu, zatiaľ čo batéria LifePo4 s kapacitou 110 Ah vydržala 54 hodín.
Tieto dva typy sa líšia aj v spôsobe nabíjania: batéria AGM potrebuje na doplnenie spotrebovanej energie 12 hodín, batéria LiFePo4 6 hodín.
Pokiaľ ide o hmotnosť: batéria AGM váži približne 26 kg, batéria LiFePo4 10 kg.

Ako na to

Nun ist nicht jeder per Du mit dieser Technik, weshalb oft davor zurückgeschreckt wird, diesen Schritt zu wagen. Allerdings ist, wie immer, ‚gewusst wie‘ der Schlüssel zu dem vermeintlichen Geheimnis, das man zunächst dahinter wittert.

Pokyny krok za krokom by vám mali pomôcť stratiť zábrany a úspešne zvládnuť výmenu.

Pre všetky komponenty s výnimkou samotných batérií sa používajú zariadenia Victron.

LiFePo4 und Minusgrade

Im Gegensatz zu AGM / Blei-Akkus, die auch bei Minusgraden sowohl entladen, wie geladen werden können, verhalten sich LiFePo4-Akkus hinsichtlich des Ladens anders. Sie mögen es gern kuschlig warm, denn ihr Innenwiderstand geht bei zunehmender Kälte in den Keller. Und zwar soweit, dass sie beim Laden unter 0 °C auf Dauer irreparablen Schaden nehmen.

Deshalb gibt es zunehmend LiFePo4-Akkus mit eingebauter Heizung. Wer jedoch noch über LiFePo4-Akkus ohne integrierter Heizung verfügt, sollte, so er in Regionen mit Minusgraden unterwegs ist und wohnt, eine Heizung nachrüsten, es sei denn, das Fahrzeug ist permanent beheizt und die Akkus fühlen sich daher ohnehin pudelwohl.

Heizmatten findet man in 230 V AC und 12 V DC Ausführungen. Universeller einsetzbar, weil nicht auf Landstrom angewiesen, sind wohl meist die 12 V Varianten. Die Abmessungen werden nur in den seltensten Fälen der Einbausituation entsprechen. Allerdings schadet es nicht, wenn man sie mittig auf der Stellfläche der Akku-Packs positioniert und die überstehenden Flächen der Heizmatte schlicht gleichmäßig seitlich hoch zieht. So sind die Akkus „eingebettet“ in die Heizmatte.

Ausführungen, die über einen eingebauten Thermostaten verfügen und deren Oberfläche nicht heißer als 40 °C wird, sind zu favorisieren. Auf diese Weise spart man sich eine externe Temperatur-Regelung und verhindert, dass die Akkus zu heiß beheizt werden.
Wer auf Nummer Sicher gehen will, kann natürlich eine zusätzliche Temperatur-Überwachung vorsehen, um bei einem Defekt des integrierten Thermostaten eine Fallback-Lösung zu haben, über die ein in die Spannungsversorgung eingeschleiftes Relais die Heizmatte abschaltet.

Die Wohlfühl-Temperatur für LiFePo4-Akkus beträgt zwischen 10 und 20 °C, entsprechend mancher voreingestellter Themostat-Temperatur-Hysterese einzelner Heizmatten auf dem Markt. Solche Ausführungen schalten bei Unterschreiten von 10 °C ein und bei Erreichen der Solltemperatur von 20 °C wieder aus.

Nákupný zoznam

V závislosti od požiadavky na výkon sa vyberú požadované ampérhodiny (Ah), napr. 280 Ah od EVE. Keďže si batériu montujeme sami a používame jeden Batériový článok 3,35 V, ale zvyčajne potrebujeme 12 V napätie palubného napájania, štyri z nich sú pridané do nákupného košíka. Pre 24 V, napr. v obytných vozidlách na báze podvozku nákladného vozidla, je potrebné zakúpiť 8 článkov.

Ak je potrebný vyšší výkon, články možno zapojiť aj paralelne. Napríklad 2 x 280 Ah články zapojené paralelne na 4 x 3,35 V majú kapacitu 2 x 280 Ah = 560 Ah.

Batérie LiFePo4 si vyžadujú tzv. systém riadenia batérie (BMS), ktorý ich chráni pred príliš vysokým alebo príliš nízkym napätím a v prípade poruchy včas elektronicky odpojí záporné vedenie.

Okrem toho, a Balancer čím sa zabezpečí, že všetky články budú mať vždy približne rovnaké napätie.

Nabíjačka / zosilňovač nabíjania sa používajú na nabíjanie batérie LiFePo4 pomocou pobrežného napájania alebo počas jazdy cez alternátor.
Takéto zariadenia, ak sú už nainštalované pre batériu AGM, by mali byť vhodné aj pre batérie LiFePo4. Sú buď manuálne nastaviteľné, alebo automaticky rozpoznávajú typ batérie a nabíjajú pomocou príslušnej nabíjacej krivky. Ak nabíjačka neposkytuje ani jednu, ani druhú funkciu, je potrebné použiť vhodné nové zariadenie.

Ak plánujete používať menič, nemusíte potrebovať samostatnú nabíjačku na 230 V, pretože väčšie meniče, ako napríklad Victron Multiplus II, už majú zabudovanú veľmi výkonnú nabíjačku.

Sledujte výkon alternátora vzhľadom na výkon posilňovača nabíjania a v prípade potreby nainštalujte výkonnejší. Posilňovač nabíjania s nabíjacím prúdom 30 A sa považuje za štandardný a spravidla ho možno nainštalovať bez výkonnejšieho alternátora.
Musí sa dodržiavať používanie hrubých a krátkych káblov v súlade so špecifikáciami výrobcu, aby sa minimalizovali poklesy napätia z alternátora do posilňovača nabíjania a z posilňovača nabíjania do nabíjaného akumulátora. Dobré nabíjacie zosilňovače kompenzujú straty napätia z alternátora do nabíjacieho zosilňovača automatickým zvýšením výstupného napätia.

Nástroj na výpočet prierezov káblov nájdete tu.

Vždy sa uistite, že sú všetky skrutkové, svorkové alebo krimpovacie spoje tesné!
Voľné spoje vytvárajú vysoký odpor, ktorý môže viesť k nadmernému zahrievaniu a dokonca k požiaru kábla, ak sú prítomné príslušné prúdy!

Možnosti

Ak nechcete len kontrolovať stav nabitia batérií cez rozhranie Bluetooth pomocou aplikácie, ale chcete byť aj neustále informovaní o prichádzajúcej solárnej energii, stave nabitia a hodnotách spotreby, môžete použiť napríklad monitor Victron Cerbo GX s dotykovým ovládaním 70, ktorý zobrazuje všetky dôležité hodnoty, konfiguruje zariadenia atď.

Vyrovnávanie buniek

Z dôvodu výrobných a materiálových tolerancií nie sú vlastnosti bunky nikdy úplne identické. Keďže BMS po dosiahnutí určitého napätia článku predpokladá, že je článok vybitý, a vypne celú batériu, aj keď zvyšné články ešte nie sú vybité, je dôležité, aby boli všetky články na ideálne rovnakej úrovni napätia.

Vyrovnanie buniek si vyžaduje čas. Nie je na škodu umiestniť články do radu paralelne hneď po dodaní, spojiť všetky záporné póly s dodanými prípojnicami a to isté urobiť so všetkými kladnými pólmi. Takto môže článok s nižším nábojom prevziať cez noc náboj od iného článku a dosiahnuť tak vyrovnaný potenciál napätia vo všetkých článkoch.

Batéria

Meranie napätia

Vo vyššie uvedenom príklade bolo vyrovnaných 16 článkov, v ktorých sa teraz kontrolujú príslušné napätia. Na tento účel by sa mal použiť digitálny multimeter s rozlíšením 0,001 V ±0,03 % alebo lepším. Funkcia max/min uľahčuje zaznamenávanie odchýlky napätia série meraní, ako je to uvedené tu pre 16 článkov.

Keď sa potvrdí, že všetky články s prevažne rovnakým napätím sú vyrovnané, články sa môžu usporiadať podľa potreby. V tomto prípade by sa mali paralelne zapojiť štyri krát štyri články s napätím 3,35 V (výsledkom je 4 x 280 Ah = 1 120 Ah) a potom by sa mali výsledné štyri balíky po 3,35 V zapojiť do série, aby sa vytvorila batéria s napätím 13,4 V.

Štruktúra

V tomto prípade boli bloky štyroch článkov, z ktorých každý predstavuje JEDEN článok s napätím 3,35 V, zapojené do série, čím sa dosiahlo celkové napätie 4 x 3,35 V = 13,4 V.

Penové vložky ružovej farby slúžia na tlmenie vibrácií. Celková hmotnosť vrátane krytu 96 kg. Úspora hmotnosti v porovnaní s batériou 4x AGM DeepCycle 222 kg! Rozmery (Š) 619 x (V) 407 x (H) 283 mm.

Pripojenie BMS

BMS má dve hrubé káblové prípojky, P- a B-. B- je pripojený k zápornému pólu batérie, P- vedie k zápornému pripojeniu spotrebičov. Tento prierez kábla by sa mal použiť aj pre kladný kábel k batérii a nemal by byť menší ako tento.

Dva 35 mm² Silné čierne káble (hore) sú pripojené k uzemňovacej lište (-) bočníka Lynx, modré káble (dole) k zápornému pólu batérie.
Pre BMS menšie ako 400 A je bežne k dispozícii len čierny a modrý 35 mm kábel.² Kábel. Od 400 A, dva rovnako sfarbené 35 mm² káble sú zapojené paralelne, aby bol priemer kábla fyzicky dostatočne pružný, ale elektricky dvakrát odolnejší.

BMS sa aktivuje privedením externého nabíjacieho napätia. Tým sa najprv zapne BMS. Návod je k dispozícii tu stiahnuť k dispozícii.

Systém XENES-BMS má integrovaný balancer.

Hodnota SOC 64% (druhý stĺpec zľava, tretia hodnota zdola) predstavuje aktuálny stav nabitia a NEMALA by sa nastavovať manuálne, aby sa predišlo nesprávnym hodnotám.

Jediné hodnoty, ktoré je potrebné upraviť, sú menovitá kapacita a prípadne hodnoty maximálneho nabíjacieho/vybíjacieho prúdu a ochrany pri nabíjaní pri nízkych teplotách (0 °C), pretože batérie LiFePo4 sa nesmú nabíjať pri teplotách nižších ako 0 °C, pretože potom sa môžu na elektródach usadzovať ióny lítia a batériu dlhodobo poškodiť.

Vypúšťanie môže prebiehať aj pri teplotách nižších ako -20 °C, ale pri takýchto teplotách by sa mala celková kapacita znížiť na približne 70% v porovnaní s obvyklými 100 %.

Pripojenie balancéra

V každej batérii sú štyri články. Buď má článok v skutočnosti iba JEDEN článok s napätím 3,35 V, alebo niekoľko (v tomto prípade štyri), ktoré majú (v tomto prípade spoločný) záporný a kladný pól.

Čierny kábel bielej zástrčky (-) vľavo dole je pripojený k zápornému pólu prvého (tu spoločného) článku a štyri červené káble (+) sú pripojené ku kladnému pólu prvého (ide o článok/skupinu článkov, ktoré sú z pohľadu BMS ako prvé pripojené k zápornému pólu). B- (v prednom pohľade zobrazenom vyššie, blok buniek vpravo hore), druhá, tretia a štvrtá bunka (bunky).

Ak sú káble príliš krátke, možno ich predĺžiť. Je však dôležité zabezpečiť, aby bolo VŠETKÝCH päť káblov rovnako dlhých, aby sa zabránilo falšovaniu výsledkov merania!

Zásuvky na spodnej dlhej strane BMS, označené NTC a UART sa používajú na pripojenie snímača teploty (NTC) a modul Bluetooth (UART), ktorý sa používa na vytvorenie spojenia s aplikáciou BMS.

Pripojenie batérie a distribútora

S bočníkom a rozvádzačom Victron Lynx umožňuje spoločnosť Victron meranie vstupných a výstupných prúdov až do rozsahu 1 kA, ako aj predradenie pripojených záťažových reťazcov.

Zozbierané údaje sa zobrazujú na dotykovom paneli prostredníctvom Cerbo GX.

Batéria je pripojená k vstupom bočníka Lynx pomocou krátkych, hrubých a krátkych káblov určených na očakávané prúdy.

Všetky skrutkové spoje M8 musia byť utiahnuté na 14 Nm.

Lynx Shunt a Distributor spolu vážia 3,6 kg.

Pripojenie regulátora MPPT

Výstup regulátora MPPT je pripojený k jednému z výstupov distribútora. Ak sa používa viacero regulátorov MPPT, môžu sa kombinovať na jednej svorke distribútora.

Regulátor MPPT váži 4,5 kg.

Pripojenie posilňovača nabíjania / nabíjačky

Výstupy zosilňovača nabíjania a nabíjačky sú pripojené priamo k jednému z výstupov distribútora.

Nabíjacia jednotka váži 1,8 kg, nabíjačka 1,3 kg.

Pripojenie spotrebiteľa

Súčet všetkých prúdov napájacieho vedenia vynásobený koeficientom 1,35 udáva veľkosť použitej záložnej poistky. Ak sa očakáva 105 A, poistka je 105 x 1,35 = 148 so 150 A.

Spotrebiče sú vždy poistené jednotlivo pomocou vhodne vypočítaných poistiek.

Pripojenie Cerbo GX a GX Touch

"Zberač údajov" Cerbo GX je pripojený k dotykovému panelu GX pomocou dodaného pripojovacieho kábla. Zariadenia, ktoré komunikujú s Cerbo GX, sa k nemu pripájajú pomocou kábla VE.direkt alebo pomocou adaptéra USB-VE. V prípade potreby je potrebné oboje objednať samostatne.

Pripojenie externej batérie

Externé pripojenie batérie sa môže použiť napríklad na prepojenie dvoch vozidiel, ktoré majú fotovoltické moduly a batériu, aby sa energia, ktorá nie je potrebná v jednom z vozidiel, využila pre druhé vozidlo s vyššou spotrebou.

Ďalšie externé pripojenie PV regulátora MPPT možno použiť na pripojenie ďalších externých PV modulov na vstup regulátora MPPT s cieľom dosiahnuť vyšší solárny zisk a vyššie výkonové parametre. Za predpokladu, že nainštalovaný regulátor MPPT má príslušné výkonové rezervy.

Tu je Victron Smartsolar MPPT regulátor 250/100 Tr VE.Can ktorý generuje nabíjací prúd až 100 A pri 12 V DC. Podľa technického listu je maximálne napätie otvoreného obvodu FV 250 V.

V oboch vozidlách by mala byť do príslušného kladného vedenia zásuvky vonkajšieho pripojenia zapojená poistka 80 A, aby sa na jednej strane zachytili nadmerné prúdy a na druhej strane zabezpečila ochrana proti skratu. Odporúča sa aj istič v kladnom vedení, aby bolo možné vypnúť zásuvky externého pripojenia batérie, keď sa nepoužívajú.

Záver

Pevná jednotka, ktorá obsahuje všetky komponenty v jednom bloku, nakoniec poskytuje kapacitu 1 120 Ah, váži približne 145 kg a napriek svojej kompaktnosti umožňuje prístup ku všetkým pripojeniam všetkých komponentov bez demontáže jednotlivých zariadení.

Nápoveda

Všetky elektroinštalačné práce musia vykonávať kvalifikovaní pracovníci v súlade s platnými predpismi. Pri práci na elektrických inštaláciách musia byť vždy bezpečne odpojené od napätia!
Na informovanie nezúčastnených tretích strán musia byť na vypínacie zariadenia počas trvania prác pripevnené príslušné značky.

p.s. Ak potrebujete osobnú podporu pri realizácii proti platbe, môžete poslať Rezervácia vyrobiť!