Als erstes möchte ich darauf hinweisen, dass ich selber kein Elektriker bin. Bei dem Bau des 12,8V Winston Lifepo werde ich von einem KFZ-Meister unterstützt. Wir werden den LifeYPo4 mit Zahlreichen Sicherungen versehen. Details hierzu erfährt ihr im Laufe des Posts. Wer dieser Bauanleitung folgt, handelt auf eigenes Risiko.
Warum ein LifeYPo4 und keine AGM oder Gel Batterie ?
Nach diversen Recherchen im Internet habe ich folgende Fakten zusammen getragen, die mich dazu bewegt haben einen Lifepo4 einer herkömmlichen AGM bzw. Gel Batterie vorzuziehen. Die Daten beziehen sich auf einen Winston LifeYPo4 von 12,8 V (4 Module a 3,2 V) 200 AH und 2 x Ective EDC120 Deep Cycle AGM 120Ah parallel Geschaltet.
| Winston LifeYPo4 12,8 V 200 AH | Active EDC 120 Deep Cycle AGM 120Ah | |
| Nennspannung | 12,8V | 12V |
| Gewicht | 29,7 kg | 2 x 29,3 kg = 58,6 kg |
| Optimaler Ladesstrom | 100A (0,5C) | 24-48A (0,1-0,2C) |
| Optimaler Entladestrom | 100A (0,5C) | 24-48A (0,1-0,2C) |
| max. Ladestrom | 600A (3C) mit Temp. Überwachung | keine Angabe |
| max. Entladestrom | 600A (3C) 15 Minuten | keine Angabe |
| Batteriekapazität | 200Ah/2,56KWh | 240Ah/2,88KWh |
| Nutzbare Batteriekapazität | 160Ah/2,04KWh (80%) | 240Ahx0,6=144Ah/1,728KWh (60%) |
| Ladezyklen | ca. 5000-8000 | ca. 1500-2000 |
| Benötigter Platz | Option1: 362x224x256 Option2: 724x112x256 | Option1: 345x350x235 Option2: 690x175x235 |
| Preis | 1.060 € | 380 € |
| Preis pro Ladezyklus | 0,13€-0,21€ | 0,19€-,25€ |
Fakten:
- Der Winston LifeyPo4 ist wesentlich leichter, wiegt mit ca.29,7 kg die Hälfte
- Der Winston LifeyPo4 hat höhere Ladeströme und Entladeströme
- Der Winston LifeyPo4 hat eine höhere nutzbare Batteriekapazität
- Der Winston LifeyPo4 hat eine ca. 3 mal höhere Haltbarkeit (Ladezyklen)
- Die Ective AGM Batterie hat einen wesentlich niedrigeren absoluten Preis
- Der Winston LifeyPo4 hat einen niedrigeren Preis pro Ladezyklus
… und das wichtigstes Argument der LifeyPo kann wie ein Gießkanne benutzt werden. Mann kann den Akku nur so voll Laden wie man möchte. Bei einer AGM Batterie wird eine vollständige Ladung empfohlen um die Haltbarkeit auszunutzen. Des Weiteren ist bei einer AGM Batterie eine Aufwendige Ladeprozedur notwendig.
Youtube Video Vergleich LifeYPo4 vs. AGM:
Warum einen Life(Y)Po4 bauen und keinen kaufen ?
Vorweg zu diesem Thema gibt es mit Sicherheit mehrere Meinungen. Welche fertigkonfigurierten Lifepo4 Batterien gibt es überhaupt am Markt.
- Victron Energy LiFePO4 12.8V Kapazität 200 Ah – Kosten ca 2800 € + Batteriemanagement BMS12-200 249 € Gesamtkosten also 3049 €.
- Super-B Lithium Batterie Super-B 160 Kapazität 160 Ah inklusive integriertes Batteriemanagement – Gesamtkosten 2600 €.
- Mastervolt LiIon Batterie MLI Ultra 12/2500 Kapazität 180 Ah integriertes Batteriemanagement – Gesamtpreis 3216 €
- 200AH Lithium Batterie 12V / 2,64KWh LiFeYPo4 mit integriertem Batteriemanagementsystem – Gesamtpreis 2999 €
Aus Kostengründen habe ich mich für das sogenannte Winston Yacht Set entschieden.Das Winston 200Ah Yacht Set bestehend aus 4x Winston WB-LYP200AHA , 123SmartBMS Batterie Management, Zellenverbinder und entsprechende Schrauben, gibt es bei GWL Power in Teschechien für 1364 €. Das BMS kann über jedes Android und iPhone Handy per Bluetooth gesteuert werden, hierzu gibt es eine App.
Je nach Lade-/Entladestrom werden noch ein LVP und OVP Relais benötigt welche den Lade- und Entladestrom getrennt voneinander an und abschalten können. Ich habe mich für den 123Smart Relais entschieden (kann 2x 120 Amper schalten) als OVP Relay und einen Victron BatterieProtect 220 als LVP entschieden.
Das Low Voltage Protection Relay (LVP) kann Entladeströme bis 220 Amper schalten, in meinem Fall ist es mit einer 175 Amper Sicherung versehen. Mein größter Verbraucher ist ein Dometic Wechselrichter, dieser kann eine Dauerlast von 125 A erzeugen. Somit können alle anderen Verbraucher noch 50 A parallel konsumieren bis die Sicherung auslöst.
Das Over Voltage Protection Relay ist mit einer 100 A Streifensicherung abgesichert. Als Ladegeräte habe ich 230 V Ladergerät von Nordelectronica (20a) , eine B2B Loader von Votronic (30A) und ein Solar MPPT Laderegler (18A) von Victron SmartSolar 100/20 mit 3 x Solarzellen a 100 Watt angeschlossen. Hier entsteht ein max. Ladestrom von ca. 50A.
Zusätzlich können die Winston WB-LYP200AHA Module laut Hersteller Beschreibung von -45 °C – +85 °C geladen und entladen werden. Dies liegt an den Yttrium Anteil in den Batteriemodulen. Normale Lifepo Batterien ohne Yttrium Anteil bekommen ab ca. +5 °C Problem beim laden und entladen. (Der Innenwiderstand der Lifepo Batterie erhöht sich stark, je niedriger die Außentemperaturen sind. Genau dieser Effekt wird durch Yttrium verhindert).
Das Winston Bauset kommt mich mit allen Komponenten auf ca. 1700 € inklusive aller noch zusätzlich benötigten Sicherungen, Kabeln, Relais und einem selbstgebauten Batteriekasten. Eine genaue Kosten und Komponenten Aufstellung erfolgt nach finaler Fertigstellung der Konstruktion.
Winston LifeYPo4 bauen – Initiales laden der LIFEYPo4 Zellen.
Jede Zelle muss mit einer Spannung von 4.0 V geladen werden. Hierzu wird ein Laborladergrät auf 4,0V eingestellt und die Zelle entsprechen am + und – Pol verbunden. Sobald das Laborladegerät einen Ladestrom von 0A erreicht ist die Zelle initialisiert. Die initiale Ladung wird pro Zelle einzeln durchgeführt.
Am besten messt Ihr die Endspannung mit einem Multimeter nach um sicherzustellen ob eine Zellspannung von 4 V erreicht wurde.
Winston LifeYPo4 bauen – Zellen in Reihe schalten (wie mach man aus 4 x 3,2V gleich 12,8V)
Das in Reihe schalten Zellen funktioniert folgendermaßen.
Hierbei wird der Plus und Minus Pol jeweils einer Zelle mit einer Brücke aus Kupfer verbunden bis 4 Zellen in Reihe geschaltet sind. Somit erhält man eine Spannung von 12,8 V und eine Batteriekapazität von 200 AH.
Bitte beachtet, dass ein LIFEPo4 nur mit einem BMS System in Reihe geschaltet werden sollte um den Zellausgleich zwischen den Zellen zu steuern.
Die Batterie sollte mit 14,2 V -14,4 V geladen werden bei einer Nominalspannung von 13,6 V. (VBypass).
Die Zelle kann max. mit 600 A (3C) geladen werden, ideal sind 20 -100 A (0,2C – 1 C).
Winston LifeYPo4 bauen – 123 Batterie Management System
Das 123 BMS System besteht aus den folgenden Komponenten. Einer Platine an dem die Stromsensoren angebracht sind, die je nach Konfiguration den Batterie ladenden und entladenden Strom messen. Zwei Stromsensoren, zwei Platinen für den Zellenausgleich der Zellen und eine Platine auf dem die Steuerelais angebracht sind.
Die Steuerrelais werden mit dem LVP und OVP Relay verbunden. Die Relais können je nach Spannung, Temperatur und SOC (Batteriekapazität in %) ausgelöst werden.
LVP BatteryProtect 220:
Beim LVP Relay Victron BatteryProtect 220 wir nur die Steuerleitung an das Steuerrelay anschlossen. Masse muss extra mit der Batterie verbunden werden. Die Plus Leitung holt sich das Relais über die Standard Leitungen durch die auch später der Strom fliessen soll. Sobald der der Strom vom Steuerrelay getrennt wird trennt sich auch der BatteryProtect, sprich er geht in den Status auf offen. Hinweis: Der Relay hat Reststrom d.h. es dauert ca. 30 Sekunden bis kein Reststrom mehr am BatterieProtect anliegt (messen mit Multimeter).
HVP 123 SmartRelais:
Beim 123 SmartRelay muss die Plus, Minus und Steuerleitung angeschlossen werden, Plus und Minus kommen entsprechend vom Steuerrelay. Hinweis: Wenn ich nochmals einen LIFEYPo4 bauen müsste, würde ich anstelle 123 Smart Relay eine 2ten BatteryProtect mit 100 A einsetzen.
Die genaue Konfiguration und die Einstellungsmöglichkeiten des BMS sind in der Anleitung des 123 BMS vermerkt, dies zu beschreiben würde mit Sicherheit den Rahmen dieses Posts sprengen. Anfragen zu meiner Konfiguration beantworte ich gerne per Kommentarfunktion.
Auflistung der von mir verwendeten Komponenten um die LIFEYPo4 zusammenzustellen.
Anbei eine Auflistung der von mir verwendeten Komponenten.
- 4 x 200A Winston LifeYPo4 Zellen
- 123 Smart BMS System 100 A Set
- 123 Smart Relay
- 1 Relay Victron BatteryProtect 220A
- 1 Victron BMV 702 inklusive 500 A Shunt
- 1 m 55 mm Kuperkabel schwarz
- 2 m 25 mm Kupferkabel schwarz für Anlasser bis 180 A.
- 1 Streifensicherung 100A
- 1 Streifensicherung 175 A
- 1 m Kupferstab 3mm
- 1m 0,75 Einzelader Draht grau
- 1m 0,75 Einzelader Draht blau
- 1m 0,75 Einzelader Draht braun
- 1 m 0,75 Einzelader Draht rot
- 2 m 2,5 mm Kupferkabel schwarz
- 2 m 2,5 mm Kupfekabel rot
- Diverse Kabelschuhe
- 2 Stück Diode grün
- 1 Autosicherungshalter für 6 Sicherungen inklusive 5 x 2A Sicherungen und 1x 3 A Sicherungen
- PVC Platte (nur auf dieser Platte werden Leitungen angebracht leitet nicht)
- Diverse andere Holzplatten
LifeYPo4 im Integra Line 720 EB
Anbei ein Bild des Ergebnisses, mit Sicherheit kann man einige Komponenten schöner verarbeiten, dass wichtigste ist ab die Lösung funktioniert bis jetzt tadellos und sicher.
