LiFePo Akku “Wattstunde LIX200” mit 200 Ah

Angefangen hat alles mit dem Luxuskonsumwunsch vor Anker und in Häfen ohne Landstrom die Nespresso Maschine nutzen zu können, also kurzzeitig aus der Verbraucherbatterie starke Ströme entnehmen zu können, ohne dass der Akku Schaden nimmt und ohne dass dabei die Spannung im Bordnetz zu weit abfällt.

Die Maschine benötigt beim Aufheizen und während der Kaffee Zubereitung ca. 1.200 Watt. Da die Maschine mit 230 V Wechselstrom betrieben wird, muss ein entsprechender Inverter zum Einsatz kommen, der während des Betriebes der Kaffemaschine für die Dauer von 1 – 2 Min. locker 100 Amp zieht. Der Ective Sinus Inverter (im übernächsten Bild rechts aussen) leistet 1.500 Watt und benötigt dafür idealerweise eine herkömmliche Batterie Kapazität von 250 Ah.

Der vorhandene inzwischen 10 Jahre alte AGM Akku leistet nur 170 Ah, was definitiv nicht ausreicht, höchstens im voll geladenen Zustand und nur für ganz kurze Zeit. Ein neuer AGM Akku in der geforderten Größenordnung von 250 Ah kostet um die 700 €, wiegt ca. 80 kg und wäre noch dazu von den Abmessungen her mindesten um 4 cm zu breit, um an die vorgesehene und bewährte Stelle zu passen.

Es ist zwar nur ein Luxuswunsch, aber doch Grund genug, sich mal mit den Möglichkeiten und Vorteilen einer Lithium Batterie, genauer Lithium-Eisen-Phosphat Batterie auseinander zu setzen. Für die LiFePo Batterie “Wattstunde LIX200” mit 200 Ah gibt der Hersteller folgende Eigenschaften an:

  • Hohe Energiedichte bei geringem Gewicht
  • LIX00 – 200Ah Lithium entspricht herkömmlicher 320 Ah Batterie
  • Bis zu 80% nutzbare Kapazität ohne Tiefenentladung
  • Maximaler Entladestrom: 150 A dauerhaft
  • Doppelte Effektivität bei über 60% Gewichtsersparnis gegenüber AGM
  • Eingebautes BMS mit Schutzfunktion für geregelte Energieflüsse 
  • Integrierte Bluetooth Schnittstelle zur Fernüberwachung mit kostenloser App
  • Zyklenzahl > 3000
  • Verschlossene wartungsfreie Batterie

Vorteile

Die LIX200 ist trotz ihrer höheren Leistungsfähigkeit kleiner und wesentlich leichter als die alte AGM Batterie. Das war beim Einbau im Winterlager dann schon mal ein wirkliches Aha Erlebnis: 46 kg raus und 26 kg rein. Eine 250 Ah AGM Batterie hätte übrigens sogar fast 80 kg gewogen.

So sieht der „Winzling“ eingebaut aus, man sieht deutlich den freibleibenden Raum in der Batteriebox.

Kurze Ladezeiten, vorausgesetzt die Ladegeräte verfügen über die passende Lademimik und die entsprechende Leistung. Die Batterie verträgt Ladeströme bis zu 50% ihrer Kapazität. Die eingebaute Kombination von LiMa mit 60 Ampere und Sterling „Ladebooster“ (im Bild links) soll gewährleisten, dass schon allein durch die unvermeidlichen Maschinenlaufzeiten durch An- und Ablegen bzw. Ankermanöver ein beträchtlicher Teil der erforderlichen Ladeleistung erbracht wird.

Ein richtiges Schmankerl ist die Bluetooth Schnittstelle, die es mittels App ermöglicht, jederzeit den Zustand des Akkus zu checken. Ist allerdings auch eine zwingend notwendige Informationsqelle, um das Risiko einer automatischen Abschaltung durch das Batterie Management System im Griff zu behalten (s. u.)

Nachteile

Der Preis für die LIX200 ist im Vergleich zum Wettbewerb zwar günstig, das ändert aber nichts an der immer noch erheblichen Investition für LiFePo im Vergleich zu anderen Batterietypen. Ob diese höhere Investition – neben den anderen Vorteilen – tatsächlich auch durch die erheblich längere Nutzungsdauer kompensiert wird, darf zwar erwartet werden. Den Beweis erbringt die Zeit. Wir werden sehen.

Jan weist in seiner sehr informativen Gegenüberstellung der unterschiedlichen Bordbatterietypen (https://klabauterkiste.de/batterietypen/) auf das Risiko einer automatischen Abschaltung durch das Batteriemanagemensystem (BMS) hin. Dieses Risiko ist sicher gegeben, kann aber durch geeignete Maßnahmen unter Kontrolle gehalten werden. Die Abschaltung kann nach Auskunft des Herstellers nur durch folgende Sachverhalte ausgelöst und entsprechende => Maßnahmen beantwortet werden:

  • Überhitzung (ca. 65°C) => Temperatur reagible Ladetechnik
  • zu hohe Ladespannung (> 15 V bzw. Spannung einer Zelle über 3,75 V) => LiMa abklemmen, falls Regler defekt, Alternative zur LiMa bereithalten
  • zu hoher Ladestrom (180 A über 8 s) => s. o.
  • zu hoher Entladestrom (400 A über 3,5 s) oder Kurzschluß => Verursacher vom Netz nehmen
  • Tiefentladung der Batterie (< 10 V bzw. Spannung einer Zelle unter 2,50 V) => vermeiden bzw. umgehend beheben, da das – trotz Abschaltung weiterlaufende – BMS durch Eigenverbrauch die Batterie nachhaltig beschädigen oder zerstören kann.

Die einmal erfolgte Abschaltung kann – bspw. nach dem Abklemmen der LiMa mit defektem Regler – rückgängig gemacht werden, indem die Batterie kurz vom Bordnetz genommen und dann wieder angeklemmt wird. Dann schaltet sich die Batterie automatisch wieder ein.

Aber klar, dieses Risiko ist gegeben und man muss darauf vorbereitet sein und sich auch zutrauen, damit umzugehen. In einer kritischen Situation ohne Bordstrom dazustehen und nicht weiter zu wissen, ist mehr als ungünstig.

Fazit

Die Argumente haben mich überzeugt. Habe den Akku im vergangenen Winter eingebaut und kann nun über erste Erfahrungen berichten. Auf einem knapp zweiwöchigen Törn von Kröslin nach Smögen und zurück (> 600 sm) in den ersten Juni Wochen waren die Erfahrungen äußerst positiv.

Die häufige Entnahme kurzzeitig hoher Ströme war überhaupt kein Problem und wurde sowohl im Hinblick auf die Batteriespannung als auch die verbleibende Kapazität vollkommen „regungslos weggesteckt“.

Insgesamt sind auf dem Törn ca. 12 h Maschinenlaufzeit angefallen, während der die Batterie über den Sterling „Ladebooster“ – je nach Ladezustand – mit bis zu 60 A geladen wurde. Der Ladestand lag nach einem Segeltag abends vor dem Starten der Maschine zum Anlegen meist so um die 80%. Der niedrigste Ladestand betrug nach 20 h Segeln einmal 75 %, d. h. 50 Ah waren nachzuladen. Bei mittlerer Drehzahl ist das in gut einer Stunde erledigt, nicht zuletzt, weil die LiFePo Batterie einfach bis zum Schluss mit dem maximalen Ladestrom geladen werden kann. Läuft die Maschine nur ein halbe Stunde bis das Schiff festgemacht ist – auch kein Problem, dann wird eben am nächsten Morgen beim Ablegen weiter nachgeladen. Ich war auf der ganzen Reise nur dreimal am Landstrom und zwar nicht zum Laden, sondern um heißes Wasser zu haben für das Spülen.

Diese gefühlte Unabhängigkeit vom Landstrom ist allerdings nur mit einem entsprechenden Gesamtkonzept zu realisieren. Der durchschnittliche laufende Verbrauch (PC, Radar, Autopilot, Kühlschrank) während des Segelns liegt bei etwa 7 – 8 A. Die zugeschaltete Brennstoffzelle liefert kontinuierlich ca. 5 A, so dass per Saldo pro Stunde eine Entladung von durchschnittlich etwa 3 A stattfindet. Die resultierende Entladung am Ende des Tages wird dann durch die Lichtmaschine, verstärkt durch den „Ladebooster“, kompensiert.

Insgesamt finde ich diese Ergebnisse sehr erfreulich. Es ist ein gutes Gefühl so weitgehend unabhängig vom Landstrom zu sein. Zum Beispiel einfach entspannt ankern zu können ohne besorgt nach dem Ladezustand zu schielen. Oder einfach im Hafen anzukommen, ohne sofort nach dem Landanschluss suchen zu müssen.


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