[Technik] A123 LiFePo Akkus

  • Da ich oft gefragt werde, was ich denn da für komische Akkus fahre, habe ich mir gedacht, ich stelle sie hier mal kurz vor. Die Gelegenheit ist auch günstig, habe diese Woche einen zweiten Satz dieser Akkus erstellt und kann somit auch ein paar Bilder liefern :o



    Meine Akkupacks bestehen aus je 4 LifePo-Zellen von A123 Systems, die jeweils eine Kapazität von 2300mAh und eine Belastbarkeit von 25C=57,5A (Dauer) besitzen. Davon schalte ich dann 2 Parallel und erhalte so eine Kapazität von 4600mAh und eine theoretische Belastbarkeit von 115A .


    Im Gegensatz zu Lipos haben die LifePos nur 3,3V Nennspannung und 3,6V Ladeschlussspannung (Lipo 3,7V und 4,2V). Deswegen und aufgrund des etwas höheren Gewichts (Stahlmantel) ist die Leistung eines solchen Packs immer geringfügig niedriger, als die eines Lipos mit der selben Zellenanzahl.
    Ein weiterer Nachteil ist die völlig aus der Norm fallende Zellengröße (26x66mm), die die Zellen nicht für alle Fahrzeuge geeignet macht.


    Der große Vorteil der LifePos ist jedoch die, im Vergleich zu Lipos, deutlich höhere Lebensdauer (Herstellerangabe: 1000+ Zyklen), sowie die sehr gute Robustheit der Zellen (sowohl mechanisch als auch elektrisch) und die Schnellladefähigkeit mit bis zu 4C Ladestrom=15min.


    Soviel erstmal zur Theorie...


    Kommen wir zur Praxis:
    Da ich als Schüler aufs Geld gucken muss, kaufe ich keine fertig konfektionierten Packs sondern baue mir die Packs selber aus Einzelzellen ;)
    Hierbei greife ich auf die Version mit aufgepunkteten Doppellötfahnen zurück, da der Becher der Zelle aus Aluminium besteht und somit normaler Lot nicht halten würde. Außerdem muss ich dann beim Löten nicht so auf die Zellentemperatur achten.


    So sieht so eine Zelle aus:


    Los gehts mit dem Aufbau :D
    Erstmal alle Zellen kontrolliert; Ergebnis absolut perfekt, die Spannung aller 8 Zellen ist sogar an der 3. Nachkommastelle noch gleich! Beim ersten Mal vor einem halben Jahr dachte ich erst mein Multimeter wäre kaputt, die Zellen haben aber tatsächlich alle exakt die gleiche Spannung, wenn sie neu sind :-)
    Bei den ersten paar Ladungen driften sie dann 3-7 hundertstel, nach 10-15 Zyklen pendelt sich das aber auf einen Wert von etwa 3 hundertsteln im Maximum ein und steigt auch beim Laden ohne Balancer nicht weiter an, da die Zellen sich interessanterweise beim Entladen irgendwie von selbst angleichen, d.h. nach dem Laden habe ich beispielweise 3 hundertstel Drift und nach dem Entladen sind es dann plötzlich nur noch wenige tausendstel :o


    So jetzt aber zum eigentlichen Bauen:
    Hier habe ich die Zellen mal grob so hingelegt, wie ich sie verlöten möchte:


    Und hier sind sie schon zusammengelötet, wobei der Verbinder an der Stirnseite nur der Stabilisierung dient, die Lötfahnen sind innen vollflächig verlötet.
    Bei allen Lötarbeiten an Akkus und deren Kabeln immer penibel darauf achten, dass man sie nicht mit der Lötkolbenspitze oder sonstigen Leitenden Teilen am Arbeitsplatz kurzschließt, das mag kein Akku, egal welcher Typ!


    Damit ich die Einzelspannungen der Zellen bequem kontrollieren kann, kommt noch ein Balancerkabel dran:

    An dieser Stelle mal ein kurzer Exkurs zum Thema Balancer, weil man es hier schön dran erklären kann:
    Ich hab mal die Kabelenden für euch zur Übersicht beschriftet. Wie man sieht, ist es mit diesem Kabel möglich, die Spannung jeder Zelle einzeln abzugreifen (Kabel 1 und 2 für die oben links, 2 und 3 für die oben rechts, usw.).
    Beim Balancen am Ladegerät misst das Ladegerät über dieses Kabel die Einzelspannungen und entlädt am Ende des Ladevorgangs über das Kabel Zellen mit nach oben abweichender Spannung so lange, bis alle Zellen exakt Ladeschlussspannung erreicht haben.


    Zurück zum Akkupack:
    Der ist im Grunde so jetzt schon fertig, noch ein bisschen Gewebeband zum Schutz vor Schmutz und Steinchen drumwickeln, laden und testen ;)


    Hier noch ein Foto mit alten und neuen Akkus nebeneinader:


    So sind sie leicht zu unterscheiden, beim Fahren ist jedoch kein Unterschied zwischen den älteren mit fast 100 Zyklen und den Neuen zu merken, was mir ausgesprochen gut gefällt :D


    Die Schnellladefähigkeit der Zellen nutze ich übrigens nicht wirklich aus, da mein Lader "nur" 90W leistet und ich daher nur mit etwa1,5C laden kann. Reicht mir aber, so hab ich sie in 45min wieder voll :o
    Nach dem Laden halten die Zellen die Ladespannung nicht, sondern sie fällt wieder auf knapp unter 3,4V ab.
    Wenn die Zellen warm sind steigt sie leicht an, was beim Fahren dafür sorgt, dass man konstant hohe Leistung und dann einen extrem plötzlichen Spannungabfall am Ende hat. Dieser ist so aufällig, dass man diese Zellen auch getrost ohne Unterspannungsabschaltung fahren kann, solange man immer aufhört sobald man den Einbruch merkt.


    Bei Fragen steh ich natürlich zur Verfügung ;)


    LG Stephan


    Edit: Was mir grade noch so einfällt: China LiFePos in Tüte kann ich nicht empfehlen, wir hatten mal zum testen einen im VXL, Leistung ist zwar ganz OK, der Zellendrift ist aber eine Katastrophe, was letztendlich auch zum frühzeitigen Ableben des Packs geführt hat, obwohl es immer mit Balancer geladen wurde...
    Im Revo fahre ich nur original A123 Zellen, kaum Drift, konstante Leistung seit nun fast 100 Zyklen :)

  • Hallo Pulli,
    zu Dir würde glaube ich besser MacGyver passen ;) Dir ein paar Drähte und etwas Lötzinn in die Hände gedrückt und alles ist möglich :-)
    Also, wirklich super "Vortrag"!!!
    Mich würde nur interessieren was kostet dich so ein "Pack" am Ende? Und wielange bastelst Du daran?


    Gruß
    Ralf

  • Danke fürs Lob :D


    Die Einzelzellen kosten so um die 10€ pro Stück, dazu kommt dann noch der Kleinkram, den ich aber i.d.R. sowieso im Werkstattfundus habe ;)
    Insgesamt bezahle ich für einen Akkusatz á 2x 4 Zellen also etwas über 80€.
    Wenn man die fertig konfektioniert kauft, zahlt man etwa 55€ für einen 4s1p Akku.
    (Begriffserklärung XsYp:
    X gibt die Anzahl der in Reihe (Series) geschalteten Zellen an, Y die Anzahl der Parallelschaltungen im Akkupack)


    Wie lange ich daran bastle, kann ich nicht genau sagen, hab nicht auf die Uhr geschaut, dürften aber so 30min pro 4er Pack gewesen sein, inklusive Zellen vorher durchchecken usw.


    LG Stephan