Akkuwechsel von Blei- auf LiIonen-Akku

[JFRC]

Tag zusammen,

seit mehr als drei Jahren habe ich einen Cargorunner (Elektro-Dreirad) mit 5 AGM-Akkus (60V 58 Ah). Nun haben sich die Bleiakkus "verabschiedet"; auch gezieltes Einzelladen mit "Reparaturmodus" hat nichts daran geändert. Das Problem liegt an meinem Nutzerprofil:
Ich besitze keinen PKW, bin leidenschaftlicher Pelelec - und ÖPNV-Fahrer, Carsharer und nutze den Cargorunner sehr selten. Meist nur um Gartenabfälle zur Kippe zu fahren oder um z. B. mal Kies aus der nahegelegene Kiesgrube zu holen. Dazu noch einige Kurzstreckenfahrten zum nächstgelegenen Einkaufszentrum; das wars schon. Die maximale Strecke liegt unter 50 Kilometern und so sind in den drei Jahren nur gut 1000km zusammen gekommen. Die Akkus habe ich immer wieder voll geladen und war darum sehr erstaunt, dass die angezeigte Ladespannung schon nach einigen hundert Metern schon unter die Entladeschlussspannung gesunken ist.
Langer Rede kurzer Sinn:
Ich möchte die AGM-Akkus gegen einen Lithium-Akku tauschen. Sollte es nun ein LiIonen-Akku (sind billiger) oder ein LiFePo-Akku sein? Bei meinem Nutzerprofil scheinen mir 40Ah ausreichend zu sein. Preislich wäre es vorteilhaft, wenn ich wieder 5 Akkus mit 12V und 40Ah wieder in Reihe schalten würde, aber ist das anzuraten?
Ich hoffe auf hilfreiche Antworten.

[JFRC]

Ein Nachtrag von mir, in dem ich mich als Dummkopf oute:

Natürlich geht Reihenschaltung nicht, weil dann die einzelnen BMSe die Entlade- und Ladevorgänge nicht überwachen können. Vergessen wir also schnell wieder.
Wegen der Frage ob 40Ah ausreichen habe ich mal meine Physikstundenerinnerungen raus gekramt und denke JA! Hier meine Rechnung:
60V und 40Ah entspricht 2,4kWh. Mit dem 1kW-Motor und etwa 25 km/h Geschwindigkeit müsste ich 50km weit kommen und hätte noch etwa ein Fünftel Akku-Reserve. Habe ich da richtig gerechnet?
Bleibt noch die Frage, welcher Akku-Typ für mein Nutzungsverhalten sinnvoller wäre.

[didithekid]

Hallo Jürgen,

zu den 12,8-Volt LiFePO4-Batterien steht im Kleingedruckten der Anleitung, das nur zwei oder maximal drei davon in Serie verkettet werden sollten.
Insofern hast Du richtig recherchiert, dass für ein Fahrzeug mit 60-70 Volt das keine zufridenstellende Lösung ist, fünf 12,8 Volt-LiFePO4- Block-Batterieen zu verwenden. Auch wenn es deren 12 Volt-Einzel-BMS in Dreier-Kette bei 36 Volt Stromkeisspannung noch schaffen würden, die Not-Abschaltung schadenfrei durchzuführen.
In diesem Fall muss ein Lithium-Akku ein BMS für die volle Batteriespannung haben. Mehrere 60 Volt-Akkus mit 60 Volt-BMS parallel zu schalten geht, wenn es im Moment gleichen Spannungsniveaus passiert.

Mit fünf 12 Volt-Blei-Blöcken hat dein Fahrzeug mit Nennspannung 60 Volt einen Spannungsbereich von 72/73 Volt maximale Ladespannung bis 52,5 Volt (Spannung: Akku-leer).
Ideal wäre ein LiFePO4-Akku mit 20 Zellen (20s, und 73V bis 52 V), oder ein LiIon-Akku mit 17 Zellen (17s, 71,4V bis 51V ).
Ich hatte meinem 60Volt-Blei-Roller auch schon 18s Li-Ion und 21s LiFePO4 implantiert, was problemlos funktioniert hat.
Solche "Sondergrößen" muss man aber selbst (mit geeignetem BMS zusammenstellen.
ABER:
Wenn die fertige Akku-Packs auf Aliexpress mit 60 Volt suchst ist das Meiste nur 16s LiIon. Teilweise auch nur 19s LiFePO4.
Damit wird ein Teil der Kapazität nicht nuzbar sein.
Also dauert die Suche etwas länger, bis ein 17s LiIon (mit Ladegerätabschaltspannung 71,4 Volt) oder
ein 20s LiFePO4 (mit Ladegerätabschaltspannung 73 Volt) gefunden ist.
Die Chinesen übertreiben gerne bei der Kapazität. Kaufe lieber einen 60 Ah-Akku (oder zwei 30 Ah) wenn Du 40 Ah sicher nutzbar brauchst.
https://de.aliexpress.com/item/10050052 ... ry_from%3A

https://de.aliexpress.com/item/10050047 ... ry_from%3A

Flexibler bist Du mit dem Selbstbau aus Einzelzellen, kombiniert mit per Bluetooth programmierbarem BMS, was aber etwas Können und Wissen vorraussetzt.
https://de.aliexpress.com/item/10050080 ... ry_from%3A
https://de.aliexpress.com/item/10050079 ... ry_from%3A

Viele Grüße

Didi

[Pedator92]

Alternativ sonst selber die Zellen zusammenschrauben mit einem passenden BMS. https://www.nkon.nl/de/rechargeable/lif ... -3-2v.html hier soll es in Kürze wieder Zellen geben, 50ah je knapp 18€ wenn man etwas bastelbegabt ist.

[EEKFZ]

Hallo Jürgen,

ich baue selbst NMC-Akkupacks, habe bereits einen E-Roller von Blei auf Li-Ion umgerüstet und kann Dir schildern, wie ich vorgehen würde:

1. NMC-Akkupack (18S = 75,6V max) mit Zellen der Bauform 21700, da dort aktuell die beste Energiedichte erzielt wird
2. Bluetooth-BMS, dessen Spannungs-Einstellungen auf den vorhandenen Controller angepasst werden (dies ermöglicht die Nutzung der maximalen Spannung, die der Controller erlaubt)
3. Ermittlung des maximal verfügbaren Platzvolumens für das Akkupack (daraus ergibt sich dann die maximal machbare Kapazität des Akkupacks = maxP)
4. Errechnung des Gesamtgewichts des Akkupacks bei maxP und ggf Verringerung der Kapazität, weil Akkupack entweder zu schwer oder Kapazität nicht benötigt)

Dies wäre das Ideal, weil verfügbarer Platz (=Kapazität) und die Arbeitsspannung kombiniert optimiert würden. Alternativ wäre der Kauf eines fertigen 18S-Akkupacks ohne BMS mit eigenem BMS-Kauf und -Anpassung oder auch der Kauf eines fertigen LiFePo-Akkupacks, was dann jedoch nicht so viel Kapazität zulässt wie NMC, dafür jedoch eventuell zyklenfester, temperaturbeständiger und ggf auch günstiger wird.

[didithekid]

Hallo Jürgen,

Du schreibst in Deinem anderen Beitrag, dass Du lieber nicht in China kaufen willst. Das kann ich zwar verstehen, aber wenn Du die gleichen Akkus hierzulande kaufst wird es ggf. mehr als doppelt so teuer (ich traue mich garnicht Angebote zu verlinken, so teuer). Natürlich dann mit voller Garantie und Rückgabemöglichkeit. Die Möglichkeit zwei 60 Volt 40Ah Lithium-Akkus in China von verschiedenen Shops für weniger Geld zu bestellen, als einer in D kosten würde und diese als Solar-Akku (für Privatanwendungen) Umsatzsteuerfrei zu importieren, bleibt aber bestehen. Mit etwas Glück funktionieren beide. Bei Pech hoffentlich einer.
https://de.aliexpress.com/item/10050074 ... ry_from%3A
https://de.aliexpress.com/item/10050052 ... ry_from%3A

Viele Grüße
Didi

[JFRC]

Vielen Dank für Eure fundierten Antworten, diee mich zugegebenermaßen interlektuell tlw. überfordern.

Erstens:
Ich bin kein Bastler und tendiere darum zu einer Gesamtlösung (Akku, BMS und Ladegerät), die von der Stange zu haben ist
Zweitens:
Wenn ich die Preisunterschiede sehe, frage ich mich schon, warum ich beim deutschen Akkuhändler das doppelte bezahlen soll, wenn es doch auch nur Chinaware ist. Da gehe ich schon lieber mit ALIexpress ein (hoffentlich) kleines Risiko ein.

Da rein rechnerisch 40Ah für meine Bedüfnisse ausreichen müssten, habe ich mich für das Angebot mit 60Ah
https://de.aliexpress.com/item/10050047 ... ry_from%3A
entschieden, wenn von Euch nicht noch Einspruch kommt. Ende der Woche geht die Bestellung dann raus. Was gibt es da bei der Zahlungsabwicklung zu beachten. Nicht das das Geld weg ist und ich keine Ware bekomme.

[didithekid]

Hallo Jürgen,

immerhin 93% positive Bewertungen und bei dem shop hatten hier Andere wohl auch bestellt.
Mein Rat wäre die Version mit Bluetooth-BMS zu bestellen, bei der Du eine App auf dein Smartphone installieren kannst, die dann die Akku-Daten ausliest. Das spart Rätselraterrei inwieweit im Akku alles OK ist und man kann während der der Fahrstrecke (/der Akku-Entladung) besser verfolgen, wie es mit der im Akku vorhandenen Restenergie entwickelt. Natürlich erst, wenn man nach ein paar Wochen Beobachtung der Daten, eine Vorstellung von den Vorgängen entwickelt hat. Gegenüber dem "Im Dunkeln Tappen", das Du vom Blei-Akku her kennst, aber ein Fortschritt.

Du hast einen LiFePO4-Akku mit 20 seriellen Zellen ausgewählt, dessen Ladegerät bei Ladespannung 73 Volt abschaltet. Wenn der Akku nach Ende der Aufladung zur Ruhe gekommen ist, werden (bei ausbalanciertem vollem Akku) etwa 69-70 Volt anliegen; ganz ähnlich wie bisher beim vollgeladenen Blei-Akku. Die Spannung wird aber während der Entladung langsamer heruntergehen, als mit Blei-Blöcken. Damit wirst Du hoffentlich zufrieden sein, da die Geschwindigkeit des Fahrzeugs länger im akzeptablen Bereich bleibt. In Deiner auf 25 km/h gedrosselten Version, mag es sogal lange dafür reichen.
Aber erst einmal Daumen drücken, dass einwandfreie Ware bei Dir ankommt.
Rechne nicht damit, dass Du per App die Entladung voller 60 Ampèrestunden verfolgen kannst (auch wenn 60Ah programmiert wären). Nach längerer Lagerzeit müssen ohnehin erst Zellunterschiede ausgeglichen werden (beobachbar in der App), bis der Akku volle Energie schlucken kann. Dazu braucht er ein paar Ladungen. Falls die Anzeige schon die Entnahme von 40 Ah oder gar 50 Ah meldet, solltest Du vorsichtig in der Nähe der Ladesteckdose testen, was tatsächlich noch drin ist. Vielleicht hast Du einen guten Akku erwischt, der noch weiter fährt. Aber die Händler, die China-Akkus in Deutschland (teuer) verkaufen, haben wohl auch viele Reklamationsfälle ihrer Kunden wegen Unterschreitung der beim Verkauf beworbenen Produkteigenschaften. Wer von vorne herein wenig erwartet, ist dann auch nicht enttäuscht, wenn dieses wenig dann tatsächlich so vorhanden ist.

Zum Kauf-Prozedere:
Eine EU-Verordnung zwingt Aliexpress alle Preise mit der Mehrwertsteuer des ausgewählten Lieferlandes anzugeben. Normalerweise müssen ja beim Import nach Deutschland Abgaben der Einfuhr-Umsatzsteuer (19%) und ggf. noch Zollgebühren entrichtet werden. Bestellt man dort ein Ladegerät ist das eigentlich auch immer so, wenn der Lieferant die Importabgaben nicht als einen seinerseitigen Service bereits entrichtet hat. Man erkennt beim Kauf- und Bezahlvorgang auf Aliexpress dann am plötzlich vom 19%-Zuschlag befreiten (also reduzierten) Preis, dass Importabgaben Sache des Käufers sind. Hier also daran, dass nur knapp 464 € zu zahlen sind. Das Abführen der Einfuhrabgaben regeln inzwischen aber die Paketdienste mit dem deutschen Zoll und kassieren dann Umsatzsteuer, Zoll und ihre eigenen Service-Gebühren beim Kunden ab, an den geliefert wird. GGf. kommt auch eine E-Mail vom Paket-Dienst mit dem Gebührenbescheid, der zu entrichten ist. Es können dann z. B. 25% wieder auf den reduzirten Preis drauf kommen.

Hier geht es jetzt aber glücklicherweise um einen Akku, der per Schiff ankommt und im Hafen durch den Zoll geht. Da die Akkus, für den Aufbau von Solarspeichern in Privatanlagen von Umsatz-/Mehrwertsteuer befreit sind und die Lieferungen an vorsteuerbefreite Firmen ja auch sonst ohne Umsatzsteuererhebung im Hafenzoll abgeht, mag es hier sein, dass bei der Lieferung dieser "battery" das (kostenlos als "free gift"="Geschenk" beiligende Ladegerät) nicht als Zoll-Sache auffällt/aufgehalten wird, und direkt zu Dir geliefert wird (ohne den Mehrpreis).
Das haben hier Viele so erlebt. Ich kann Dir aber nicht versprechen, dass es bei Dir auch so passieren wird.

Ein Händler aus Deutschland darf Dir nur eine Rechnung ohne Mehrwertsteuer ausstellen, wenn Du einen Akku für eine amtlich registrierte Solaranlage bestellst.

Du kannst ja hier berichten, wie es sich dann ergeben hat und wie sich der gelieferte Akku verhalten hat. Du kannst bei Aliexpress oft das tracking der Lieferung verfolgen, sobald die Ware in der EU ist. In der Regel kommt da auch immer etwas an. Das Spannende ist dann, was in dem Paket drin ist. Aliexpress ist eine Marktplattform wie ebay und vermittelt nur den Kauf. Aber wenn die Ware nach der garantierten Lieferzeitspanne noch nicht da ist, gibt es offenbar das Geld von Aliexpress zurück, wenn man sich dort als Geschädigter meldet.
Risiko ist eher Ware, die defekt ankommt.

Viele Grüße
Didi

[JFRC]

Danke, Didi für die umfangreiche Nachricht. Ich konnte daraus viel Wissenswertes und Neues rauslesen.
Das BMS mit BT-Anbindung wollte ich auf jeden Fall bestellen, weil ich als vorübergehender Besitzer eines Skyrunners (Elektroleichtfahrzeugs) mit LiFePo-Akkus diese Informiertheit über das Akku-Leben sehr geschätzt habe.
Deinem Text entnehme ich, dass mit einem Totalverlust des Kaufpreises nicht zu rechnen ist. Das Ladegerät mit Reparaturfunktion für die AGMs hatte ich ja auch problemlos über ALIexpress bezogen.
Ich werde weiter berichten und bin dankbar für die vielen Teilnehmer hier im Forum und ihre hilfreichen Repliken.

[JFRC]

Guten Tag,

so, bestellt habe ich; die Lieferung wird für Anfang März avisiert. Ich habe schon mal die inzwischen nutzlosen AGM-Batterien ausgebaut. Jede wiegt 15kg, das sind also insgesamt 75kg. Das Gewicht des neue Akkus wird mit 29kg angegeben, das ist schon mal ein Vorteil. Gewicht, das man nicht bewegen muss, spart Strom.

Als absoluter Akkutechnik-Laie möchte ich inzwischen schon mal das Wissen der anderen Mitglieder anzapfen. Bei LiFePo-Akkus begegnen mir zwei Begriffe: Balancierte Zellen und Kalibrierung
Beides scheint ja Aufgabe des BMS zu sein. Allerdings habe ich "irgendwo" gelesen, dass man dem BMS "helfen" kann/soll, um die optimale Nutzung zu haben. Wer hilft mir hier bei der Einordnung?