Varför Litium LiFePO4 och BMS

Det som vi skriver här gäller de litium LiPePO4 celler och batterier som vi säljer, det finns stora kvalitetsskillnader på litium LiFePO4 celler och batterier.  

Litiumbatterier har egenskaper som på många sätt gör dem mer lämpade för energilagring i t.ex. båtar, husbilar, husvagnar, golfbilar och liftar mm. I denna text kommer vi att berätta om LiFePO4 Litiumbatterier.

Ni kan även se " Varför LiFePO4 och BMS"

Lithium Iron Phosphate eller på svenska Litium-Jon Järnfosfat (LiFePO4)

Egenskaper som gör Litiumbatterier (LiFePO4) intressanta är:

  • Litiumbatterier (LiFePO4) är betydligt lättare
    • Ett Litiumbatteri väger bara 1/5-1/6 av vad ett Bly/AGM/Gel batteri väger för motsvarande kapacitet.
      Om vi tar t.ex. ett 100AH batteri väger c:a 28 kg och ett motsvarande Litiumbatteri 12 kg. Har man en batteribank på 4x 100AH (28 kg) så blir fordonet 88 kg lättare för samma kapacitet
  • Har högre energitäthet
    • Bly/AGM/Gel batteri 12 volt på 100AH ger i verkligheten 50AH vilket gör att man bara får ut 50% av kapaciteten, så har man en 12 volts batteribank på 4 x 100 AH = 400AH x 50% = 200AH. På ett 12 volts Litiumbatteri på 100 AH får man ut 100% vid förbrukning. Ska man jämföra kapacitet på de olika teknikerna, så ger 4 x 100AH Litium också 400AH med andra ord man får ut 200AH mer med Litiumbatterier eller så kan man halvera antalet batterier
  • Laddas upp fortare
    • Utan att bli allt för teknisk så har Litiumbatterier lägre motstånd vilket gör att det laddas upp mycket snabbare, man behöver köra motor eller generator kortare tid. Det är fullt möjligt att ladda upp batterierna med solceller under en dag.
    • För att ge en jämförelse så tar det 8 timmar att ladda ett 12 volts Bly/AGM/Gel 100AH fullt, för ett 12 volts Litiumbatteri 100 AH tar det 2 timmar
  • Håller längre
    • Livslängd mäter man i Depth of Discharge (DoD) och hur många återupprepningar ett batteri klarar att laddas ur.
      • Bly/AGM/Gel Deep cycle – klarar 300-600 återupprepningar @ 50% DoD
      • LiFePO4 – 3500 återupprepningar @ 80% DoD
    • Ett Litiumbatteri har en livslängd som är drygt 6-8 gånger längre än ett Bly/AGM/Gel batteri.
  • Tål djupare urladdning
    • Man bör aldrig ladda ur ett Bly/AGM/Gel batteri under 12 Volt.
    • Ett kvalitets litiumbatteri kan laddas ur till 10 Volt. Man ska aldrig gå under 10V för det kan skada batteriet. Därför ska man ha en BSM (Batteriövervakningssystem) som stänger av batteriet innan det skadas
  • Lägre självurladdning
    • Litiumbatteri kan t.ex klara sig utan underhållsladdning under hela vinterhalvåret utan problem
    • Bly/AGM/Gel batterier laddar ur till 80% på 4 månader
    • Litiumbatterier laddar ur till 80% på 8 månader
  • Miljö
  • LiFePO4 är också fria från bly, kvicksilver och kadmium och andra giftiga ämnen.

De egenskaper vi särskilt vill framhålla är livslängden och benägenheten att ta emot laddning.

Vinterunderhåll

LiFePO4 batterier har mycket låg självurladdning och behöver inte laddas under vintern. Tillse att batterierna är laddade till hälften eller strax under ca 13,20 Volt. Koppla sedan loss ena anslutningen till batterierna så att de helt säkert inte har någon förbrukare ansluten. På våren är det bara att ansluta batterierna och starta.

Om ni tittar till batterierna under vintern och noterat att polspänningen sjunkit lite, kanske till  13,10V är det helt i sin ordning. Polspänningen sjunker något när temperaturen sjunker.

BMS (Battery Management System)

Det är extremt viktigt att varje individuell cell i ett LiFePO4-batteri skyddas mot över- och underspänning samt mot övertemperatur. En dålig och/eller under dimensionerad BMS kan förstöra batteriet helt. En BSM ska ha koll på att batteriet inte utsätts för överspänning (14,6V) och inte utsätts för underspänning (10V). I båda fallen ska BMSen skydda batteriet och stänga av ingående respektive utgående ström samt att BMS bör kunna balansera cellerna så man får ut maximal kapacitet av batteriet.

Laddning

De flesta tillverkare av litiumbatterier anger att de bör laddas med så kallad "CCCV"-teknik (Constant-current constant-voltage laddare) för att uppnå bästa resultat. Det betyder att laddning skall ge konstant ström under laddförloppet och att laddningen avslutas med konstant spänning och avtagande ström. Det innebär att de kan laddas med både liten och stor ström. Med liten ström menas att det kan ta upp 10 timmar att ladda dem fulla och med stor menar vi så stor laddström som maximalt rekommenderas av tillverkaren.

Laddning och urladdning mäts i C mot batteriets AH t.ex. om batteriet är ett 12V 100AH batteri och batteriet kan laddas med 1C, så innebär det att tillverkaren rekommenderar att man laddar med max 100AH. Står det 0,1C så blir det 10% av 100AH vilket innebär max laddning med 10AH.

Vid ur laddning t-ex kan det stå Max discharge current 4C och Peak discharge current 5C och det innebär 4 eller 5 x 100AH = 400AH eller 500AH urladdning under kortare perioder. Det kan vara intressant att veta om man har LiFePO4 som startbatteri eller för vinschar, bogpropellrar och ankarspel (stora förbrukare under kort tid).

För fordonsägaren är det oftast intressant att veta hur snabbt de kan laddas så att vi kan använda motorns generator optimalt. En normal generator är mycket väl lämpad som laddare. Våra litiumbatterier trivs utmärkt med en laddning som regleras av den spänningsregulator som redan sitter i generatorn. Bäst fungerar det dock om regulatorns slutspänning är 14,4 Volt. Det kan behöva göras förbättringar i ett äldre elsystem för att helt tillgodogöra sig de möjligheter till "snabbladdning" som litiumbatterier erbjuder.

Jämförelse mellan AGM och Litium LiFePO4:

AH eller amperetimmar är den kapacitet man får ut ur batteriet ju fler AH ju längre kan man vara ute utan att behöva ladda batteriet eller batterierna.

2 x AGM 12V 250AH, ger 500AH men man får bara ut 50% av kapaciteten ur ett Bly, AGM eller GEL batteri.

Litium LiFePO4 får man ut alla AH som batteriet har. T.ex. Batterygo LiFePO4 12V 280AH ger också 280AH i kapacitet.

Jämförelse är mellan gammal teknik AGM (från ett välkänt märke) och ny teknik Litium LiFePO4 batterier.

Spec                            AGM                                       LiFePO4

Kapacitet:                    500AH – 50% = 250AH         280AH           

Vikt:                            156 kg                                     23,5 kg

Mått:(LxBxH) cm       52x54x23                                17x29x21

Miljö:                          Bly/syramättat glsafiber         Ingen bly/syra eller andra giftiga ämnen

Laddcykler:                 400-600                                   3500

Livslängd:                   5 år                                          20 år

Garanti:                       2 år                                          5 år

Pris:                             12.990 SEK                            15.538 SEK

  • Ett Batterygo LiFePO4 280AH batteri ger mer kapacitet och är 6 gånger lättare (23 kg) och tar 6 gånger mindre plats. Har 4 gånger längre livslängd och är 7% dyrare jämfört med den kapacitet man får ut.
  • Att släpa runt 132 kg extra hela tiden, vad kostar det i extra bränsleförbrukning?
  • Räknar man in livslängden så är LiFePO4 280 AH batteri 334% billigare.
  • Vill man ha mer plats, mindre vikt och batterier som håller länge så är Litium LiFePO4 batterier oslagbara.
  • Inget bly, syra eller andra giftiga ämnen, kan därför monteras litium liggande på sidan.
  • 100% nyttjande av kapaciteten i batteriet, jämfört med bly/Gel/AGM batteri där man får ut 50% av kapaciteten.
  • Extremt låg självurladdning, kan stå hela vintern utan laddning.
  • Säkraste litium tekniken, ingen risk för brand vid överladdning eller vid en krock.
  • Kan både serie- och parallellkopplas