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15.02.11

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              LiNano: LiFePo4 als 4s-13,2V/40Ah
                    
Begrenzer                    Testende-Resümee


Geballte Ladung von 40Ah bei nur 5,6kg!

von:
LIPOPOWER

Direktlink: LiNANO 40Ah
 
Es gibt jetzt tolle Alternativen wenn es darum geht, unsere Modellakkus Vorort laden zu können.
Doch meist muss dafür eine KFZ-Batterie herhalten. Diese dankt es einem mit sehr kurzer
Lebensdauer weil sie für diese Art der Belastung (langanhaltende Lastphasen, niedrige Spannungslage)
nicht geschaffen wurde!
Meine Praxiswerte lagen teilw. um die 20-30 Zyklen(!), danach hatte die KFZ-Batterie erheblich
(fast unbrauchbar) abgebaut, wenn man sie voll genutzt hat! Lebensdauer verlängernd wäre für die
Starterbatterie, diese nur bis zur Hälfte oder besser nur zu einem Drittel zu nutzen, nur ... das ist
ziemlich uneffektiv wie ich finde, bei dem Gewicht im Verhältnis zur genutzten Kapazität!
Eine Alternative wäre eine "Zyklenfeste Batterie" die langlebiger und haltbar sind als die
"Standard-Pb-Akkus". Aber auch die profitieren davon, wenn sie nicht zu 100% ausgenutzt werden
und leichter sind sie auch nicht!

Ist doch komisch oder, dass wir beim Modell-Antrieb keine Hemmungen haben, um die Vorteile
der LiPo's zu genießen. Beim Laden allerdings verfallen wir in die Steinzeit. Warum eigentlich,
denn es gibt auch hochkapazitive Akkus die 100% Zyklenfest, extrem leicht, sehr hoch belastbar
und obendrein kleiner bauen als Pb-Batterien! Diese LiNano Zellen haben all die Gene geerbt von
den kleinen LiFePo A123 Zellen. ... und diese haben ihre Robustheit und Langlebigkeit schon unter
Beweis gestellt!

LIPOPOWER liefert dafür LiNANO (LiFePo4) Powerakkus in gut gestuften Kapazitätsgrößen:
10Ah-20Ah-30Ah-40Ah-50Ah-100Ah. Zum Test habe ich vier Zellen mit 40Ah erhalten.

Bedenken sollte man:
Es gilt die Faustregel: Sollkapazität / 1,5 = Nutzkapazität bei der Pb-Batterie!
D.h. im Umkehrschluss: Dieser LiNano wirkt im Endeffekt wie mindestens eine 60Ah Pb-Batterie!
Nur mit dem Unterschied: Sie wiegt keine 20kg sondern ein Bruchteil davon, ganze 5,6kg!
In eigener Sache: Für Personen die längere Gehwege haben oder für Rückengeschädigte eine Wohltat!
=> Mit dieser Batterietechnologie (LiNano) verzehnfacht sich die Zyklenzahl bei mindestens doppelter
     Nutzzeit, was den erhöhten Kaufpreis sehr relativiert! (Datenblattangaben verglichen von einem
zyklenfesten Pb-Akkus gegenüber diesem LiNano)

Bei diesem LiNano handelt es sich um einen 2. Wahl Akku (kostengünstiger (2) ).
Er wird sich von den Messdaten also immer etwas schlechter präsentieren als die 1.Wahl.
Risiken bestehen immer, wenn man sich zur Kostenminimierung auf zweite Wahl Zellen
einlässt. Darauf habe ich explizit hingewiesen! Diese LiFe Zellen hatten einen leicht erhöhten
DC-Ri und waren zudem in der Kapazität unselektiert. Sie wurden mir kostenlos überlassen!
 
Lastdiagramm mit 8A Dauerentladung

Die Last (8A) symbolisiert eine 100W Ladung.
Bei den "echten" 41Ah könnte man damit ein 5s-3200mAh LiPo bis zu siebenmal
oder einen 3s-2200mAh Akku bis zu 16 mal Vollladen (incl. Verluste)!

Zum Diagramm:

Die gemessenen Last-Kapazitätsdaten stimmen hervorragend mit den Originaldaten des Datenblatts überein,
sie werden sogar übertroffen. Auffällig ist die hohe, im Mittel um die 13V, sehr flach verlaufende
Spannung was für eine "belastungsfeste" Batterie spricht und die Qualität dieses LiFePo4 Akkus noch
einmal unterstreicht.


Lastdiagramm mit 25,5A Dauerentladung

Die Last (25,5A) symbolisiert eine 300W Ladung.
Bei den "echten" 39Ah könnte man damit ein 10s-3200mAh LiPo bis zu viermal Vollladen!

 Auch hier stimmen die gemessenen Last-Kapazitätsdaten hervorragend mit den Originaldaten des
Datenblatts überein. Die Kapazitätsausbeute ist mit 39,8Ah sehr hoch, eigentlich ideal!
Auffällig ist auch hier die hohe
, im Mittel um die 12,2V, flach verlaufende Spannung
was für eine hoch belastbare Batterie spricht.

Nachtest des LiNano nach ca. 45yklen - Stand: 05/09


Der Akku wurde nicht geschont. Die Gegebenheiten stehen im Diagrammfenster in der History.
Er zeigt sich im täglichen Einsatz souverän selbst wenn mehrere Ladegeräte versorgt werden
sollten und Ladeströme bis zu 25A fließen. Hier zeigt sich der große Vorteil diesen Typ Akku
100% ausnutzen zu können - eben hohe Spannungslage bis mindestens 95% seiner Kapazität!
Die Alterung lässt einen Spannungsverzicht von 0,15V (im Mittel), bezogen auf die
Gesamtspannung und einen Kapazitätsverlust um die 5% Prozent (2,19Ah), erkennen.


Technische Daten, 4s Pack in Klammern
Akkutyp:    LiFePo4
Nennspannung pro Zelle:    3,2V (12,8V)
Kapazität:    40Ah
Maximalbelastung:    80A; entspricht 2C
Maße (bxtxh):    56x110x160 (225x110x160)
Gewicht:    1340g (5400g)
Ladespannung/-art:    3,6V (14,4) ; max: 3,65V (14,6V) / CC-CV
Ladestrom:    4A bis 40A ; entspr.: 1/10C bis 1C
Minimalspannung:    2,5V (10V)
Zyklenfestigkeit:    > 6-7 Jahre; > 2000 Cycles bis 80% DOD(1)
Preis:    120,-€ (2) (480,-€)

(1) DOD: Depth of Discharge (Herstellerangabe)
(2) Preis: Rabattmöglichkeiten erfragen!

Testende - Resümee - 02/2011

Zenit in weiter Ferne: Kapazität bei 80%, DOD erreicht, Um eingebrochen, Drift hoch, DC-Ri gestiegen!
Der Schwachpunkt ist hier eindeutig Z2, kurioser Wiese die Zelle, die nicht den höchsten DC-Ri
aufweist (im Gegenteil), voll im Mittelfeld mitmischt! Höchsten DC-Ri hat Z4, niedrigsten Z1.

Draus sollte man Schlussfolgern: Man müsste diese Zellen also nach DC-Ri und
Kapazität selektieren um ein gutes Pack zu erhalten!
 

Zur Geschichte: Ich habe ihn im Mittel mit 5-10A belastet, je nach Ladung eben.
Mal waren auch zwei Lader am Platz angeschlossen, dann waren's wohl 10-15A
Last. Übern Daumen wurde er einmal pro Wo. geladen (eher weniger).
Als Ladegeräte wurden mal das CTEK, Cellpro 10 oder Pulsar2+ genommen.
Die Begrenzer-Module sind fest integriert und sprechen ab 3,65V voll an
(ca. 1A, original vom Händler).
Die Drift ist nach einer Vollladung meist ~0,05V gewesen, ein guter Wert i.A. der
Zellengröße und Technik! Auch ist ständig ein LiPo-Wächter angeklemmt der so
programmiert ist, dass er unterhalb 2,5V/Z kräftig pfeifend Lärm erzeugt.
Die Messdaten zeigten bis dato einen hervorragenden und potenten LiNano!
... von zweite Wahl wenig zu merken!

Anfangs präsentierte sich das Pack als vielversprechend (s. erstes Diagramm!)
aber mit der Zeit kippte dieses Bild deutlich (beginnend: s. 45 Zyklen Diagramm).
Nach 2,5Jahren Dauereinsatz (unter 150 Zyklen) neigt dieser LiFe-Block
stark zum Driften, tieferen Spannungseinbruch und die Nutzkapazität
beträgt nur noch um 80%!


Was bleibt ist die große Enttäuschung mit der Unsicherheit, ob dieser frühe
Einbruch tatsächlich "nur" mit der "zweiten Wahl" zu erklären ist? Ich kann
es nicht Ausschließen, halte es persönlich aber für unwahrscheinlich.

horizontal rule

Die Zellen werden mit Kontaktschienen und Seriennummern geliefert.
Die Pole sind schraubbar. Mit Gewebeband kann das Pack hervorragend fixiert werden.

Als Balancer (Begrenzer) wurde ein Selbstbau genommen. Hier ähnl. dem Vorbild: KC-Balancer
 Die Spannungsgrenze ist einstellbar und auf 0,01V genau. Dieser Balancer begrenzt bis zu 10A
pro Stufe! Die Zellen wurden erstmalig mit 1/10C geladen um absolute Gleichheit herzustellen.
Hier gut erkennbar, wie eine Stufe die Maximalspannung mit 3,7A in Grenzen hält.


KD-Modelltechnik hat für mich ein praktisches Gehäuse aus GFK-Teilen gefräst. Das Pack verschwindet
"saugend" darin. Die Oberplatte hat Fräsnuten und rastet rechts und links in die Gehäusewände ein.
Geöffnet wird der Deckel, wenn der Haltegriff (s.u.) abgeschraubt wird und anschließend die
Seitenwände leicht nach außen drückt. Das ist absolut stabil und perfekt gearbeitet!


... und hier komplett aufgebaut. Rechts sind zwei Plus-/Minus 4mm Buchsen-Abgriffe angebracht.
Die Verkabelung ist mit 4mm2 (hochflexibel) ausgeführt. Die Einzelzellenabgriffe
sind mit 0,5mm2 an eine MPX-Buchse gelötet und mit Klettband am Deckelboden fixiert.
Hier kann nach Bedarf entweder zur Überprüfung ein "AKKU-CHECK" oder beim Laden
der Balancer angeschlossen werden. Es hat sich "so" in der Praxis bestens bewährt!

Volia: Perfekt zu Händeln bei nur 6kg pure Energie aus "echten" 40Ah!

Praxis:
In der Praxis lade ich den 4s-40Ah am Pulsar 2+ im LiFe Programm immer mit angeschlossenem Balancer.
Die Spannung ist dabei auf 3,65V/Z und der Ladestrom auf 12Ampere eingestellt.
Mit der Zeit habe ich das Gefühl, dass diese Zellen ein paar Zyklen benötigen um zur Höchstform
aufzulaufen. Mein Pack hat jetzt 12 Zyklen hinter sich gebracht und neigt kaum noch im
Lastbereich zum Driften (noch erkennbar am Akku-Check: 5mV Differenz bei 27% Kapazität).

Tipp:
Wer ein Pb-Ladegerät sein eigen nennt kann es zur Ladung dieses LiNano Akkus auch nutzen, da die
Maximalspannung (14,4V) und die Ladeart (CC-CV) zu 100% mit einem 12V-Pb Akku übereinstimmen!

Resümee: Ein Segen für jeden Nutzer - ehrlich!

Hier noch ein Diskussionslink auf RC-Network dazu.
 

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Nachtrag: Jetzt mit eigens dafür entwickelten Begrenzern

Die neuen Begrenzer von
LIPOPOWER:

Technische Daten, gemessen und gemittelte Werte von den Vieren:

3,658Volt bei 0,1A Laststrom
3,66 Volt bei 1,0A Laststrom
3,78 Volt bei 1,4A Laststrom
Ab 1,5A proportional steigend mit zunehmender Spannung
Ruhestrom bei 3,5V = 26µA
(also völlig vernachlässigbar, die können ewig dran bleiben)

Hier im LiNano an den Einzelzellen verschraubt:


Kurz vor dem Abschalten des PB-Ladegerätes CTEC XS7000 (auf 14,7V eingestellt).
Das PB-Ladegerät schafft 7Ampere Ladestrom und benötigt ca. 5,5 Stunden
um den leeren LiNano 100% zu laden.

Links die Gesamtspannung kurz vorm Abschalten. Rechts die max. Differenz der Einzelzellen.
Die 0,02Volt sind mehr als Ausreichend genau und lassen die Begrenzer perfekt
mit den LiNano 40Ah Zellen harmonieren.

Resümee: SEHR EMPFEHLENSWERT
... da ein Sorgepaket zum erschwinglichen Preis!

 

                                                          

(c) 15.02.2011 / 28.10.2008
Texte und Photos von Gerd Giese