Outdoor LiFePo4 Batterien Ladestrom bei Kälte

Diese Jahr hat und gezeigt, dass trotz Klimaerwärmung doch noch Temperaturen unter dem Gefrierpunkt auftreten können. Im Zusammenhang mit LiFePo4 Batterien wird das meines Erachtens zu sehr auf die leichte Schulter genommen. Immer wieder sieht man in Reklamebeitträgen LiFePo4 Batterien, die auf der Terrasse stehen, oder die mit “Bis -20°” oder mit einem Froststern als kältetauglich angeprisen werden. und (fast) Alle glauben das! Ich habe nur ein Outdoor-Speichersystem gefunden, bei dem die Umgebungsbedingungen und Maßnahmen zum erreichen der notwendigen Temperatur gut beschrieben wurden. Da wurde zum Beispiel gesagt, dass die Batterie mit Netzstrom beheizt wird und der Ladestrom gegebenenfalls angepasst wird. Auf die Energiemenge, die dabei verheizt wird, wird nicht eingegangen. Die wird sicherlich nicht unerheblich sein, weil mit perfekter Wärmeisolierung Übertemperaturprobleme im Sommer auftreten würden. Andere verschweigen das einfach. Bei einigen Anwendungen wie Balkonkraftwerken mit Speicher ist das meist auch nicht tragisch, weil der Ertag im Winter nicht hoch ist. Und ein großer Teil davon im Haus direkt verbraucht wird. Bei denen reicht es, wenn die Ladung einfach verhindert wird. Jetzt habe ich mich mal etwa weiter damit beschäftigt weil ich fast schon daran geglaubt habe, es hätte sich weltbewegendes in der Entwicklung getan und ich hätte es nur versäumt. Also habe ich ein Datenblatt von einer der modernsten im Handel erhältlichen Zellen angesehen und diesen Beitrag in einem anderen Faden geschrieben:

Da wird erst mal erklärt, was eine Ladung oder Entladung mit 0,5P bedeutet:

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Man geht also nicht von der Nennkapazität aus, sondern reellen (gealterten) Kapazität der Zelle.

Erst dann kann man die Temperaturwerte aus der Tabelle entnehmen, wobei unterhalb 0°C überhaupt nicht mehr geladen werden darf:

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Da erkennt man, dass oberalb 15°C mit 0,5P geladen werden darf. Bei einer realen Kapazität der Zelle sind das 1004,8W, bei einer Temperatur oberhalb 15°C. Bei 10°C sind es nur noch 602,8W, bei 5°C 241W und bei 0°C 100,48W

Das entspricht bei 0°C einem Strom von etwa 31A

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Habe ich das richtig verstanden, daß DC-Batterie-Systeme im Freien im Winter quasi unbrauchbar sind?

An Schwarzstart oä gar nicht zu denken, falls technisch überhaupt verfügbar?

Konkreter Anwendungsfall wären hier meine freistehenden Module, 40 m vom Haus entfernt, die ich ggfs an einen DC-Speicher anschließen wollte. Im Lichte dieser Ausführungen vielleicht keine so gute Idee, hm?

Die Eingangspost bezieht sich speziell auf LiFePo Akkus. Muss im Titel noch rein.

Aber auch LiIon akkus (NMC et. al.) haben im Kältebereich Begrenzungen.

PKW Akkus haben ein ganz gezieltes Temperatuanagement, und das nicht ohne Grund.

So ganz ohne Massnahmen: nein.

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Diesen Zusammenhang sehe ich so zum ersten mal.

Bisher kenne ich definitionen aufgrund der Kapazität C.

Wäre zu prüfen, ob P sich auf den aktuellen Inhalt der Zelle bezieht oder auf den aktuell maximalen Inhalt (nach Degradation).

Dann dürfte eine leere Zelle (Energiegehalt: 0) gar nicht geladen werden?

Das passt doch nicht

Edit: gerade nochmal gelesen: Standard Lade und Entladeparameter werden als konstante Leitung angegeben. Da die Spannung über den Ladezustand schwankt kann man eine leere Zelle mit höheren Strom laden / und entladen. Andererseits wiederspricht sich das Datenblatt da auch

Schon komisch

Das kannte ich auch nur. Aber man kannte auch den Hinweis, dass entladene Zellen weniger stark geladen werden dürfen.

ja, es handelt sich wohl um das Speichervermögen und nicht um die aktuelle Ladung. Der Einwand von @maltes ist zutreffend. Demzufolge wäre der maximale Ladestrom bei 0°C immerhin noch 31,4A Entsprechend C/20 Hier ein link zum Datenblatt

Aus der wissenschaftlichen Literatur kenne ich die Begrenzung unterhalb 20 % SOC. Und das hat vor einiger zeit auch jemand in einem Datenblatt gefunden.

Bei dieser Zelle gilt das offensichtlich nicht. Da steckt wohl die Weiterentwicklung:

Hoffentlich ist das Datenblatt diesbezüglich genau.

Davon abgesehen:

Meine Batterie steht in der Garage und als ich Anfang des Winters die Heizung eingestellt habe war ich auch überrascht das ich diese schon bei recht hohen Temperaturen starten musste.

Es gab eine Fehlinterpretation des Datenblattes. Ganz so schlimm ist es nicht, wenn man die Batterie heizen kann. Die MB56 Zellen dürfen unterhalb 0°C nicht geladen werden. Entladen ist möglich. Und der Ladestrom darf bei 0°C maximal 31A Betragen. Es ist also ratsam, die Batteriekapazität möglichst hoch zu wählen. Bei der MB56 wären das als 48V Pack 33kWh. Wenn die PV deutlich mehr als 1,5kW im Winter erzeugt, muss man also auf einen Teil verzichten oder zum erwärmen nutzen und eventuell noch mehr Kapazität einplanen. Im Frühjahr gibt es die höchsten Erträge, Frost ist aber noch möglich. Bei so großen Batterien muss man überlegen, ob man sie ständig warmhält oder ob man sie rechtzeitig vor hoher PV-Leistung aus der Batterie heizt.

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5 Beiträge wurden in ein neues Thema verschoben: Batterie im Garten?

Meine Module sollten wegen der Verschattung dort stehen.

Und wenn ich direkt an den Speicher anschließen möchte, brauche ich doch räumliche Nähe, oder doch nicht?

In der Tat hatte ich gedacht, meine isolierte, aber verschmähte Hundehütte dort aufzustellen als Witterungsschutz.

Selbstverständlich wären mir Lösungen mit Speicher im Gebäude viel lieber.