LiFePO4 Bluetooth Akku im Test: LiFePO4 Akkus der 100 Ah Klasse sind für Verbraucher im Wohnmobil, als Energielieferant für anspruchsvolle Elektrowerkzeuge wie E‑Motoren fürs Boot und in vielen anderen Anwendungsbereichen die erste Wahl. Zum einen locken die deutlichen Vorteile der LFP Batterietechnik, zum anderen ist aber auch der Preis für diese 12,8 V/ 100 Ah Energiepakete besonders attraktiv. Soweit ist alles gut.
Was nicht immer passen muss, ist das Akkuformat. Je nach Einsatzbereich des Akkus kann es zu Problemen beim Einbau kommen, weil die Gehäusemaße einfach nicht unterzubringen sind. Mit der CPI Gruppen Norm ist man dazu übergegangen, eine gewisse Standardisierung für den Einbau von Batterien in verschiedene Fahrzeugtypen zu Land und zu Wasser vorzunehmen, die bei Bedarf einen problemlosen Austausch eines „Gruppentypen“ ermöglichen.
Kenndaten zum Bluetooth Akku
Der für den Test vorliegende Power Queen Akku 12V/100Ah Group 24 Smart vertritt das kleinste Batterieformat 24, wie unschwer an den Maßen 26 x 16,8 x 21,1 cm zu erkennen ist.
Um trotz des kleinen Gehäuses 100 Ah Leistung unterzubringen, verwendet der Anbieter Flexzellen. Das sind Batterieeinheiten mit flexibler Hülle, die zu den energiereichsten Zelltypen gehören und zudem auch in knappen Gehäusen keinen Platz verschwenden. Zudem sind solche Batteriezellen aufgrund der Materialbeschaffenheit auch noch gewichtsoptimiert. Bei unserem Testmodell sind es gerade einmal 9,9 kg, die der Akku auf die Waage bringt, das sind 10% oder 1,1 kg weniger als der Standard der 100 Ah LFP Typen.
Unser Testmuster, ein 12 V/100 Ah Group 24 Akku mit Bluetooth, wird von einem 100 Ah BMS (battery management system) überwacht und gegen Fehlbedienung abgesichert. Das BMS der Anbieter nach eigenen Angaben selbst entwickelt hat. Zudem kann der Nutzer über ein eingebautes 5.0 Bluetooth Modul und die Power Queen App Akku Kenndaten wie Spannung, Stromdurchfluss, Kapazität, Lade- und Entladedauer, Temperatur usw. abrufen und damit neben dem Akkuzustand alle Lade- und Entladevorgänge in Echtzeit überwachen.
Das ist bei Stromspeichern, die durch Einbau aus dem Sichtfeld verschwunden sind, ein gewichtiger Vorteil. Jederzeit Kenntnis über den Akkuzustand zu haben, wie hier über eine Bluetooth Verbindung, kann nicht hoch genug eingeschätzt werden.
Fassen wir alle Kenndaten unseres Testmodells Power Queen 12V/100 Ah Gruppe 24 smart zusammen:
- Kompaktes Gehäuse (26x16,8x21,1 cm)
- Unterdurchschnittliches Gewicht von nur 9,9 kg( gemessener Wert, Hersteller gibt 9,7 kg an)
- Hohe Energiedichte von 130 Wh/kg
- EV Grade A Flexzellen (Pouch)
- Selbstentwickeltes BMS zur Überwachung und Absicherung
- 5.0 Bluetooth Modul zur Echtzeitüberwachung des Akku via App
Nun sind die Papierdaten das eine, die Praxisbewährung ist aber das andere und das einzig ausschlaggebende Kriterium. Wie sich das vorliegende Modell im Gebrauch aufstellt, werden wir im folgenden Akku-Test sehen.
Erster Eindruck des 12V/100Ah Group 24 Smart LiFePO4 Akku mit Bluetooth
Die erste Inaugenscheinnahme ist ohne Fehl und Tadel. Die Verarbeitung ist Top, die Dokumentation in Deutsch ebenso. Die fünfjährige Garantie tut ein Übriges, um Vertrauen in das Produkt aufzubauen.
Zunächst haben wir die Power Queen APP installiert und die Akku Verbindung über Bluetooth hergestellt. Das geht easy mit einen ID Code, der sich auf der Akku Oberseite befindet, vorausgesetzt über den Ladegeräteanschluss wurde das Bluetooth Modul aktiviert. Allerdings erwartet die App eine Reihe von Berechtigungen, die für die anstehende Aufgabe nicht alle einsichtig sind. Eine Standortfreigabe mag für den Anbieter u.U. eine wünschenswerte Information sein, für eine Bluetooth Verbindung ist sie aber ohne Bedeutung. Hier muss man hartnäckig bleiben und Freigaben nur im Rahmen des Notwendigen erteilen.
Die APP zeigt uns folgende Eingangswerte an:
- Kapazität (SOC): 54 % (Lieferzustand)
- Ruhespannung: 13,3 V
Die Ruhespannung haben wir mit unserem Voltmeter nachgemessen. 12,87 V steht hier auf dem Display, ein deutlicher Unterschied, den wir auch bei 100 Ah SMART Akkus anderer Anbieter feststellen konnten. Das interessante an der Sache: Wir reden hier von 54% Akkukapazität, werden aber auch bei Vollladung keine anderen Ruhespannungswerte messen können. Wichtig für uns: die jeweiligen in der App angezeigten Spannungsgrößen für die Ruhespannung sind richtig. Wir gehen darauf später noch ein.
Unsere Parameter für den Akku Test
Um brauchbare Hinweise zur Akkuqualität zu erhalten schauen wir uns seine Fußabdrücke, die im Lade- und Entladeprozess zu finden sind, näher an. Dazu zeichnen wir die genannten Vorgänge mit unseren Messgeräten auf einem Laptop auf und analysieren das Ladeverhalten anhand der Ladekurve und des Zellausgleichsverlaufs. Für die Vollladung nutzen wir ein 12,6V/20A Ladegerät und zur Ergänzung danach eine Diagnosegerät von Optimate, dass uns Hinweise zum evtl. vorhandenen Zellausgleich geben soll. Nach 12 h messen wir dann die Akku Ruhespannung mit der App und einem Voltmeter.
In einem zweiten Testschritt analysieren wir dann den Entladeprozess, messen den Spannungsverlauf ebenso wie den Stromdurchsatz. Dazu verwenden wir einen Röhrenheizlüfter, der mit gut 400 Watt durchschnittlich 34,4 A Strom aus dem Akku zieht. Mit diesem Verbraucher messen wir die Akkulaufzeit bis zu exakt 12,5 V Restspannung unter Last und vergleichen sie mit der errechneten Laufzeit nach der Peuket Formel. In diesem Vergleich finden sich neben anderen Leistungskriterien auch Einschätzungen zu tatsächlichen Akkukapazität, wobei die Nominalkapazität von 100 Ah erreicht werden sollte.
In der Summe der Erkenntnisse erwarten wir dann eine belastbare Qualitätseinschätzung unseres Test Akkus.
Test 1: Der Ladevorgang des LiFePO4 Akkus mit Bluetooth
Als erstes laden wir den Akku mit einem vom Hersteller empfohlenen 14,6V/20A Charger. Dann beurteilen wir die Ladekurve und das Verhalten im Bereich der Ladeschlussspannung. Nach 12 h stellen wir die Ruhespannung des Stromspeichers fest, um zu wissen, wie stabil die Zellen aufgestellt sind. Nach dem Ladevorgang prüfen wir mit einem speziellen Testlader (Optimate TM 247) wie gut die Zellen im Ladeprozess angeglichen wurden. Außerdem ob überhaupt Unterschiede in den Zellspannungen der Einzelzellen vorhanden sind. Den Ladevorgang führen wir insgesamt drei Mal durch um alle Aussagen zum Ladeverhalten auch praktisch abzusichern.
Für den Abgleich der Messwerte nutzen wir die üblichen LFP Vergleichsparameter:
Ladeschlussspannung: 14,2 – 14,6 V//Ladestrom: 20 A//Abschaltvorgang Laden: BMS oder Ladegerät// Akku Ruhespannung nach Vollladung und 12 h : 13,3 – 13,6 V//
Das Bluetooth Modul im Akku haben wir bereits aktiviert, so dass der gesamte Ladevorgang mit der App in Echtzeit begleitet werden kann. Zur Überwachung und zur Aufzeichnung des Vorgangs haben wir Peak Tech Messgeräte genutzt und ihn über das Peak Tech Tool auf einem Laptop aufgezeichnet. Das Tool haben wir in der Grundeinstellung mit zwei Messwerten pro Sekunde belassen, die einerseits auf dem Laptop mit Uhrzeit gelistet aber auch graphisch aufbereitet werden.
Der LiFePO4 Bluetooth Akku im Test wird innerhalb der Ladezeit auf 14,3 V hochgeladen. Der Ladestrom lag am Messgerät bei rund 20 A, in der APP wurden lediglich 19 A angezeigt. Ab 13,8 V wurde die Stromstärke kontinuierlich abgesenkt, die APP signalisiert in dieser Phase einen Zellausgleich, der nach Abschaltung lt. App noch weitergeführt wird. Ob dem tatsächlich so ist, konnte nicht verifiziert werden.
Der Zellausgleich ist zur Sicherung der vollen Akku Kapazität von Bedeutung. Er erhält gleichzeitig aber auch die Leistungsfähigkeit des Power Queen Group 24 Smart 12,8V/100 Ah Akkus über viele Ladezyklen hinweg. Die Leerlaufspannung haben wir nach 12 h am Voltmeter bei 12,89 V gesehen, in der APP waren es 13,4 V, was dem tatsächlichen Wert der Ruhespannung entspricht.
Die Ladekurve selbst weist anfänglich eine Delle zwischen 13,4 V und 13,6 V auf, die typisch für diesen Akku ist. Diese optischen Einbrüche, die ein schnelleres Ansteigen der Ladespannung in einem gewissen Bereich beschreiben, sind auch in allen anderen Ladekurven unseres Testkandidaten zu finden. Das ist keine Qualitätseinschränkung, sondern zeigt nur, dass der Akku in bestimmten Spannungsszenarien schneller oder langsamer im Kapazitätsaufbau und wie wir später sehen auch im –abbau aggiert. Ähnliche Szenarien finden wir bei allen von uns getestete LiFePO4 Akkus wieder.
In der Ladekurve ist deutlich ein fast linearer Bereich bei 13,4 V zu sehen, wo sich die Spannung einen längeren Zeitraum praktisch gar nicht ändert. Einen ähnlich gelagerten Bereich mit nur leichten Anstiegstendenzen findet sich so ab 13,5 V. Das sind die Bereiche, wo das Gros der Akkukapazität aufgebaut wird. Wir werden später Entsprechungen auch im Entladeprozess finden.
In allen Ladeprozessen sind die Ladekurven ähnlich gelagert. Im Ergebnis gibt es keine Auffälligkeiten im Ladeprozess und seinem Verlauf. Die Ladedauer von 12,5 V auf Vollladung 100 % betrug fast auf die Minute rund 4 h 30 Minuten. Laut Power Queen APP findet ab ca. 13,8 V ein Zellabgleich statt. Im Hinblick auf die vorhandene Kapazität in den Entladeprozessen spricht auch nichts dagegen, obwohl unser Optimate Diagnosegerät noch Ausgleichsbedarf sah. Dieser allerdings bei den dort verwendeten Optimierungsalgorithmen mit Nullstrom und dem relativ hohen Kapazitätsaufkommen des Akkus in der Laufzeitanalyse keinen praktischen Effekt gebracht hat.
Test 2: Der Entladezyklus des LiFePO4 Akkus mit Bluetooth
Im zweiten Teil begleiten wir in mehreren Durchgängen den Entladevorgang und schauen im Ergebnis auf die möglichen Schlussfolgerungen, die sich daraus ziehen lassen.
Der Testaufbau gestaltet sich folgendermaßen. Wir schließen über einen Spannungswandler (Inverter) einen Heizstrahler an unseren Akku an, der bis zu 420 Watt fordert. Das entspricht einen Strombedarf nach Messung zwischen 33,7 A und 34,9 A, wobei die Werte sich ab dem zweiten Entladedrittel an den Höchstwert annähern.
Zeitgleich zeigt uns die APP aber niedrigere Werte an, die im Mittel bei 32,5 A liegen. Für unsere weiteren Überlegungen legen wir deshalb für den Gesamtprozess eine mittlere Strommenge von 34,4 A fest, rechnen aber die geringen Werte der App zusätzlich hoch, sodass wir für den ungünstigsten Fall eine Wertung erhalten. Diese mittleren Verbrauchswerte nutzen wir für die Laufzeitberechnung. Wie beim Ladevorgang beschrieben, packen wir auch hier den Entladezyklus mit der Peak Tech App auf unseren Laptop.
Bevor wir den Entladeprozess starten, berechnen wir die theoretisch mögliche Laufzeit mit der Peukert Formel, wobei wir bei der Peukert Konstanten den LFP Herstellern folgen, die sie mit 1,02 angeben. Die Peukert Konstante ist ein Wert für die Berechnung der tatsächlich verfügbaren Akkukapazität, die bei LFP Akkus bei 98 % liegt.
Unser 100 Ah Power Queen Group 24 smart Akku mit Bluetooth im Test hätte demnach eine verwertbare Energie von 100 Ah: 1,02 = 98,0 Ah. Da wir den Akku nicht vollständig (Tiefenentladung) entladen wollen, brechen wir den Prozess bei 12,5 V Akkuspannung (unter Last) ab. Das entspricht einer Restkapazität von 15 %. Das ist der Messwert, den wir nach drei Entladezyklen übereinstimmend festgestellt haben.
Wir müssen also für unsere Berechnung von der Gesamtkapazität 98 Ah noch 15 % abziehen. Dann bleiben noch 98 Ah x 0,85 = 83,3 Ah an Energie, die wir verbrauchen können. Teilen wir jetzt diesen Wert durch den Verbrauchswert des Heizstrahlers von 34,4 A, so ergibt sich 83,3 Ah: 34,4 A = 2,42 h. Das heißt unter Heizstrahler müsste theoretisch 2 h und 25 Minuten (0,42 x 60 Minuten = 25 Minuten) laufen.
Rechnen wir jetzt noch den ungünstigsten Fall durch mit den Stromflüssen der APP, die durchschnittlich nur bei 32,5 A lagen. Dann erhalten wir: 83,3 Ah: 32,5 A = 2,56 h, das sind 2 h und 33 Minuten.
Starten wir jetzt den ersten Entladeprozess mit einem Abstand von 18 h vom Ladevorgang. Die Entscheidung bringt uns eine stabile Leerlaufspannung des Akkus. Für die beiden anderen Versuche entladen direkt nach dem Aufladen (Nr. 3) und bei Nr. 2 mit einem 48 h Abstand, sodass wir typische Entladeszenarien durchspielen können.
Der Betrieb des Heizstrahlers lief wie angenommen. Die Entladekurve ist für einen LFP Akku ganz typisch im Ablauf. Nach einem schnellen Absinken der Akkuspannung bei Last auf ca. 13 V schließt sich eine längere Phase ohne Änderung der Akkuspannung an, die dann in einen sehr langsamen Abfall bis ca. 12,9 V übergeht. Zum Ende dieser Phase beobachten wir wieder eine leichte Delle, mit einem etwas höheren Spannungsabfall bis etwa 12,88 V. Diese „Unebenheit“ war schon im Ladeprozess zu beobachten, wo wir sie als akkutypisch beschrieben haben. Im weiteren Verlauf beschleunigt sich die Spannungsreduktion ab 12,8 V etwas, bleibt aber bis zur Abschaltung bei 12,5 V noch relativ flach. Dies deutet darauf hin, dass die Zellen auch bei geringer Kapazität sehr stabil bleiben.
Entladedurchgang Nr. 1
Aus dem aufgezeichneten Wertevorrat, der mit 2 Werten pro Sekunde eine erhebliche Größe angenommen hat, konnten wir extrahieren: Beginn : 18:29 Uhr bei 13,3 V (APP)//Ende : 21.09 Uhr bei 12,5 V(Last)// Laufzeit 21:09 Uhr – 18:29 Uhr = 2 h und 40 Minuten
Entladedurchgang Nr. 2
Hier beginnen wir um 15:53 Uhr bei 13,3 V (App etwas spät eingeschaltet, deshalb niedriger) und erreichen wie geplant 12,5 V Akkuspannung um 18:34 Uhr, das entspricht einer Laufzeit von 2 h und 41 Minuten.
Entladedurchgang 3
Beginn bei 12:36 Uhr mit 13,5V direkt nach dem vollständigen Aufladen. Die Ruhespannung fällt hier auf 13,0 V schnell ab und erreicht die 15% Restkapazität etwas früher bei 12,55 V um 15:17 Uhr. An Laufzeit erhalten wir hier ebenfalls 2 h 41 Minuten, so dass wir keinen Kapazitätsunterschied zu den vorangegangenen Ruhezeiten hatten, was bei einem guten Akku zu erwarten ist.
Alle Ergebnisse der einzelnen Entladevorgänge sind mit min. 8 Minuten Laufzeit Plus erfreulich. In jedem Fall liegen wir deutlich über den errechneten Werten. Die tatsächliche Akkukapazität liegt demnach min. bei 5,22% (8 min von 145 min) über dem angegebenen Nominalwert des Power Queen Group 24 Smart Akkus 12,8V/100Ah. Das ist dann der Fall, wenn wir die niedrigen Verbrauchswerte der APP zugrunde legen.
Würden wir die am Amperemeter angezeigten Daten einbeziehen, lägen wir bei einem Kapazitätsüberschuss von rund 11 % (16 min von 145 min). Im Gros der LFP Akkus, die wir in der Zwischenzeit getestet haben, lagen wir bei einem Plus von bis zu 10 %, sodass wir im Schluss konstatieren wollen, dass die Akkukapazität unseres Testmusters mindestens bei 105,2 Ah anzusiedeln ist. Das ist ein guter Wert.
LiFePO4 Bluetooth Akku im Test: Fazit
Der Power Queen 12,8V/100 Ah group 24 smart Akku mit Bluetooth konnte in unserem Test voll überzeugen. Im Ladeprozess gab es keinerlei Auffälligkeiten bei stabil reproduzierbaren Ladezeiten. Der Ladeprozess wurde zwar etwas früh bei 14,2 V beendet, was innerhalb des Normbereiches liegt, nimmt aber dem Akku etwas Zeit weg, um den Zellabgleich durchzuführen, wenn es denn notwendig sein sollte. Angesichts der Laufzeitwerte kann aber davon ausgegangen werden, dass die Akkuzellen gut miteinander harmonieren, d.h. keine großen Kapazitätsunterschiede aufweisen.
Diese Feststellung wird erhärtet durch die Tatsache, dass wir mit dem Einsatz des Impulsladers (Optimate 247) keine Verbesserung der Laufzeiten und Ruhespannungen erzielen konnten. In den drei Entladezyklen, die wir durchgeführt haben, lassen sich identische Laufzeiten attestieren. Uabhängig von den zeitlichen Abständen zur jeweiligen Aufladung. Bei unseren Messungen haben wir unter Berücksichtigung der niedrigen APP Daten beim Stromdurchsatz ein Kapazitätsplus von 5,22 % festgestellt. Das ist ein erfreulich guter Wert. Im Entladeprozess selbst war der Akku sehr stabil bis an die 15 % Grenze, die wir im Testverlauf als Abschaltgröße festgelegt haben.
Mit dem Power Queen 12V/100Ah group 24 smart Akku bekommt man viel Leistung für ein schmales Budget. Er kann für alle passenden Einsatzzwecke, nicht nur bei einer Group 24 Vorgabe, empfohlen werden.
Den getesteten Power Queen 12V/100Ah Group 24 Smart LiFePO4 Akku mit Bluetooth könnt Ihr Euch auf der Webseite von Power Queen genauer ansehen.
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Sind LiFePo4 die besten Akkus für uns Angler? Hier ein weitere Artikel: LiFePo4 (LEP / LFP) Akkus im Test
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