LiFePo4 steht für einen Lithium Eisenphosphat Batteriespeicher (LEP / LFP) , der bei 12V Modellen aus vier in Reihe geschalteten Einzelzellen besteht. Dieser Akkutyp, kurz auch LEP oder LFP genannt, hat sich für den Angelbereich, d.h., überall dort, wo Stromspeicher bei der Ausübung unseres Hobbys gebraucht werden, als 1. Wahl etabliert. Warum viele Anwender sich für diesen Energielieferanten entscheiden, hat gute Gründe, die ich hier einmal darlegen möchte. Dem Marktbeobachter fällt allerdings auf, dass es bei gleicher Akkuleistung durchaus eklatante Preisunterschiede bei LiFePo4 Modellen gibt. Ob diese Preisdifferenzen adäquat mit Leistungs- und Qualitätsunterschieden bei den jeweiligen Angeboten einhergehen, wollte ich genauer wissen und habe drei Exemplare mit 12 V/10 Ah im Preisraster von 60 € bis 140 € angeschaut. Die Ergebnisse des Akku Tests sind durchaus interessant.
1. LiFePo4 und sonst nichts?
Es gibt rund ein halbes Dutzend Gründe, sich auf diesen Akku Typen zu fokussieren. Keiner von ihnen ist der Preis. Hier ist die Blei Familie in AGM oder Gel Ausführung unschlagbar, die bei vergleichbarer Papierleistung mit rund einem Viertel der LiFePo 4 Kosten auskommt. Das ist allerdings nur die halbe Wahrheit. Bei Einbindung der Laufzeitwerte und der Energiebilanz wird ganz schnell ein anderer Schuh daraus. Aber gehen wir der Reihe nach vor.
1.1 Brandgefahr? Kein Lithium Akku ist sicherer als ein LiFePo4 (LEP / LFP)
Lithium Akkus der Lithium Ionen und Lithium Polymer Technik sind nicht gerade als extrem anwendungssicher bekannt. Unter sehr ungünstigen Umständen können sie Feuer fangen oder gar explodieren und sind in solchen Zuständen schwierig zu kontrollieren, da sie den Sauerstoff für die Verbrennung dummerweise selbst freisetzen. Nicht umsonst versuchen z.B. die Autohersteller das Risiko dieser Batterietechnik in ihren Versuchsreihen einzuschätzen. Wer die immensen Sicherheitsvorkehrungen bei Crash Tests einmal gesehen hat, weiß, dass man alle Eventualitäten möglichst ausschließen möchte. Auch die führenden Smartphone Produzenten haben in den letzten Jahren schon mal mit Lithium Ionen Akkus Probleme aufzeigen müssen.
In Laborversuchen kann man extreme Fehlbedienungen, u.a. durch gezielte Kurzschlüsse (Nageltest), provozieren und zeigen, welches Gefahrenpotential in den einzelnen Akkutypen schlummert. Neuere Erkenntnisse aus einschlägigen, auch öffentlich geförderten Studien, zeigen, dass die Lithium Eisenphosphat Technik auch unter ungünstigen Voraussetzungen den höchsten Sicherheitsstandard bei Lithium basierenden Stromspeichern aufweist. Extrem hohe Temperaturen und Explosionen sind mit dieser Batterietechnik selbst beim Nageltest eher nicht zu erwarten.
1.2 LiFePo4 Akkus leben länger
Die Lebensdauer eines Batteriespeichers misst sich in Ladezyklen und der Leistungsdichte, die danach noch vorhanden ist. Kleinere LiFePo4 Akkus bis ca. 100 Ah verkraften rund 2000 Ladeprozesse und sollten danach noch 80 % ihrer ursprünglichen Speicherfähigkeit haben. Große Akku Modelle, z.B. als Hausspeicher, kommen auf rund 10.000 Ladezyklen. Im Vergleich müssen Blei Akkus schon nach 400 Ladungen getauscht werden. Unsere Handy Akkus, i.d.R. Lithium Ionen Modelle, sind ab 300 Zyklen (ca. 1 ½ Jahre Nutzung) bereits geschwächt, das haben wir alle schon erlebt.
Im direkten Vergleich von LiFePo4 zu AGM (Blei) sind rein rechnerisch für einen einzigen LEP oder LFP Akku, auf die Laufzeit gerechnet, rund 5 Blei Akkus anzuschaffen, was den Einstandspreis beim Kauf deutlich relativiert.
1.3 Hohe Energiedichte, weniger Ladungen
LEP oder LFP Akkus bringen eine deutlich höhere Energiedichte mit, als nominell gleich starke Bleibatterien. Ein vollgeladener AGM (Blei) Akku kann ca. 80% seiner gespeicherten Energie abgeben, ein LiFePo4 Modell rund 93%. Mit zunehmender Lebens- und Nutzungsdauer werden die Unterschiede größer. De facto stellt dann ein 12 Ah starker LEP oder LFP Akku im Durchschnitt die gleiche Strommenge zur Verfügung wie ein 18 Ah Blei Modell. Was bedeutet das für die Praxis? Viel Leistung, d.h. eine hohe Energiedichte, bedeutet eine längere Laufzeit im Betrieb und in Folge eine geringere Ladehäufigkeit. Für unsere Nutzung wird ein nominell vergleichbarer LiFePo4 Akku bei gleicher Stromentnahme den Verbraucher länger versorgen können, als ein gleichstarker Blei Vertreter. In einer Laufzeituntersuchung aus 2020 ist z.B. ein 12V/ 8 Ah starker LEP / LFP Akku zwei Stunden länger gelaufen, als ein stärkeres AGM Modell mit 12V/9 Ah bei gleichbleibender Stromentnahme von 0,732 A.
1.4 Viel Leistung, wenig Gewicht
Ein weiterer Aspekt, der allen Lithium Akkus zu Eigen ist, hat die Erfolgsgeschichte dieser Stromspeicher erst richtig ins Rollen gebracht. Eine Vorteil, der für uns Angler ebenso von Bedeutung ist. LEP / LFP Akkus sind deutlich leichter als nominell vergleichbare Bleimodelle. Je nach Leistungsgröße können die Gewichtseinsparungen bis zu 70% betragen. So wiegt eine 12V/10Ah Bleivertreter rund 2,5 kg, eine 12V/10Ah LEP / LFP Modell kaum mehr als 1 kg. Das sind rund 60 % weniger Masse, die z.B. in der Echolottasche transportiert werden müssen. Wer schon einmal eine 23 kg schwere Bleibatterie mit 100 Ah für seinen E‑Motor ans Boot gewuchtet hat, wird sich mit einem LEP / LFP Modell, das auf dem Papier auch 100 Ah Leistung mitbringt, mit 11 kg Gewicht leichter tun und , das haben wir gelernt, er wird seinen Motor damit deutlich länger versorgen können als mit dem Bleiklotz.
1.5 Besser für die Umwelt
„Lithiumeisenphosphat kommt in Form des eher seltenen Minerals Triphylin auch in der Natur vor“ (https://de.wikipedia.org/wiki/Lithiumeisenphosphat), wird für die Akkuproduktion aber industriell in einem nasschemischen Verfahren hergestellt. In diesem Batterie Typ steckt als kein Problemstoff wie Kobalt oder Nickel, die als umweltschädigende Schwermetalle ausgemacht sind. Auch der Abbau von Kobalt, vor allem auf dem afrikanischen Kontinent sorgt immer wieder für Konfliktpotential. Die Entsorgung und Wiederaufbereitung von E‑Auto Akkus ist aktuell ein noch nicht gelöstes Problem und die Masse der Handy und Laptop Stromspeicher um nur einige zu nennen, die alle schadstoffbelastet sind, bergen ein permanente Umweltbelastung, die auf der grünen Agenda noch ungenügend angekommen ist. E‑Autos sind zwar abgasneutral aber belasten das Klima bei Herstellung und Entsorgung wegen ihrer Energieversorger alles andere als unerheblich. LiFePo4 Akkus sind für diesen Einsatzbereich leider nicht geeignet, da ihre Speicherfähigkeit pro Gewichtseinheit für solche Aufgaben unzureichend ist.
1.6 LiFePo4 — Ausgereifte Technologie
Die LiFePo Technik ist schon länger auf dem Markt und hat sich in vielen Bereichen als Stromspeicher bewährt. Die Massenproduktion läuft seit 2012 und hat mittlerweile einige Produzenten, die eigene Modellinie entwickelt haben. Hierzu zählt z.B. Sony als einer der geläufigsten Anbieter.
Fassen wir noch einmal alle Pluspunkte der LiFePo4 Akkus zusammen, die insgesamt diesen Akkutypen für unsere Bedürfnisse im Sportfischerbereich besonders interessant machen.
- Sichere Technologie
- Hohe Lebensdauer > 2000 Ladezyklen
- Deutlich höhere Energiedichte als Bleiakkus
- Geringes Gewicht
- Umweltverträgliche Materialien
- Ausgereifte Technologie
2. Einige Fakten zur LiFePO4 Technik und dem Umgang damit in der Praxis
Futterboote, Sonargeräte und elektrisch betriebene Bootsmotoren sind Abnehmerbeispiele für Stromspeicher bei der Ausübung unseres Hobbys. Dass LEP oder LFP Akkus gehobenen Ansprüchen in besonderem Maße gerecht werden können, haben wir bereits gesehen. Hier jetzt einige interessante Aspekte zur Technik.
2.1 Aufbau eines LEP / LFP Speichers
Ein 12 V LEP oder LFP Akkus besteht aus vier gleichen Zellen mit je 3,2–3,3 V Einzelspannung. Sie werden in Reihe geschaltet, so dass sich die Spannungen bei gleichbleibender Leistung addieren. Ein 12V Stromspeicher hat dann nominell eine Spannung von 12,8 V bzw. 13,2 V. Lithium Zellen sind grundsätzlich nie identisch. Sie weichen in ihrem Verhalten in einem kleinen Maßstab ab, so dass bei Laden des Akkus ein Zellausgleich vorgenommen werden muss, da nicht jeder der vier Teilspeicher gleich gut geladen wird. Dieser Zellausgleich wird in unseren LEP oder LFP Akkus durch Batterie Management Systeme (BMS) erledigt. Diese Schaltung ist eine kleine Platine im Akku, die außerdem für die notwendigen Schutzfunktion (Überladen, Überhitzen, Tiefenentladen) sorgt, die den Akku sicherheitstechnisch überwachen.
2.2 LiFePo4 Akkus laden und entladen
LiFePo4 Akkus werden mit angepassten Geräten geladen, die der CC/CV Kennlinie folgen. Zunächst wird der Akku mit konstanten Stromstärke (max. ½ Nennleistung) geladen. Das geschieht solange(CC = constant current) bis die Spannung im Akku die Ladeschlussspannung von 14,40 V – 14,60 V erreicht hat. Danach wird mit konstanter Spannung (CV = constant voltage) und abnehmender Stromstärke weitergeladen, bis alles Zellen die gewünschte Ladeschlussspannung (3,6 V — 3,65 V) erreicht haben.
Beim Entladen des Akkus sinkt die Stromstärke in Abhängigkeit von der Stromabnahme und der Laufzeit des Gerätes. Ein LEP / LFP Akku hat eine sehr flache Entladekurve, die sich im Durchschnitt bei einem Zehntel der Akkuleistung nur um 0,1 V pro Stunde entlädt. Je flacher und gleichmäßiger die Entladekurve verläuft, umso höherwertig sollte das Akkukonstrukt sein. Für das Entladen setzen die Hersteller eine Entladeschlussspannung, die eine Tiefenentladung des Speichers verhindern soll. Dieser Wert sollte an die BMS Schaltung gekoppelt sein, um den Akku dann abzuschalten. Die übliche Entladeschlussspannung liegt bei 10 V, ein Wert, der im praktischen Gebrauch keine Nutzfunktion haben darf. Die typische Entladekurve eines 13,2 V LiFePo4 Akkus läuft mäßig fallend bis ca. 12,5 V. Dann geht es auch hier steil bergab. Je nach Verbraucherhunger kann es dann sehr schnell gehen, bis die kritische Marke erreicht ist. Startet des LEP / LFP Speicher z.B. stabil bei 13,2 V, sollte er im Normalfall also nicht weiter als 12,5 V entladen werden.
Noch ein paar Worte zu den Ladegeräten selbst. Je größer die Ladestromstärke ist, umso schneller ist der Speicher vollgeladen. Akkuschonend sieht allerdings anders aus, so dass es Sinn macht, einen guten Kompromiss zu finden, der Ladedauer und Akkuschonung unter einen Hut bringt. Leider werden mit einem LEP / LFP Akku häufig einfache Geräte z.T. mit kräftiger Stromstärke zum Laden angeboten, die zwar mehr oder weniger die Ladeschlussspannung einhalten aber keinerlei Akkupflege tätigen, die für eine optimale Lebensdauer wünschenswert wäre. Wer das berücksichtigt, wird mit dem Ladestrom etwas vorsichtiger umgehen und zu einem prozessgesteuerten Lader greifen, der sich dem jeweiligen Akkuzustand optimal anpassen und selbst tiefenentladene Akkus wieder beleben kann. Solche Geräte (z.B. Optimate TM290, 97,00 €, Optimate TM470, 54,00 €) sind zwar nicht ganz billig, versorgen den Akku aber automatisch und optimal mit zustandsbezogenen Stromstärken.
2.3 Was macht den Preis eines LEP / LFP Akkus?
Mit dem ersten Markt Check wirst Du LiFePo4 Akkus finden, die im Preis bei gleicher Leistung deutliche Preisdifferenzen aufweisen. So kannst Du z.B. für deinen E‑Motor eine 12V/100Ah starken LiFePo4 Akku zu 473,00 € erwerben oder auch einen Tausender bei leistungsgleichem Gerät ausgeben. Wie erklären sich solche Unterschiede? Lassen wir die Servicefrage (Anbieter und Service in Deutschland) einmal außen vor, dann ist es in erster Linie die Qualität der Bauteile, die die Hauptkosten ausmachen. Qualitätsbewusste Hersteller lassen die zu verbauenden Zellen vorsortieren, so dass sie möglichst homogen untereinander agieren, d.h. nur geringe Unterschiede im Laufverhalten aufweisen. Den Spreu vom Weizen zu trennen, gerade bei höherwertigen Teilen, kostet Geld, sichert aber auch auf lange Sicht ein optimales Speicherverhalten. Ein weiterer Augenmerk liegt auf der BMS Platine, die bei einem 12V/100Ah Typen zwei Zehner kosten kann, dann aber nichts taugt oder im Preisbereich des Fünf- bis Zehnfachen liegt und optimal funktioniert. Ich habe 2020 bei drei LiFePo4 Akkus verschiedener Hersteller bei einem Laufzeittest mit einem starken 12 V Lüfter, der noch bei 5 V Drehzahl hatte, feststellen müssen, dass nur das teuerste Modell den Akku abriegelte, während die anderen beiden so lange Strom abgaben, bis der Lüfter stehenblieb. Die Akkus waren dann unter Last bis 5 V runtergefahren, also hoffnungslos tiefenentladen. Ob bei solchen BMS Bauteilen die sensibelste Funktion, der Zellausgleich, funktioniert, darf man bezweifeln. Kommen dann noch ungeprüfte Zellen mit größeren Unterschieden im Bauteil vor, passiert folgendes: Je öfter der Akku geladen wird, umso weiter driften die einzelnen Zellen auseinander. Sie haben dann unterschiedliche Ladezustände, die mit der Zeit größer werden und den Akku relativ schnell in seiner Kapazität beschneiden. Diesen Effekt kann man bei vielen billigen Laptop Fremd Akkus (Li-ion Technik) erleben, die schon nach wenigen Ladezyklen einiges ihrer ursprünglichen Leistung verloren haben. Die Foren sind voll von solchen Berichten.
3. Kann ein Laufzeit Test Aufschluss über die Akku Qualität geben?
Diese Frage werde ich zum Ende dieses Kapitels geben, zunächst beschreibe ich einmal:
- Welche Akkumodelle am Test teilgenommen haben,
- Wie der Test aufgebaut wurde
- Welche Ergebnisse der Test erbracht hat
- Welche Schlussfolgerungen sich aus den Ergebnissen anbieten
3.1.1 Eco Worthy 12V/10Ah LiFePO4 Akku
Dieser LEP oder LFP Akku ist ein Spotmarkt Produkt. Ein chinesischer Hersteller vermarktet das Produkt über eine bekannte Auktionsplattform direkt. Es sind LEP oder LFP Produkte von 8 Ah bis 100 Ah im Angebot, die vergriffen sind, sobald der Vorrat sich erschöpft hat. Es wird aber anscheinend nachproduziert, so dass Wochen später das Angebot wieder vollständig zu haben ist. Direktvermarktung aus China wirft natürlich Fragen zum Service auf, wenn z.B. ein Artikel defekt ist. Ich habe nach dem Kauf des Testmodells die Probe aufs Exempel gemacht und den Anbieter auf Deutsch mit einer Reklamation per Email angeschrieben. Die Reaktion ließ zwar ein paar Tage auf sich warten, dann kam aber eine deutschsprachige Rückmeldung mit dem Angebot einer kostenlosen Ersatzlieferung oder einer Kaufpreisrückzahlung. Mehr kann man nicht erwarten.
Die äußere Inaugenscheinnahme des Eco Worthy Akkus bescheinigt ihm eine ordentliche Verarbeitung mit gleichmäßigen kleinen Spaltmaßen zwischen Gehäuse und Deckel. Sicherheitshinweise für den Akkugebrauch und notwendige technische Daten sind aufgedruckt. So soll es sein. Das gemessene Gesamtgewicht von 1069,00 g ist klassenüblich. Die Gehäusemaße folgen mit 151 x 91 x 65 mm dem üblichen Standard Housing dieser Leistungsklasse, eine ideale Größe auch für niedrige Echolotkoffer.
Knackpunkt dieses Produktes ist natürlich der Preis. Mit 59,90 € ist dieser 12V/10Ah LiFePo4 Akku wirklich konkurrenzlos günstig. Ladegeräte sind bei diesem Anbieter nicht zu bekommen.
Bestseller von Eco Worthy:
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3.1.2 Green Cell 12V/10Ah LiFePo4 Akku
Dieser Akku stammt vom polnischen Hersteller Green Cell, der in den letzten Jahren ein beachtliches Wachstum am Markt hingelegt hat und im Speichergeschäft praktisches alles mit seiner Eigenmarke abdecken kann, was Strom für den mobilen Betrieb braucht. Vertrieben werden die Produkte im Wesentlichen über den Online Handel. Auch mit diesem Hersteller haben wir die Service Kommunikation, Email und Telefon, ausprobiert. Alles verlief prompt, reibungslos und zielgerichtet, keine Verbesserungswünsche.
Die Verarbeitung des Gehäuses ist nicht ganz so gut. Neben etwas ungleichmäßigem Spalt Maß steht auch das Gehäuse auf einer Seite zum Deckel eine Idee über. Da hat man am Gehäuse leider gespart. Ansonsten ist alles bestens. Der Akku bringt als einziger der drei Testkandidaten eine kleine Bröschüre zur Akku Handhabung mit. Das ist vorbildlich. Sicherheitshinweise zu Akku Nutzung und die technischen Daten sind zusätzlich auf den Akkuaufklebern zu finden. Kann man nicht besser machen. Beim Gewicht unterscheidet sich das Green Cell Modell vom Eco Worthy Vertreter um acht Gramm (1061 g), auch hier finden wir das erwähnte Standard Housing wie bereits beschrieben.
Der Akku kostet 88,50 €, ein angepasstes Ladegerät mit 4 A Ladestrom wird für ca. 20,00 € angeboten.
3.1.3 Jubatec 12V/10Ah LiFePo4 Akku
Als Akkutechniklieferant hat die deutsche Firma JuBaTec (Just Battery Technology) ein umfangreiches Angebot an lithiumbasierter Modelle im Lieferprogramm: Vom 200 Ah starken Modell für den Antriebsbereich bis hin zu Stromversorgungen für Kleingeräte wie Smartphones. JuBaTec lässt, wie die beiden Konkurrenten, ebenfalls in China produzieren, unterstreicht dabei allerdings seinen Anspruch an Qualität und Anwendungssicherheit.
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JubaTec ist telefonisch und über Mail jederzeit erreichbar, geantwortet wird prompt. Bei diesem Anbieter wird der Service groß geschrieben, das freut uns nicht nur im Reklamationsfall.
Der Jubatec Speicher ist bestens verarbeitet, keine auch nur minimale Auffälligkeiten. Leider fehlen die Sicherheitshinweise zur Nutzung auf dem Akku, sie finden sich nur auf einem beigelegten Datenblatt. Immerhin sind die technischen Daten auf einem seitlichen Gehäuseaufkleber vorhanden.
Gewichtsmäßig hat das Jubatec Modell deutlich mehr zu bieten als die Konkurrenz. 1221 g bringt der Stromspeicher auf die Waage, das wird u.a. an den eingesetzten Bauteilen liegen. Auch hier ist das Gehäusemaß wie bei den Vergleichsmodellen ausgelegt.
Im Programm von Jubatec finden wir sogar ein 12V/12Ah LEP oder LFP Modell, das der Hersteller in diesem kleinen Kasten untergebracht hat. Das habe ich bisher noch bei keinem anderen Anbieter gesehen.
Der Jubatec 12V/10Ah LiFePo4 Akkus gehört mit rund 149,00€ Kaufpreis nicht zu den Billigangeboten. Für rund 39,00€ gibt es einen angepassten 2 A Lader dazu.
3.2 Wie ist der Akku Laufzeit Test aufgebaut?
Für den Laufzeittest habe ich einen 12V/1,5A starken Lüfter mit einem Drehzahlregler und einem Ein/Aus Schalter aufgebaut. Die Stromzufuhr (+) zum Lüfter wird von zwei Verbindungssteckern unterbrochen, die der Aufnahme der Amperemeter Messspitzen dienen. Ohne diese läuft die Teststrecke nicht. Das Voltmeter wird mit Krokodilklemmen direkt am Akku abgefragt. Zur Datenaufzeichnung dient die App. DMM Tool.exe von PeakTech. Sie fragt über ein am Laptop angeschlossenes Messgerät PeakTech 2025 die laufenden Messwerte ab und speichert sie in einer Datenliste. Gleichzeitig wird eine Verlaufsgrafik aus den Messwerten erstellt.
Der Lüfter wird im Testverfahren auf einen Stromverbrauch von 1 A eingestellt. Das entspricht 1/10 der nominellen Leistung der Testkandidaten und würde auch mit dem Energiebedarf eines 9 Zoll Echolotes korrespondieren, wenn die Bildschirmhelligkeit im Rahmen bleibt.
Für den Vergleich der Laufzeiten bei den Testkandidaten habe ich zwei Referenzwerte gewählt, bis zu denen der Akku entladen werden soll. Abgeschaltet wird die Messung, wenn der Akku unter Last (hier 1 A) die 12 V Marke erreicht hat. Das ist für einen LEP oder LFP Speicher noch ein unkritischer Wert, der in der Praxis durchaus noch genutzt werden kann. Besser ist es allerdings unseren zweiten Wert von 12,5 V zu setzen, der bei diesem Akku Typ in etwa das Ende der flachen Entladekurve kennzeichnet. Für eine dauerhafte Akkuschonung ist man mit dieser Entscheidung richtig aufgestellt.
3.3 Die Testergebnisse im Einzelnen
3.3.1 Echo Worthy 12V/10Ah LiFePO4 Akku
Der Eco Worthy ist sehr stabil im Entladeverfahren, die Verlaufskurve verläuft LEP oder LFP typisch ab dem Einstandswert von 13,2 V sehr flach mit durchschnittlich Spannungsabnahme von weniger als 0,1 V pro Stunde. Nach gut 10 Stunden ist unser 12,5 V Schlusswert (unter Last) erreicht nach knapp 11 Stunden unser Abschaltwert von 12 V. Nach Vollladungen mit 14,6 V Schlussspannung halten die Akkuzellen Werte nahe 14 V noch eine Zeitlang stabil. Der Verbraucher hat den Spannungswert nach 1 Stunde dann auf nominell 13,2 V runtergefahren. Insgesamt ein sehr gutes Laufzeitergebnis, das ich in dieser Preislage nicht unbedingt erwartet hätte.
3.3.2 Green Cell 12V/10Ah LiFePo4 Akku
Beim Green Cell Modell ähnelt die Entladekurve dem Vorgänger mit einem flachen Verlauf auf mehr als 2/3 der Strecke. Ab Stunde 7 bis 8 fällt die Kurve dann aber etwas steiler ab. Im Ergebnis werden 12,5 V dann mit 9,5 h erreicht, nach der 10. Stunde wurde bei 12 V abgeschaltet. In der Wertung insgesamt nicht ganz so langatmig wie das Eco Worthy Vorgängermodell, wobei die Unterschiede nicht allzu groß sind.
3.3.3 Jubatec 12V/10Ah LiFePo4 Akku
Das Jubatec Modell gewinnt den Laufzeittest aus zwei Gründen. Zunächst ist sein Spannungsabfall bis zur 7. Stunden mit Werten um 0,05 V erstaunlich gering. Im Durchschnitt bleibt er über die Laufzeit bis 12,5 V mit rund 0,08 V in einem kleinen Bereich. Zwar geht es ab Stunde 8 zügiger bergab aber erst ab Stunde 11 sind die Reserven weitergehend erschöpft.
Fassen wir die Resultate des Laufzeit Tests einmal übersichtlich zusammen:
In der Summe halten alle drei Testkandidaten bei einer Stromentnahme von 1 A rund 10 h durch bis sie die von uns zur Akku Schonung gesetzte Entladespannung von 12,5 V erreicht haben. Danach kann man für den flachen Ladezustand der Akkus sehen, dass das Jubatec Modell die besten Reserven bereithält, als es noch eine ganze Stunde bis zur 12 V durchhalten kann. Vermutlich sind bei Jubatec Akku die eingebauten Zellen selektiert worden und weisen nur kleine Laufzeitunterschiede auf. Möglicherweise spielt das BMS beim Zellabgleich auch eine Rolle. Das ist vorab nur eine Annahme, die ich mit einem Diagnose Ladegerät versucht habe zu belegen. Dabei habe ich die Optimierungsphase des Ladegerätes, die einem Zellabgleich zum Ende des Ladeprozesses entspricht, aufgezeichnet.
Eine Prognose, wie gut sich ein Akku in der Langzeitbewährung schlägt, kann ein Laufzeittest nicht geben, weil er nur eine punktuelle Leistungsbilanz bei einem neuen Akku gezogen hat. Wie stabil ein solches Speicherhalten in der Zukunft nach x‑Ladezyklen ist, könnte nur ein Langezeittest aufzeigen, den ich hier natürlich nicht leisten kann.
- Ladeoptimierung im Zellabgleich
Für die Diagnose habe ich ein Optimate TM 290 Diagnose und Test Ladegerät verwendet. Zunächst habe ich damit einen LiFePo4 Akku aus meinem Bestand untersucht, bei dem bereits Leistungsverluste in kleinerem Umfang bekannt waren. Im Ergebnis konnte der Lader die Zellen nicht mehr anpassen, da sie schon zu weit auseinandergedriftet sind. Man sieht an den Messwerten, dass Ladeimpulse mit sehr großer Amplitude gesetzt werden, die sich nicht auf ein kleiner werdendes Intervall reduzieren. Der Lader geht dann in die Testphase und nach kurzer Prüfung wieder in den Ladezustand. Der Gesamtprozess wiederholt sich dann praktisch endlos. Ein Zeichen, dass ein befriedigender Ladezustand nicht mehr erreicht werden kann. Im Bild ist auch zu sehen, dass der Lader bereits unter 14 V in die Optimierungsphase geht.
Jetzt vergleichen wir die Optimierungsphasen für unsere Testkandidaten.
3.4.1 Eco Worthy
Der Zellausgleich geht, bei einem kurzen 0,05 V Start, sehr schnell auf ein 0,04 V Intervall und endet stabil bei rund 0,03 V. Das Ganze läuft schön gleichmäßig gestuft und zeigt im Optimierungszeitraum, dass die Zellen ganz gut aufeinander abgestimmt sind und sich leicht im Ladezustand anpassen lassen. Das erklärt durchaus u.a. auch die guten Laufzeitwerte.
3.4.2 Green Cell LEP oder LFP Akku 12V/10Ah
Die Optimierung beginnt in einen Intervall von 0,04 V, verringert sich zum Schluss auf einen Bereich von rund 0,02 V. Das sind ordentliche Werte und ein Zeichen, dass die Zellen nicht sehr weit auseinander liegen und der Zellausgleich funktioniert. Insgesamt ein Optimierungsbild, das etwas unruhig wirkt und nicht ganz logisch stufenweise aufgebaut ist.
3.4.3 Jubatec LEP oder LFP Akku 12V/10Ah
Beim Jubatec Akku ist das Intervall des Spannungsausgleichs in der Optimierungsphase mit 0,02 V minimal: Das bestätigt unsere Vermutung, dass die Zellen gut angepasst sind. Daraus erklärt sich u.U. auch das sehr stabile Entladeverfahren dieses Akkus bis in die Endphase.
Wir haben außerdem verschiedene Akkus von der Firma Power Queen getestet. Die aktuellen Preise könnt Ihr Euch auf der Webseite von Power Queen genauer ansehen. Mit dem Code “dichtamfisch” bekommt ihr die Akkus 5% günstiger:
4. Fazit
Der Laufzeit Test hat gezeigt, dass die drei Testkandidaten im Neuzustand nach wenigen Ladezyklen durchaus Unterschiede im Laufzeitverhalten aufweisen. Der teuerste Kandidat konnte sich gegenüber den beiden preiswerten Vertretern etwas absetzen, wobei der Abstand im Bereich von vielleicht 10 % liegt. Möglicherweise ist der Laufzeitvorsprung auch durch ein sehr geringes Driftverhalten seiner Einzelzellen zu erklären, was auf lange Sicht stabile Verhältnisse im Entladeprozess für diesen Akku verspricht. Eco Worthy und Green Cell sind ihren Anschaffungspreis wert, das Driftverhalten und die Laufzeitwerte sind im Preis-Leistungsgefälle eine Empfehlung für Neuanschaffungen, weil sie bei vergleichbar geringeren Kosten kein Argument mehr für den Kauf eines Blei Akkus gelten lassen. Wer sich nun fragt, ob es sich lohnt zum teuren Jubatec Modell zu greifen, hat gesehen, dass dieses Akkumodell qualitativ absolut stimmig ist und prognostisch eine lange Lebensdauer bei effizienter Nutzung des Speichervermögens vor sich hat. Die beiden anderen Vertreter, insbesondere das preiswerte Eco Worthy Modell sind im Neuzustand prima Akkus. Wie stabil sie auf längere Sicht agieren, muss sich dann zeigen. Mittelfristig spricht nicht viel dagegen, wenn der Zellausgleich über das BMS tatsächlich funktionieren sollte. Ansonsten ist man bei den beiden preiswerten Modellen wie auch überhaupt mit einem hochwertigen zustandsangepassten Ladegerät auf der sicheren Seite, die Lebensdauer der Akkus hoch zu halten.
Im Hinblick auf die Ladeprozesse unserer Testobjekte konnte ich bei den einfachen Ladegeräten von Jubatec (2A) und Green Cell (4 A) feststellen, dass die Ladeschlussspannung bei beiden überschritten wurde (bis 14,95 V). Hier sollte das BMS eigentlich tätig werden. Ich hatte auch leichte Zweifel an einem wirksamen Zellausgleich durch das BMS bei den beiden preiswerten Akkus, wenn die Standardlader eingesetzt werden. Das Jubatec Ladegerät wurde im Betrieb bis zu 65°warm, etwas kühler konnte es das Green Cell Modell. Da beide Ladegeräte keine Leistungsanpassung an den Akku Zustand vornehmen können, ist bei flachen Entladezuständen mit hohen Ladeströmen Vorsicht geboten, um den Akku nicht zu schädigen. Im Zweifel ist man mit einem prozessorgesteuerten anpassungsfähigen Lader z.B. von Optimate besser aufgehoben auch wenn die Elektronik z.B. bei defekten Zellen durchaus von Nachteil sein kann.
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Anhang : Peak Tech Messgeräte
Für alle Messungen hab ich Peak Tech Messgeräte mit USB Anschluss eingesetzt, die über die hauseigenen Apps DMM Tool und DMM Data alle Messwerte kontinuierlich oder nach Wunschintervall am Laptop oder PC aufzeichnen. Gleichzeitig wird auch eine Verlaufsgrafik mit diesen Tools erstellt. Nach meinen Erfahrungen sind diese Geräte sehr gut kalibriert, genau in der Messung, servicefreundlich in der Handhabung und preiswert in der Anschaffung. Z.B. kostet ein Peak Tech 2025A im Handel ganze 59,00€, verfügt über eine großen Messbereich und ist top verarbeitet. Um die Batterie (9V Block) oder eine der Sicherungen zu tauschen, ist lediglich eine Schraube zu lösen. Bei vielen anderen Modellen, muss zum Sicherungstausch das Gerät komplett zerlegt werden. Für diese eigentlich einfache Handhabung des Sicherungstauschs wird man dann den Händler- oder Herstellerservice in Anspruch nehmen dürfen.
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Gerd, der Autor dieses Artikels, bietet eine unabhängige, ehrliche, nicht verkaufsorientierte individuelle Beratung rund um das Thema Technik für Angler (Echolote, Plotter, E‑Motoren, Energieversorgung etc.):
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