Hem » Läsvärt, Nya prylar/båtar, Nyheter, Ombord

Läsvärt   Nya prylar/båtar   Nyheter   Ombord

Allt du behöver veta inför byte till litiumbatterier

21 mars, 2019 – 09.25 11 kommentarer

Intresset för litiumbatterier växer sig allt starkare. Men att byta ut de gamla blybankarna kanske inte är riktigt så enkelt som tillverkare ofta vill få dig att tro. Här får du en gedigen sammanfattning av vad du behöver veta inför ett byte, oavsett om du väljer att göra det själv eller anlitar yrkesmässig hjälp.

Materialet är sammanställt av Båttekniska kommittén i Svenska Kryssarklubbens Stockholmskrets tillsammans med Båttekniska Nämnden.

TÄNK PÅ!

Det går sällan att byta blybatterier mot litiumbatterier rakt av. Du behöver också se över kringliggande system, så att de är anpassade för de nya batteriernas annorlunda egenskaper.

Effektkrävande utrustning. När det gäller strömförsörjning av effektkrävande utrustning, som en bogpropeller eller ett ankarspel, är det ofta en god idé att behålla ett separat blybatteri för det ändamålet. Detta eftersom skyddskretsarna i litiumsystemet begränsar höga strömmar för att undvika låg spänning på batteribanken. Alternativet är att dimensionera upp litiumsystemet för att tåla de höga strömmar som bogpropeller och elvinschar kräver. Det senare är ett betydligt dyrare alternativ. Blybatterierna kan laddas med hjälp av exempelvis en DC/DC- omvandlare kopplad på litiumsystemet.

Skydd mot underspänning. Litiumbatterier är mycket känsliga mot underspänning, vilket innebär att de riskerar att förstöras om de laddas ur helt. Ett särskilt underspänningsskydd krävs.

Skydd mot överladdning. Litiumbatterier är också känsliga mot överladdning och kräver därför system som förhindrar detta. Antingen genom en bra laddningsanordning med en anpassad regulator på generator, eller en separat laddningsanordning anpassad för litiumbatterier. Tänk speciellt på att också andra strömförsörjningssystem som solceller och vindgenerator måste anpassas.

Cellbalansering. För att uppnå maximal livslängd krävs att cellerna i batteriet balanseras vid laddning. Detta görs med speciella kretsar som monteras över polerna på varje cell. Detta gäller även batterier med så kallat matchade celler. Kretsarna ska vara anpassade till just det fabrikat/den typ av litiumbatteri som de ska användas på.

Mät laddspänning på batteriet. För en bra batterifunktion och lång livslängd är noggrannheten på laddningsspänningen viktig. Batterispänningen som styr laddningen bör därför mätas direkt på batteriet så att spänningsfall i kablar inte får någon inverkan.

Högre laddningsspänning. Laddningsspänningen för litiumbatterier är något högre än för blybatterier, 14,8 volt vid rumstemperatur. Du kan behålla ”blyladdaren” om batteriet har en inbyggd laddningsreglering. Annars behöver befintliga laddningsregulatorer avsedda för blybatterier bytas ut till en typ avsedda för litiumbatterier.

Landströmsladdare. Laddaren bör bara vara ansluten till batteribanken – inte till förbrukare. Dessa får egen strömförsörjning via exempelvis spänningsaggregat. (Gäller även för blybatterier men är ännu viktigare för litium.)

Endast matchade batterier sammankopplade. Batterier med matchade celler, som saknar en BMS som reglerar balanseringen, bör ej serie- eller parallellkopplas om inte batterierna också är matchade med varandra.

Ökad belastning på generatorn. Generatorn som drivs av motorn kommer att arbeta med en mycket högre medelström vilket leder till högre värmeutveckling. Kontrollera därför att motorutrymmet ventileras tillräckligt. Slitage på drivrem och lager ökar också varför regelbunden kontroll av rem och remspänning är viktigare.

Urladdningsvarnare. Ett larm för nästan urladdat batteri bör finnas eftersom litiumbatterier inte ger någon förvarning i form av fallande spänning innan det är slut.

SÄKERHET

Litiumbatterier finns i flera olika typer och utformningar. De litiumbatterier som normalt används i båtar är av typen LiFePo4 och anses inte ha högre risk för brand än vad ett blybatterisystem har, i form av exempelvis vätgasexplosion.

Litiumbatterier har lågt inre motstånd och en kortslutning kan därför orsaka extremt stora strömmar med kraftig brandutveckling som följd. Därför behöver säkringssystemet vara genomtänkt, bland annat med säkringar nära batteripoler och batteripolkablar som är dragna så att de inte kan orsaka kortslutning.

Alla kabelskor för höga strömmar måste pressas (crimpas) med verktyg och presskabelskor som är avsedda för kabelarean. Annars finns risk för brand.

FÖRDELAR

  • Tar emot laddning på ett effektivare sätt och laddas därför snabbare.
  • Har betydligt lägre självurladdning och kräver därför mindre underhållsladdning, om ens någon.
  • Högre energidensitet än bly både när det gäller volym och vikt. Litiumbatterier är därför både lättare och mindre än blybatterier med samma kapacitet.
  • LiFePo4-batteriers nominella kapacitet kan utnyttjas praktiskt till 80–90 procent utan att deras livslängd försämras. Motsvarande siffra för bly är cirka 50 procent. Detta gör att du bara behöver 60 procent av en blybatteribanks kapacitet när du byter till LiFePo4-batterier.
  • Litiumbatterier har relativt lågt inre motstånd även vid låg laddningsnivå vilket gör att de kan leverera höga strömuttag utan betydande spänningsfall och oberoende av aktuell laddningsstatus.
  • Kvarvarande kapacitet går att mäta med stor precision i litiumbatterier.

NACKDELAR

  • Litiumbatterier är avsevärt dyrare i inköp än blybatterier med samma kapacitet.
  • En felaktig installation eller felaktig skötsel kan leda till att batterierna förstörs.
  • Att ersätta ett befintligt blybatterisystem kräver en god kunskap och ett systemtänkande.
  • Under långfärd det vara svårt att få tag i ersättningsbatteri på avlägsna platser.

SAMMANFATTNING

Den kanske största fördelen med litiumbatterier i båtar är att de laddas mer effektivt än blybatterier och därför kan ge bra tillgång till el trots korta motorkörningar. Ett blybatterisystem av typen AGM (”torra batterier”) som sköts noggrant och inte utsätts för höga laddströmmar och inte urladdas mer än till ungefär 50 procent håller i cirka tio år.

Litiumbatterier kan ersätta blysystem men för att det ska vara ekonomiskt försvarbart behöver det hålla i runt 20 år. Detta kräver ett noggrant genomtänkt system som varken under- eller överladdar batterierna och som regelbundet balanserar cellerna.

redaktion@pakryss.se

, , ,

11 kommentarer »

  • Hej Lars,
    Det går inte att ge ett bra svar utan att veta mera, men här är några tips för att gå vidare:

    – Generatorn ger 125A. Många Li-batterier har en begränsning på 100A för laddning/urladdning. Funkar då inte med denna generator. Kolla tekniska data!

    – Generatorn är av ganska ny modell. Kanske har den då inbyggd temperaturbegränsning som förhindrar överhettning. Kolla tekniska data!

    – Spänningen är generellt för låg för att garanterat ge full laddning. Speciellt om det blir 14,4V. (Jag laddar till 14,7V).

    – Laddning bryts inte vid uppnådd spänning utan laddspänningen ligger på till men för batteriets livslängd. (Min generator går ner till 13,2V när batteriet är fulladdat).

    Det är alltså inte säkert att det funkar.

    Hälsningar

    Thomas Andersson, BTN

  • Lars skriver:

    Hej
    Håller på att installera ett fyrcellssystem med lifepo-batterier.
    Min fråga är om det går att använda 125 A Hitachigeneratorn på en Yanmar 3ym30ae med den inbyggda laddningregulatorn? Den bryter laddningen vid 14.55v +-0.15v enligt specen.

    Med vänlig hälsning,
    Lars

  • Svar från Kryssarklubbens båttekniska nämnd, BTN:

    Hej Carl,
    Just nu är batteritekniken mycket het och det försiggår forskning på alla möjliga håll. Det är få om ens några personer som har full koll på vad som händer. För att ge en fullständig bild av de olika batterissystemen måste man veta tekniska prestanda, sårbarhet, och verklig livslängd. De rekommendationer som vi ger i denna artikel bygger på uppgifter från leverantörer och tillverkare som i detta fall har varit flera olika. Att kommentera batterityper som inte har kommit ut på marknaden i någon större utsträckning med någon enstaka tillverkare har SXK:s båttekniska nämnd (BTN) tyvärr ingen möjlighet att göra.

    Beträffande batterierna byggda runt kolskum är fyra år på marknaden, och för få uppgifter från olika källor, för lite underlag för att bedöma hur bra batterierna uppfyller löftena.

    BTN planerar för övrigt att utveckla sitt medlemsstöd i frågor om batteriteknik.

    Hälsningar,

    Göran Holmqvist, Båttekniska nämnden

  • Mikael Bengtsson skriver:

    Hej på er.
    Jag har installerat Lifepo-batterier i vår båt (litiumjärnfosfat). Jag har ett tvåbanks-system, dvs jag har kvar blybatterier av typ AGM till start och bog/ankarspel. De är batterier med inbyggd BMS. Den styr spänning till batterierna så kallade ”drop in”
    De skyddar även generatorn så den inte går utan belastning. Detta toppar jag med solceller.

    Fördel 1: jag slipper landström och det i sin tur skonar båten i form av galvaniska strömmar som i stort sett alltid en landströms koppling ger. Min orginal VP-generator på 115Amp ger ca 85 amp direkt till batterierna.

    Fördel 2:
    Jag laddar upp min dygnsförbrukning på mindre än en halvtimma med motorgång den tiden man går för motor in och ur hamn (oftast längre än 30 min). Gör slut i snitt på 40 amp/dygn: kyl, värmare, kaffekokning via inverter på 1500W. Den drar ca 8-10 amp under bryggning av en kanna kaffe.

    Rykten att Volvopentageneratorer inte håller stämmer inte!
    Jag har gått som längst ca 6 timmar under motor då blev generatorn ca 82 grader som varmast. Då var batterierna utdragna till ca 60%. Då laddade de under ca 3 timmar: strömmen sjönk till 63 amp som lägst.

    Motorn är en D1 på 30 hk. Båten är en Bavaria 37 Cruiser. Båten hade 5 totalt 6 stycken 105Amp blysyra batterier och ett starr. Nu har jag 400 amp litium uppdelat på 2x200Amp och två AGM 75 Amp med 1000CA i startström till motor och bog/ankarspel.

    Jag har en Battery Mate från Mastervolt som ersätter VP diodfördelare. Den delar ut laddning till startgruppen och förbrukarbanken.
    Jag har även en batterivakt från Mastervolt som stänger av förbrukarbanken om den går under 11,5 volt. Jag vet inte om den är nödvändig eftersom den inbyggda BMS:en stänger ner batterierna vid 10 Volt.

    Angående brandfaran så är det, som tidigare sagts, Lifepo4 batterier vi använder, vilka är säkra. Tester har gjorts det går att borra och kortsluta dessa utan att det är någon större fara. Kortsluter man ett blysyrabatteri eller laddar det för hårt gasar det och batteriet exploderar om man har otur.

    Vissa typer av Litiumbatterier brinner. Se på ex mobiltelefoner: Samsung exempelvis de hade problem det är alltså INTE den sorten vi använder.

    Det man ska tänka på är att man har en laddare som kan programmeras till rätt laddspänning och så ska man helst inte underhållsladda dessa batterityper. Så undersök era laddare. Detsamma gäller solcellsregulatorer.

    För övrigt är det inget hokuspokus.

    Lycka till och med dessa batterier får man ett helt nytt båtliv med en komfort som närmar sig hemmamiljön.

    Bästa hälsningar
    Mikael Bengtsson

  • Carl Johanson skriver:

    När litiumbatterier fungerar som de ska har de fantastiska egenskaper jämfört med gammaldags blybatterier men de är väldigt dyra och de senaste modellerna, som är lite billigare, har inte många år på nacken. Det är fint att få kommentarer från nöjda litiumägare som installerade litiumbatterier förra året men tekniken är rätt ny och mycket dyr. Jag vill ha batterier som fungerar väl och säkert i många år.
    På Kryss hade nyligen några artiklar om batterier som var intressanta. Men om jag uppfattat rätt så finns det en sorts batterier som inte fanns med i På Kryss jämförelse, nämligen batterier med kol-skum. Alltså Oasis Carbon Foam 12 V batterier från Firefly Energy (fireflyenergy.com). Jag har aldrig sett ett sådant batteri i verkligheten, ej heller träffat någon i verkliga livet som har använt ett sådant batteri. Enligt företaget och vittnen på youtube så är dessa blybatterier mycket bättre än alla andra typer av blybatterier, tål att djupurladdas mycket mer och oftare och kan laddas mycket fortare. De har dock inte lika fina egenskaper som litiumbatterier. De kostar mer än fina AGM-batterier men avgjort mindre än litiumbatterier. De förefaller mig ligga någonstans mitt emellan andra blybatterier och litiumbatterier i egenskaper så väl som i pris. Och de innehåller inte oundgänglig avancerad elektronik utan bygger på enkla principer men i ett helt överlägset utförande. Många skärgårdsseglare i Sverige lägger inte så stor vikt vid robusthet, närmaste verkstad är ju ofta några sjömil bort och är man medlem i SSRS eller Sjöassistans kan man ju ofta få hjälp inom en timme. För långfärdsseglaren är beprövad enkelhet och möjlighet att själv felsöka och reparera av stor vikt och då kan avancerad datorstyrning av enkla funktioner vara en nackdel. Firefly Oasis-batterier har sålts i Nordamerika men det finns ingen säljare i Europa. Tillverkningen har flyttats till Indien. Jag har varit i kontakt med tillverkaren som erbjuder 12 V 116 Ah batteri för USD 340. Det hade kunnat vara intressant om det inte vore dels för frakten USD 750 (för alla tre batterierna jag tänkte mig), dels för avsaknad av säljare eller representant i Europa och Sverige. Enstaka blybatterier är ju inte det som lämpar sig bäst för transport från andra sidan jorden.

    Kan Firefly Oasis-batterier vara något för SXK batterikloka att titta närmare på? Tillverkaren har nu kontaktat mig igen och frågat om jag är intresserad av att haka på en större beställning till kunder i Europa för att få ned kostnaderna. Jag är ändå tveksam av ovan nämnda skäl men tycker att batteritekniken verkar intressant.

  • Per Fohlström skriver:

    Det finns nu brandsläckare för lithiumbatterier
    Och har man frågor Tar man bara kontakt med en installatör som kan svara på alla frågor
    14.4 volt laddning räcker för den typen av batterier jag installerar
    ( max 3,65 volt/cell = 14,6) men 14,2 räcker
    Mvh Per / Topend

  • Thomas Andersson skriver:

    LiFePO4 som används i båtar är en typ av litiumbatterier som inte är särskilt brandfarliga.
    Se denna film: https://www.youtube.com/watch?v=aQs7L5LmEss

  • Kjell Olav skriver:

    Hei! Leser artiklene deres med stor interesse.

    I På Kryss 02/2019 har dere artikelen om erfaringer med litium. I oversikten for hver enkelt båt som er testet referere det til 1-banksystem. Vil det si at de har kjør kun med en batteribank for både start og forbruk. Det vil i så fall være en enklere løsning med kortere kabler og færre komponenter.

  • Anders Thuren skriver:

    Blev inte speciellt klarare i min skalle, trots att jag bytt ut hela elsystemet i min båt. Hade behövt mer onhandsinstruktion för att förstå. Kan man tex ha både och system dvs litiumbatterier till bogprop. och ankarwinschar och blybatterier till resten? Kan man byta från bly till litium successivt?

  • Bengt Mårtensson skriver:

    Varför skrämma folk från att byta till litium??
    Det är inte alls så komplicerat. Välj bara batterier med inbyggd BMS och se till att laddaren
    klarar av att ge 29,8 volt för 24 volts system eller 14,9 för 12 volts system
    Den inbyggda BMS en gör att batterierna stänger av sig självt vid för hög eller för låg ladd-
    ström.
    Installerade sådana i fjol sommar i Norge och är mycket nöjd.
    Med vänlig hälsning Bengt

  • Lasse Pipping skriver:

    Inte ett ord om brandfaran, och att det ännu inte finns brandsläckare godkända för litiumbatterier. Vad säger försäkringsbolagen? Nog så viktigt att tänka på innan man bestämmer sig!

Lämna en kommentar

Lämna din kommentar här nedan, eller lämna en trackback från din webbplats. Du kan också prenumerera på dessa kommentarer via RSS

Var trevlig. Håll det rent. Håll dig till ämnet. Ingen spam.

Du kan använda dessa taggar:

<a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong> 

This is a Gravatar-enabled weblog. To get your own globally-recognized-avatar, please register at Gravatar