Batterien

Eine wesentliche Komponente eines elektrischen Bootsantriebs stellen die Batterien dar. Grundsätzlich sind dafür alle Batterien nutzbar, sie entscheiden allerdings in einem hohen Maße über die Leistungsfähigkeit des Antriebs. Moderne Batterien haben sich in den letzten Jahren sehr stark weiterentwickelt. Deshalb können wir heute Batteriesysteme anbieten, die unter den Gesichtspunkten Gewicht, Baugröße, Kapazität, Hochstromfestigkeit und Lebensdauer in der Vergangenheit nicht möglich waren.

Wir empfehlen bei Batterien ausschließlich LiFePo4 Batterien. Diese Zellen besitzen eine sehr gute "Performance" und verhalten sich in allen Bereichen absolut unkritisch. Aus diesem Grund verbauen wir für unsere hochwertigen Batteriesysteme ausschließlich LiFePo4 Zellen.

Natürlich bieten wir Ihnen auf Wunsch auch gerne andere Batteriesysteme wie Bleigel- oder AGM-Batterien an.

LiFePo4 Batterien

Aus unserer Sicht stellt die Lithium Eisen Phosphat (LiFePo4) Batterietechnik das derzeitige „Non plus Ultra“ dar und ist deshalb die beste Wahl für den anspruchsvollen maritimen Einsatz. Dieser Batterietyp ist unserer Meinung nach die sicherste Lithiumtechnik, die zurzeit im Markt verfügbar ist. Obwohl andere Batteriesysteme scheinbar Vorzüge haben (größere Energiedichte), sind diese oftmals nicht hochstromfest, kritisch beim Laden oder empfindlich bei Fremdeinwirkungen oder Wasserkontakt.

Wir verbauen zwei unterschiedliche Arten von Zellen. Bei anspruchsvollen Bauräumen oder individuellen Akkuformen konfektionieren wir Rundzellen, bei einfachen oder großzügigen Bauräumen greifen wir auf prismatische Flachzellen zurück.
Beiden Zellarten ist eines gemeinsam: wir kaufen ausschließlich bei ausgesuchten, qualitativ hochwertigen Herstellern.

Den finanziellen Vergleich entscheiden bei gleicher elektrischer Leistung die Flachzellen für sich, da allein die Konfektion eines Batteriesystems aus Rundzellen ein Vielfaches an Zeit in Anspruch nimmt.

Im ersten Moment erscheint der Preis von LiFePo4 Batterien im Vergleich zur konventionellen Bleibatterie hoch zu sein.

Bei näherer Betrachtung relativiert sich der Anschaffungspreis jedoch durch

• eine längere Lebensdauer (mehr als 7-mal so lang)
• eine höhere Energiedichte (niedrigeres Gewicht und geringerer Platzbedarf)
• eine größere Zuverlässigkeit
• eine stabile Batteriespannung über den nahezu kompletten Entladungsvorgang, dadurch permanent höhere Antriebsleistung
• einen höheren Energienutzungsgrad (schnellladefähig)
• geringere Austausch- und Beschaffungskosten

Die Begeisterung über eine herausragende Qualität währt in der Regel länger, als die kurze Freude an einem vermeintlich niedrigen Preis.

Elektronik

Allerdings benötigt diese Leistungsfähigkeit der Batterien auch eine adäquate "kontrollierte Ladung" über ein BatterieManagementSystem (BMS). Diese komplexen BatterieManagementSysteme kommunizieren über einen CAN-Bus und verknüpfen damit Sensoren, Balancer und Ladegeräte, wodurch die Leistungsfähigkeit der Batteriesysteme nochmals erhöht wird. 

Wir bieten deshalb unsere Batterie-/Ladesysteme ausschließlich komplett an, d. h. wir liefern zu den Batterien immer auch die dazugehörige, aufeinander abgestimmte Ladetechnik/-elektronik.

Wir möchten im Folgenden die Vorteile dieser Batterietechnik aufzeigen und eine mögliche Kaufentscheidung für diese Technik erleichtern.

Energiedichte

Eine LiFePo4 Batterie ist in der Lage, nahezu 100% ihrer Energie abzugeben. Dabei ist ein Spannungsabfall über die ersten 90% praktisch nicht spürbar. Hier hat sie einen entscheidenden Vorteil gegenüber der herkömmlichen „Bleibatterie“ (Spirallcell, Bleisäure, GEL, AGM), die in der Regel nur 40% bis 60% ihrer Kapazität abgeben kann. Wenn diese Leistungsdaten in das Verhältnis zum Gewicht der Zelle gesetzt werden, liegt die Energiedichte von LiFePo4 Batterien bei ca. 90-110 Wh/kg, dagegen beträgt die Energiedichte bei herkömmlichen Bleibatterien nur ca. 30 Wh/kg.

Daraus resultieren bei gleicher Anwendung ein wesentlich geringerer Platzbedarf und ein viel niedrigeres Gewicht der LiFePo4 Zellen. Dies ist in mobilen Anwendungen als starker Vorteil zu bewerten.

Hochstromfest

Die LiFePO4 Batterie ist hervorragend für Hochstromanwendungen geeignet und kann in der Regel mit dem 3-fachen Wert (10-fach bei unseren zylindrischen Zellen) ihrer Kapazität belastet werden, kurzzeitig (5 Sekunden) sogar bis zum 20-fachen Wert.

Eine Bleibatterie ist nur bedingt hochstromfest (für wenige Sekunden) und quittiert den Entladungsvorgang bei hohen Strömen mit einem permanenten Spannungsabfall. Deshalb ist sie eher als instabil zu bezeichnen.

Ladeverhalten

Die LiFePO4 Batterie ist schnellladefähig und kann in extrem kurzer Zeit wieder aufgeladen werden. Das verkürzt die Zeit am Netzanschluss und macht den schnellen Wiedereinsatz möglich. Zudem ist es nicht erforderlich, die LiFePO4 Batterie komplett aufzuladen. Sie besitzt im Gegensatz zu den herkömmlichen Bleibatterien keinen Memory Effekt. Die Lebensdauer ist sogar höher, wenn die Batterie nicht bis zur eigentlichen Ladeschlussspannung (100%) aufgeladen wird.

Ladezyklen

80% Entladetiefe: ca. 500 Ladezyklen („Blei“) bzw. ca. 3.000 Ladezyklen (LiFePo4)

70% Entladetiefe: ca. 700 Ladezyklen („Blei“) bzw. ca. 5.000 Ladezyklen (LiFePo4)

Temperaturverhalten

Niedrige bzw. höhere Temperaturen wirken sich auf Lithiumbatterien weniger negativ aus. Auch bei Temperaturen um -20°C haben LiFePo4 Batterien noch eine Kapazität von über 90%, eine Bleibatterie hingegen nur noch 50%.

Wartungsfreier Betrieb

Es ist sowohl bei modernen Blei Gel/Blei Vlies Batterien, als auch bei LiFeP04 Batterien keinerlei Wartung in Form von Nachfüllen notwendig.  

Gesamtsystem

Ein Gesamtsystem besteht in der Regel aus folgenden Komponenten:

1. Batterien
Parallel- und reihengeschaltete Einzelzellen, die das "Batteriepack" in der gewünschten Nennspannung und Kapazität ergeben.

2. Sensormodule
Diese Sensor-/Zellmodule stellen die Verbindung zwischen den konfektionierten Einzelzellen (Batterien) und der Batterielade- und Kontrolleinheit her. Ferner balancen sie die Zellen beim Laden durch Energieabsorption bis zu 5W pro Zelle.

3. Strommesssensor
Wie der Name schon sagt: dieser Sensor misst den Strom, der dem Gesamtsystem bei Gebrauch entnommen und beim Laden wieder zugeführt wird. Der daraus resultierende Abgleich (durch die Batterielade- und Kontrolleinheit) führt immer zu 100% vollen Batterien und frühzeitiger Erkennbarkeit von Anomalitäten.

4. Batterielade- und Kontrolleinheit (BLKE)
Das "Zentrum" des Gesamtsystems bildet die Batterielade- und Kontrolleinheit. Hier ist das BatterieManagementSystem, kurz BMS integriert, werden die Daten der Sensormodule (Einzelzellen) ausgewertet, die Ladeparameter (Ladespannung/-strom) des Ladegerätes ausgegeben und alle weiteren Sensoren und Aktoren ausgewertet oder angesteuert.

Weitere Merkmale sind:

• Unterstützung unterschiedlicher Ladealgorithmen durch flexible Softwareupdates, dadurch ist nahezu jeder Batterietyp implementierbar
• Spannungs- und Stromstärkekontrolle des Ladegerätes mittels CAN-Bus oder analoger Regelspannung
• Beobachtung von Spannung und Temperatur bei jeder einzelnen Zelle
• Ladestromregulierung zur Sicherstellung der gleichen Ladung jeder Zelle
• langsame Regulierung des Ladestroms von Null bis Maximum und Begrenzung auf ein definiertes Maximum
• Ansteuerung von weiterem Zubehör wie z. B. Blue Tooth Adapter, Solid State Relay, Signalgeber, Lüfter etc.

5. Ladegerät
Unsere Ladegeräte entsprechen den EU Auflagen und sind voll versiegelt und wasserfest (mindestens Schutzklasse IP 65).

Weitere Merkmale sind:

• optionale Schnittstelle zum BatterieManagementSystem der Batterielade- und Kontrolleinheit über CAN Bussystem
• Kühlung passiv (mind. IP65) oder über Lüfter (mind. IP54, optional IP66)
• für Umgebungstemperaturen von -35°C ... +40°C (volle Ladeleistung), max. +55°C (reduzierte Ladeleistung)
• Input nach allen weltweiten Normen AC195V~AC264V (47-63Hz)
• hoher Wirkungsgrad
• lieferbar für unterschiedliche Batterietypen und Ladeverfahren
• optimiert auf Lithium Batterien, berücksichtigt deren spezifische Ladekurve
• unterschiedlich hohe Ladeströme sind möglich

Optionales Zubehör

1. Blue Tooth Module
Das System kann mit einem Blue Tooth Module versehen werden, so dass in Verbindung mit einem geeigneten Tablet PC alle relevanten Lade- und Zustandsdaten abgerufen bzw. angezeigt werden können.

2. Tablet PC

• 5" Tablet PC mit Android 4.0
• Boxchip Cortex A8 1GHz CPU + Vivante GC800
• 8 GB intern + bis zu 32 GB SD Karte
• 3200 mAh (5h Video - 20h Audio)
• Größe: 139 x 87 x 12 mm
• kommuniziert mit der Batterielade- und Kontrollbox über USB oder Bluetooth

3. Solid State Relay
Zusätzliches Relais, um das Ladegerät beim Erreichen der Ladeschlussspannung vom Batteriesystem zu trennen und das Ladegerät stromlos zu schalten.