Victron Batterie Management System Smart BMS CL 12/100 für Lithium Batterien

Das Smart BMS CL 12/100 von Victron Energy (MPN BMS110022000) ist ein effizientes Batterie-Management-System (BMS), speziell für den Einbau in Fahrzeuge und Boote konstruiert wurde. Das Smart BMS CL 12/100 eignet sich dabei ausschließlich für den Betrieb mit 12,8 Volt Lithium-Eisenphosphat-Batterien (auch LiFePO4 oder LFE genannt). Das Gerät kann mit Akkus unterschiedlicher Hersteller eingesetzt werden.

Die Lithium-Eisenphosphat (LiFePO4 oder LFP)-Batterie ist der sicherste der regulären Lithium-Eisen-Batterietypen. Die Nennspannung einer LFP Zelle beträgt 3,2 V (Blei-Säure: 2 V/Zelle). Eine 12,8 V LFP-Batterie besteht daher aus 4 in Reihe geschalteten Zellen und eine 25,6 V Batterie besteht aus 8 in Reihe geschalteten Zellen.

Gründe für die Notwendigkeit eines Batterie-Management-Systems (BMS):

• Eine LFP-Batterie wird beschädigt, wenn die an der Zelle anliegende Spannung auf einen Wert unter 2,5 V fällt.
• Eine LFP-Batterie wird beschädigt, wenn die an der Zelle anliegende Spannung auf einen Wert über 4,2 V ansteigt. Blei-Säure-Batterien können unter Umständen auch beschädigt werden, wenn sie zu tief entladen bzw. überladen werden, jedoch geschieht das meist nicht sofort. Eine Blei-Säure-Batterie wird sich von einer Tiefenentladung erholen, selbst, wenn sie mehrere Tage oder sogar Wochen in entladenem Zustand belassen wurde (abhängig vom Batterie-Typ und der Marke).
• Die Zellen einer LFP-Batterie führen am Ende des Ladezyklus keinen automatischen Ausgleich durch. Die Zellen in einer Batterie sind nie zu 100 % gleich. Aus diesem Grund sind einige Zellen beim zyklisieren früher voll aufgeladen bzw. entladen, als andere. Diese Unterschiede werden stärker, wenn die Zellen nicht von Zeit zu Zeit ausgeglichen werden. In einer Blei-Säure-Batterie fließt ein geringer Strom weiter, auch, wenn eine oder mehrere Zellen voll aufgeladen sind (der Haupteffekt dieses Stroms ist die Spaltung von Wasser in Wasser- und Sauerstoff). Mithilfe dieses Stroms werden die anderen Zellen, deren Ladezustand hinterherhinkt, ebenso geladen und so wird der Ladezustand aller Zellen ausgeglichen. Der Strom, der durch eine LFP-Zelle fließt ist, wenn diese vollgeladen ist, jedoch so gut wie Null. Weniger geladene Zellen werden aus diesem Grund nicht voll aufgeladen. Der Unterschied zwischen den einzelnen Zellen kann mit der Zeit so extrem groß werden, dass, obwohl die Gesamtspannung der Batterie innerhalb der Begrenzungen liegt, einige Zellen aufgrund von Über- bzw. Unterspannung zerstört werden.

Fazit: Eine LiFePO4-Batterie muss daher durch ein BMS geschützt werden, dass die einzelnen Zellen aktiv ausgleicht und so eine Unter- bzw. Überspannung verhindert.

Aufgabenabdeckung durch das Smart BMS CL 12/100 bei der Installation im Mobil-Bereich.

Das leistet der Power-Port AB (Eingang für den Wechselstromgenerator oder das Batterieladegerät) des Smart BMS CL 12/100

1. Die erste Aufgabe des Power Port AB besteht darin, zu verhindern, dass die an die LFP-Batterie angeschlossene Last die Starterbatterie entlädt. Diese Funktion ähnelt der eines Cyrix-Batterie-Kopplers bzw. einer Argo FET-Batterie-Trennung. Es kann nur Strom zur LFP-Batterie fließen, wenn die Eingangsspannung (= Spannung an der Starterbatterie) den Wert von 13 V übersteigt.
2. Es kann kein Strom von der LFP-Batterie zurück zur Starterbatterie fließen. So wird eine mögliche Beschädigung der LFP aufgrund einer übermäßigen Entladung verhindert.
3. Übermäßige Eingangsspannungen und Transienten werden auf ein sicheres Level heruntergeregelt.
4. Der Ladestrom wird im Fall eines Zellenungleichgewichts oder einer Überhitzung auf ein sicheres Level reduziert.
5. Der Eingangsstrom wird elektronisch auf ungefähr 80 % des Nennwertes der AB-Sicherung begrenzt. Eine 50 A Sicherung begrenzt daher den Eingangsstrom auf 40 A. Die Wahl der richtigen Sicherung bringt daher Folgendes mit sich:
6. 1. Die LFP Batterie wird vor einem zu hohen Ladestrom geschützt (wichtig im Falle einer LFP-Batterie mit geringer Kapazität).
   2. Der Wechselstromgenerator wird im Falle einer LFP-Batterie-Bank mit einer hohen Kapazität vor Überlastung geschützt (die meisten 12 V). Wechselstromgeneratoren überhitzen und fallen aus, wenn sie bei Höchstausgangsleistung länger als 15 Minuten in Betrieb sind).
   3. Der Ladestrom wird begrenzt, damit die Strombelastbarkeit der Verkabelung nicht überschritten wird Der maximale Nennwert der Sicherung liegt bei 100 A (was den Ladestrom auf ungefähr 80 A begrenzt).

Das leistet der Power-Port LB (Eingang Last/Batterie-Ladegerät) des Smart BMS CL 12/100

1. maximaler Strom in Laderichtungen: 100 A unterbrechungsfrei
2. Sperren der Batterieentladung, immer wenn die schwächste Zelle unter 3 V abfällt.
3. Der Ladestrom wird im Fall eines Zellenungleichgewichts oder einer Überhitzung auf ein sicheres Level reduziert.

Lieferumfang:

1x Victron Energy BMS110022000 Smart BMS CL 12/100
1x Bedienungsanleitung