LiTime 48V 100Ah LiFePO4 Batterie Test-Kompakte Rack-Batterie für Solaranlagen, Insel/Nulleinspeisung etc.

Nachdem ich schon diverse 12V und 24V LiFePO4 Akkus bzw Batterien getestet, gebaut oder empfohlen habe, nehme ich in diesem Artikel und Video mal eine 48V LiFePO4 Batterie unter die Lupe. Getestet habe ich die LiTime 48V 100Ah LiFePO4 Batterie, welche im modernen Rack-Metallgehäuse geliefert wird. Aufgrund des kompakten Aufbaus sollte sich dieser Speicher  sowohl für kleinere aber auch durchaus größere Solaranlagen eignen. An viele gängige Wechselrichter können ja 48V Speicher angeschlossen werden. Ich habe mir mal den inneren Aufbau angeschaut, Kurzschlusstests gemacht und natürlich auch Kapazität und Lade- und Entladekurven aufgezeichnet.

Firma LiTime war früher Ampere Time

Die Firma LiTime ist nicht wirklich neu, die chinesische Firma hat früher unter dem Namen Ampere Time bereits Lithium Eisenphosphat Speicher (sprich LiFePO4 Akkus)  über seinen Shop als auch Amazon* vermarktet. Ihr erinnert euch sicher noch an unseren Test der 12V/200A  Ampere Time Plus Batterie. Der Ampere Time Akku hat damals bei uns im Test, aber auch in vielen anderen Tests sehr gut abgeschnitten. Ampere Time hat sich inzwischen im Akku-Markt einen recht guten Ruf erarbeitet, die Bewertungen und Äußerungen in Communities sind doch vorwiegend sehr positiv. Somit sollten wir eigentlich erwarten können dass die Umfirmierung in den Firmennamen LiTime weiterhin für gute Qualität steht. Aus diesem Grund habe ich mich für den Test des LiTime 48V 100Ah LiFePO4-Akkus entschieden. Interessant ist für mich der 48V Speicher auch weil meine Solaranlage halt langsam etwas wächst und ich bald an eine Grenze komme wo 24V noch Sinn macht. Die Kabel werden bei 24V halt doppelt so dick wie bei 48V, daher überlege ich, ob ich zukünftig irgendwann auf 48V umsteige. Mit der 48 V LiTime Batterie kann ich dazu auch über das Jahr einige Tests und Performance Vergleiche, insbesondere auch von Ladereglern,  machen. Aber dazu mehr in einem anderen zukünftigen Artikel oder Video.

LiTime 48V 100Ah LiFePO4 Batterie kompakt im Rack

Das Schöne an dem LiTime 48V LiFePO4-Akku ist, dass dieser in einem sehr kompakten Metallgehäuse geliefert wird. Man nennt sowas auch Rack-Batterie weil mal die Batterie sehr gut in ein Rahmengehäuse (Rack) aus Holz oder Metall einschieben kann. Es werden zwei montierbare Winkel mitgeliefert mit der man die Batterie an den Rahmen schrauben kann. Man kann so sogar mehrere LiTime 48V LiFePO4-Akkus übereinander stapeln und benötigt nur relativ wenig Platz. Einer der bekanntesten Anbieter welcher Rack-Batterien halbwegs bezahlbar anbietet, war bislang zum Beispiel Pylontech. Mit dem LiTime 48V LiFePO4-Akku bekommt hier nun Pylontech echte Konkurrenz zu niedrigen Preisen. Der LiTime 48V LiFePO4-Akku hat eine Breite von 46 cm bei einer Höhe von gerade mal 18 cm. Die Tiefe beträgt 44cm. Da bis vier solcher LiTime Akkus übereinander gestapelt werden dürfen, kann man sehr kompakte Speicher bis zu 20 kWh (20000Wh) damit aufbauen, das reicht selbst für sehr große Solaranlagen. Da viele gängige Wechselrichter ja standardmäßig benutzerdefinierte 48V LiFePO4 Batterien unterstützen, kann der LiTime 48V LiFePO4-Akku auch an viele bestehende Solaranlagen angebunden werden. Auch weit verbreitete Wechselrichter die oft wegen der einfachen Anschlussart, Nulleinspeise-Unterstützung und dem günstigen Preis in Guerilla PV Kreisen sehr verbreitet sind (z.B. Sun1000*) unterstützen ja 48V Akkus wie diese LiTime Rack-Batterie. Aber auch Inselanlagen oder Hybrid Wechselrichter wie z.B. der Victron MultiPlus II* unterstützen bevorzugt solche 48V Akkus. Rackbatterien sind auch eine gute Alternative gegenüber 48V Akkus, die man selbst aus prismatischen Zellen bauen müsste. Zwar ist ein Eigenbau immer noch die beste Lösung weil man hier alle Komponenten selbst wählen kann, z.B. auch ein programmierbares Bluetooth BMS wie das Daly BMS* integrieren kann, jedoch braucht man beim Eigenbau schon etwas Fachkenntnisse. Akkus dieser Größenordnung muss man schon sehr sorgfältig aufbauen, neben Fachkenntnissen sind auch handwerkliche Kenntnisse und viele Werkzeuge nötig (siehe 5000 Wh Eigenbau Projekt) . Wenn man das nicht hat, dann ist eine Rack.-Batterie im Metallgehäuse eine schöne Alternative die gar nicht mal so sehr viel teurer ist.

Der 48V LiTime Akku ist kein Leichtgewicht

Als der LiTime 48V LiFePO4-Akku bei uns angeliefert wurde staunte ich nicht schlecht als ihn eine Spedition auf Palette anlieferte. Bislang waren alle anderen Akkus immer von einem Paketdienst angeliefert worden. Aber irgendwie hätte ich mir das natürlich denken können, 4800 Wh ist schon eine beachtliche Kapazität, die hat natürlich sein Gewicht. Bedenkt man dass viele getestete 12V Akkus schon ca. 20 kg gewogen haben, so ist das Gesamtgewicht des LiTime 48V LiFePO4-Akkus mit gerade mal 43,6 kg schon fast ein Leichtgewicht. Dennoch, als das große, gut gepolsterte Paket im Hausflur abgestellt wurde, musste ich erst einmal kurz überlegen wie ich diesen Akku in meine kleine Werkstatt in den Keller bekommen sollte. Es ist definitiv kein Paket das man mal so nebenbei enge steile Treppen hinunter bewegt. Wenn man ihn vorher auspackt, wäre das im Prinzip zwar machbar, weil das Gehäuse vorne zwei stabile Metallgriffe besitzt, aber sehr mühselig würde das auf jeden Fall. Ich entschied mich dann zu dem einfacheren Weg mit einer Stapelkarre.

Damit ließ sich der Akku dann doch noch recht bequem, für die Tests und Messungen, in die Werkstatt schieben, So konnte ich euch wie gewohnt in meinem Video beim ersten Auspacken daran teilnehmen lassen (siehe Video).
Der LiTime Akku wirkt auf den ersten Blick sehr ordentlich und sauber verarbeitet. Die verbauten Griffe sind wirklich sehr hilfreich, später habe ich die öfters genutzt um den Akku zwischen verschiedenen Kellerräumen zu transportieren (Werkstatt / eigene Solaranlage). Er ist zwar kein Handgebäck, aber notfalls kann man ihn schon alleine einige Meter hin und her bewegen.

Anschlüsse und Bedienelemente des 48V LiFePO4 LiTime Akkus

Wie bei einer Rack-Batterie üblich befinden sich alle Bedienelemente und Anschlüsse auf der Vorderseite der Batterie. Im Grunde sind das nur die Anschlusspole Plus und Minus als auch ein 125A Sicherungsautomat der auch als Ausschalter dient. Die Anschlusspole werden über einen Kunststoffsockel mit jeweils zwei stabilen M8er Schraubanschlüssen ausgeführt. Dass pro Pol zwei M8er Anschlüsse vorhanden sind, ist recht praktisch besonders wenn man mehrere solcher Akkus stapeln und parallelschalten will. Reihenschaltungen sind nicht erlaubt, machen bei 48V Batteriespannung aber auch wenig Sinn da höhere Spannungen recht unüblich und gefährlich wären.

Weitere Anschlüsse sind nicht vorhanden, eine digitale Schnittstelle wie sie ebenfalls manchmal Rack-Batterien anbieten, ist bei dem LiTime-Akku nicht vorhanden. Irgendwo musste der Hersteller ja etwas sparen. In den meisten Fällen ist aber eine digitale Schnittstelle nicht wirklich nötig, da Laderegler oder Wechselrichter sehr wohl anhand des Spannungsverlaufes selbst feststellen können wann eine Batterie voll oder leer ist. Lediglich die genau Kapazität die zu einem bestimmten Zeitpunkt noch in der Batterie steckt, lässt sich ohne digitale Schnittstelle nicht so genau ermitteln. Dies kann man aber einfach nachrüsten indem mal beispielsweise einen Victron SmartShunt* zwischen Minusleitung und Verbraucher schaltet. Dadurch hat man eine sehr genaue Kapazitätsanzeige und digitale Schnittstelle (VE-Bus) nachgerüstet und kann sogar per App Kapazität und Ströme überwachen. In der Praxis ist so ein Victron SmartShunt* bzw. Batteriemonitor*  nicht selten sogar genauer als eingebaute Schnittstellen, ich hatte diesen Shunt ja schon in diesem Video oder diesem Beitrag etwas näher beschrieben. Ein externer SmartShunt hat auch den Vorteil dass man den Gesamtstrom und Gesamtkapazität mehrere paralleler Akkus überwachen kann.

BMS des 48V LiFePO4 LiTime Akkus

Natürlich ist in dem LiTime LiFePO4-Akku auch ein elektronisches BMS (Batteriemanagementsystem) verbaut. Dieses sorgt dafür dass der Akku nicht tiefentladen und nicht überladen werden kann. Zudem erkennt er Kurzschlüsse, Überhitzungen und schaltet im Notfall die Batterie ab. Wie gut das bei Kurzschluss funktioniert, zeige ich ja auch in meinem Video Teil2. Verbaut ist ein 100A BMS, das heißt die Batterie erlaubt einen Dauerentnahmestrom von 100A als auch eine Dauerladestrom von 100A. Das ist bei ein 48V Batterie eine beachtliche Leistung und reicht eigentlich für fast alles mehr als aus. Man muss ja immer bedenken dass 100A * 48V eine Leistung von 4800W bedeuten. Man kann also mehr Leistung aus dem Akku ziehen als aus einer Standard Steckdose mit 230V ! Theoretisch könnte man über einen angeschlossenen Wechselrichter somit sogar zwei gängige Heizlüfter auf Höchstleistung betreiben! Wenn man diesen Vergleich betrachtet, wird sicherlich deutlich was diese Batterie leisten kann.
Sollte das BMS einmal aufgrund von Übertemperatur oder Kurzschluss abschalten, so kann man die Batterie wieder einschalten indem man den Schalter (Sicherungsautomat) auf der Vorderseite einmal kurz aus- und wieder einschaltet. Auch das ist eine praktische Sache, bei vielen anderen Batterien muss man in einem solchen Fall erst alle Verbraucher kurz vom Pol lösen, weil diese ja keinen Schalter haben. Dass der Sicherungsautomat selbst herausspringt ist äußerst unwahrscheinlich und kam im Test nie vor, da gewöhnlich das eingebaute BMS immer schneller reagiert als ein Sicherungsautomat. Aber es ist gut zu wissen das man hier doppelten Schutz eingebaut hat, sollte einmal ein BMS kaputt gehen, so schützt immer noch der Sicherungsautomat vor Schlimmeren.

Etwas verwundert war ich nur dass man hier einen für Wechselstrom zugelassenen Automaten von Chint verbaut hat. Zwar funktionieren die meisten Wechselstrom Automaten auch bei Gleichstrom, aber eine entsprechende Kennzeichnung die das bestätigt konnte ich nicht finden. Aber ich gehe davon aus dass der Hersteller diesen Sachverhalt vor dem Einbau geklärt hat bzw. seine Gründe dafür hat. Ein DC-Automat ist nämlich auch nicht immer die richtige Wahl bei Akkus, da diese manchmal die Stromrichtung vorgeben. Bei einem Akku fließt aber bekanntlich mal Strom rein und mal raus. Ich konnten im Test jedenfalls kein Fehlverhalten oder auch nur  eine Erwärmung feststellen.
Auf Nachfrage hat der Hersteller mitgeteilt dass sowohl der DC als auch AC Automat gegen Lichtbogen geschützt sind und für die Abschaltleistung durchaus getestet und geeignet sind!
Ansonsten hat das eingebaute BMS natürlich einen Balancer verbaut welche die Zellenspannungen ausgleicht. Leider arbeitet auch dieser, ähnlich wie beim Daly BMS*, nur mit geringen Ausgleichströmen von bis zu 35mA.

LiTime 48V 100Ah LiFePO4 Batterie mal aufgeschraubt

Besonders hat mich bei dem LiTime Akku gefreut dass alles am Gehäuse ordentlich verschraubt und nicht genietet ist. So hatte ich hier auch mal die Möglichkeit den Deckel abzunehmen und das Innere genau zu begutachten. Bei den Akkus im Kunststoffgehäuse ist das nicht so einfach, diese sind leider immer verklebt und müsste man oft kaputt machen um in das Innere zu sehen.

Die Verarbeitung im Inneren macht einen durchweg sehr sauberen und bemerkenswert guten Eindruck. Man sieht deutlich dass alle Zellverbinder fest mit den Zellen verschweißt sind. Zu jeder Zelle geht ein Kabel  des BMS um Zellenspannung zu überwachen und Differenzen auszubalancieren.  Die Batteriepole und BMS sind mit dickeren Kabel, welche sogar mit Temperaturschutzgewebe versehen sind, sauber verkabelt. Ich schätze dass hier 25mm² Kabel verwendet wurde, das wäre bei der Kürze und 100A BMS durchaus im Ordnung. Überhaupt sieht die Kabelführung sehr sauber aus. Alle Schrauben wurden mit speziellem Silikon versiegelt damit sich auch bei Erschütterung auf Dauer in der Batterie nichts lösen kann. Der Temperaturfühler sitzt direkt an der Seitenwand einer Zelle, hier wurde extra ein Loch in den seitlichen Platten dafür freigelassen. Auch das ist so durchaus in Ordnung. Beeindruckend sind noch die oberen Metallprofile welche die Zellen in Position halten. Hier hat man für jede einzelne Zelle das Entlüftungsventil haargenau ausgefräst oder ausgestanzt, eine solch saubere Arbeit sieht man selten bei derart günstigen Speichern.

Blickt man von der anderen Seite in den LiTime Akku so sieht man vorne die gebrückten Anschlusspole, rechts unten den 125A Sicherungsautomaten und links das BMS.  Auch am BMS wurden alle Stecker mit Silikon versiegelt. Zwischen den einzelnen Zellen sieht man einen kleinen Luftspalt, also auch hier muss eine dünne Trennplatte zur Sicherung gegen Isolationsfolter eingeschoben worden sein. Also für mich ist das ein sehr sauberer Aufbau, besser kann man es auch im Eigenbau kaum machen.

Was ist bei 48V Akkus besser, 15 oder 16 Zellen?

Wenn ihr genau hingeschaut habt, dann habt ihr vielleicht bemerkt dass im LiTime Akku keine 16 Zellen sondern 15 Zellen verbaut sind. Am besten seht ihr es im unteren Bild, in der rechten oberen Ecke wurde eine Zelle weggelassen. Das ist bei 48V Akkus nicht ungewöhnlich, hier gibt es nämlich keine einheitliche Vorgehensweise. Es gibt Hersteller die verbauen generell bei 48V Akkus 16 Zellen weil halt ein 12V Akku 4 Zellen und ein 24V Akku  auch 8 Zellen hat. Diese Hersteller gehen also nach der Devise vor, doppelte Spannung also doppelte Zellenzahl.
Andere Hersteller wie LiTime aber auch Pylontech bieten dagegen 48V Akkus auch mit 15 Zellen an, denn bei 15 Zellen kommt man tatsächlich genau auf die 48V Nennspannung. Bei 16 Zellen wäre man eigentlich schon weit drüber, hier liegt die Nennspannung bei 51,2 Volt.
In der Regel kommen Wechselrichter und andere Verbraucher mit beiden Batteriearten genauso gut zurecht, hier spielt es eigentlich keine Rolle ob die Batterie 15 oder 16 Zellen hat. Man kann beides nutzen, beides hat nur sehr kleine Vor- und Nachteile!  Die 16 Zellen Batterie hat natürlich etwas mehr Gesamtkapazität, dafür braucht man bei der 15 Zellen Batterie nicht so eine hohe Ladespannung. Wenn man nur zwei Solarpanels in Reihe geschaltet  hat, so könnte die Ladeeffizienz bei einer 15 Zellen Batterie etwas besser sein als bei einer 16 Zellen Batterie.

Die meisten Laderegler arbeiten etwas effizienter wenn die Solarspannung deutlich größer als die Batteriespannung ist. Wie groß der Unterschied ist, werde ich demnächst doch mal in Versuchen ausmessen, Ich persönlich würde jedenfalls derzeit eine 15 Zellen Batterie immer einer 16 Zellen Variante vorziehen. Aber das kann man bei anderen Gegebenheiten auch anders sehen. Wichtig ist nur dass ihr darauf achtet dass ihr niemals eine 15 und eine 16 Zellen Batterie parallel schalten dürft. Wenn ihr also Batterien parallel schalten wollt, dann achtet unbedingt darauf das diese die gleiche Zellenanzahl besitzen.

LiTime 48V 100Ah LiFePO4 Akku – Innenwiderstand und verbaute Zellen

Da ich die Batterie nun schon mal offen habe hatte ich auch mal Gelegenheit zu prüfen von welchem Hersteller die Zellen stammen und wann sie hergestellt wurden. Dazu gibt es ja eine schöne App mit der man einfach nur den Code auf den silbernen Siegeln abscannen muss. Was da für Ergebnisse heraus kommen seht ihr an den drei Beispiel-Screenshots der App.

Also alle Zellen stammen offenbar von der Firma Gangfeng und wurden erst vor wenigen Monaten, genau am 15. oder 16 September gefertigt. Und natürlich handelt es sich um korrekte Zellen mit 100 Ah Kapazität. Also da kann man nicht meckern, das ist alles ok, wenn man bedenkt dass der Akku seit Februar bei mir im Test ist. Die Firma  Gangfeng sagt mir zwar nichts, aber das muss nichts heißen, es gibt in China mittlerweile zahlreiche Anbieter von Zellen, ich denke so groß sind da die Unterschiede sowieso nicht mehr in Sachen Qualität.
Um die Qualität noch etwas besser zu einzuschätzen habe ich natürlich auch von allen Zellen die Spannung und vor allem den Innenwiderstand gemessen. Ihr wisst ja dass eine genaue Innenwiderstandsmessung durchaus Aussagen über Alter und Qualität zulässt, daher nutze ich wieder das Präzisionsmessgerät  YR1035 (Amazon* / AliExpress*)  für alle Messungen.

 

Die Ergebnisse waren erwartungsgemäß sehr gut, alle Zellen hatten einen Innenwiderstand der bei 0,53 mΩ lag. Für eine Zelle mit 100Ah an Kapazität ist das ein typischer guter Wert, diese Werte werden auch meistens vom Hersteller genannt. Der Innenwiderstand ist immer abhängig von der Kapazität einer Zelle, je niedriger die Kapazität je höher der typische Innenwiderstand. Werte die nicht der typischen Kapazität entsprechen, deuten auf alte oder defekte Zellen hin. Die Spannung der Zellen war weitgehend identisch und lag im Schnitt bei 3,29V, auch das ist ebenfalls ein guter typischer Wert  für frisch angelieferte LiFePO4 Akkus.
Der Gesamtwiderstand der Batterie lag übrigens bei gemessenen 11,64 mΩ bei 49,38 Volt Lieferspannung. Also hier hat alles gestimmt, so soll es sein!

LiTime 48V 100Ah LiFePO4 Akku – Kapazitätstest

Wie immer habe ich natürlich auch bei dem LiTime-Akku wieder die Kapazität auf verschiedene Arten gemessen. Zunächst habe ich unseren elektronischen Lastwiderstand DL24P* sowie den Peaktech-Datenlogger* angeschlossen. Gewöhnlich messe ich die Kapazität das erste Mal mit einem Laststrom von 5A, leider war das bei der 48V Batterie nicht möglich. 5A bei 48V würden eine Belastung von 240 Watt bedeuten, soviel verkraftet das Messgerät leider nicht über so lange Zeit. Daher musste ich diesmal den Strom auf 2,4A reduzieren, was aber auch einer 115W Belastung entspricht. Gemessen haben wir die Kapazität bis die Cutoff Spannung unter 35 Volt fällt, als bis das BMS abschaltet.

Wie man aus dem Ergebnis sieht haben wir eine Kapazität von 103 Ah gemessen, damit liegt die Kapazität sogar 3 Ah über der Herstellerangabe. In Watt umgerechnet haben wir also 5013 Wh gemessen, obwohl die Batterie nur 4800 Wh verspricht. Für interessierte Experten hier auch noch mal die aufgezeichnete Entladekurve des LiTime-Akkus während des Kapazitätstests mit der elektronischen Last.

 

Akku Kapazitätstest mit Sun1000 Einspeisewechselrichter als Belastung –  Kurze Erläuterung der Nulleinspeisung

Um die Kapazität auch noch mal bei einer etwas höheren Belastung zu messen konnte ich diesmal nicht wie sonst einen meiner Inselwechselrichter anwerfen, da ich leider hier nur 12V und 24V Varianten besitze.  Leider hatte ich auch keinen anderen Verbraucher der für 48V gut geeignet wäre, daher griff ich diesmal zu meinem bewährten Sun1000 Wechselrichter ( AliExpress* / Amazon*) . Der Sun1000 ist ein ja bekanntlich ein wahres Multitalent, es ist einer der wenigen Einspeisewechselrichter die von 24 bis 60 Volt sehr gut und zuverlässig arbeiten können und dabei noch recht ordentlichen Wirkungsgrad und NA-Schutz haben. Ein externer zentraler NA-Schutz wie ich ihn zusätzlich einsetze (Beispiele hier*) sollte somit nicht mehr nötig sein.
Den Sun1000 Wechselrichter habe ich lange bei 24V Nulleinspeisung genutzt , da der Sun1000 die Einspeisung ja über einen Limiter auf Hausverbraucher begrenzen kann. Das kleine kompakte Gerät arbeitet auch wirklich mit dem Standard Limiter sehr zuverlässig ohne dass man was am Gerät basteln oder experimentieren muss.  Das Schöne ist dass man hier kein Smartmeter braucht, die Genauigkeit vieler Smartmeter lässt nach meiner Erfahrung nämlich oft zu wünschen übrig. Beim Sun1000 muss nur ein Fachkundiger einen Sensor („Limiter“ genannt) im Hauptverteiler platzieren, wenn die Einspeisung in das öffentliche Netz  verhindert werden soll, aber das ist ein anderes Thema, ich gehe noch mal im zweiten Video zu diesem Beitrag etwas drauf ein. In der Skizze rechts oben seht ihr das Schaltungsprinzip der Nulleinspeisung, Sicherungen,Fehlerstrom-Schutzschalter, Überspannungsschutz und Trennschalter habe ich zur Übersicht mal weggelassen. Natürlich könnte der Sun1000 in Verbindung mit Akku auch bei mehr als 1000W Peak  (Panelleistung) eingesetzt werden.

Der Sun1000 hat zur Einspeisung einen normalen Schuko Stecker und wird im Prinzip angeschlossen wie ein Mikrowechselrichter, reduziert man im Menü die Leistung auf 600W, so  gelten technisch gesehen, die gleichen Dinge bezüglich Schuko und Elektroinstallation die ich schon ausführlich im Balkonkraftwerk-Tutorial erläutert habe (Stichwort Wieland Stecker). Will man die volle Leistung nutzen wäre sicher ein eigener Stromkreis, mit Fi Typ B empfehlenswert. Rechtlich fällt er aber derzeit noch nicht unter diese Balkonkraft-Regelungen da er ja bis 1000W kann. Für die Installation und Anmeldung ist somit Elektrofirma zuständig. Ich weiß natürlich auch das er oft auch ohne Anmeldung mit Limiter-Sensor betrieben wird da er. Da ja mit Limter-Sensor nichts ins öffentliche Netz einspeist, liegt der Gedankengang, das man ihn nicht anmelden bzw. anzeigen muss ja irgendwie nahe. Rechtlich wäre das aber wohl zumindest Graubereich, so wie ich das sehe. Solche Anlagen sollte man vereinfacht genehmigen können, denn sie stabilisieren aus meiner Sicht sogar das Netz, ähnlich wie Regenwassertanks bei Starkregen die Kläranlagen entlasten. Der Hersteller wird aber zukünftig auch einen auf 600W beschränkt Wechselrichter mit gleicher Technik anbieten, natürlich Teste ich diesen dann auch!  Aber das war nur mal so ein Gedankengang, jetzt wieder zum aktuellen Akku Test!
Für diesen Belastungstest habe ich den Limiter im Sun1000 Menü allerdings ausgeschaltet und die Leistung fest auf 600W eingestellt, so dass etwa 14,7A aus der Batterie gezogen werden.

Zwischen dem 48V LiTime Akku und dem Sun1000 habe ich nur noch ein Energiemessgerät geschaltet (das blaue PZEM-015 siehe Empfehlungsliste ) welches Strom, Leistung, entnommene Amperestunden uvm. anzeigt. Zusätzlich habe ich auch bei diesen Test die Spannung über mehrere Peaktech Datenlogger* aufgezeichnet. Neben der Gesamtspannung habe ich auch einige Zellspannungen aufgezeichnet um später die Synchronität der Spannungen zu analysieren (siehe Diagramm unten).
Das Ganze habe ich dann ebenfalls so lange laufen lassen bis das BMS den Akku abschaltet. Das Schöne an dem Test ist, dass hier die Energie nicht verloren geht. Ich habe vorher meine Solaranlage abgestellt und das E-Auto in die Steckdose gesteckt, so landet die komplette Energie in Hausverbrauchern und E-Auto, es wird nur umgeschaufelt, es geht kein Watt in das öffentliche Netz und das ohne dass ich irgend eine aufwendige teure Smartmeter-Technik und Verkabelung benötige wie das heute so oft gemacht wird!

Nach 6 Stunden und 41 Minuten schaltete das BMS den Wechselrichter aus. Wie man sieht konnten wir in dieser Zeit dem Akku 100Ah entnehmen, also 4780 Wattstunden. Auch dieser Test bestätigt die angegebene Kapazität des Herstellers.  Dass wir hier 3 Ah Stunden weniger als mit dem Lastwiderstand gemessen haben liegt meiner Erfahrung nach gar nicht mal an der höheren Stromentnahme (das haben Tests schon oft gezeigt, siehe hier), sondern vermutlich vielmehr daran dass dieses blaue Messgerät in Verbindung mit Sun1000 nicht ganz so exakt  die elektronische Last messen kann.
Für diejenigen die sich mehr für das Thema Nulleinspeisung oder Sun interessieren empfehle ich auch noch diesen Artikel Nulleinspeisung mit Lumentree, Sun, Victron oder AIO2400.

LiTime 48V 100Ah LiFePO4 Akku – Entladekurve und BMS Abschaltung

In dem nachfolgenden Diagramm seht ihr die Entladekurve die ich während des Sun1000-Belastungstests aufgezeichnet habe, Ein ganz typischer Spannungsverlauf wie er bei einem guten LiFePO4 Akku sein soll. Fast die komplette Zeit bleibt die Spannung  nahe bei 48 V, erst kurz bevor die Batterie leer ist fällt sie schneller ab. Der große Vorteil ist dass so auch alle Verbraucher quasi bis zum kompletten Entladen mit voller Leistung arbeiten können, ganz anders ist das bei den Blei oder AGM Batterien.

Im nachfolgenden Diagramm habe ich den Zeitabschnitt, kurz bevor das BMS abschaltet, noch mal etwas herausgezoomt. Hier seht ihr dass das BMS bei etwa 36,36V abgeschaltet hat. Da die BMS Abschaltung nicht immer genau bei der gleichen Spannung abschaltet, gehe ich aufgrund der Messungen davon aus dass bei einer Zellenspannung von 2,3V oder 2,4V abgeschaltet wird. Das ist durchaus ok, wir haben schon in vielen anderen Batterietests gesehen dass dies eine durchaus übliche Spannung bei vielen Anbietern ist. Bei einem Eigenbau würde ich zwar 2,5V festlegen, aber auch 2,3V soll den Zellen nach Herstelleraussagen noch nicht schaden. In der Praxis stellt man die Laderegler sowieso so ein, dass immer noch etwas Restkapazität im Akku bleibt, das erhöht die Lebensdauer. Empfohlen wird hier vom Hersteller LiTime eine Trennspannung von 40,5 Volt.

Um zu sehen ob die Zellen-Spannungen während der Entladung weitgehend synchron verlaufen, habe ich stichpunktartig auch noch vier Zellenspannungen verglichen.  Vier deshalb, weil ich keine 15 Datenlogger parat hatte. Dass die Spannungen weitgehend synchron verlaufen, kann man aus nachfolgenden Diagramm erkennen. Jede Zelle wird hier durch eine Farbe repräsentiert, die rote Kurve ist hier sogar kaum sichtbar da diese weitgehend deckungsgleich mit einer anderen Zelle verläuft. Man sieht auch dass alle Zellen zur gleichen Zeit voll aufgeladen sind, was besonders wichtig bei Akkus ist.

 

Ladekurve zum LiTime 48V 100Ah LiFePO4 Akku

Natürlich habe ich auch während dem Test nicht nur die Entladekurven sondern auch die Ladekurven aufgezeichnet. Zum Laden der Akkus habe ich übrigens ein Standard 60V Labornetzteil verwendet. Ich habe ja im vorletzten Beitrag schon berichtet dass ich mir die digitalen Ladegeräte Wanptek APS605H* und  Kiprim Labornetzteil DC605S* zugelegt habe. Beide Labornetzteile können bis 60V liefern und eignen sich daher auch optimal um 48V Akkus zu laden. Das geht mit beiden sogar relativ flott, da sie mit über 200W Leistung laden können, in meinem Video habe ich beide mal mal vorgeführt. Beide Labornetzteile haben die Dauerlast ohne nennenswerte Erwärmung weggesteckt und kann ich daher empfehlen. Das Wanptek ist eine echte Preisempfehlung, das Kiprim ist etwas teurer, überzeugt aber durch komfortable Anzeigefunktionen und PC-Schnittstelle.

Wie man sieht ist die Ladekurve ganz typisch für einen guten LiFePO4 Akku, die Spannung bleibt fast die komplette Ladezeit sehr konstant.

Im nachfolgenden Diagramm sieht man dass der Ladevorgang bei etwa 53,8V gesperrt wird, damit der LiFePO4 Akku nicht überladen werden kann. Da kein Strom mehr gezogen wird, springt daher die Spannung auf die eingestellte Spannung am Labornetzteil. Fällt diese wieder etwas ab, schaltet das BMS die Ladung selbstständig wieder ein, daher die Zacken im Diagramm.

 

LiTime Akku 48V im Kurzschlusstest – geht das gut ?

Wie immer habe ich natürlich auch bei dem LiTime-Akku einen Kurzschlusstest gemacht. Schließlich ist es nie ganz ausgeschlossen dass es beim Verkabeln oder durch einen defekten Laderegler oder defektes Ladegerät mal zu einem Kurzschluss kommen kann. In so einem Fall muss das BMS sicher und zuverlässig ausschalten damit es nicht zum Brand kommt. Ich muss hier wieder erwähnen dass dieser Test nicht nachgemacht werden sollte. Ein Kurzschluss bei so hohen Strömen aber auch bei einer so hohen Spannung ist sehr gefährlich. Sollte das BMS nicht rechtzeitig abschalten und hat man keine Sicherungen verbaut, so können hier gefährliche Lichtbögen entstehen. Zwar hat der LiTime-Akku einen doppelten Schutz, er hat ja noch den Sicherungsautomaten verbaut, dennoch kann auch der mal kaputt gehen!
So ein Test kann zu Verletzungen und Bränden führen. Zur Sicherheit habe ich zwei Sicherungen verbaut, eine Mega-Sicherung und eine Midi-Sicherung mit 125A. Beachtet übrigens dass nicht alle Mega-Sicherungen für 48V bzw. 58V zugelassen sind, geeignete bekommt ihr  hier bei Amazon*. Zudem trage ich sicherheitshalber noch Gesichtsschutz* wegen Funkenflug. Feuerlöscher* und Feuerlöschdecke sollte ohnehin immer in der Nähe sein wenn man Batterien bzw. Akkus so großer Kapazität testet, geeignete Schutzausrüstung findet ihr auch auf unserer Empfehlungsliste.

Wie ihr auf den Bildern und vor allem in meinem Video Teil2 seht, lief dieser Test überraschend unspektakulär ab. Das BMS reagierte blitzschnell und schaltete ab. Das Ganze ging so flott, dass man während des Test noch nicht mal einen Funken sah. Lediglich im Standbild und Video konnte ich bei einem der zahlreichen Versuche einen kleinen Funken entdecken (Bild unten). Das hätte ich so nicht erwartet, bei 48V hatte ich eigentlich mit größerem Funken gerechnet, ich muss gestehen, erstmalig hatte ich sogar etwas Bammel vor dem Test bei 48V. Bei verschiedenen 12V Akku-Tests war aber der Knall und die Funkenbildung deutlich größer als hier. Auch wenn Kurzschluss hier harmlos ablief, sollte man die Gefahr solcher Experimente allerdings nicht unterschätzen.

Also bei Kurzschluss funktioniert das BMS sehr gut und reagiert wirklich sehr schnell, erwartungsgemäß natürlich auch schneller als der eingebaute Sicherungsautomat. Um die Batterie nach einem Kurzschluss wieder zu aktivieren muss man lediglich den Schalter am Sicherungsautomaten kurz aus – und wieder einschalten.

Dauerbelastungstest und Überlastung

Eigentlich teste ich Akkus gerne noch in einem Härtetest wo ich sie besonders stark belaste und sogar eine Weile überlaste. Leider war dies diesmal mal dem LiTime-Akku nicht möglich, da ich kein 48V Wechselrichter zur Verfügung hatte, der diesen Akku an seine Grenzen hätte bringen können.  Wie schon geschildert kann dieser Akku bei 100A bereits 4800 Watt abgeben, mehr  Leistung als eine 230V Steckdose. Hier ist es nicht so einfach eine so große Last zu finden. Aktuell hatte ich leider nur den Sun1000 zur Verfügung, dieser konnte die Batterie allerdings nur bis 1000W belasten. Bei dieser Belastung wird aber die Batterie noch nicht mal warm, das steckt so ein Akku mit links weg! Eigentlich schon etwas schade denn ich habe mir gerade erst eine neue Wärmebildkamera* für solche Messungen besorgt (siehe Test hier), aber wenn sich nix erwärmt kann ich auch nix messen.
Von daher war eine Maximalbelastung  bei diesem Test nicht machbar, ich versuche das nachzuholen und den Artikel zu ergänzen sobald ich größeren 48V Verbraucher zur Verfügung habe. Ich bin jedoch schon jetzt sicher dass der Akku auch das leicht wegstecken wird, wir haben ja die innere Verarbeitung und Verkabelung gesehen und wissen das sich solche Zellen nur langsam erwärmen. Von daher spricht nichts dafür dass der LiTime die versprochene Leistung nicht liefern kann.

Wirkungsgrad des Wechselrichters Sun1000 bei 48V

Da ich aber nun schon mal Gelegenheit hatte den Nulleinspeise-Wechselrichter Sun1000 ( AliExpress* / Amazon*) an 48V zu betreiben, habe ich für interessierte mal eine Tabelle mit dem Sun1000 Wirkungsgrad bei verschiedenen Wechselrichterleistungen erstellt. Dazu habe ich jeweils im Menü die entsprechende Leistung im Sun1000-Menü vorprogrammiert und dann die Eingangsleistung und Ausgangsleistung gemessen. Und wie ihr seht ist der Wirkungsgrad fast über den ganzen Leistungsbereich hinweg gar nicht so schlecht. Im Schnitt lag er bei etwa 86%. Das ist sicher kein Spitzenergebnis, aber auch gar nicht  so schlecht für echte Werte. Vergleicht das bitte nicht mit Werten in irgendwelchen Prospekten, hier wird immer viel versprochen aber oft nicht eingehalten. Für einen Wechselrichter der so einen weiten Spannungs-Eingangsbereich und so hohe Ausgangsleistung bietet und der noch dazu deutlich unter 400 Euro kostet ist das schon sehr gut.  Ich werde das bei Gelegenheit auch mal für 24V ausmessen.
Nachtrag: Den 24V Wirkungsgrad habe ich inzwischen auch ausgemessen, siehe Beitrag hier.

Spannung V	Strom A	Eingangsleistung W	Ausgangsleistung W	Wirkungsgrad %
49,5	2,73	135	106	78,4
49,4	4,93	244	208	85,4
49,3	7,33	361	314	86,9
49,2	9,8	482	420	87,1
49,1	12,1	594	523	88,0
49,0	14,7	720	611	84,8
48,9	17,1	836	725	86,7
48,8	19,6	956	828	86,6
48,9	23,3	1.139	978	85,8

 

Die wichtigsten gemessenen und ermittelten Daten zur LiTime 48V 100Ah LiFePO4 Batterie

	LiTime 48V Akku 48/100A (Rack Batterie)
Spannung	48V
Genutzter Zellentyp	Prismatische Zellen
Spannung bei Lieferung	49,38 V
Nutzbare Kapazität	100 Ah (4800 Wh)
Gemessene Kapazität	103 Ah
Angebender Innenwiderstand	<40 mΩ
Gemessener Innenwiderstand	11,64 mΩ
Empfohlene Ladespannung	54V +-0,75V
Gemessene Niederspannung-Trennspannung	36,4V
Beschränkung des Ladens	gemessen ca. 53,8 V
BMS Kurzschlussschutz vorhanden?	Ja, getestet!
Ladebeschränkung unter 0 Grad	nein
Überstrom Abschaltung?	spätestens durch eingebauten 125A Sicherungsautomat
Max. Dauerentladestrom	100A (4800W)
Max. Dauerladestrom	100A
Max. Entladestrom für 5 Sek.	280A
Ladezeit mit 40A Ladegerät	ca. 2,5 Std.
Lebensdauer in Zyklen (Angabe)	> 4000
Balancerstrom (intern)	35mA
Gewinde Anschlusspole	pro Pol zwei Anschlüsse vorhanden M8 Innengewinde mit Schrauben/Federring
Gewicht	43,6 kg
Abmessungen (LxBxH)	44cm x 46cm x 18cm
Schutzklasse	k.A.
Erlaubte Temperaturen	Ladung: 0 - 50 °C Entladung: -20 - 60 °C Lagerung: -10 - 50 °C
Erhältlich bei? Bezugsquellen-Link	Amazon* LiTime Shop*

Fazit zur LiTime 48V 100Ah Batterie: Sauberer kompakter Aufbau bei hoher Leistung

Ich muss sagen, die neue LiTime 48V 100Ah LiFePO4 Batterie hat mir sehr gut gefallen. Besonders praktisch und sicher fand ich das sauber verarbeitete Metallgehäuse. Auch wen LiFePO4 Akkus sicherlich zu den sichersten Speichern überhaupt gehören, so habe ich doch noch Metallgehäuse immer am liebsten. Nicht umsonst habe auch ich bei meinem 5000Wh Eigenbau ein Metallgehäuse gewählt. Es erhöht nicht nur die Sicherheit sondern ist natürlich auch ideal um Wärme abzugeben, falls die Batterie mal längere Zeit maximal belastet wird. Das Gehäuse ist zudem sehr kompakt, man kann mehrere Batterien einfach übereinander stapeln und kann durch Parallelschaltung richtig große Speicher bis zu 20kWh sehr kompakt im Rack aufbauen. Die Handhabung ist dabei genauso einfach wie bei jeder anderen Batterie, man hat zwei Batteriepole und ein verbauten Sicherungsautomaten. Alle Tests hat der Akku sehr gut bestanden, die Spannungsverläufe, Innenwiderstände sind optimal und beim Kurzschlusstest war das BMS sogar vorbildlich flott!  Auch die interne Verarbeitung und Kabelführung ist wirklich sehr sauber, so sauber sieht das nicht bei allen Akkus in dieser Preisklasse aus. Auch konnte ich über den Akku-Code feststellen dass die Zellen erst vor wenigen Monaten produziert wurden, also wirklich neu sind. Alles in allem ein durchaus sehr empfehlenswerter Speicher für alle die 48V für ihre Solaranlage oder andere Anwendung benötigen. Eine echte Alternative zum Eigenbau, nur schade dass LiTime nicht noch ein Bluetooth-BMS verbaut hat, das wäre noch ein schönes i-Tüpfelchen gewesen. Aber da ich sowieso ein Victron SmartShunt*  anschließe, ist Bluetooth nicht unbedingt nötig.
Ob ich zukünftig meine Solaranlage von 24V auf 48V umstelle, habe ich noch nicht endgültig entschieden, dazu werde ich im Laufe des Jahres noch Effizienz Messungen machen, hier eilt es mir nicht. Fast alle Komponenten die ich nutze oder auf meiner Empfehlungsseite empfohlen habe sind ja generell für 24 und 48V geeignet, von daher ist ein Umstieg nicht ganz so aufwendig. Aber aktuell läuft halt alles sehr gut mit 24V.  Bei kleineren Anlagen hat 24V auch seine Berechtigung, aber bei 48V braucht man halt nur halb so dicke Kabel, das hat schon was. Zudem arbeiten die Wechselrichter bei 48V meistens etwas effizienter. Mal schauen, ich werde weiterhin über das Thema berichten. Falls euch das interessiert könnt ihr gerne Newsletter oder Youtube Kanal abonnieren, so verpasst ihr nichts und ich würde sehen ob weiterhin Interesse besteht. Ein kostenloses Abo empfehle ich euch auch weil sich aufgrund von Langzeittests manchmal wichtige Updates zu Artikeln und Videos ergeben, welche ihr sonst eventuell nicht erfahrt (Beispielsweise wie im Video zum Thema Balancer zwischen LiFePO4 Batterien, siehe Update Info hier).
Ach so, falls euch der hier gezeigte  Akku interessiert, den LiTime Akku bekommt ihr bei Amazon* oder über den LiTime Shop* direkt (Rabattcode „tueftler“). Über den Shop* bekommt man die Batterien jetzt auch ohne Mehrwertssteuer.

Die interessantesten Akkus aus dem LiTime Angebot in der Übersicht

Videos zum 48V LiTime Akku Test

• Video Teil 1 zum LiTime 48V Akku  Innenwiderstandsmessungen, Kapazitätstest uvm.  hier klicken
• Video Teil 2 zum LiTime 48V Akku  Nulleinspeisung, Limiter, Kurzschlusstest / Sun1000 Test  hier klicken 

Updates Ergänzungen zum Artikel

• Bluetooth Update: Versierte Bastler können diesen Akku auch sehr gut nachträglich durch einen Bluetooth-Funktion  ergänzen, siehe Upgrade Tipp hier

 

Weitere Links zum Thema

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• Ampere Time Test:  Fertiger LiFePO4 Akku 12V/200Ah Plus
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