De nadelen van de LiFePO4 zelf inbouwen

Jullie weten allemaal dat ik absoluut geen voorstander ben van de toepassing van de LiFePO4-accu in campers, maar toch ben ik de laatste paar maanden door een aantal camperaars benaderd die een Lithium-accu hadden geplaatst maar met enkele vreemde verschijnselen werden geconfronteerd. Voor die camperaars die overwegen om zelf een lithium accu te plaatsen zeg ik: niet doen! Laat hem door een vakkundig bedrijf installeren want er komt meer bij kijken dan “even eenvoudig omwisselen” zoals sommige verkopers ons willen doen geloven. En hebben ze voordelen? Ja, ze hebben een hele hoge energie-dichtheid en zijn heel licht, waardoor je veel elektrische energie ter beschikking krijgt tegenover een laag gewicht. Dat zijn dan ook volgens mij de enige twee voordelen. Neen, ik ga het niet hebben over de vraag of de LiFePO4-accu wel zo geschikt is voor een camper als verkopers ons willen doen geloven want daar heb ik al een hele pagina over geschreven, neen, ik wil het over de andere nadelen hebben die de verkopers (bijna) altijd achterwege laten omdat die de verkoop ernstig zouden belemmeren. En als je in Google “nadelen LiFePO4” intikt krijg je twee echte hits, waaronder deze pagina; veel is er dus niet op Google te vinden over de nadelen. Installeer je zonder nadere voorzieningen een Lithium-accu in jouw camper dan kan dat, door dat hoge elektrisch vermogen in handen van een leek tot desastreuze gevolgen leiden.

Géén aanvullende maatregelen nodig? Onjuist!!

Het grootste punt waar ik mij aan erger is de mededeling van de verkoper/producent dat geen aanvullende maatregelen nodig zijn. Fraron, een Duitse fabrikant van LiFePO4-accu’s zegt het zo: “In ihrem Fahrzeug bereits vorhandene Ladegeräte und Solarladeregler können einfach weiterverwendet werden, es ist keine besondere Lithium-Ladetechnik zum laden dieser Batterie erforderlich. Die Drop-in Lösung, alte Blei-Batterie raus, neue Lithiumbatterie rein, fertig! Durch die gleichen Abmessungen des Gehäuses wie bei den gängigen 80-100Ah GEL, AGM oder Blei-Säure Batterien, kann der Austausch der Batterie ganz einfach und schnell erfolgen. Die FraRon 100AH Lithiumbatterie passt in die gleiche Batteriehalterung, die Rundpole sind identisch, so dass die meist vorhanden Polklemmen einfach wieder verwendet werden können. Einfacher kann der Wechsel auf Lithium nicht sein.”. Dus oude accu er uit, LiFePO4-accu er in en klaar is kees! Helaas. Op de keper beschouwt is jouw acculader niet toereikend, moet je maatregelen nemen om het verbranden van jouw dynamo/alternator te voorkomen, zul je een aanwezig scheidingsrelais moeten vervangen, moet je een “booster” installeren en is “druppel-lading” uit den boze. Ik loop ze hieronder even allemaal na

Voldoet mijn huidige acculader?

Neen. Een LiFePO4-accu heeft een speciale acculader nodig. In principe wordt een LiFePO4-accu geladen met een Constant-Current, een constante stroomsterkte en regelt de BMS (het ingebouwde Battery Managament System) het toe te passen Voltage. Bovendien mag het Voltage van de lader niet boven de 14,4V uitkomen (hoewel de BMS dan ingrijpt en dat voorkomt). De standaard-lader op Gel- of AGM stand laat de spanning variëren al naar gelang de laadkarakteristiek en laat de accu beslissen welke stroomsterkte nodig is. Een situatie die dus precies omgekeerd is bij de LiFePO4-accu.

Daarnaast hebben sommige accu-laders een anti-sulfaterings-programma waarbij op gezette tijden de accu onder een hoge spanning brengen (15.7V) om sulfatering van de accu op te heffen. LiFePO4-accu’s sulfateren niet en hebben dit programma ook niet nodig. Maar erger nog, die 15,7V is ver boven de veilige marges van de LiFePO4-accu en zal schade toebrengen aan de accu. Weliswaar gaat ook hier de BMS ingrijpen, maar voorkomen is beter dan genezen.

Tot slot de standaard-druppellader die in elke ingebouwde accu-lader in een camper aanwezig is. Wees er dan op bedacht dat een Lithium-accu niet goed tegen een traditionele druppellader kan. En wil je weten waarom?

1. De LiFePO4-accu heeft een heel lage interne weerstand en de druppellading is een Constant Voltage lading. Die twee gaan niet goed samen; in essentie behoor je bij een LiFePO4-accu een stroomsterkte aan te leveren en controleert de BMS van de accu zelf het voltage.
2. De maximum levensduur wordt bereikt bij een SOC (State of Charge, het percentage gegeven laadtoestand) van 50-80%; om die reden is een druppellader die de accu op 100 % houdt een zeer slecht idee. Zie: “study of calendar ageing vs SOC (Journal of The Electrochemical Society, 163 (9) A1872-A1880 (2016))

En nu we het toch over percentages hebben: ontlaadt een LiFePO4-accu liever niet geheel, maar tot 80%. Een volledig ontladen LiFePO4-accu heeft een speciale lader nodig om “weer op gang” gebracht te worden. Door die heel kleine interne weerstand denkt een “normale” acculader dat er sprake is van kortsluiting en zal die het laadproces onmiddellijk stoppen. De mogelijkheid om een LiFePO4-accu volledig te ontladen kun je beter als verkooppraat beschouwen.

Maatregelen om verbranding van de dynamo/alternator te voorkomen.

Een start-accu, deep-cycle huishoud-accu en een gel/AGM-accu accepteren als ze bijna leeg zijn heel even een laadstroom van 50A; daarmee ontvangt de accu in korte tijd zoveel energie dat zijn SOC stijgt tot 20-30% en daalt de door hem gevraagde stroomsterkte naar een waarde rond de 18A (C5). En jouw dynamo die levert alleen die energie die gevraagd wordt, dus korte tijd 50A en daarna 18A.
Bij een LiFePO4 is dat echter een heel ander verhaal. Deze accu’s kunnen een laadstroom verdragen van C0.1 en dat kan tot boven de 100 A oplopen. Jouw dynamo is helemaal niet gemaakt om die extreem hoge laadstromen lang te leveren. Of de LiFePO4 deze laadstromen vraagt is geheel afhankelijk van de BMS die in de accu verwerkt zit. Houdt die geen beperkingen in speciaal voor jouw dynamo/alternator, dan bestaat de kans dat die dynamo al heel snel in vlammen op gaat. Je zult dus wellicht maatregelen moeten (laten) nemen om die hoge laadstromen te voorkomen. Het is niet zo moeilijk – Victron maakt daar onderdelen voor – maar het moet wel gebeuren. Een nadeel van Victron is wel dat zij die onderdelen allemaal hebben afgestemd op hun eigen LiFePO4-accu met hun eigen BMS. In dit geval is het dus simpel: of alles Victron (met een heel leuk prijskaartje) of niets van Victron, omdat een juiste samenwerking dan niet kan worden gegarandeerd.

In deze video van Victron laten ze het effect zien van hoge laadstromen (nou ja hoog, in dit geval 65A bij 1500 toeren per minuut voor de dynamo). Dit was mogelijk doordat ze de BMS van de Victron LiFePO4 even hebben uitgeschakeld, maar let op: er zijn ook BMS die een laadstroom van 100-125A toestaan. En die hoge laadstromen worden vaak als pluspunt aangemerkt door de fabrikant/verkoper!!

Het scheidingsrelais vervangen

De Elektrobloks van Schaudt hebben standaard een scheidingsrelais ingebouwd, die, als de motor draait, de start-accu aan de huishoud-accu koppelt. Met name de hoge laadstromen van de LiFePO4 zijn dan funest voor dat relais en de dynamo. Bovendien, om de LIFePO4-accu niet te beschadigen willen we ook niet te pas en onpas een laadcyclus starten. Bij gebruik van een gewone cyrix zou dit telkens gebeuren wanneer er gereden wordt. Ook wordt er dan een laadspanning van 14,4V aangeboden door de dynamo. Beter is het om de LiFePO4 slechts te laden tot circa 14,2V. In de dynamo kunnen we echter niet ingrijpen en zullen we op andere wijze hier voorzorgsmaatregelen voor moeten nemen. Er is een cyrix speciaal voor LiFePO4. Je zult dit relais moeten vervangen door een intelligent scheidingsrelais speciaal voor lithium-accu’s. Maar pas op: Die Cyrix -lithium werkt alleen met Victron producten, dus alléén toepassen met een Victron LiFePO4-accu!! Dit wordt altijd vergeten door de verkoper!!
Voor de solar-laadregelaar geldt eigenlijk hetzelfde als voor de dynamo: Niet te hoge spanning en niet te vaak. Daar komt nog bij dat de laadregelaar een laadcyclus volgt en niet domweg, zoals de dynamo, een spanning van 14,4V aanbiedt. Deze laadcyclus moeten we dus ook aanpassen voor gebruik met de LiFePO4-accu.

Booster bij Euro5/6 motoren

Heb je een geregelde dynamo/alternator, dus eentje die door de boordcomputer wordt uitgezet zodra de start-accu vol is, dan krijd je daar jouw LiFePO4-accu niet mee opgeladen. Ditzelfde echter overigens voor elke combinatie van gelegende dynamo en huishoudaccu, en in zoverre is dat niets speciaals voor een LiFePO4. Wat wel speciaal is, is dat de standaard-booster dan niet geschikt is. Je zult er één moeten hebben die ook met de grote vraag van de LiFePO4 overweg kan.

Wat vind je nu zelf? Ben je nog steeds van mening dat je zo de gel-accu kunt vervangen door een LiFePO4 en géén extra maatregelen nodig hebt? Alex Dickhoff, een gerespecteerd canper-technicus zegt er dit over:

Kortom: Alles is geheel afhankelijk van de BMS en zijn datasheet bepaalt welke maatregelen je moet nemen. Het is om die reden dat ik hier daartoe geen voorstellen doe en helaas alleen maar kan volstaan met waarschuwen.

Koppeling met start-accu uit den boze!

Bij een “normale” huishoud-accu zijn er doe-het-zelvers die een schakelaar hebben aangebracht waardoor de huishoud-accu met de start-accu wordt gekoppeld om zo, in geval van een lege start-accu, alsnog te kunnen starten. Bij het gebruik van een LiFePO4-accu is deze verbinding uit den boze. Is de start-accu gewoon leeg, te weinig capaciteit, dan is een dergelijke koppeling nog niet zo erg, want een lege start-accu trekt maximaal 50 A. Maar is de start-accu stuk door kortsluiting van één of meerdere cellen (iets dat vaak voorkomt aan het eind van de levensduur), dan kan zo’n accu wel 100-150A vragen, een stroomsterkte die in de regel ook kan worden geleverd door de LiFePO4. Helaas kan het resultaat daarvan een exploderende start-accu zijn. Loop het risico niet en maak een dergelijke verbinding nooit.

LiFePO4-accu moet je beschermen bij vriestemperaturen

Wat velen vergeten is dat Lithium-accus (en ook de LiFePO4-accu) heel slecht tegen koude kunnen. Met een beetje geluk schakelt jouw BMS de accu af als het gaat vriezen. Je moet de accu dus eigenlijk in de verwarmde ruimte plaatsen en dat komt goed uit, want je moest toch al toezicht houden als je de accu gaat laden (volgens de bijgevoegde handleiding). Ik wil jullie de volgende post op 6 maart 2021 in de Facebook-groep Victron Powered Campers niet onthouden:

Tot slot: de prijs/kwaliteit-verhouding

Ik vind dat lithium-accu’s geen goede prijs/kwaliteitsverhouding hebben en wijs daarbij op mijn GEL-accu’s die de afgelopen 25 jaar bewezen hebben een levensverwachting van gemiddeld 8 jaar te hebben. In 25 jaar ben ik aan die accu’s nog niet de helft kwijt geweest aan wat een LiFePO4-accu van een zelfde netto-capaciteit mij gekost zou hebben. Vooralsnog kan geen enkele LiFePO4-accu bogen op 25-jarige ervaring. En wil je vergelijken voor wat de opbrengst betreft? Nou daar komt ie dan: Als je de elektrische energie in de accu omzet naar de geldelijke waarde van een kilowattuur (kWh = € 0,22 in NL) dan ontstaat het volgende beeld. De waarde van de maximaal door de accu op een dag te leveren elektriciteit is bij:
– 100 Ah deep-cycle lood-zuur accu: cyclisch gebruik € 0,08 en incidenteel: € 0,13
– 100 Ah GEL/AGM-accu: cyclisch gebruik € 0,13 en incidenteel € 0,18
– 100 Ah LiFePO4-accu: cyclisch gebruik € 0,18 en incidenteel € 0,23.
Daar waar je dus thuis met gemak voor € 2.50 uit een wandcontactdoos trekt, levert een 100 Ah LiFePO4-accu jou incidenteel slechts maximaal € 0,23 En dat is dus ongeveer het dubbele van heel weinig vergeleken met een deep-cycle loodzuur accu zoals de Bosch L-serie en nog niet eens 50% meer vergeleken met de energie van een degelijke GEL/AGM-accu. Die 50% meer energie per dag (of zo je wilt: die € 0,05 per dag) kan geen investering rechtvaardigen van minimaal € 1300,- voor de LiFePO4 tegen € 300,- voor de GEL . En die gewichtsbesparing? Ach, met twee watertanks van samen 160 liter water kan ik wel een emmer water aan gewicht missen.
Met andere woorden: indien je geen groot-verbruiker van elektrische energie bent (met bijvoorbeeld een Nespresso, Senseo, elektrische oven en dergelijke) is de aanschaf van een LiFePO4 een niet zo goede investering.

En dan ga je naar de dealer, krijg je dit!

Van Jan Klaassen kreeg ik deze uitsnede van de Facebook groep Camper Techniek van 30 oktober 2021 toegezonden (omdat ik toen zelf geen facebook-account meer had) en ik wil hem jullie niet onthouden:

En dit staat niet alléén, zie:

Maar er zijn ook positieve ervaringen. Zo berichtte Arie Horst mij het volgende:
Mijn ervaring met een Liontron lifepo4 100 Ah is positief. Nadat m’n AGM accu was versleten na ~7 jaar stond ik voor een keuze. Gekozen voor de Liontron lifepo4 à € 979,= We hebben een Euro4 camper en hebben geen booster. Op de App zie ik tijdens de rit dat er maximaal 8 A van de dynamo komt waarvan een op dat moment enkele Amperes van ons zonnepaneel kwam. Victron lader, ivm laadvoltage, laten inbouwen maar dit gaf tijdens een 3 maandelijkse rit problemen met de D+. De Votronic MPPT stond uiteraard op Lithium en de accu is in 3 maanden nooit onder de 70% lading geweest en veel off grid geweest. Mooi in balans dus.
Weer thuis hebben we de oude lader terug laten bouwen en werkte de D+ weer.
Met Euro6 met al of niet een slimme dynamo zal het anders zijn, maar dit is onze zeer positieve ervaring. Dank voor al je mooie bijdrage’s

(Oorspronkelijk opgesteld: 6 januari 2021) Laatstelijk gewijzigd: 22 juli 2023