Hybridschaltung AGM & LiFePo4

Das klingt spannend, weil ich auch gerade wegen einer neuen Lifepho überlege, meine 120er AGM aber eigentlich noch tut. Vielleicht könnte man eine Nummer kleiner kaufen und die wirklich zusammen schalten....ich habe deine Frage mal durch die KI geschickt und finde die Antwort durchaus plausibel, ob sie technisch korrekt ist oder bestimmte Dinge übersehen hat, werden die Experten hier dann wohl dazu anmerken:

Das Vorhaben, eine bestehende AGM-Batterie mit einer neuen LiFePO4-Batterie (LFP) zu einem Hybridsystem zu verbinden, ist in der Wohnmobil- und Marine-Nachrüstung populär, um die Kapazität und Zyklenfestigkeit zu erhöhen, ohne die Ladeinfrastruktur komplett umzubauen.

Hier sind die Antworten auf Ihre spezifischen Fragen zur Verschaltung und den physikalischen Folgen:

1. Welche Schaltung: Einfach oder Kreuzschaltung?

Für ein Hybridsystem ist die Kreuzschaltung (auch "diagonale Verschaltung" genannt) zwingend vorzuziehen.

Warum?

Gleichmäßiger Widerstand: Bei einer einfachen Parallelschaltung (Abgriff von Plus und Minus an derselben Batterie) hat die erste Batterie im Strang einen geringeren Leitungswiderstand als die zweite. Der Strom nimmt immer den Weg des geringsten Widerstands.
Vermeidung von Schieflast: In einem Hybrid-Setup haben AGM und LiFePO4 ohnehin unterschiedliche Innenwiderstände. Die Kreuzschaltung (Pluspol an Batterie A, Minuspol an Batterie B) sorgt dafür, dass die Gesamtkabellänge für beide Batterien identisch ist. Dies minimiert zusätzliche ungleiche Belastungen der Zellen.
Balance: Da die LiFePO4 aufgrund ihrer flachen Spannungskurve und des geringeren Innenwiderstands fast die gesamte Lastarbeit (ca. 80-90 %) übernimmt, ist es wichtig, dass die Übergangswiderstände so symmetrisch wie möglich sind, um das BMS der LiFePO4 nicht unnötig zu stressen.

2. Folgen für das Entladen

In einem Hybrid-Verbund verhalten sich die Batterien aufgrund ihrer unterschiedlichen Spannungscharakteristika nicht linear:

Die LiFePO4 übernimmt die Hauptarbeit: Da LiFePO4-Batterien eine höhere Nennspannung (ca. 13,2V - 13,3V) haben als voll geladene AGM-Batterien (ca. 12,8V), liefert die LiFePO4 beim Entladen so lange fast den gesamten Strom, bis ihre Spannung auf das Niveau der AGM abgesunken ist.
Schonung der AGM: Die AGM dient primär als "Backup" und als Puffer für sehr hohe Ströme (z.B. Wechselrichter-Spitzen), was ihre Lebensdauer tatsächlich verlängern kann, da sie seltener tiefentladen wird.
Kapazitätsausnutzung: Sie können die Kapazität beider Batterien nutzen, aber die LiFePO4 wird sich zuerst leeren.

3. Folgen für das Laden

Hier liegt die größte Herausforderung bei der Parallelschaltung ohne Umbau der Ladetechnik:

Ladeschlussspannung: AGM-Batterien benötigen meist 14,4V bis 14,7V (je nach Typ), während LiFePO4 idealerweise bei 14,2V bis 14,4V geladen wird. Da Sie nichts umbauen wollen, müssen Sie sicherstellen, dass Ihr Ladegerät nicht über 14,4V lädt. Höhere Spannungen (AGM-Einstellung "High" oder "Winter") könnten das BMS der LiFePO4 in den Schutzmodus zwingen (Überspannungsschutz).
Das "Volllade-Dilemma": Die AGM benötigt eine lange Absorptionsphase (Konstantspannungsphase), um wirklich voll zu werden. Die LiFePO4 ist viel schneller voll. Sobald die LiFePO4 voll ist und das BMS den Ladevorgang drosselt oder abschaltet, "sieht" das Ladegerät nur noch die AGM. Das funktioniert, aber die AGM wird in diesem Verbund tendenziell langsamer voll als im Einzelbetrieb.
Ausgleichsströme: Nach Ende des Ladevorgangs wird die LiFePO4 (höheres Spannungsniveau) versuchen, die AGM (niedrigeres Niveau) zu "stützen". Es fließt ein kleiner Ausgleichsstrom von der neuen LiFePO4 in die alte AGM. Bei einer gesunden AGM ist das unbedenklich; ist die AGM jedoch defekt (Zellschluss), würde sie die LiFePO4 permanent leersaugen.

Wichtige Empfehlungen für Ihr Setup:

Sicherung: Sichern Sie die Verbindungskabel zwischen den beiden Batterien unbedingt direkt an den Polen ab (z.B. mit 150A oder 200A Sicherungen), falls es zu einem internen Kurzschluss in einer der Batterien kommt.
Kabelquerschnitt: Verwenden Sie für die Brücken zwischen den Batterien den gleichen Querschnitt wie für die Hauptleitungen (idealerweise 35mm² oder 50mm² bei 160Ah).

Ladeeinstellung: Stellen Sie Ihr Ladegerät auf "Blei-Gel" oder "AGM 1" (max. 14,4V). Vermeiden Sie "AGM 2" oder Programme mit Desulfatierung (Pulsen), da dies das BMS der LiFePO4 beschädigen kann.

Fazit: Die Kreuzschaltung ist optimal. Die LiFePO4 wird die Zyklenarbeit machen, während die AGM als stabiler Spannungsanker im System verbleibt. Solange die Ladespannung 14,4V nicht überschreitet, ist der Betrieb ohne Umbau möglich.

K

Das habe ich so seit 1 1/2 Jahren ohne Probleme.

Neue 110ah AGM mit einer neuen 100ah LiFePo. Parallel geschaltet, allerdings nicht über kreuz.

Die AGM unter dem Fahrersitz, an der original alle Verbraucher und die Ladestruktur angeschlossen ist. Die LiFePo zusätzlich unter der Sitzbank, parallel und abgesichert angeschlossen.

Das Ladegerät CBE 516/3 habe ich auf GEL eingestellt.

Wenn der Ladevorgang, egal ob durch Landstrom oder Fahren, beendet ist, pendeln sich die beiden auf ca. 13,2 Volt Ruhespannung ein.

Ich habe kein Solar und kann ca. 3 - 4 Tage autark stehen (Gasheizung und Kompressorkühli).

Hallo,

hatte ich über Jahre auch so, allerdings nicht über kreuz, alles kein Problem.

1 x AGM parallel zu 1 x LFP 100AH (China billig) parallel zu 1 x LFP 280AH (Eigenbau mit aufgeblähten Zellen).

Die BMS der LFP schützen die LFP, AGM nach 3 Jahren in dieser Konstellation noch immer gut, Wird zur Zeit als Starterbatterie eingesetzt.

AGM ist jetzt 10 Jahre im Pössl, (6 Jahre als Aufbaubatterie, 3 Jahre parallel zu LFP, nun als Starterbatterie.

die 3 Jahre haben der AGM also nicht geschadet.

Gruß Bernd

Ich hab das seit 2 Jahren ebenfalls so. Eine der AGM-Bordbatterien wurde als Starterbatterie verwendet und hinten zogen 300 Ah Lifepo ein. Wegen der fast gleichen Ladeschluss-Spannung und dem großzügigen Stromangebot habe ich dann sogar auf das Trennrelais verzichtet. So werden alle Batterien immer gleichzeitig sowohl von der Lima mit 14,4 V, und im Stand von Solar oder auch Ladegerät mit 14,5 V nachgeladen. Zum Glück habe ich noch eine dumme Lima. Vermutlich fließen zwischen den Batterien ständig Ausgleichsströme, die das Ladungsniveau immer konstant halten. Mit meinen Lifepos bin ich auch mal einen ganz anderen Weg gegangen. Die 300 Ah setzen sich aus 10 Stck 30Ah Batterien zusammen. Diese sitzen herausnehmbar in einem Rack und können somit mit einem Handgriff für andere Aufgaben entnommen werden. Ich verwende sie regelmäßig als Antriebsbatterien für ein Schlauchboot oder für externe Beleuchtungszwecke usw. Möglichkeiten gibt es da viele. Eine entladene Batterie wird einfach wieder ins Rack eingesetzt und wird durch Ausgleichsströme wieder aufgeladen.

Mein Fazit ist, man muß nicht immer alles so kompliziert machen. Auch wenn jetzt bestimmt wieder zahlreiche erhobene Finger kommen werden, mein Setup funzt sehr gut und ein Booster käme mir nie in den Sinn.

Gruß Wolfgang

Die Ladeschlussspannung der LiFePo4 sollte 0,2V höher als die der AGM Batterie gewählt werden.

Grund.....die meisten LiFePo4 Batterie Hersteller addieren bei der Angabe der Ladeschlussspannung einfach die maximale Ladeschlussspannung der einzelnen Zellen. Da die Zellen aller LiFePo4 Batterien aber am Ende der Ladung mehr oder weniger stark driften gehen diese Batterien zwangsläufig bei jeder Ladung in die OVP Abschaltung. Da diese Abschaltung aber eine Sicherheitsschaltung ist sollte diese nicht als Ladereglung genutzt werden. Da die AGM Batterie weiterhin mit der AGM Ladekurve bedient werden muss sollte man also eine LiFePo4 Batterie wählen bei der die Ladeschlussspannung 0,2V höher ist um diesem Problem im Vorfeld aus dem Weg zu gehen. Beispiel AGM 14,4V LifePo4 14,6V.

AGM Batterien mit Ladeschlussspannung 14,6V oder höher sind für die Hybridlösung daher eher nicht geeignet bzw. es wird zu einem Versuchsballon ob die Geschichte anschließend zusammen spielt.

Außerdem sollte man sich drauf einstellen das ggf. die Ladezustandsanzeige der LiFePo4 Batterie bei der Hybridlösung im BMS per App sofern vorhanden, nur noch Murks anzeigt obwohl alles i.O. ist. Kann sein muss aber nicht.

Ebenfalls zu empfehlen ist das man beide Batterien die AGM wie auch die LifePo4, separat schaltbar abgesichert macht. z.B. mit Klick

Der über Kreuz Anschluss wie bei zwei baugleichen Batterien ist obsolet da bei der Hybridlösung beide Batterien eh unterschiedliche Ladeverhalten haben und die AGM bzgl. Ladeschlussspannung und Ladekurve die zwingende Vorgabe macht.

Keine Ahnung wo auch immer die KI ihre Erkenntnis her hat.

Es wird nur die Plusleitung abgesichert.

Wenn die Batterien jedoch weit auseinander stehen, z.B. eine unter dem Fahrersitz und die andere unter dem Beifahrersitz, sind zwei Sicherungen erforderlich. Eine am Anfang des Kabels und die zweite am Ende des Kabels, und immer so nahe wie möglich an den Polen.

Zu den Einstellungen deines BMS kann ich nichts dazu beitragen, wäre mir ehrlich gesagt auch zu umfangreich. Da bin ich doch über mein BMS in der Creabest Lifepo4 glücklich, da gibt es überhaupt nichts einzustellen.

Die BMS Einstellungen sind vom Hersteller der Batterie vorgegeben und sollten nicht verändert werden. Offensichtlich hat der Hersteller aber auch nur die Ladeschlussspannung der verwendeten Zellen addiert und das Ergebnis als Ladeschlussspannung für die Batterie angegeben.

Warum ich das sage im zweiten Bild sind schon zwei Zell OVP Fehler gespeichert worden. Als Batterie OVP ist im BMS 14600mV eingetragen (Bild 7).