Hjälp - Batterier

Litium är ett mycket bra val för husbil, båt och stuga, med låg vikt, hög användbar kapacitet och snabb laddning. Det fungerar bra tillsammans med både solcell och elverk, men det är laddaren i varje ände som måste vara rätt:

• Solcell: regulatorn bör ha LiFePO4-program. Har den inte det, måste den programmeras enligt databladet, med så kort absorbtionstid som möjligt.
• Elverk: det är laddaren du kopplar mellan elverket och batteriet som avgör, inte elverket självt. Använd en laddare med litiumprogram.

För ett system som ska fungera bra över tid lönar det sig att dimensionera batteribank, solcell och laddare tillsammans. Beskriv din användning, så hjälper vi dig att sätta ihop ett system som passar.

LiFePO4 är inte samma kemi som de litiumtyper man hör om som fattar eld i nyheterna. Litiumjärnfosfat är en av de mest stabila och säkra varianterna, och brandrisk är inte ett praktiskt problem vid normal användning av ett kvalitetsbatteri.

Två saker ger tryggheten:

• Kemin. LiFePO4 är termiskt stabilt och tål belastning väl.
• BMS:en. Ett bra batteri har ett Battery Management System som övervakar och kopplar bort vid kortslutning, fel temperatur och för hög eller låg spänning.

Det är just här billiga batterier kan vara en risk: om tillverkaren sparar på cell- och BMS-kvalitet, sparar de på säkerheten du inte ser. Det understryker varför det lönar sig att välja ett batteri med dokumenterad kvalitet. Läs mer i guiden om lithiumkvalitet.

De två batterityper är byggda för helt olika uppgifter:

• Startbatteri. Ger en kraftig strömstöt i några sekunder för att starta en motor, och laddas sedan snabbt upp igen. Det är inte gjort för att urladdas djupt.
• Förbrukningsbatteri (fritidsbatteri). Gjord för att leverera jämn ström under lång tid till ljus, kylskåp, pumpar och elektronik, och tål att laddas ur och upp igen många gånger.

Om du använder ett rent förbrukningsbatteri som startbatteri riskerar du att garantin upphör, eftersom det inte är konstruerat för startbelastning. Vissa litium-modeller är specifikt gjorda för att fungera som kombinerat start- och förbrukningsbatteri, men det måste stå i produktbeskrivningen. Är du osäker på vad du behöver hjälper vi dig att välja rätt.

En av de praktiska fördelarna med LiFePO4 är att batteriet inte avger gaser som öppna och vissa slutna blybatterier kan göra under laddning. Det betyder att du inte behöver ett separat ventilerat batteriutrymme, och att batteriet kan placeras i bostadsutrymmen, vanligtvis under en bänk, säng eller i ett skåp i husbil, båt eller stuga.

De flesta modeller kan dessutom monteras i de flesta vinklar, men det finns undantag för vissa modeller. Kontrollera därför alltid produktbeskrivningen för den specifika modellen innan du bestämmer placering. Är du osäker hjälper vi dig.

Litiumbatterier (LiFePO4) håller nästan samma spänning under större delen av urladdningen. Det är en fördel i användning eftersom utrustningen får jämn spänning, men det gör att du inte kan läsa av laddnivån på spänningen som du grovt kan med blybatterier.

Det pålitliga sättet är en batterimonitor med shunt. Den mäter all ström in och ut ur batteriet och håller koll på hur många amperetimmar som finns kvar, ungefär som en bensinmätare för batteribanken.

Vilospänning, alltså spänningen när batteriet har vilat utan belastning och laddning en stund, ger bara en grov uppskattning och bör inte användas ensam för att bestämma hur mycket som är kvar.

Om du ska sätta upp övervakning av batteribanken hjälper vi dig gärna att välja rätt monitor.

C-talet anger hur snabbt batteriet töms när kapaciteten anges. C20 betyder att kapaciteten är mätt över 20 timmar, C100 över 100 timmar och C10 över 10 timmar.

Detta är viktigt eftersom blybatterier ger mindre användbar kapacitet ju snabbare du tömmer dem. Ett batteri kan därför anges till 100Ah vid C20, men prestera mindre vid C10 och mer vid C100. Litiumbatterier är mycket mindre känsliga för detta.

När du jämför två batterier måste du titta på samma C-tal. Ett batteri angivet vid C100 ser större ut än ett motsvarande batteri angivet vid C20, även om de i praktiken kan vara lika. För solcells- och fritidsbruk, där strömmen dras jämnt över lång tid, är C20 eller C100 mest relevant.

BMS är hjärnan och vakten i ett litiumbatteri. Den övervakar cellerna kontinuerligt och ingriper innan något skadligt händer, genom att koppla bort batteriet vid kortslutning, fel temperatur, över- eller underspänning eller för hård belastning.

De enklaste BMS:erna är en enkel skyddskrets. De bästa är små datorer som dessutom balanserar cellerna, styr eventuell värme, räknar laddning och kommunicerar via bluetooth. Kvaliteten varierar enormt, och eftersom BMS:en är osynlig utifrån, är det en av de saker som billiga batterier ofta sparar in på. En bra BMS är en stor del av det du betalar för i ett kvalitetsbatteri.

AGM (Absorbent Glass Mat) är en sluten blybatterityp där syran är bunden i glasfibermattor istället för att vara flytande. Det är prisvärt, underhållsfritt och tål vibrationer väl. Konstruktionen ger också mycket låg självurladdning, runt 1 till 3 procent per månad, ingen risk för syraläckage, god frosttålighet och nästan ingen gasutveckling, så batteriet kan placeras inomhus. Nackdelen är att ett blybatteri i praktiken bara bör urladdas till runt 50 procent för att bevara livslängden, och att det tål färre laddcykler.

Litium (LiFePO4) kan urladdas 80 till 90 procent utan skada, tål betydligt fler cykler och väger mindre för samma användbara kapacitet. Det kostar mer i inköp, men priset per använda kilowattimme blir ofta lägre över tid.

Tumregel: välj AGM om du använder anläggningen sällan och vill hålla inköpspriset nere. Välj litium om du använder den regelbundet, behöver mycket användbar kapacitet eller vill spara vikt på båt eller i husbil.

Osäker på vad som passar din installation? Kontakta oss så hjälper vi dig.

För blybatterier (ingår AGM) är de vanligaste orsakerna till tidig död:

• Kronisk underladdning, där batteriet sällan blir fulladdat. Då byggs det upp sulfat som minskar kapaciteten.
• För djup urladdning upprepade gånger, bortom vad batteriet tål.
• Att låta batteriet stå urladdat över vintern.
• Hög värme, som påskyndar slitage.
• Fel laddarprofil, som laddar med fel spänning för batteritypen.

För lithium (LiFePO4) är batteriet mer robust i användning, men du bör undvika att lagra det fullt laddat i värme under lång tid, och du ska inte ladda det när det är under fryspunkten om inte batteriet har inbyggd värme eller lågtemperaturskydd.

Rätt laddare till rätt batterityp, och att hålla batteriet laddat, är det enklaste du kan göra för lång livslängd.

Börja med att summera förbrukningen per dygn. Hitta watt för varje apparat, multiplicera med antalet timmar den används, och lägg ihop. Det ger förbrukning i wattimmar (Wh) per dygn.

Bestäm sedan hur många dygn du vill klara dig utan laddning. Multiplicera dygnsförbrukningen med antalet dygn.

Till sist delar du på hur mycket av batteriet du faktiskt kan använda. För bly- och AGM-batterier räknar du med cirka 50 procent, för litium 80 till 90 procent. Lägg gärna på lite marginal för kalla dagar och framtida förbrukning.

Exempel: om du använder 600Wh per dygn och vill klara två dygn, behöver du 1200Wh. Med ett 12V litiumsystem som kan använda 80 procent motsvarar det ungefär 1200 delat med (12 gånger 0,8), alltså runt 125Ah.

Vill du ha hjälp med uträkningen för din utrustning, kontakta oss.

LiFePO4 bör förvaras halvfullt och svalt, till skillnad från blybatterier som ska förvaras fulladdade.

Gör så här inför vintern:

• Ladda till ungefär halvfullt (minst runt 50 procent).
• Bryt strömmen med huvudströmbrytare eller genom att ta bort en pol, så att egenförbrukning och småförbrukare inte tömmer batteriet.
• Förvara det i måttlig temperaturpå en plats som inte blir för kall.
• Kontrollera då och då under vintern och ladda lite om laddningen har sjunkit märkbart.

Det viktigaste är att batteriet aldrig blir helt urladdat. Ett litiumbatteri som töms helt och lämnas så kan skadas.

Den interna batteriövervakaren beräknar laddnivån (SoC) genom att räkna hur mycket ström som går in och ut ur batteriet. Som alla sådana räknare kan den med tiden komma ur fas med verkligheten, särskilt om batteriet sällan laddas helt fullt.

Resultatet är att batteriet kan visa till exempel under 100 procent även om det i praktiken är fulladdat, eller tvärtom. Lösningen är en full laddning som låter mätaren synkronisera sig, och det kräver ofta att laddaren levererar minst runt 14,4V en stund.

Den platta spänningskurvan för LiFePO4 gör att spänning ensam är en dålig indikator på laddning. Vill du ha en pålitlig översikt rekommenderas bluetooth i batteriet eller en extern batteriövervakare (till exempel Victron SmartShunt eller BMV-712), särskilt för större batteribanker.

Det här är viktigt att förstå rätt. Ett LiFePO4-batteri kan användas (urladdas) i kyla, men det ska inte laddas när cellerna är under noll grader, förutom en svag underhållsström.

Om du ändå laddar vid minusgrader verkar det gå bra, men varje gång bildas en litiumbeläggning inuti cellen som permanent minskar kapaciteten och med tiden kan leda till kortslutning. Skadan ökar med laddströmmen.

Det finns två säkra lösningar:

• BMS som stänger av laddningen under noll grader. Då skyddar batteriet sig självt.
• HEAT-funktion (integrerad värme). Batteriet använder en del av laddströmmen för att värma cellerna över noll innan laddningen fortsätter.

Var särskilt försiktig i husbil: startar du motorn i kyla kan dynamon skicka kraftig laddström in i ett iskallt batteri. Saknar batteriet både avstängning och värme måste du själv undvika att ladda det vid minusgrader.

Det bästa är en laddare med eget LiFePO4-program, gärna inställt på en slutspänning runt 14,2 till 14,4V. Då är du säker på rätt laddkurva.

Många vanliga blybatteriladdare kan också användas, men under två förutsättningar:

• Laddaren måste stanna vid max runt 14,6V och hålla underhållsladdning runt 13,9V.
• Laddaren får inte ha ett equalization-läge (utjämningsladdning) som inte kan stängas av. Den typen av spänningstoppare är gjord för blybatterier och ska inte användas på litium.

Om du ska ladda från solcell eller elverk är det regulatorn eller laddaren i den änden som måste vara rätt inställd, inte elverket i sig. Är du osäker på om din laddare passar hjälper vi dig att bedöma den eller hitta en som passar.

Båda delarna är möjliga, med vissa förbehåll:

• Parallellkoppling (för mer kapacitet vid samma spänning) fungerar bra, och du kan ofta kombinera olika storlekar och åldrar så länge det är samma batteriserie. En viktig undantag: blanda inte batterier med integrerad värme (HEAT) och batterier utan.
• Seriekoppling (för högre systemspänning, till exempel 24V) stöds av många modeller, men inte alla. Kontrollera produktbeskrivningen för den specifika modellen.

Om du bygger en större bank (många batterier) bör du få hjälp med dimensionering och kablage, bland annat för att hålla batterierna i balans. Olik laddning mellan parallella litiumbatterier är för övrigt normalt och inte farligt, det beror bland annat på olika kabelmotstånd och den platta spänningskurvan hos LiFePO4. Kontakta oss så hjälper vi dig att sätta upp banken korrekt.