Toyota Auris und Corolla Forum

Da die AGM Ersatzbatterie teuer ist (fehlender Wettbewerb), nicht langlebig ist und zu wenig Kapazität für längere Standzeiten hat, soll nun eine LiFePo4 eingebaut werden. Bei solchen Batterien findet eine fortlaufende Weiterentwicklung statt und die Preise sind inzwischen recht erschwinglich geworden.
Mir ist bekannt, dass sich hier im Forum und auch im Prius Wiki mehrere Diskussionen mit dem Thema beschäftigen, aber bisher habe ich noch nirgends eine erprobte und sichere Lösung gefunden.

Untersucht wird hier die Integration einer Batterie vom Typ: Wattcycle 100 Ah Mini BT, Nennpreis: 240 EUR
Es gibt eine kleinere 50 Ah Version, die mechanisch besser passt, aber die ist zurzeit nicht lieferbar.
Ich habe mehrfach den großen Bruder dieser Batterie mit 314 Ah in Boote eingebaut und kenne daher die verwendete Technik recht gut. Der chinesische Hersteller liefert sehr gute Qualität zu einem günstigen Preis. Ich mache hier keine Werbung und sicher gibt es weitere Hersteller, die auch gute Batterien anbieten.

Technische Daten:
12,8 V (10 – 14,6 V)
100 Ah, (also 3x so groß, wie die AGM)
Entladetiefe 80 statt 50 % (4,5fache Nutzenergie)
Passiver Balancer
BMS: (für sicheren Betrieb und ggf. Abschaltung)
BT: (für die Kontrolle und Steuerung per Handy)

Masse (LxBxH): 229 x 138 x 208 mm
original AGM: 187 x 127 x 220 mm
Ich glaube beim TS bekommt man die mit Modifikationen an der Halterung hinein.

ECE R10 zertifiziert (Funkentstörung im KFZ, ohne diese Zulassung vermutlich keinen TÜV)
-----------
Das ist hier eine theoretische Voruntersuchung, also noch nicht erprobt.
Zuerst machen wir uns Gedanken über die elektrische Betriebssicherheit:

Maximaler Strom: Beim Starten braucht der Auris kurzzeitig etwa 35 A, das ist für die Batterie okay.
Wenn gleichzeitig weitere Verbraucher aktiv sind, haben wir noch erheblich Reserve, die Batterie würde laut Handbuch bei 150 A abschalten und kann anschließend mit der App wieder eingeschaltet werden oder schaltet sich bei fehlender Last automatisch wieder ein.

Maximaler Ladestrom der Batterie: dauerhaft 100 A, Abschaltung bei 150 A. Hier besteht kein Risiko, da die originale AGM Batterie mit viel kleineren Strömen geladen werden muss. Falls das BMS abschaltet, wäre das nur der Ladestrom, der Entladestrom würde nicht abgeschaltet.

Tiefentladung: bei 10 V schaltet die Batterie ab. Die AGM Batterie läuft bereits unter 11 V in ein Problem.

Hohe Temperatur:
Entladen bis 65 °C, Laden bis 60 °C, da mache ich mir in Deutschland keine Sorgen.

Niedrige Temperatur:
Entladen (Starten) ab -20 °C: da mache ich mir in Deutschland keine Sorgen.
Laden ab 0 °C: Da die Batterie im Innenraum ist, wird sie bei längerer Fahrt warm genug zum Laden. Wer sich hier Sorgen macht, nimmt die Arctic Version mit Heizung.

Soweit sehe ich keine Gründe, warum das nicht gehen sollte.
Bleibt nur noch die im Auris vorkommende Ladeschlussspannung von bis zu 15 V. Die ist eine geregelte Spannung, die temperaturabhängig ist. So hohe Ladespannung kommt nur vor, wenn die Umgebungstemperatur niedrig ist, ansonsten würde die AGM Batterie kochen und beschädigt.
Da die LiFePo4 Batterie keine Temperaturkompensierung benötigt, könnte man den Temperaturfühler an der Batterie durch einen festen Widerstand ersetzen, um so auf die passende Ladeschussspannung von 14,2 bis 14,4 V zu kommen.
Der verbaute Temperaturfühler dürfte ein PTC = Positive Temperature Coefficient Thermistor sein, der bekommt mit steigender Temperatur linear einen höheren Widerstandswert. Klemmt man den Temperaturfühler ab, ergibt sich die niedrigste mögliche Ladeschlussspannung. Sofern die unter 14,4 V liegt, wäre das für mich in Ordnung.
Wäre sie über 14,4 V, so würde das BMS der LiFePo4 die Ladung abschalten (nicht jedoch die Entladung), sobald die höchste Zelle der Batterie 3,65 V überschreitet. So schützt sich die Batterie selbst vor gefährlichen Zuständen und würde erst wieder Einschalten, nachdem die Batterie etwas entladen wurde.
Diese BMS Abschaltung sehe ich als Notabschaltung und nicht als reguläre Abschaltung. Sie sollte also niemals als normale Methode der Ladebegrenzung angesehen werden. Sie birgt das Risiko, dass bei spontaner Abschaltung eines höheren Stroms eine Spannungsspitze entsteht, die für die Elektronik des Auris gefährlich sein könnte.
Fazit: wenn es also gelingt, dass die Ladeschlussspannung nach Anpassung des Temperatursensors unter 14,4 V liegt, dann sehe ich nichts, was gegen LiFePo4 im Auris spricht.

Und nun freue ich mich auf Eure Kommentare!

"Untersucht wird hier die Integration einer Batterie vom Typ: Wattcycle 100 Ah Mini BT, Nennpreis: 240 EUR"
Ist Anschaffung und die ggf. nötige Anpassung am Ende wirklich sooo viel günstiger ?
mfG schwarzvogel

Für mich steht es nicht im Vordergrund, eine möglichst kostengünstige Batterie zu kaufen, sondern ich möchte eine für mich funktionierende Lösung.
Mit LiFePo4 bekomme ich für einen mit AGM vergleichbaren Preis viereinhalb mal so viel Nutzkapazität. Das ist für mich wirtschaftlicher.
Eine Nassbatterie kommt im Übrigen für mich nicht infrage, da die Batterie ja im Innenraum verbaut ist, da würde ich mindestens AGM bevorzugen.

Aber da die AGM Batterie für die Aufgabe mit Keyless-System und zusätzlicher Bluetooth-Überwachung zu klein ist, läuft sie bereits nach wenigen Tagen ohne Fahrten in schädliche Spannungsbereiche. Bleibatterien mögen am liebsten voll geladen sein und leiden, wenn sie 50% entladen sind.
Jemand der täglich mit dem Auto zur Arbeit fährt, wird das Problem nicht kennen, aber bei mir steht das Auto immer wieder für mehr als zwei Wochen und nach etwa 10 Tagen spätestens muss ich ein Ladegerät anschließen um Schäden zu vermeiden. Mein Auris ist kaum 8 Jahre alt und ich muss wahrscheinlich im Herbst zum zweite mal die Batterie erneuern.

Danke !
mfG schwarzvogel