Litium-akku hupiakuksi?

Löytyisköhän käytännön kokemuksia? Tarkoitus olisi vaihtaa lyijy/AGM -akku isoksi (tyyliin 200Ah) litium-akuksi. Noiden yhteydessä vilisee kaikenlaisia termejä SUper Pack, BMS jne. Olen katsellut Victronin tuotteita. Ovat ehkä kalliimmasta päästä, mutta ovatkohan hintansa arvoisia? Minkälaisen akun ja millaisia lisäpalikoita siihen olette asentaneet? Akut ovat niin juuttaan kalliita, ettei haluaisi pilata niitä väärällä käytöllä.

Omassa mautossa on tila kahdelle akulle ja siinä on 195 Ah lyijyakkuja. Sen verran vähän vievät tilaa ja painokaan ei akselia katkaise, että vähän mietityttäisi niiden korvaaminen litiumilla. Jos litiumiin lähtisi vaihtamaan, saisi kapasiteettia olla varmaan tuplat ja vielä mahtuisi samaan tilaan. Mutta tarvitsisiko 400 Ah ja mistä niihin saisi sähköä. Jos on lataussähköä saatavilla, ei tarvitse akkuja. Ajamalla 400 Ah latautuu päivässä, vaikka niissä ei latautuminen ole suoraviivaista. Suomessa sähköntarve ja aurinkosähkökään eivät kohtaa.

Jäädään kuitenkin odottamaan tietoa.

Meillä tällä hetkellä 200Ah:n litiumakku (Topband TB12200), joka vaihdettiin 2x80Ah:n EFB-akkujen tilalle (Mainos: akut myynnissä edelleen, ks. Myydään-palsta). Auto on 2020 mallia. Asunto-osan sähkökeskuksessa akkutyypiksi oli valittavissa myös litiumakku. Koska autossa on ns. "älylaturi" (smart alternator), on hupiakun ajonaikaista latausta varten asennettu boosteri, joka auton käydessä lataa hupiakkua max. 25A virralla. Boosteri toimii vain "yhteen suuntaan" eli auton akku --> hupiakku. Auton ollessa kiinni sähkössä ladataan hupiakkua max. 16A virralla. Lisäksi on katolla 2x100W kennot, joista on pientä apua latauksessa.

Auton älylaturi on täysin irrotettu hupiakun latauksesta. Lisäksi on asennettu Battery Master (Büttner Elektronik, Standby-Lader Pro), joka lataa auton akkua hupiakusta max. 5A:n virralla silloin, kun akkujen välinen jännite-ero on riittävän suuri. Hupiakun tyhjeneminen on laitteessa estetty.

Tämä kokoonpano on meillä toiminut hyvin. Boosteri voisi tietenkin olla tehokkaampikin eikä auton alkuperäinen hupiakun laturi ole varsin tehokas sekään, mutta nämä kumpikin ovat meidän käyttöömme riittävät. Topbandin (ja muidenkin valmistajien) litiumakuista on olemassa myös Bluetooth-versioita, mikä mahdollistaa akun tilan seuraamisen kännykkäsovelluksella.

Vesa Linja-aho on julkaissut hiljan "ehkä ensimmäisen suomenkielisen" litiumioniakkuja käsittelevän kirjan Litiumioniakkutekniikka. Siitä kyllä huomaa, että herra on sähköautointoilija eikä kirjasta paljoakaan lukijalle iloa ole. Mutta muualtakin löytyvää tietoa siihen on kopioitu, osin ihan laskukaavoja mukaan, osin Iltasanomia luetettavana lähteenä pitäen.

Nyt sitten tarkkana, erityisesti ketjun aloittaja. Litium-akkuja on monen tyyppisiä. Jotkut tyypit saattavat vikaantuessaan (esim. iskun tai todella rankan lataus/kuormitus-rupeaman seurauksena) palaa liki räjähdyksenomaisesti. Yleisesti käytössä olevista litiumakkutekniikoista turvallisin on litium-rauta-fosfaatti, lyhennetään LiFePO4 tai LFP, ja yksi vaarallisimmista on litium-ioniakku (Li-ion).

Jos tässä ketjussa mainittua Topband TB12200 -akkua haetaan Googlella, löytyy esim. seuraava sivu:

https://www.suomenakut.fi/akut-ja-paristot/topband-tb12200-li-ion-akku-12-8v-200ah-485x170x245-lifepo4/p/217305/

Sivulla sanotaan useaan kertaan, että mainittu akku on tyyppiä Li-ion, mutta kerran (nimittäin välittömästi mittojen jälkeen) annetaan ymmärtää, että kyseessä olisi LiFePO4-akku (siis sitä turvallista tyyppiä).

Jos kysyjä vaikka hakee hakukoneella LiFePO4-akkua, niin tämä akku saattaa löytyä, vaikka se ilmeisesti ei ole LiFePO4-akku.

Sen verran Linja-ahon kirjasta voisi lainata, että litiumakkuja ei nykyään käytetä, vaan litiumioniakkuja. Ne eivät ole räjähdys- ja paloherkkiä, kuten litiumakku oli. Ja akuista ei voi luetella mitään detaljeja tuosta vain, vaan niihin pitää perehtyä tarkemmin valmistajaa myöten. Pienillä lisäaineistuksilla ja muutoksilla saman tyyppisten akkujen ominaisuudet muuttuvat lähes täysin. Tärkeää on seurata valmistajien ohjeita eikä suhtautua kuin lyijyakkuihin.

Maahantuoja muuten vastaa omista akuistaan. Jos akkuja tilaa EU:n ulkopuolelta, tilaaja on maahantuoja ja vastaa kaikesta.

Anteron antamassa linkissä, tuotekuvauksen alussa, on linkki valmistajan datalehdelle, missä puhutaan ainoastaan LiFePO4-akkutyypistä. Muuten en osaa ottaa kantaa erilaisten litiumakkujen vaarallisuuteen tai vaarattomuuteen. Käsittääkseni kaikki akut voivat väärinkäytettyinä tai vikaantuessaan olla vaarallisia.

Kun kirjoitin eilisen viestini, olin laittanut Googleen seuraavan hakutekstin: ''lifepo4 vs li-ion''. Ennen viittauksia (linkkejä) spesifisille sivuille, Google antoi seuraavan tekstin, joka lienee ns. toimituksen vastaus usein esitettyyn kysymykseen:

Is LiFePO4 better than lithium ion? The LiFePO4 battery has the edge over lithium ion, both in terms of cycle life (it lasts 4-5x longer), and safety. This is a key advantage because lithium ion batteries can overheat and even catch fire, while LiFePO4 does not.

Wikipedia antaa kattavamman vastauksen, ks. esim. https://en.wikipedia.org/wiki/Lithium_iron_phosphate_battery

Lyhyesti: Litium-rauta-fosfaattiakku ja litiumioniakku eivät tarkkaan ottaen ole toisensa poissulkevia akkutyyppejä vaan LiFePO4 on sellainen litiumioniakku, jonka katodimateriaalina on LiFePO4 (ja anodina metallivahvisteinen grafiittihiilielektrodi). Mutta nähdäkseni käytäntö on sellainen, että (turvallisen) LiFePO4-akun myyjä ei käytä geneeristä li-ion -termiä, joka kattaa myös riskialttiita akkutekniikoita.

Kaikki litium-nimen alla kulkevat akkutekniikat ovat vaarallisia, mutta akut eivät ole/saa olla. Jokaisessa akussa pitää olla sisäänrakennettu BMS, koska minkä tahansa akun saa "räjähtämään" liiallisella varaamisella tai purkamisella. Akku pitää suojata niin, ettei suojia pääse ohittamaan. Mutta sitä kaupasta saatavaa akkua ei siis pysty väärinkäyttämään vaarallisesti, jos valmistaja on luotettava.

Olisi mielenkiintoista kuulla miksi joku haluaa lyijyakuista litiumiin vaihtaa matkailuautossa ja -vaunussa. Koko ja massa eivät muutu radikaalisti, jonkin verran kyllä, onko se syklien määrä vai mikä? Menisihän tuo toki toisinkin päin, jos olisi jo litium, miksi vaihtaisi lyijyyn.

https://www.reimo.com/fi/camping-shop/asuntoauton-saehkoet-akku/litium-akut-lifepo4/2292/lifepo4-bordbatterie-mit-lithium-technologie-12v-180ah?c=1921
Onhan se aikasen kevyt jos vertaa että meillä 100 ah painaa saman, kun lähes puolta isompi litiumi https://www.motonet.fi/fi/tuote/900100/Sznajder-100Ah-vapaa-ajan-akku-P350xL175xK190--?gclid=EAIaIQobChMI4bT5kKGh-wIVp0aRBR3LjAfMEAQYBSABEgLv9PD_BwE
Tp

No se "joku" on huomannut, että Litiumakun kapasiteetti on paljon parempi kuin millään lyijyakulla ja jos vielä otetaan massa mukaan peleihin, aina paranee. Edelleen, kun huomioidaan, että lyijyakusta ei ole oikein akulle terveellistä purkaa kuin karkeasti puolet kapasiteetista kun taas litiumtekniikka sallii paljon syvemmän purun, niin näistä syistä ajatus on syntynyt. Akkujen hintoihin sitten ajatus taitaa kuollakin...

PS. Litium- akkuja tuntuu löytyvän sekä sisäänrakennetulla BMS:llä että ilman sitä.

Noinhan se menee, kun vertaa toisen mahdollisia hyviä puolia ja toisen mahdollisia huonoja. Kannattaa kääntää myös toisinpäin ja ottaa eri toteutusten erot huomioon. Ja sitten katsoa rahapussiin paljonko on jostakin valmis maksamaan enemmän. Joskus ei ole vaihtoehtoa, mutta matkailuautoissa ei olla kovin kriittisellä alueella minkään suhteen.

Monikennoisissa akuissa on pakko olla sisäinen lämpötilanmittaus, kennojen jännitteenmittaus ja -tasaus, purku- ja latausvirran rajoitus, siis jonkinlainen BMS. Lisäksi pitää olla se ulkoinen laite, joka hoitaa akun/akkujen kytkennän ulkomaailmaan ja siinä on myös laajempi hallinta.

Miten toimii litium akut pakkasessa ? Varsinkin lataus.

Kännykkä- yms. akut eivät toimi kovin hyvin eikä saisi ladata. Mutta on mahdollista tehdä pakkasessakin varattavia akkuja ja purkaakin voi kohtuullisen kylmässä. Riippuu varmaan käytöstä ja rahapussista kuinka sopivia ovat.

Tuli mieleen, etä nykysin nuo autot ovat jo omapainoltaan jo yli 3100 kilon, elikkä siinä alkaa kaiken painon kansa olemaan.
Kun sitten sähkön tarve lisääntyy, varsinkin leirien ulkopuolella retkeilevilä.niin siinä iso litiumi on hyvä vaihtoehtona.
Aurinkopaneleilla lataaminen, niin reilusti riittää talvisena yönä sähkö, vaikka päivä lyhempikin.
Tp

Akun BMS estää latauksen, mikäli akun lämpötila on pakkasella. Purkaminen onnistuu datalehden mukaan -20:een saakka. Meillä akku on autossa lämpimässä tilassa, joten ei ongelmia talvikäytössä. Talvisäilytystilakin on lämmin. Käytämme autoa ympäri vuoden.

Tuossa yksi esimerkki kylmiin olosuhteisiin sopivasta akusta. Myös lataus pakkasessa onnistuu, akku varustettu lämmityselementillä.

https://www.suomenakut.fi/akut-ja-paristot/power-plus-lfp12-200ev-akku12-8v200ah-527x222x249-lifepo4-li-ion-bt-heat/p/78350/#description

Siinähän on kapasiteettiin kevyt akku noihin omapainoltaan raskaisiin autoihin, ja miksei vaunuihinkin, ja jos kylmässsä on auto, jaksaa kantaa talvisäilytykseen.
Tp