Wenn Sie die neuesten Elektrofahrzeuge in Ihrem Geschäft im Auge behalten oder einfach nur die Branchennachrichten verfolgen, haben Sie in letzter Zeit wahrscheinlich viel mehr über LFP-Batterien gehört. Das ist Lithium-Eisenphosphat.
Wichtige Erkenntnisse
- LFP (Lithium-Eisenphosphat) ist eine spezielle Art von Lithium-Ionen-Batteriechemie, die in den Hochvolt-Akkus einer zunehmenden Anzahl von Serien-Elektrofahrzeugen verwendet wird.
- LFP-Batterien bieten eine längere Lebensdauer und eine bessere thermische Stabilität als NMC-Batterien, allerdings bei geringerer Energiedichte – was eine etwas geringere Reichweite pro Kilogramm bedeutet.
- Im Gegensatz zu NMC-Batterien können LFP-Akkus regelmäßig sicher auf 100 % aufgeladen werden, ohne dass sich der Verschleiß beschleunigt, was die tägliche Ladeanleitung für die Besitzer vereinfacht.
- Die flache Entladekurve von LFP-Batterien erschwert die Schätzung des Ladezustands – das BMS muss Spannung, Stromintegration und andere Methoden verwenden, um den Ladezustand genau zu schätzen.
- Techniker, die LFP-Fahrzeuge warten, müssen verstehen, dass sich die Diagnoseverfahren und Ladeparameter von denen von NMC-Fahrzeugen unterscheiden können, selbst innerhalb derselben Marke.
- Die 12-V-Zusatzbatterien in mit LFP ausgestatteten Elektrofahrzeugen unterliegen weiterhin den üblichen Wartungsintervallen – die Chemie des HV-Akkus ändert nichts an den Wartungsanforderungen für die 12-V-Batterien.
Während NMC- (Nickel-Mangan-Kobalt) und NCA- (Nickel-Kobalt-Aluminium) Chemien bisher in der Elektrofahrzeugbranche dominierten, gewinnen LFP-Batterien zunehmend an Bedeutung, insbesondere im Massenmarkt und in der Einstiegsklasse. Für Autofahrer ist es daher unerlässlich, die LFP-Technologie zu verstehen, insbesondere da sie sich von anderen Chemien unterscheidet.
In diesem Artikel wird erläutert, was LFP-Batterien sind, wie sie sich von anderen chemischen Substanzen unterscheiden, wo ihre Stärken und Schwächen liegen und was das für die Fahrzeugdiagnose, den Batterieservice und die Kundenschulung bedeutet.
Was ist eine LFP-Batterie?
LFP steht für Lithium-Eisenphosphat und bezeichnet die Kathode Chemie in der Batterie verwendet. Im Gegensatz zu NMC- oder NCA-Chemikalien, die eine Kombination aus Nickel, Mangan und Kobalt oder Aluminium verwenden, verwendet LFP Eisen und Phosphat.
Dieser Materialwechsel führt zu anderen Leistungsmerkmalen. Aus Servicesicht sind die wichtigsten Informationen zu LFP-Batterien:
- Sie sind thermisch stabiler, was bedeutet, dass sie weniger anfällig für Überhitzung oder thermisches Durchgehen sind.
- Sie haben eine längere Lebensdauer.
- Sie haben eine geringere Energiedichte als NMC- oder NCA-Batterien.
- Sie sind billiger in der Herstellung und sind nicht auf Kobalt oder Nickel angewiesen.
Warum LFP-Batterien immer beliebter werden
Es kommt vor allem auf Kosten, Sicherheit und Haltbarkeit an. LFP-Batterien sind einfacher und kostengünstiger herzustellen. Eisen und Phosphate sind häufiger und geopolitisch weniger sensibel als Kobalt oder Nickel, was zur Stabilisierung der Lieferketten beiträgt. Das bedeutet, dass ihre Gewinnung deutlich weniger umweltschädlich ist, was für alle von Vorteil ist.
Darüber hinaus sind LFP-Batterien von Natur aus feuerbeständiger, was sie für Elektrofahrzeuge im Massenmarkt und für Flottenfahrzeuge attraktiv macht, bei denen Kosten und Sicherheit im Vordergrund stehen. Mehrere führende OEMs bringen jedes Quartal mehr mit LFP ausgestattete Fahrzeuge auf den Markt, oft mit Standardreichweite oder Basisausstattung.
Für Kunden, die keine maximale Reichweite benötigen, aber Wert auf geringen Wartungsaufwand und hohe Zuverlässigkeit legen, sind LFP-Batterien die ideale Lösung. Das bedeutet, dass Sie bald mehr davon in Ihrer Werkstatt finden werden, falls das nicht schon der Fall ist.
Wie schneiden LFP-Batterien im Vergleich zu NMC und NCA ab?
Lassen Sie uns das Ganze in einige Schlüsselkategorien aufschlüsseln, die den Leuten wirklich wichtig sind.
Energiedichte
LFP-Batterien haben im Allgemeinen eine geringere Energiedichte als NMC- oder NCA-Batterien. Sie benötigen mehr Platz und Gewicht, um die gleiche Reichweite zu erzielen. Für Fahrzeuge, bei denen Platz knapp ist oder eine hohe Reichweite unerlässlich ist, ist dies ein Nachteil.
Verbesserte Packdesigns tragen jedoch dazu bei, die Lücke zu schließen. LFP-betriebene Elektrofahrzeuge können immer noch eine Reichweite von 200 bis 300 Kilometern erreichen, was den Anforderungen der meisten Fahrer entspricht.
Ladeverhalten
LFP-Batterien vertragen regelmäßiges Laden bis 100 % besser. Das ist ein großer Unterschied zu NMC-Batterien, die bevorzugt im Ladezustandsfenster von 20 % bis 80 % bleiben. Elektrofahrzeuge mit LFP-Batterien benötigen oft nicht das gleiche Lademanagement.
Das sind gute Nachrichten für Verbraucher und Flottenmanager, da es die Laderoutinen vereinfacht und die Sorge vor vorzeitiger Degradation lindert. Es bedeutet jedoch auch, dass Techniker wissen müssen, dass eine vollständige Ladung einer LFP-Batterie von 100 % nicht unbedingt ein Warnsignal ist.
Thermische Stabilität
LFP-Batterien sind bei hohen Temperaturen deutlich stabiler und weisen ein deutlich geringeres Risiko eines thermischen Durchgehens auf. Das macht sie zu einer sichereren Wahl für heiße Klimazonen oder Fahrzeuge, die lange Zeit unter hoher Belastung stehen.
Aus Wartungssicht macht dies Kühlsysteme zwar nicht überflüssig, verringert jedoch die Wahrscheinlichkeit katastrophaler Ereignisse durch Überhitzung.
Lebensdauer
Dies ist einer der größten Erfolge von LFP. Bei richtiger Handhabung können LFP-Batterien über 3,000 Zyklen ohne merkliche Verschlechterung durchlaufen. Das ist ein großer Vorteil für Fahrzeuge, die voraussichtlich viele Kilometer zurücklegen, wie z. B. Mitfahrgelegenheiten, Lieferwagen oder Taxis.
Für Werkstätten bedeutet dies, dass weniger Hochspannungsbatterien ausgetauscht werden müssen, dafür aber möglicherweise mehr Wert auf Diagnose, Wartung des Kühlsystems und Software-Updates gelegt wird, um die Akkus im Gleichgewicht und betriebsbereit zu halten.
Serviceüberlegungen für LFP-Batterien
Wie verändert die Arbeit mit LFP-Batterien Ihre Arbeitsweise in der Werkstatt? Hier sind einige wichtige Punkte, die Sie beachten sollten.
Messwerte zum Batteriezustand (SoH)
Da LFP-Batterien langsamer abbauen und über den größten Teil ihres Ladezyklus eine flachere Spannungskurve aufweisen, liefern herkömmliche spannungsbasierte Zustandsmessungen möglicherweise kein vollständiges Bild. Verlassen Sie sich auf Diagnosegeräte, die den Innenwiderstand, die Zellbalance, die Temperaturdaten und den Ladeverlauf messen.
Ladesystemdiagnose
Da LFP-Batterien häufig zu 100 % geladen werden, müssen Ladefehler wie langsame Ladegeschwindigkeiten, Überhitzung oder BMS-Fehlkommunikation ernst genommen werden. Achten Sie unbedingt auf Updates oder Neukalibrierungen, wenn Kunden sich über Reichweitenverluste oder Ladeleistung beschweren.
Überprüfung des Kühlsystems
Auch wenn LFP kühler läuft, benötigt es dennoch ein Wärmemanagementsystem. Wenn das Fahrzeug über eine Flüssigkeitskühlung oder einen Batteriekühler verfügt, überprüfen Sie diese Systeme genauso wie ein NMC-Paket. Achten Sie auf:
- Schmutzige oder verstopfte Filter
- Niedriger Kühlmittelstand
- Defekte Lüfter oder Pumpen
12V-System
Wie andere Elektrofahrzeuge benötigen auch LFP-Fahrzeuge eine 12-V-Batterie für Niederspannungssysteme. Stellen Sie sicher, dass die 12-V-Batterie intakt ist und während des Betriebs korrekt geladen wird. Eine schwache 12-V-Batterie kann das Hochfahren oder Initialisieren des Hochspannungssystems eines Elektrofahrzeugs verhindern.
Beschwerden über den Bereich
Da LFP-Batterien in der Regel in Fahrzeugen mit geringerer Reichweite eingesetzt werden, führen Reichweitenangst oder unerwartete Einbußen bei der Reichweite pro Ladung eher zu einem Servicebesuch. Wenn sich ein Kunde über eine geringe Reichweite beschwert, überprüfen Sie Dinge wie Reifendruck, HVAC-Einstellungen und -Filter, Belastungen durch Zubehör, aktuelle Fahrgewohnheiten und den Softwareverlauf.
Schulung von Technikern und Beratern für die Arbeit mit LFP
Fahrzeuge mit LFP-Batterien benötigen zwar weniger Batteriepflege, aber die Kunden benötigen dennoch Beratung. Schulen Sie Ihre Mitarbeiter darin, welche Modelle LFP-Akkus verwenden und welche Unterschiede in der Ladestrategie bestehen. Sie müssen den Kunden versichern, dass 100 %-Laden sicher ist, und sie müssen die Diagnoseergebnisse möglicherweise anders interpretieren als bei herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterien.
Kunden kommen oft mit Unsicherheiten, ob etwas normal ist oder nicht. Wenn Sie Ihrem Team das nötige Wissen vermitteln, um selbstbewusst zu reagieren, schaffen Sie Vertrauen und sorgen dafür, dass die Kunden wiederkommen.
LFP ist gekommen, um zu bleiben
LFP-Batterien sind kein vorübergehender Trend. Sie bieten Vorteile in puncto Sicherheit, Kosten und Lebensdauer und eignen sich daher ideal für eine Vielzahl von Elektrofahrzeugen, die jetzt und in den kommenden Jahren auf den Markt kommen. Als Servicefachmann sollten Sie lernen, sie zu erkennen, richtig zu testen und sicher mit Ihren Kunden zu kommunizieren.
Die EV-Tools von Midtronics unterstützen Sie dabei, dies schnell, sicher und präzise zu erledigen. Ob es sich um ein Modell mit Standardreichweite oder den nächsten Lieferwagen handelt, der in Ihre Halle rollt – die richtige Ausrüstung und das richtige Know-how sind der Schlüssel zur Zuverlässigkeit Ihrer Elektrofahrzeuge und zur Zufriedenheit Ihrer Kunden.
Häufig gestellte Fragen
Wofür steht LFP bei Batterien?
LFP steht für Lithium-Eisenphosphat und bezeichnet die in diesen Zellen verwendete Kathodenchemie. Der vollständige chemische Name lautet Lithiumferrophosphat (LiFePO₄). Es ist neben NMC (Nickel-Mangan-Kobalt) und NCA (Nickel-Kobalt-Aluminium) eine von mehreren Lithium-Ionen-Batterietechnologien, die in Elektrofahrzeugen eingesetzt werden. LFP wird seit Jahren in Energiespeichersystemen verwendet und hat seit etwa 2020 einen bedeutenden Marktanteil im Bereich der Elektrofahrzeuge gewonnen.
Welche Elektrofahrzeuge verwenden LFP-Batterien?
Tesla verwendet LFP in seinen Modellen des Model 3 und Model Y mit Standardreichweite, die nach Ende 2021 produziert wurden. BYD, einer der weltweit größten Hersteller von Elektrofahrzeugen, setzt in fast allen Modellen auf seine eigene LFP-basierte „Blade Battery“-Technologie. Viele chinesische Elektroautohersteller haben LFP als Standard eingeführt. Auch in Nordamerika gewinnt die Technologie an Bedeutung, da die Automobilhersteller ihre Abhängigkeit von Kobalt und Nickel reduzieren wollen.
Welche Vorteile bieten LFP- gegenüber NMC-Batterien?
LFP bietet drei wesentliche Vorteile: eine längere Lebensdauer (LFP-Zellen überstehen in der Regel mehr Lade-/Entladezyklen, bevor es zu einer signifikanten Degradation kommt), eine bessere thermische Stabilität (LFP ist weniger anfällig für thermisches Durchgehen als NMC, was die Sicherheit erhöht) und die Möglichkeit, regelmäßig auf 100 % geladen zu werden, ohne die Degradation zu beschleunigen. Für den täglichen Gebrauch wird generell empfohlen, NMC-Batterien nur zu 80–90 % zu laden, um ihre Lebensdauer zu verlängern – diese Einschränkung gilt nicht für LFP.
Welche Nachteile hat LFP im Vergleich zu NMC?
Die geringere Energiedichte ist der Hauptnachteil. LFP-Zellen speichern weniger Energie pro Kilogramm als NMC-Zellen. Das bedeutet, dass ein Elektrofahrzeug mit LFP-Batterien einen größeren oder schwereren Akku benötigt, um die gleiche Reichweite wie ein vergleichbares NMC-Fahrzeug zu erzielen. LFP-Batterien weisen zudem eine geringere Leistung bei Kälte auf – die Kapazität sinkt bei niedrigen Temperaturen deutlich stärker. Darüber hinaus erschwert die flache Entladekurve von LFP-Batterien die präzise Bestimmung des Ladezustands ohne eine aufwendige Kalibrierung des Batteriemanagementsystems (BMS).
Sind für LFP-Batterien andere Wartungsverfahren erforderlich?
Einige Punkte – insbesondere im Hinblick auf Ladeparameter und BMS-Kalibrierung – erfordern möglicherweise regelmäßige Kalibrierungsladungen (Aufladen auf 100 % und Halten der Spannung), um den Ladezustand präzise zu bestimmen. Der Grund dafür ist, dass die flache Entladekurve eine spannungsbasierte SOC-Bestimmung ohne Referenzpunkte unzuverlässig macht. Die Einstellungen des Ladegeräts müssen mit den Spannungsbereichen von LFP-Batterien kompatibel sein. Für den Betrieb mit einer 12-V-Hilfsbatterie ändert die Chemie des HV-Akkus nichts am Prüf- oder Austauschverfahren.
Kann man bei einem Fahrzeug mit LFP-Hochvoltbatterie einen Standard-Leitfähigkeitstester verwenden?
Der Hochvolt-Akku selbst wird nicht mit einem Standard-12-V-Leitfähigkeitstester geprüft – hierfür ist die Diagnoseausrüstung des Fahrzeugherstellers erforderlich. Die 12-V-Zusatzbatterie in einem mit LFP ausgestatteten Elektrofahrzeug ist jedoch weiterhin eine herkömmliche 12-V-Blei-Säure- oder Lithiumbatterie und kann mit einem Midtronics-Leitfähigkeitstester, der für die korrekte Chemie und Nennleistung konfiguriert ist, normal geprüft werden. Die Chemie des Hochvolt-Akkus ist für die Prüfung der 12-V-Zusatzbatterie irrelevant.