Akkuzellen schon defekt?

KingWarin

Ahoi,

Zitat von holger4x4

Beim initialen Balancing werden die Zellen alle parallel angeschlossen und auf eine höhere Spannung geladen.

Aber das macht heutzutage doch niemand mehr und selbst wenn lädt man doch nicht über die Ladeschlussspannung die der Hersteller angibt.

Aber wieder was gelernt, auch wenn es sich ein bisschen nach "blast-from-the-past" anfühlt.

Zitat von holger4x4

Bei einem mittleren Ladungsniveau sag das leider (fast) garnichts aus. Erst bei stärkerer Ladung oder Entladung werden die Unterschiede sichtbar.

Wenn man die Ladungskurve anschaut wird es ungefähr ab 3,4V langsam aussagekräftig.

Bei nem BMS wie dem JK das Kreiseltaucher verbaut hat ist es wegen dem potenten aktiven Balancer sowieso fast Wurst, der zieht das bisschen Unterschied das sie kriegen Recht zügig wieder zusammen.

Gruß

Sven

juh

genau. Initialladen, natürlich auf diese Werte nur beim ersten Mal. Beim Initialladen alle Zellen parallel mit guter Verbindung und niedrigem Strom, damit sich da keine (relevanten) Unterschiede ergeben.

und Nachtrag, natürlich macht das kein Hersteller, aber ich kenne keinen Bastler, der hinterher dann jemals noch größere Abweichung der Einzelzellen hatte

Urs

Zitat von Ducato-Heere

Die Zellspannungen direkt per Multimeter gemessen waren plausibel. Es sind wie es aussieht teilweise die Verbindungen. Werde mal schauen, wie ich das in den Griff bekomme.

Wenn die Verbindungen schlecht sind ist es das A und O dass du das zuerst in den Griff bekommst. Davor musst du gar keine Gedanken wegen Balanciing machen, denn wenn der BMS die falschen Werte bekommt kann der unmöglich richtig regeln. Jede Regelung kann nur so gut funktionieren wie der Input ist. Fazit: Imput scheisse, output scheisse...

Was vielleicht auch Sinn machen könnte wäre die Messleitungen alle gleich lang zu machen...wird bei deinem Querschnitt aber wahrscheinlich nicht so viel ausmachen. Bei mir ist vom Entwickler eine Flachbandleitung mit 28 AWG, also mit einem Querschnitt irgendwo um die 0.06 - 0.08 mm2 vorgesehen (die dienen zusätzlich als Sicherung falls alle Stricke reissen, darum so klein dimensioniert) und da wird das wichtiger sein als bei dir mit 1, oder 1.5mm2 Messleitungen...kommt aber auch auf den Balancerstrom drauf an der darüber gejagt werden muss.

Zitat von pseudopolis

Ein vernunftiger Balancestrom bei deiner Konfiguration sollte mindestens 1A sein, besser 2A.

Das wird überbewertet. Mein BMS kann "nur" 200mA pro Kanal (Zelle) ballancen. Am Anfang schien das mir auch arg wenig, weil überall zu lesen war dass mehr einfach besser sein soll. Nun, einige Jahre später bin ich vom Gegenteil überzeugt. Wenn man da X-A von Zelle zu Zelle Jagen muss ist am Aufbau was faul und das muss korrigiert werden. Wenn das passt braucht es extrem wenig damit die Zellen ballanciert bleiben, zumindest bei einem aktiven Ballancer der im Gegensatz zu einem passiven nicht einfach stumpf die zu hohe Zelle mit einem Widderstand beaufschlagt und so das zu viel an Energie einfach in Wärme umsetzt). Meine werden beim Laden bis auf ein Delta von 10mV balanciert und dümpeln ohne grosse Last seit jetzt 3 Monaten auf 8mV delta rum, sind also perfekt balanciert. Die bleiben über 90 % der Entladekurve und auch bei moderaten Strömen bei unter 20mV...erst bei ganz leerer Batterie driften die dann langsam richtung 50 oder auch mal bis 80mV ausseinander (was immer noch absolut kein Grund zur Sorge ist). Aber das sind wir beim nächsten Punkt:

Zitat von juh

Bei Deinen Zellen ist es vielleicht auch sinnvoll, zuerst nochmal nach unten zu balancieren, und dann erst auf 3,8

Das halte ich nicht für Zielführend. Mein BMS könnte auch beim Entladen, also unten ballancieren, aber der Entwickler rät dringend davon ab die Funktion zu nutzen. Das könne in der Theorie wenn alle Zellen genau die gleiche Kapazität hätten funktionieren. Und für mich ist das inzwischen absolut einleuchtend und ich bin voll seiner Meinung. Denn sobald eine Zelle nur eine Abweichung von z.B einem % hat, würde nach der alle 3 (oder 7) anderen nach unten balanciert und beim Laden das umgekehrte Spiel da die ja immer zuerst voll ist und gegen die anderen nach oben balanced wird. In dem Fall würde man dann je grösser der Kapazitätsunterschied der Zellen ist je mehr balancer Strom brauchen damit das so hin und her balancen kann aber es bringt unter dem Strich gar nichts, im Gegenteil, damit bringt man die Zellen erst recht gegeneinander aus dem Tritt. Fazit: Balancen ab 3.4 V bis Ladeschlusspannung, Unterspannungsabschaltung bei 3V (oder von mir aus 2.8V) und sobald die schwächste Zelle die Spannung erreicht wird die Bank von den Verbrauchern getrennt und gut ist.

Zitat von Ducato-Heere

Mich wundert, dass dies immer ein wenig "springt" und nicht immer die gleiche Zelle einen niedrigen Wert hat.

Schlechte Kontakte würden das erklären, aber vielleicht auch der ballancervorgang selber. Weiss nicht wie deiner genau arbeitet, aber bei meinem sehe ich beim Laden auch sprünge von 60-100mV zwischen den Zellen, aber bei meinem wird auch angezeigt welche Zelle gerade balanciert wird und das ist völlig normales Verhalten.

Aber allgemein scheinen die Zellen laut deinen Screenshots bei den Spannungen schon praktisch alle recht an der unteren Entladeschlusspannung angekommen (sprich entladen) zu sein. Bei meinen Zellen hatte ich Tests gemacht und da hatte ich von 3.0V auf 2.8V nur ganz wenig mehr Energie holen können (ein paar wenige Ah!). Beim Entladen dümpelten meine Zellen mehrheitlich um die (stabilen) 3.4 bis 3.1V rum...Aber das war bei moderaten 20A Entladestrom, bei Hochstromanwendungen wie du hast hab ich keine Aufzeichnungen oder eigene Erfahrungen. Was aber da Prinzipbedingt natürlich viel mehr eine Rolle spielt sind übergangswiderstände usw. Je höher der Strom desto weniger verzeiht es Fehler in der Auslegung und Umsetzung der Anlage.

Zitat von KingWarin

Aber das macht heutzutage doch niemand mehr und selbst wenn lädt man doch nicht über die Ladeschlussspannung die der Hersteller angibt.
Aber wieder was gelernt, auch wenn es sich ein bisschen nach "blast-from-the-past" anfühlt.

Fühlt sich nicht nur so an, ist es offenbar auch. Als ich meine Winston gekauft habe wurde von GWL explizit in einem Schreiben dazu darauf hingewiesen dass man die Initialladung mit Typischerweise 3.8V unbedingt machen solle. Zur fast gleichen Zeit wurde im Blog auf deren Webseite einem Kunden der Ladegeräte mit höheren Spannungen kaufen wollte folgendes erklärt. Zitat aus der Homepage von GWL: "In the past it used to be recommended to charge to 4.2V or to 4.0V or to 3.8V. However over the time, as the technology of the LFP cells has become more stable, it seems that there is no need to make the initial charging to such high voltage levels. It is sufficient to charge to 3.65V. (Some customers even reduce this voltage to 3.55V or even less. The lower the final voltage, the longer the life span). Generally it is recommended to operate the LiFePO4 cells between 3.50V and 3.0V " Zitat Ende. Das war so um 2018-2020. Und genau nach dieser Info (und weil es sich so für mich richtiger anfühlte als schon als Begrüssung der Zellen so mal richtig einen mit der Keule aufs Dach zu hauen ) hab ich es so gemacht. 3.60V geladen, fertig. Und die Zellen haben es mir bisher nicht übel genommen, im Gegenteil, wie bereits in diesem Beitrag weiter oben erwähnt.

PS: Leider gibt es die Seite von GWL nicht mehr, da die Firma konkurs gegangen ist. Aber die hatten viele solche -für mich sehr wertvolle- Infos aus dem Bereich auf deren Webseite...ein paar wenige dieser Infos davon haben in weiser Voraussicht bei mir als pdf überlebt...

Gruss

Urs

KingWarin

Ahoi,

Zitat von Urs

PS: Leider gibt es die Seite von GWL nicht mehr, da die Firma konkurs gegangen ist. Aber die hatten viele solche -für mich sehr wertvolle- Infos aus dem Bereich auf deren Webseite...ein paar wenige dieser Infos davon haben in weiser Voraussicht bei mir als pdf überlebt...

Bissl Off topic (aber eigentlich auch nicht so richtig): Urs, kennst du das Internet Archive ( archive.org ) noch nicht? Hab gerade mal geschaut und auch von der gwl Seite gibt es viele Snapshots. Ich kenn mich auf der gwl Seite nicht aus, kann daher nicht sagen ob die Infos die du ansprichst drin sind. Wie ich das Archiv kenne kann man sich aber dahin durch klicken.

Ansonsten finde ich hast du das ganze schön zusammengefasst, gerade auch Richtung bottom-balancing.

Gruß

Sven

juh

Zitat von Urs

GWL: "... However over the time, as the technology of the LFP cells has become more stable, it seems that there is no need to make the initial charging to such high voltage levels. It is sufficient to charge to 3.65V ... "

ja da könnte was dran sein, mittlerweile kauft man ja nur noch Grade A Markenzellen beim zuverlässigen Lieferanten (wie nkon), die Preise sind ja derart gesunken, daß kaum noch Einsparpotential bei Ali&co vorhanden ist, zumindest wenn ich keinen Batterieheimspeicher bauen möchte.

Und ja, die Qualität dürfte heute so gut sein, daß man gar nicht mehr parallel initialladen braucht (macht ja auch kein Batteriehersteller). Bei meiner nächsten Batterie würde ichs vielleicht trotzdem tun, einfach weil der Aufwand gering ist, wenn man die selber baut, und vielleicht noch das letzte Fizzelchen rausgeholt werden kann.

GWL war halt sehr stark mit Winston, doch da sind die Preise und Gewicht/kWh der anderen Zellen komplett davongelaufen. Ich würde jetzt auch keine Winston mehr nehmen, 2020 war es mir den relativ geringen Aufpreis wert. Winston ist in Europa absoluter Nischenmarkt im Industriebereich.

Wenn es jetzt nach Prüfung/Austausch der Verbinder hier doch noch Abweichungen gibt, dann wäre es einen Versuch wert, die erst nochmal parallel und langsam auf ein gemeinsames Niveau zu bringen. Genau das war ja der Vorteil der Initialladung: alle parallel und seeeeehr langsam.

Kreiseltaucher

Ich hab bei mir alle Kontaktflächen erst entfettet und dann mit einem Glasradierer mögliche Korrosion entfernt. Anschließend hauchdünn Polfett drauf. Ich glaube so habe ich mögliche Übergangswiderstände weitestgehend reduziert.

Urs

Zitat von KingWarin

Urs, kennst du das Internet Archive ( archive.org ) noch nicht?

Doch. Leider gibt es dort nur die ersten 2 Seiten von Blog (z. B. https://web.archive.org/web/2023062607…op.gwl.eu/blog/) die restlichen 213 Seiten fehlen und auch auf den 2 Seiten sind die weiterführenden Links in den Blogs leider tot. Wenn man Aufzeichnungen an einem anderen Datum schaut, kann man zwar noch den einen oder anderen weiteren Blogbeitrag finden, aber bei weitem nicht komplett...zumindest hab ich es noch nicht gefunden, hab aber auch nicht jede Aufzeichnung angeschaut.

Zitat von juh

GWL war halt sehr stark mit Winston, doch da sind die Preise und Gewicht/kWh der anderen Zellen komplett davongelaufen. Ich würde jetzt auch keine Winston mehr nehmen, 2020 war es mir den relativ geringen Aufpreis wert. Winston ist in Europa absoluter Nischenmarkt im Industriebereich.

Würde ich heute genau so machen...aber ich hoffe die Winston werden noch lange ihren Dienst verrichten...

Zitat von juh

Wenn es jetzt nach Prüfung/Austausch der Verbinder hier doch noch Abweichungen gibt, dann wäre es einen Versuch wert, die erst nochmal parallel und langsam auf ein gemeinsames Niveau zu bringen. Genau das war ja der Vorteil der Initialladung: alle parallel und seeeeehr langsam.

Wenn sie (an der Ladeschlusspannung) nicht sauber balanciert sind würde das sicher Sinn machen.

Ob es jetzt aber unbedingt alle paralell sein muss oder jede Zelle einzeln nacheinander bin ich der Meinung spielt in der Praxis keine wirkliche Rolle. Bei meiner Initialladung war ich schlicht zu faul alle (4) Zellen zusammen zu hängen und hab sie nacheinander über 3 oder 4 Wochen mit einem Labornetzteil bis auf die gleiche Spannung geladen und bei 3.60V automatisch vom Ladegerät getrennt. Die minimalsten Spannungsunterschiede durch Selbstentladung der ersten Zelle gegenüber der Letzten hab ich dabei von vorneherein in kauf genommen. Die waren aber im Nachhinein eher theoretischer Natur und wenn nicht waren sie so klein dass sie mit meinem Messequipment nicht messbar waren und der BMS die daher sowieso problemlos nach dem ersten Laden als Batteriepack ballanciert hat.

Gruss

Urs

altes Wohnmobil

Hui, alles ganz schön kompliziert.

Meine Zellen hängen ohne BMS, so wie "früher" die Bleiakkus, in der Anlage. Einzig ein aktiver Balancer von Tom dran.

Was soll ich sagen, hab keine Sorgen und genug Strom.

Verbinder sind nackig angeschraubt, nix Paste und so. Bei hundert Ampere muß man da noch nichts zaubern.

Vielleicht einfach mal den Innenwiderstand der Zellen vergleichen, mag sein, bei Dir ist wirklich eine sauer. Der Ri ist ein sehr gutes Bewertungskriterium.

pseudopolis

Das mit dem Balancing ist ja nur ein Anstoss zur Lösung des Problems, das mir beim Ansehen des Screenshots, mit den stark unterschiedlichen Ladungen, in den Sinn kam. Natürlich kanns auch was anderes sein, ich habe es allerdings schon 2x erlebt, davon 1x am eigenen Batteriepack. Möglich ists also, aber es wird übersehen, da den meisten der Sinn des Balancing, der Ladungsausgleich unterschiedlich geladenen Zellen, gar nicht klar ist. Ich geh mal ins technische:

Sind die Zellkapazitäten sehr nahe beieinander, können 200mA, wie beim Urs, ausreichen. Am deutlichsten macht es ein einfaches Rechenbeispiel (tiefergehende Faktoren lasse ich aussen vor): Nehmen wir an die Batterien werden 4std am Tag geladen, dann sind sie voll. Die restlichen 20std kann das Balancing arbeiten. Davon entfällt auf jede Zelle 1/4 der Zeit (bei typischerweise 4 Zellen), denn das Balancing findet nicht gleichzeitig statt, also 5std am Tag. Dann kommt man mit Urs´ BMS der nur 200mA kann auf täglich 1Ah. Das bedeutet, der Unterschied der Zellkapazitäten sollte nicht über 2Ah sein, sonst ergibt sich mit der Zeit ein immer größerer Ladefehler.

Der Ladefehler kommt folgendermaßen zustande: Die schlechteste Zelle (mit am wenigsten Ah) ist am schnellsten voll. Sobald eine Zelle voll ist, wird der komplette Ladevorgang vom BMS angehalten, um diese Zelle nicht zu überladen und mit der Zeit zu ruinieren. Die anderen Zellen werden dadurch niedriger geladen. Beim Entladen wird allen Zellen gleich viel Ladung entnommen. Beim nächsten Aufladen ist die schlechte Zelle wieder als erste voll geladen und die guten Zellen werden wieder ein Stück weniger geladen. Mit jedem Ladevorgang nimmt also die Ladung der guten Zellen ein wenig ab. Also ein schleichender Prozess. Irgendwann ist dann die Kapazität so gering, dass das Batteriepaket scheinbar kaputt ist, die Spannung zu gering und der BMS die Unterspannungsabschaltung aktiviert. Der Ladungsausgleich beim Balancing soll das verhindern.

Bei mir war das nach 1 Jahr täglicher Nutzung soweit. Mein alter BMS hatte 200mA Balancestrom. Ich hatte die Möglichkeit die Kapzität der Zellen daraufhin zu messen: Der Unterschied schlechteste>beste Zelle war 7Ah, bei 280Ah die die Zellen eigentlich haben sollten. Das sind nur 2,5% Abweichung. Seit ich den BMS mit 2A Balancing drin habe, ist Ruhe in der Richtung.

Schaltet man die Verbraucher eine Weile ab und das BMS läuft weiter (zb, beim übern Winter einmotten des Fahrzeugs) hat das BMS natürlich mehr Zeit für das Balancing, und kann den evt Fehler kompensieren.

Die BMS Hersteller empfehlen für höhere Zellkapazitäten externe Balancer und haben das auch im Angebot. Oft mit weit mehr als 2A. Bei den roten Daly BMS wird extra darauf hingewiesen. Ausserdem unterliegen die Zellen ja auch Alterung, verlieren mit der Zeit an Kapazität, aber natürlich nicht jede Zelle im selben Maß. Also lohnt sich in der Richtung voraus zu denken.

Urs

Zitat von pseudopolis

Schaltet man die Verbraucher eine Weile ab und das BMS läuft weiter (zb, beim übern Winter einmotten des Fahrzeugs) hat das BMS natürlich mehr Zeit für das Balancing, und kann den evt Fehler kompensieren.

Weiss jetzt nicht wie es andere BMS das handhaben, aber meiner von Electrodacus ballanciert ausschliesslich während des ladens. Das heisst ab der eingestellten Schwelle von 3.40V wird balanciert. Da ist nichts mit jeden Tag nach dem LAden über Stunden ballancieren oder gar über Winter stehen lassen und es ballanciert sich (ausser wenn ich im Winter nachlade natürlich). Und es funktionierte bisher trotzdem tadellos auch mit dem sehr begrenzten Strom über eine sehr begrenzte Zeit. Mit dem Gleichen BMS funktioniert es offenbar auch ganz gut in Hausinstallationen, vielleicht dort sogar besser da die typischerweise jeden Tag einen Ladezyklus fahren wo ich im Vergleich nur alle Schaltjahre mal einen Ladezyklus fahre. Es ist spezifiziert für Anlagen mit bis zu 24kW Solarleistung und bis zu 750A Batteriestrom an 12 oder 24V.

Keine Ahnung, vielleicht hatte ich aber bisher auch nur Glück, oder der Mehrpreis für meine (Winston-)Zellen zahlt sich doch aus, oder das System funktioniert doch wie vom Entwickler gedacht auch mit nur 200mA Balancerstrom? Ich weiss es nicht.

Aber natürlich, wenn eine Zelle mal extrem weit abdriftet (aus welchen Gründen auch immer) wird mein BMS das nicht mehr reissen können. Aber dann habe ich ein Systemfehler den ich angehen muss (und wie ich vermute auch der OP). Denn ich bin nachwievor der Meinung dass wenn die Zellen so weit voneinander driften dass balancieren mit mehreren A nötig werden, ein Systemfehler vorliegt, der im besten Fall mit volladen der einzelnen Zellen und/oder durch beheben von allfälligen Kontaktproblemen vielleicht beizukommen sind. Im Schlechtesten Fall sind die Zellen wirklich zu unterschiedlich und funktionieren wirklich nicht zusammen oder sind defekt, woran ich aber im Moment noch nicht bereit bin zu glauben. Aber wer weiss, vielleicht bin ich mit der Einschätzung auch völlig auf dem Holzweg...

PS: Auch wenn das geschriebene jetzt nach einer tollen Werbebotschaft für mein BMS sich anhört: Das Teil hat auch Sachen die gar nicht so schön gelöst sind...aber das würde zu weit führen darauf hier einzugehen und ist für diesen Thread eigentlich auch nicht relevant.

Gruss

Urs