Li-Akku Batteriemanagement

Vielen Dank Sonnentau.
Ja, ich werde den beschriebenen Bleilader verwenden der die Spannung zurückfährt. Da die Li-Zellen keinen flüssigen Elektrolyten haben kann ja auch nichts „kochen“ und „austrocknen“ wie bei den Bleiernen. Darum interessiert es mich eher theoretisch ob eine weiterhin anliegende Ladeschlußspannung nach dem Abklingen des Ladestroms schädlich ist. Verträgt die Li-Zelle das problemlos, könnte man sich ja ganz einfache Ladegeräte vorstellen.

Holger,
Schaltung, Layouts und die Software musste ich natürlich erstellen um das System realisieren zu können. Habe aber keinerlei Ambitionen es in irgendeiner Form zu vermarkten. Es wurde nur einmal gebaut und kommt in das ATEGO-WoMo. Die Beschreibung sollte nur informieren bzw. eventuellen Selbstbauern eine weitere BMS-Umsetzung aufzeigen.

LG, Michi

Zitat von MuPeBe

Ich muss sagen man muss sich schon ganz toll anstrengen um hier die Technologien noch zu verstehen, zumindest versuche ich es

Hallo Peter,

in diesem Punkt sehe ich bei Dir überhaupt kein Problem

Danke für Dein Lob. Ich bin immer platt wenn ich Deine Beiträge lese.

Schönen Abend, Michi

Wow, sogar eine Anerkennung vom Elektrik-/Elektronik-Experten. Danke Picco!

Hallo Bilgenlobster,

da Du ein Li-Batterie-Management-System selbst bauen möchtest gehe ich davon aus, dass Du Elektronikentwicklung, Controller-Programmierung, Layouterstellung und Hardware-Realisierung beherrschst und die entsprechenden Tools zur Verfügung hast. Aufgrund Deiner Fragestellung bin ich mir da nicht ganz sicher. Bitte bestätige das nochmal bevor wir uns in Details verlieren
LG, Michi.

Hallo Bilgenlobster,

hoffentlich habe ich Dich mit meiner Nachfrage nicht verschreckt, das war keinesfalls meine Absicht. Nachdem ich nun nicht weiß ob Du Dein BMS selbst bauen möchtest versuche ich zumindest Deine Fragen zu beantworten.

Zitat von bilgenlobster

1.In Deiner Regelung wird bei Überspannung einer Zelle die überschüssige Energie in den Widerständen in Wärme umgewandelt. Ist dies auch bei den Steuerung der Fa. ecs oder wird dort der Ladevorgang für alle Zellen unterbrochen.

Ja, das ist auch bei ecs so, allerdings nur 1A Balancingstrom. Meiner Ansicht nach etwas wenig, besonders bei höheren Ladeströmen. Der Ladevorgang wird erst bei weiterem Spannungsanstieg (z.B. 3.9V) unterbrochen. Dies ist aber eigentlich schon ein ungewolltes Ereignis. Der Laderegler begrenzt ja die Spannung und einzelne Zellen werden durch das Balancing "eingefangen".

Zitat von bilgenlobster

2. Wie hast Du die Bestellung der Zellen direkt in China durchgeführt und welcher Kostenvorteil entsteht dadurch.
3. Wie lassen sich die Transport- und Zollkosten kalkulieren. Meines Wissens nach gehen die zu Lasten des Käufers.

Einfach über die Winston-Seite ein Angebot eingeholt und dann bestellt. Transport, Zoll, Einfuhrumsatzsteuer kommen noch dazu. Der Kostenvorteil ist nicht so erheblich gegenüber den Importeuren die ich angegeben habe.

Zitat von bilgenlobster

Ich kann die Zellen nur in einem Außenstaukasten unter dem Boden des Womo unterbringen. Die Montage muss ebenfalls in diesem Kasten erledigt werden, da ich nur einzelne Zellen durch die Klappe einbringen kann. In diesem Raum sind auch teile des Hilfsrahmens vorhanden.

Das wird wahrscheinlich schwierig. Die Zellen sind ja mit den stromführenden Kupferblechen verbunden und werden mit dem Montageset zusammengehalten. Schau Dir mal das Bild vom kompletten Block an. Hier kannst Du erkennen wo Du schrauben musst.

Zitat von bilgenlobster

4. Wie groß sollte der Abstand zwischen den spannungsführenden Teilen der Batteriezellen und dem Hilfsrahmen mindestens sein.

Nun ja, die Spannungen sind ja gering. Überschläge wird es nicht geben. Aber der Strom ist gigantisch. Wenn der Pluspol den auf Masse liegenden Hilfsrahmen berührt und 8000A fließen bleibt das nicht ohne Auswirkungen.
Also, die Zellen müssen ganz sicher fixiert sein und ein paar Zentimeter Abstand sind empfehlenswert. Vielleicht kann jemand noch einen Wert aus entsprechenden Vorschriften beisteuern.

Zitat von bilgenlobster

5. Hast Du schon Erfahrungen mit welcher Abwärme beim laden des Batterieblocks zu rechnen ist.

Nein, hab ich noch nicht. Wie bereits geschrieben erwarte ich keine nennenswerte Erwärmung aufgrund der Niederohmigkeit. Kommt natürlich immer auf die Höhe der Lade- und Entladeströme im Verhältnis zur Kapazität an. Bei 400Ah-Zellen wird man nicht über 0.5C (200A) kommen. Da viel mehr zulässig ist erscheint wir dieser Wert unkritisch. Ganz anders sieht es mit den Balancing-Modulen aus. Die von mir gebauten erzeugen pro Stück 15W Verlustleistung. Nehmen wir mal an 4 Stück sind aktiv, muss die Wärme von 60 W abgeführt werden. In einem dichten Kasten sicherlich kritisch. Eine Belüftung des Kastens im Außenbereich fördert Feuchtigkeit hinein. Für die Elektronik natürlich nicht akzeptabel. Die LiPros von ecs haben nur ca. 4W Verlustleistung. Mit denen geht es vermutlich im geschlossenen Kasten. Eine andere Möglichkeit besteht darin die Balancing-Module in den Innenraum zu verfrachten und mittels Kabeln mit den Zellen zu verbinden. Durch den Spannungsabfall wird aber die Spannungsmessung und damit die Balancing-Aktivierung ungenauer.

Gruß, Michi

Hallo Sonnentau,

ich denke den Balancing-Strom muss man im Verhältnis zum Ladestrom sehen. Wie viel Ladestrom können die LiPros mit 1A Balancing-Strom noch beherrschen? Ich meine bei den Winston-Zellen.
Noch eine andere Frage: Schalten die LiPros bei der Spannungsmessung den Balancing-Strom kurz ab? Das wäre im Hinblick auf den Spannungsabfall (Messgenauigkeit) wichtig wenn Zellen und LiPros getrennt angeordnet sind.

Gruß, Michi

Hallo Sonnentau,

also, ich bin mit meiner Selbstbaulösung absolut zufrieden, sie funktioniert perfekt. Wenn es nur um mein Fahrzeug ginge, könnten wir das Thema beenden.

Worum geht es:
Nicht jeder der sein Mobil mit Li-Akkus ausrüstet, möchte/kann ein BMS selbst bauen. Jetzt stellt sich die Frage wo die LiPros ihre Grenzen haben. Wenn man schon einen großen Li-Block einbaut empfiehlt es sich auch das Fahrzeug (Transporter, LKW) aus dieser Quelle zu speisen um Gewicht zu sparen und die Ladetechnik zu vereinfachen. Das Bordnetz des Fahrzeugs muss aus Sicherheitsgründen aber fest mit dem Akku verbunden werden, eine Trennung durch das BMS ist nicht zulässig. LKW-Generatoren laden den Akku mit bis zu 100A. Lädt sich jetzt eine Zelle schneller auf und die Spannung bricht nach oben aus, MUSS das Balancing die Zelle unter 4.0V halten können. OVP kann ja den Generatorstrom nicht unterbrechen. Denkst Du dass für diese Anwendung die LiPros mit 1A Balancingstrom auch geeignet sind?

Danke + Gruß, Michael

Hallo Sonnentau,

besten Dank für Deine Erläuterung. Viele von uns betreiben ihr Mobil an den Gewichtsgrenzen (3.5t bzw. 7.5t) und wir hirnen intensiv wo noch Gewicht einzusparen ist. Ein gemeinsamer Akku-Block für Fahrzeug und Aufbau, vorzugsweise in Li-Technik, bietet sich natürlich an. Durch das Batterie-Monitoring kann man ein zu tiefes Entladen verhindern, so dass das Starten des Fahrzeugs immer möglich ist. Klar ist es sicherer getrennte Akkus zu verwenden. Wenn man aber nicht zu einem Paradigmenwechsel bereit ist, kommt man auch nicht vorwärts. Da der Generator nicht durch das BMS vom Akku getrennt werden darf habe ich nach anderen Lösungen gesucht. Der Balancingstrom beträgt bei meiner Ausführung 4A um vorauseilende Zellen abzubremsen und nicht auf OVP für den Generatorstrom angewiesen zu sein. Zusätzlich wird bei höherer Zellenspannung (3.9V) im Führerhaus ein Alarm ausgelöst um manuell eingreifen zu können. Interessant wäre eine käufliche Lösung für diese Konstellation, da ja nicht jeder ein dafür geeignetes System selbst bauen kann.

Gruß, Michi