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LiFeYPO4 12 V Batterie Balancing durch Einzelzellenladung 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 ... 11


MountainBiker am 28 Jul 2019 16:11:33

Hysterese zwischen Laden und Entladen


Richtig erkannt! Und in Verbindung mit dem geringen Spannungshub (ca. 1mV/Ah bei 100Ah Zellen) ein sehr schwieriges Unterfangen! Wie im Artikel auf "elektroniknet" beschrieben muß dies dann individuell an die verwendeten Zellen und Ladetechnik einzelne "Kennlinien" ermittelt werden:
- Ladekennlinie (in Abhängigkeit vom Strom);
- Entladekennlinie (in Abhängigkeit vom Strom);
- Ruhespannungskennlinie;
Und dann hat man die Parametrisierung nur für einen Akkutyp!

Anzeige vom Forum

Hier findest Du vielleicht schon, was Du suchst: --->Link

George67 am 28 Jul 2019 22:03:50

MountainBiker hat geschrieben:....... einzelne "Kennlinien" ermittelt werden:
- Ladekennlinie (in Abhängigkeit vom Strom);
- Entladekennlinie (in Abhängigkeit vom Strom);
- Ruhespannungskennlinie;
Und dann hat man die Parametrisierung nur für einen Akkutyp!


Ja. Und für eine Temperatur, für einen Alterszustand und für EINEN Akkusatz.

Dieser Thread enthält fast alles zum Thema BMS, Life und deren Probleme, was ich je schreiben wollte, vielleicht nicht so schön strukturiert, aber alles wichtige ist da. Man muss es nur sehen und erkennen.

Chapeau!

George67 am 28 Jul 2019 22:22:32

Ich muss ergänzen: Der
--> Link
gehört auch dazu.

Hans Kroeger am 29 Jul 2019 06:00:54

George67 hat geschrieben:Ich muss ergänzen: Der
--> Link
gehört auch dazu.


Ja, genau!.......aber......
mir fällt immer mehr auf, dass es zwischen den praktischen Erfahrungen mit Yttrium dotierten LFP Zellen und den Testberichten bzw. wissenschaftlichen Arbeiten über "die anderen" gewöhnlichen LFP Zellen, auch solchen mit der Nanophosphat Technologie (A123), erhebliche Unterschiede zu geben scheint. Über die besonderen Eigenschaften der Yttrium dotierten Zellen finde ich kaum wissenschaftliche Abhandlungen von unabhängiger Seite.
Lars (lisunenergy) oder Sonnentau berichten dankenswerterweise, dass die Winston Zellen wohl viel robuster sind, als die verfügbaren Arbeiten über die LFP Zellen (ohne Yttrium Dotierung) erwarten lassen.
Eine Bitte in die Runde hier: wer belastbare Veröffentlichungen oder eigene Testergebnisse kennt/hat speziell zu den Yttrium dotierten Zellen, die hier noch nicht genannt wurden, möge dies doch bitte berichten.
Servus Hans

Hans Kroeger am 29 Jul 2019 06:46:38

Laut gedacht:
es gibt sehr preisgünstige passive Balancermodule für 1,7 A. Diese kann man parallel zu den schwachbrüstigen Prints schalten.


Ich hatte überlegt, ob man bei solchen Schaltungen auch einen Relaiskontakt zwischen Zelle und Balancer schalten muss, so wie ich das bei meinen Einzelzellenladern gemacht habe. Dieses Relais mit 4 Kontakten wird bei OVP/LVP geöffnet.
Jetzt ist mir aber aufgefallen, dass diese Balancer den Strom mit einem Zweipunktregler Ein oder Ausschalten.
Das bedeutet aber auch, dass bei abklingendem Ladestrom jeder Balancer irgendwo zwischen 3,5 V und 3,6 V stoppt. Damit werden die einzelnen Zellen "nur" mit einer Genauigkeit von 0,1 V ausbalanciert.
Entweder war die Diskussion über das Laden/Balancing mit mV Genauigkeit Unsinn, oder diese passiven Balancer sind untauglich.
Bin gespannt was ihr dazu meint!
Servus Hans

Hans Kroeger am 29 Jul 2019 07:03:13

Hans Kroeger hat geschrieben:Laut gedacht:......
Entweder war die Diskussion über das Laden/Balancing mit mV Genauigkeit Unsinn, oder diese passiven Balancer sind untauglich.
Bin gespannt was ihr dazu meint!


ich ziehe meine Frage zurück! Die mV Diskussion betraf ja eigentlich nur den mittleren SOC Bereich.....

George67 am 29 Jul 2019 09:18:27

Thema BMS:
Über eine Funktionen und den notwendigen/sinnvollen/üblichen Umfang habe ich schon was gesagt, und möchte nochwas ergänzen.
Vorher folgende Anmerkung: "Battery management SYSTEM" heisst nicht notwendigerweise, dass alle Funktionen dafür in einer Box, auf einem Print, zum Akku dazugehörig oder eingebaut sind. Das können auch getrennte Einheiten oder Module sein, wo die verschiedenen gewünschten Funktionen implementiert werden.

Zu den gewünschten Funktionen gehören natürlich NOTabschaltungsfunktionen wie
- Spannungsschutzschaltungen
- Überstromschutzschaltungen
- Temperatur

und ich möchte dazunehmen die Funktionen für Betriebsparameter wie
- verschobenene Spannungsgrenzen wie 10-90 % Spannungsbereich ( bei Li Ion) oder 50 bis 100 % (bei Blei)
- Ladestrom (CV-CC Kennlinie)
(Ergänzunge erwünscht)

Die Trennung von Notfunktion von Betriebsparametern hat natürlich den positiven Effekt, dass man zwei getrennte Kreise für die betreffende Funktion hat - eine Frage der Betriebssicherheit im Fehlerfall -, aber auch dass man verschiedene Grenzen benutzen kann.

Betrachtet man das zusammen, kommt dem jeweiligen Ladegerät eine wichtige Funktion zu - es entscheidet nämlich über den Ladestrom in Abhängigkeit von der Spannung.
Damit kann ich endlich den Booster erwähnen - eigentlich gebaut für Bleiakkus, um sie schneller zu laden, vor allem dann, wenn das rudimentäre "BMS" im Auto die Spannung (für Blei) nicht auf Ladeschlusspannung heben will, oder weil "Intelligente" Lichtmaschinensteuerung gerade Benzinersparnis für verringerte Verluste machen. Diese Booster sind nett, aber eben für Blei gemacht, und nicht für LiFe, das darf nicht übersehen werden.

Und jetzt kann ichs endlich erwähnen - dieser Booster sollte nämlich nicht nur spannungs- und stromgesteuert, sondern auch temperaturgesteuert sein. Die Eigenschaften der LiFes ändern sich bei 0 Grad doch nicht digital - + 1 Grad geht, -1 Grad geht nicht. Es ist die Verlangsamung der chemischen Prozesse im Akku, die einfrieren. Also müsste man den Ladestrom nach einer Temperaturkurve zurücknehmen, von vollem Strom (Beispiel) bis 15 Grad, bis hinunter zu null, bei 0 Grad. Bei einige Akkus darf ja sogar eine Schnarchladung von einem oder 2 A (oder 1/20 C) vorgenommen werden, das wäre exakt die Aufgabe eines Boosters, oder auch der Solarlader.

Damit wäre die gesamte Diskussion um die LiFes, die bei minus 20 Grad von der Lima abgeschossen werden, hinfällig.
Und so verstehe ich "BMS", eine Gesamtsumme aller notwendigen Schutz- und Regelfunktionen, die verhindert, dass der Akku zerstört wird.
Im Falle der aktuellen Schaltungen, die hier diskutiert werden, wäre zumindest eine temperaturabhängige Ladeabschaltung (eine harte Abschaltung) mit einem simplen Bausatz von Conrad machbar, für 5 Euro. Eine Ausrede, warum man das nicht macht, sehe ich nicht. Besonders dann nicht, wenn man "eigentlich nicht im Winter fährt".

Dass in einer weiteren Ebene darüber der Benutzer nochmal ein Auge auf Ladungszustand, Verbrauch und SOC haben kann/soll, ist dann wieder ein anderes Thema.

Hans Kroeger am 29 Jul 2019 10:44:30

George67 hat geschrieben:Und jetzt kann ichs endlich erwähnen - dieser Booster sollte nämlich .......auch temperaturgesteuert sein.......das wäre exakt die Aufgabe eines Boosters, oder auch der Solarlader.
Damit wäre die gesamte Diskussion um die LiFes, die bei minus 20 Grad von der Lima abgeschossen werden, hinfällig.

Hallo Sunlight, prima Übersicht hast Du geliefert!!

Thema Temperaturabschaltung.
1. Ich verwende den Votronic Triple, der auch seinen Bosster und den Solarregler bei Temperaturen unter 0°C auf niedrigen Strom zurückfährt.
2. Ich verwende zusätzlich 2 Thermostatmodule, deren Temperaturlimits beliebig eingestellt werden können,
z.B. Lowtemp +10°C und HighTemp +35 °C. In meinem Fall ist das ein Temperaturbereich, der von mir keine Einschränkungen verlangt. Asserdem kann ich die Funktion mit einem Schalter deaktivieren.....
Die Module schalten bei Verlassen des Temperaturfensters über den entsprechenden Eingang des Triple alle Ladefunktionen ab (auf 12,8 V Erhaltungsladung), auch den Booster. Ebenso schalte ich meine Brennstoffzelle aus.
Die Thermostatmodule sind billig und überall zu bekommen:
--> Link

Ein kleiner Nachteil ist, dass der Strom der Module von 20 mA auf 70 mA steigt, sobald das Relais einschaltet.
Ich habe das Relais durch einen MOSFET ersetzt, so dass der Strom jetzt mit 20 mA konstant bleibt.
Servus Hans

lisunenergy am 29 Jul 2019 11:39:57

Also die Booster mit Lifepo4 Einstellungen haben eine Temperaturregelung. Jedenfalls die von Votronic. Bis jetzt ist es bei Winston überhaupt kein Problem. Natürlich wird der Akku schon ab 9 Grad plus extrem träge. Das merkt man aber nur bei kleiner Kapazität und hoher Last.
Aber auch hier will mein 40Ah von ich glaube 2011 nicht sterben. Dieser wird jeden Tag für bis zu 6 Tassen Kaffee
Über dem möglichen belastet. 4C also 160A.

George67 am 29 Jul 2019 18:41:16

lisunenergy hat geschrieben:Also die Booster mit Lifepo4 Einstellungen haben eine Temperaturregelung. Jedenfalls die von Votronic. Bis jetzt ist es bei Winston überhaupt kein Problem. Natürlich wird der Akku schon ab 9 Grad plus extrem träge. Das merkt man aber nur bei kleiner Kapazität und hoher Last.

Es gibt/müsste geben 2 verschiedene Temperaturregelungen: Die Regelung (CV) der oberen Spannung nach der Akkutemperatur, und die lineare Abregelung des Stromes (CC) bei zu niedriger Temperatur, z.B. unter +10 bis auf 0 (oder Schnarchstrom) bei 0 Grad. Das letztere zumindest meiner Meinung nach, Chemie wird ja nicht bei exakt 0 Grad plötzlich träge, sondern das geht auch mit der Temp runter.

lisunenergy hat geschrieben:Aber auch hier will mein 40Ah von ich glaube 2011 nicht sterben. Dieser wird jeden Tag für bis zu 6 Tassen Kaffee
Über dem möglichen belastet. 4C also 160A.

Entladestrom können Li Zellen in aller Regel ziemlich gut, die älteren Chemievarianten mit kleinerer Kapazität sowieso.

Hans Kroeger am 29 Jul 2019 19:47:36

George67 hat geschrieben:Es gibt/müsste geben 2 verschiedene Temperaturregelungen: Die Regelung (CV) der oberen Spannung nach der Akkutemperatur, und die lineare Abregelung des Stromes (CC) bei zu niedriger Temperatur, z.B. unter +10 bis auf 0 (oder Schnarchstrom) bei 0 Grad.

Ich sehe das für meine Anwendung sehr pragmatisch:
Angenommen, mein Womo steht vor dem Haus im Winterschlafmodus. Es ist kalt, unter 0°C.
1. Ich will nur kurz wegfahren um Holzlatten bei OBI zu holen. Ich schalte die Fahrzeug-Standheizung ein und erwärme das Fahrerhaus, bis Schnee und Eis von der Windschutzscheibe tropfen. Das geht mit der Bleibatterie, die speziell für die Standheizung da ist. Beim Fahren sorgt mein Thermostat Modul dafür, dass die LFP Batterie nicht vom Booster oder dem Solarregler geladen wird.
2. Ich will zum Skifahren in die Berge. Am Tag vor der Abfahrt schalte ich die Womo Heizung ein und erwärme die Wohnkabine auf gut 24 °C. Dabei sollte sich die LFP Batterie über +10 °C erwärmen (eines der Heizungsrohre geht durch den Batterieraum). Dann soll der Thermostat automatisch die Ladung durch das Netzladegerät freigeben. Das sollte spätestens 5 Stunden vor der Abfahrt geschehen, damit die LFP Batterie sicher voll ist. Eine halbe Stunde vor Abfahrt schalte ich die Fahrzeug-Standheizung ein und erwärme das Fahrerhaus, bis Schnee und Eis von der Windschutzscheibe tropfen, dann kann die Reise losgehen. Auf der Reise bleibt die Batterie immer über +10 °C...
3. Mein Womo stand jetzt im Sommer mit der Fahrzeugseite, hinter der sich der Batterieraum befindet, sonnenzugewand. Selbst bei den extremen Temperaturen in der vergangenen Woche war der Batterieraum nie über 30 °C, Dank der hervorragenden Isolation. Das sollte also eigentlich kein Problem werden. Aber im Falle des Falles: Eine Abregelung der Spannung bei hohen Temperaturen (beispielsweise über +35°C) erledigt dann wiederum mein Thermostat, indem er den Votronic Tripl und die Brennstoffzelle abschaltet.
Ich mache mir also wegen der niedrigen oder hohen Temperaturen keine Sorgen um meine LFP Batterie.
Servus Hans

Hans Kroeger am 04 Aug 2019 09:00:35

Hallo "Einzelzeller",
nachdem hier inzwischen zum Thema wohl alles gesagt wurde will ich hier noch zum Abschluss meine letzte Messkurve zeigen. Sie bestätigt, dass man mit einfachen Mitteln bei einer Zellenspannung bis 3,5 Volt Balancieren kann.
Ob sich bei den Winston Zellen der Aufwand lohnt kann ich nicht beurteilen. Von den Berichten über praktisch Erfahrungen abgeleitet habe ich inzwischen auch meine Zweifel. Immerhin schätze ich, dass "meine" Methode des aktiven Balancings den Zellen nicht schadet......
Servus Hans

George67 am 04 Aug 2019 11:55:45

Hans Kroeger hat geschrieben: Immerhin schätze ich, dass "meine" Methode des aktiven Balancings den Zellen nicht schadet......
Servus Hans

Sie könnte das parallele Laden ("initialisieren") der Erstinstallation ersetzen.

Hans Kroeger am 04 Aug 2019 17:05:31

George67 hat geschrieben:Sie könnte das parallele Laden ("initialisieren") der Erstinstallation ersetzen.

Das hoffe ich auch, nachdem ich bei einem Test eine Zelle bewusst durch zus. Ladung aus dem Tritt gebracht habe. Ich habe sie danach mit meiner Einzelzellenladung "wieder eingefangen". Eine Initialisierung habe ich danach nicht mehr gemacht.....mal sehen, wie sich das über längere Zeit verhält. Ich bin ganz optimistisch.
Jedenfalls werde ich zunächst mal "im Normalfall" bis 13,9 V laden, und (wie die Amis das nennen) alle par Wochen einen "Balancing Day" abhalten, bei dem dann alle Zellen auf 3,5 V geladen werden.......

George67 am 16 Aug 2019 11:12:50

Hans Kroeger hat geschrieben:Hallo sunlight,
ich hoffe, dass Du Erfolg hattest!
hier noch eine interessante Darstellung von Peter Keil, aus der man ersieht, wie LiFePO4 Zellen in Ruhephasen altern, abhängig vom Ladezustand SOC.


Besonders interessant ist die Tatsache, dass die Alterung im Bereich 100% .....80% SOC etwa gleich ist (6% in 9 Monaten), und erst bei etwas unter 70% SOC deutlich zurück geht auf etwa 2,5% in 9 Monaten, alles bei 25 °C. Bei 40 °C sind die Werte doppelt so hoch.
Ob das auch für die mit Ytrium dotierten LFP Zellen von Winston gilt????


Servus Hans

Hans, gerade hab ichs im anderen Thread auch geschrieben, das Zitat von Keil ist für LiIon, nicht für LiFexx. Weder mit noch ohne Y.

Hans Kroeger am 16 Aug 2019 14:48:31

George67 hat geschrieben:
Hans, gerade hab ichs im anderen Thread auch geschrieben, das Zitat von Keil ist für LiIon, nicht für LiFexx. Weder mit noch ohne Y.

......Hast Du genau hingesehen?......rechts oben!
Servus Hans

George67 am 16 Aug 2019 15:27:21

Hans Kroeger hat geschrieben:......Hast Du genau hingesehen?......rechts oben!
Servus Hans

Nein, hab ich offenbar nicht! :mrgreen:
LFP ist tatsächlich LiFexx..... hast du aber gut versteckt.

Trotzdem, Prüfung für mich nicht bestanden ! :-o

Hans Kroeger am 16 Aug 2019 16:26:49

George67 hat geschrieben:Trotzdem, Prüfung für mich nicht bestanden ! :-o

Wegen ordentlichem Benehmen und der stets freundlichen Mitarbeit machen wir eine Ausnahme,....die Prüfung wird als bestanden gewertet... :-o

Variophoenix am 17 Aug 2019 17:18:32

egocogito hat geschrieben:Hallo Variophoenix, wie oft machst du das Balancieren und vor allem wie, nimmst du dir jede Zelle einzeln vor?

Ich habe einfach 5 Kabel von der Batterie rausgeführt.

Nach 6 Wochen seit meinem letzten manuellen balancieren bin ich von 5mV auf nur 15mV gestiegen.
Als ich mal bis 20% entladen habe, also gut 1200Ah war der drift nach dem Vollladen bis 14V bei 30mV.
Doch innerhalb der nächsten Tage ging er wieder dorthin zurück wo er zuvor war ohne balancing.

Acki am 17 Aug 2019 17:26:15

Variophoenix hat geschrieben:...
Ich habe einfach 5 Kabel von der Batterie rausgeführt.
...


Sorry ... Das verstehe ich nicht ganz ...
Je ein Kabel von jedem Plus-Pol und ein gemeinsames für den Minus-Pol?!
Funktioniert das?
Oder habe ich Dich völlig falsch verstanden?

gordan am 17 Aug 2019 17:39:30

Bei Reihenschaltung wird Minus mit nächsten Plus verbunden!
Dann reichen nur fünf Kabel? :)

Beste Grüße
Gordan

Acki am 18 Aug 2019 08:43:38

gordan hat geschrieben:Bei Reihenschaltung wird Minus mit nächsten Plus verbunden!
Dann reichen nur fünf Kabel? :)

Beste Grüße
Gordan

Unbefriedigende Erklärung!
Wenn ich in einem seriellen Verbund die Spannung einzelner Zellen gegen die gemeinsame Masse messe, dann erhalte ich jeweils die Summe der Spannungen der "vorgehängten" Zellen.
So lässt sich keine einzelne Zelle messen oder laden (mit Ausnahme der ersten).
Wenn man eine einzelne Zelle messen oder laden will, geht das doch nur mittels ihrer eigenen Pole!?
Dann brauche ich aber 8 Kabel ...

George67 am 18 Aug 2019 09:01:36

Acki hat geschrieben:Dann brauche ich aber 8 Kabel ...

Von denen 3 Paare das gleiche Potenzial haben. Also doppelt sind.

MountainBiker am 18 Aug 2019 09:36:42

Hallo,

natürlich reichen 5 "Drähte":

Bild

Acki am 18 Aug 2019 09:51:38

omg ... wo war ich nur ...




Ich danke Euch! :oops:

Hans Kroeger am 18 Aug 2019 10:10:13

[quote="MountainBiker"]Hallo,

natürlich reichen 5 "Drähte":

Gutes Prinzipbild, aber bevor das jemand so nachbaut habe ich hier einige Zusatzsicherungen in Blau eingezeichnet......die man nicht vernachlässigen darf.....Sevus Hans

MountainBiker am 18 Aug 2019 10:34:56

Hallo Hans,

1. Warum eine einfache Schematische Darstellung aus den Kontext reissen und verkomplizieren?
2. Die Wahl und Art der Absicherung der "Abgriffe" hängt natürlich stark vom verwendeten BMS/Balancer-System, der geometrischen Anordnung der Zellen und dem Ladestrom der Einzelladung ab und kann nicht pauschaliert dargestellt werden ist aber immer "nah" am Abgriff zu realisieren!

Meine Meinung dazu!

Stocki333 am 18 Aug 2019 11:18:42

Hallo Acki
Ich bin fertig mit der Welt für heute. werde wohl noch immer lachend ins Bett .....
Franz

Hans Kroeger am 18 Aug 2019 17:24:57

MountainBiker hat geschrieben:Hallo Hans,
1. Warum eine einfache Schematische Darstellung aus den Kontext reissen und verkomplizieren?

Du hättest Recht, wenn Du alle Sicherungen weg lässt.
2. Die Wahl und Art der Absicherung der "Abgriffe" hängt natürlich stark vom verwendeten BMS/Balancer-System, der geometrischen Anordnung der Zellen und dem Ladestrom der Einzelladung ab und kann nicht pauschaliert dargestellt werden ist aber immer "nah" am Abgriff zu realisieren!

genau deshalb habe ich sowohl Leitungen Hochstrom/Niedrigstrom unterschieden, und den Ort der Sicherungen nahe den Polen eingezeichnet.

Beim Thema Sicherungen habe ich während meiner Beratertätigkeit gelernt, immer sehr präzise zu sein.
Ein Wohnmobilhersteller hatte grundsätzlich die Sicherung "als Geräteschutz" an das batterieabgewandte Ende der Leitungen montiert... :x
Immerhin war er nicht beratungsresistent. Er hat seinen Elektriker für einen halben Arbeitstag (!) zu mir in die Schulung geschickt. Jetzt sitzen die Sicherungen in seinen Fahrzeugen nahe den Polen der Batterie, und ebenso wichtig (!), direkt hinter den Verzweigungen zu Kabeln mit dünnerem Querschnitt.
Auch das findest Du in dem von mir modifizierten Schaltplan.
Ein anderer Wohnmobilhersteller (inzwischen pleite), für den ich eine patentierte Frostschutzanlage entwickelt habe, hatte sich konstant geweigert eine Hauptsicherung zu installieren. Begründung: wir bauen seit Jahren Segelyachten ohne Hauptsicherung :roll: :eek: , und es ist noch nie was passiert. Kurze Zeit später brannte ein Wohnmobil des Herstellers ab.....kein weiterer Kommentar.
Oder wer weiß schon, dass die normalen KFZ Flachstecksicherungen nur bis 32 V zugelassen sind?.....also für ein 36 Volt Bordnetz ungeeignet sind. Das selbe gilt für eine Reihe von Sicherungshalterungen!
Wenn eine Yacht abfackelt, dann kann man dem Elektriker nur wünschen, dass er sein Handwerk verstand.....die Versicherung kommt ihm sonst auf die Schliche.
Ich weiß wovon ich rede, ich baue momentan eine Yacht um auf LFP Batterien, mit 36 V Antriebsmotor und 7,7 kW Batterieleistung.
Servus Hans

George67 am 19 Aug 2019 06:23:36

Die Sache wird kompliziert dadurch, dass es auch sowas
--> Link
Mit z.b. 58 V Spannungsfestigkeit gibt. Man kann also nicht alle KFZ Sicherungen über einen Kamm scheren.
Und darüber hinaus gibt es noch den Fall, dass die fragliche Leitung Sicherheitsrelevante Funktion hat,z.B. BMS, und nicht unterbrochen werden darf. Dann muss man sich nach alternativen Massnahmen umsehen.

Hans Kroeger am 19 Aug 2019 10:45:40

George67 hat geschrieben:Die Sache wird kompliziert dadurch, dass es auch sowas
--> Link
Mit z.b. 58 V Spannungsfestigkeit gibt. Man kann also nicht alle KFZ Sicherungen über einen Kamm scheren.

Hallo Sunlight,
Da bin ich ganz bei Dir, aber ich schrieb ganz bewusst von den "normalen" KFZ Sicherungen. Die 58 V Sicherungen zähle ich nicht dazu. Wenn man nach seriösen Lieferanten sucht, die die gesuchten Werte auch vorrätig haben, dann kann es schnell teuer werden...ich habe gerade für eine Handvoll 58 V Sicherungen über 50 Teuro bezahlt.

George67 hat geschrieben:Und darüber hinaus gibt es noch den Fall, dass die fragliche Leitung Sicherheitsrelevante Funktion hat,z.B. BMS, und nicht unterbrochen werden darf. Dann muss man sich nach alternativen Massnahmen umsehen.

Sorry Sunlight, da bin ich nicht bei Dir. In aller Regel wird die Sicherung zum Schutz des Kabels hinter der Sicherung eingesetzt, unabhängig (!) von den Funktionen des Kabels. Dabei wird die Sicherung nach dem Querschnitt des zu schützenden Kabels berechnet. Dazu gibt es Tabellen, die auch noch gewisse Randbedingungen berücksichtigen, z.B. ob das Kabel einzeln oder im Bündel verlegt ist...usw....natürlich richtet sich der Querschnitt des Kabels nach der Last oder der Stromquelle am Ende des Kabels, oder nach dem maximal akzeptablen Spannungsabfall des Kabels, oder auch nach praktischen Gegebenheiten, wie Verfügbarkeit, usw.....
Jedenfalls wählt man zuerst das Kabel, und erst dann die Sicherung, und das geschieht ohne Rücksicht auf die Funktion. Anmerkung: man darf natürlich immer auch einen kleineren Sicherungswert wählen, wenn es Gründe dafür gibt.
Bei einem "Kurzschluss" öffnet die Sicherung und verhindert eine Überlastung des Kabels (und der Verbindungen!!), und verhindert somit die Entstehung eines Kabelbrandes.
Wäre nun dieses Kabel Teil des unverzichtbaren BMS, dann würde das BMS bei einem Kabelkurzschluss sowieso ausfallen, und zwar mit oder ohne Sicherung.
Ohne überheblich sein zu wollen: Wie ich Dich kenne gibst Du Dir jetzt eine schlechte Note, und ich werde Dich wieder trösten müssen, aber das mache ich gerne.
Servus Hans

geralds am 20 Aug 2019 11:58:41

Hans Kroeger hat geschrieben:Hallo,

natürlich reichen 5 "Drähte":

Gutes Prinzipbild, aber bevor das jemand so nachbaut habe ich hier einige Zusatzsicherungen in Blau eingezeichnet......die man nicht vernachlässigen darf.....Sevus Hans


Hallo,

ich hatte mir für meinen selbst gebauten Li-Akku auch die Sicherungen zum Spannungsabgriff für das BMS bestellt.
Eingebaut habe ich sie dann nicht. Der Spannungsabfall war mir zu hoch. Bei dem Balancieren geht es ja "um jedes" mV.

Falls jemand jetzt mutmaßt, das ist nach VDE nicht erlaubt ist - doch ist es. Bei Aderlängen bis 1m und einer Verlegung, die einen Kurzschluss verhindert, die Last keinen höheren Strom zulässt als für das Kabel zulässig, .... darf auf eine Sicherung verzichtet werden.

Eine andere vielleicht eher bekannte Ausnahme bilden Kabel die nur einen Verbraucher versorgen. So dürfen als Beispiel Nachttischlampen oder Schreibtischlampen (Netzgeräte für Laptop, Rasierer usw. sind weitere Beispiele) mit einem dünneren Querschnitt versorgt werden, als die Absicherung der Steckdose es zulässt. (Die Kabellänge ist jedoch beschränkt, damit der Kurzschlussstrom noch zum Fließen kommt).

Man sollte sich jedoch immer des Risiko´s bewusst sein, wenn man vom "normalen" Pfad abweicht.

Gruß Gerald

George67 am 20 Aug 2019 20:25:48

Hans Kroeger hat geschrieben:Hallo Sunlight,
Da bin ich ganz bei Dir, aber ich schrieb ganz bewusst von den "normalen" KFZ Sicherungen. Die 58 V Sicherungen zähle ich nicht dazu. Wenn man nach seriösen Lieferanten sucht, die die gesuchten Werte auch vorrätig haben, dann kann es schnell teuer werden...ich habe gerade für eine Handvoll 58 V Sicherungen über 50 Teuro bezahlt.

Isch bin der George...

Du hast ganz recht, dass es verschiedene KFZ Sicherungen gibt.
Gerade deswegen hatte ich deine Aussage "..KFZ Sicherungen.... nur 32 Volt...." kommentiert mit "Man kann ... nicht alle KFZ Sicherungen über einen Kamm scheren".

Hans Kroeger hat geschrieben:Sorry Sunlight, da bin ich nicht bei Dir.


Das tut mir leid, aber damit wirst du leben müssen (und ich auch), denn ....

Hans Kroeger hat geschrieben:In aller Regel .................

Ebend. In aller Regel. Und keine Regel ohne Ausnahmen.

Hans Kroeger hat geschrieben:......wird die Sicherung zum Schutz des Kabels hinter der Sicherung eingesetzt, unabhängig (!) .........


Gekürzt, weil ich deinen Aussagen komplett zustimme. Eben bis auf die Ausnahmen.
Vielleicht waren BMS Leitungen nicht das beste Beispiel, aber weitere gibts wie Sand am Meer.

Und in den Ausnahmen wird, sinngemäß, nichts weiter gefordert als eine vergleichbare oder bessere Schutzfunktion.

Hans Kroeger hat geschrieben:Ohne überheblich sein zu wollen: Wie ich Dich kenne gibst Du Dir jetzt eine schlechte Note, ....

Ach ne, Hans, hier bin ich auf vertrautem Gebiet, da gibts das nicht so billig wie beim letzten Mal :mrgreen:

George67 am 20 Aug 2019 20:29:43

geralds hat geschrieben:Man sollte sich jedoch immer des Risiko´s bewusst sein, wenn man vom "normalen" Pfad abweicht.

Gruß Gerald

Ich gehe da sogar etwas weiter - ich bin mir nicht nur eines Risikos bewust, sondern suche angemessene Maßnahmen, um dieses (auch) zu reduzieren. So wie ich das oben schrieb.

Hans Kroeger am 20 Aug 2019 21:49:56

George67 hat geschrieben:Ach ne, Hans, hier bin ich auf vertrautem Gebiet, da gibts das nicht so billig wie beim letzten Mal :mrgreen:


Hallo George, (eigentlich würde ich Dich gerne Schorsch nennen, da ich bayerischen Ursprungs bin),
ich bin froh, dass Du Humor hast! ...zugegeben, das war schon etwas überheblich meine Zeilen.

Du bist vom Fach, lass mich/uns von Dir lernen!
Ich habe mir den Kopf zerbrochen, wie ich mein BMS plus Peripherie vor möglichen Kurzschlüssen, intern und extern, schützen kann. Dabei bin ich auf ein einfaches System gekommen, dass ich gerne bei Gelegenheit beschreiben kann.
Aber Du schreibst von Beispielen für "Ausnahmen", wie Sand am Meer.......das würde mich interessieren, von solchen Beispielen zu erfahren.
Ich kann mich an keinen Fall erinnern, wo man eine Kabelschutzsicherung weglassen muss, weil sie eine Funktion stört.
Wenn der Innenwiderstand der Sicherung in einer Messleitung stören würde, reicht es, den Querschnitt der Leitung so zu wählen, dass sie unter den Schutz der Absicherung an der Spannungsversorgung fällt. Wenn Du solche Situationen meinst bin ich ganz bei Dir......oder wenn man eine Spannungsquelle mit Strombegrenzung hat, kann das unter Umständen eine Kabelschutzsicherung überflüssig machen.
Aber jetzt bist erst mal Du dran, ich lerne gerne dazu, ohne Zäneknirschen!
Servus Hans

George67 am 21 Aug 2019 10:46:43

Hans Kroeger hat geschrieben:
Hallo George, (eigentlich würde ich Dich gerne Schorsch nennen, da ich bayerischen Ursprungs bin),

Machs doch einfach ! :D
Hans Kroeger hat geschrieben:
ich bin froh, dass Du Humor hast! ...zugegeben, das war schon etwas überheblich meine Zeilen.

Ach was, ist schon ok, ich kann das auch. Beides... :mrgreen:

Hans Kroeger hat geschrieben:Du bist vom Fach, lass mich/uns von Dir lernen!

Nein und nein.
Erstens bin ich nicht "vom Fach".
Zweitens, ich kann dir nichts beibringen. Ich kann mein Wissen weitergeben, aber für dich (und für jeden) bekommt es damit automatisch den Status "Hörensagen". Wissen wird für dich daraus erst, wenn du es mit deinen Erfahrungen, deinem Allgemeinwissen, dem gesunden Menschenverstand, anderen Quellen und Lehrbüchern usw. abgleichst und dabei eine "einheitliche Linie" findest. Erst dann wird für dich wieder "Wissen" daraus, welches dich weiterbringt.
Und es gibt viel zuviel Quark im Internet, heutzutage, als dass du auf diesen Prüfungsprozess verzichten solltest.

Hans Kroeger hat geschrieben:Ich habe mir den Kopf zerbrochen, wie ich mein BMS plus Peripherie vor möglichen Kurzschlüssen, intern und extern, schützen kann. Dabei bin ich auf ein einfaches System gekommen, dass ich gerne bei Gelegenheit beschreiben kann.

Hehe, ich habe für meinen Fall (der möglicherweise sogar anders/schwieriger ist als deiner) auch eine Lösung gefunden...

Hans Kroeger hat geschrieben:Aber Du schreibst von Beispielen für "Ausnahmen", wie Sand am Meer.......das würde mich interessieren, von solchen Beispielen zu erfahren.
Ich kann mich an keinen Fall erinnern, wo man eine Kabelschutzsicherung weglassen muss, weil sie eine Funktion stört.

Viele kleine Drohnen und Elektroflieger fliegen, obwohl sie die "heissesten" Akkus (Tütenzellen) an Bord haben, ohne Sicherung und/oder sogar ohne UVP. Lieber den Akku zerstören, als die noch mögliche Landung auf "letzter Rille" durch Abschaltung zu zerbaseln.
In einer Rakete würde ich beides immer weglassen. Entweder rette ich damit die Funktion, oder es ist eh egal.
Das mögen Extremfälle sein, aber es geht ja um Ausnahmen.
Etwas naheliegender, alle Fälle von Ausgängen mit CC Kennlinie. Da kann man eine Sicherung einbauen, aber wozu? Durch den Kontaktwiderstand und den Innewiderstand vermurkse ich die mühsam geregelte Spannungskonstanz. Ich würde wetten, dass man genügend Steckernetzteile z.B. für Laptops findet, die zwar eine Eingangssicherung, aber keine Ausgangssicherung besitzen.
Solarpanels habe üblicherweise erst dann Sicherungen, wenn mehrere Stränge parallel geschaltet sind, diese dienen aber nicht dem Schutz der Leitungen, sondern verhindern Rückstromschäden bei Abschattung.
Die guten alten Autos hatten "damals" keine Sicherung im Anlasserkreis. Wie ist das heute?
Hier auf dem Board geben die Fachleute den Rat, bei LiIon Akkus wegen der höheren Ströme (als bei Blei) "unbedingt" Sicherungen einzubauen, was man dann selbst für den 500 A Fall brav tut (und damit wieder viele Millivolts verliert, bei nur 12 Volt). Und das, obwohl man die Leitungen eben nicht "Kante auf Stromtragfähigkeit" ausgelegt hat, sondern weit überdimensioniert auf geringen Spannungsabfall.
Zurück zu den BMS. Ich habe an die dreissig Pedelecakkus auseinandergenommen - keine Sicherungen in den Balancerleitungen. Und das sind bei 36 Volt immehin 11 Stück. Bosch hat so dünne Leitungen drin, dass selbst mein Balancer mit den 50 mA nicht mehr richtig funktioniert. Vielleicht ist die Idee einfach, dass der Akku diese Leitung nicht "langsam abbrennt" sondern in Millisekunden wegfetzt - und dann ist alles wieder sicher?
Schauen wir umgekehrt, Sicherungsfanatiker sind mit Sicherheit unsere Elektrik-Strippenzieher der Versorger. Die legen auf Kante aus, geplante Temperaturgrenze der Leitungen bei Nennstrom 70 Grad. Und da sollen die Sicherungen (der Thermoteil) abschalten, nach einer Stunde (!!).
Wenn ich darin (in den existierenden Ausnahmen) versuche Muster zu erkennen, würde ich es so beschreiben:
- Wenn die Stromquelle zu schwach ist, um das Kabel ernsthaft zu gefährden
- wenn die Stromquelle stark genug ist, mit dem Kabel mit Leichtigkeit fertig zu werden
- wenn andere Gründe wichtig genug sind, um sogar den Kabelschaden in Kauf zu nehmen

So ungefähr würde ich es sehen.

Hans Kroeger am 21 Aug 2019 15:45:10

George67 hat geschrieben:...In einer Rakete würde ich beides immer weglassen. Entweder rette ich damit die Funktion, oder es ist eh egal.


Hallo Schorsch,
das ist eine gut Zusammenstellung von Dir, die weit über das hinaus geht, was ich ursprünglich im Auge hatte. Und es ist interessant wir viele praktische Fassetten das Thema haben kann. Das war mir nicht bewusst.
Zwei Anmerkungen:
1. ich habe Filme gesehen, wie sich Ebikes in einem Feuerwerk mit herumfliegenden Zellen selbst Zerstören, oder Bilder von einem abgefackelten Haus, mit den Resten eines Ebikes im Keller. Du hast gut erklärt, warum so etwas passiert....und deshalb lade ich meine Ebike Akkus inzwischen mit etwas mulmigem Gefühl im Wohnmobil.

2. bei den Raketen ist das Thema sehr kompliziert, jedenfalls nicht ganz so einfach gelöst, wie von Dir angedacht. Da gibt es ein ausgeklügeltes Konzept von
- nicht abgesichertem Main Bus - redundanten Sicherungen - RPCs (Remote Protection Circuits), und von essential loads, die nicht abgeschaltet werden dürfen, oder non essential loads, die im Problemfall zuerst ausgeschaltet werden. Dabei werden in der Regel ferngesteuerte schaltbare Sicherungen verwendet (RPCs), bei denen man den Abschaltstrom per Kommando festlegen kann, die man aber ebenfalls per Kommando als ein/aus Schalter verwendet.
Jedenfalls ist das Power Verteilungs- und Sicherungskonzept ein extrem wichtiges Rückrat für die Zuverlässigkeit von Raketen und Satelliten.

....und ja, das war viele Jahre meine berufliche Tätigkeit, insbesondere auch in der bemannten Raumfahrt, wo die höchsten Anforderungen an die Sicherheit gestellt werden....und zu der Zeit, als ich Modellflugzeuge gebaut habe kannte man Lithium nur aus dem Chemieunterricht.

Servus Hans

George67 am 21 Aug 2019 22:13:16

Über das Feuerwerk reden wir noch.
Und über die Raumfahrt auch... :D

Hans Kroeger am 22 Aug 2019 12:42:15

George67 hat geschrieben:Über das Feuerwerk reden wir noch.
Und über die Raumfahrt auch... :D


Hallo Schorsch, Du machst es spannend :?:
Servus Hans

George67 am 22 Aug 2019 15:18:22

Hans Kroeger hat geschrieben:
Hallo Schorsch, Du machst es spannend :?:
Servus Hans

Nicht absichtlich. Es geht in den Urlaub, und da ziehe ich mich mal zurück und geniesse, wie mein Akkublock arbeitet.

geralds am 23 Aug 2019 02:36:51

Hans Kroeger hat geschrieben:
Ich kann mich an keinen Fall erinnern, wo man eine Kabelschutzsicherung weglassen muss, weil sie eine Funktion stört.


George67 hat geschrieben:
Zurück zu den BMS.


Richtig, die Diskussion wo eine Sicherung notwendig ist und wo sie eventuell stört, bringt uns doch nicht weiter.
So wie ich es verstanden habe, geht es um die Messleitungen zwischen Akku und BMS.

Ob es sich um Balancer die auf die Pole aufgeschraubt werden (die keine Sicherung haben, soweit ich es kenne) oder es um abgesetzte Balancer handelt, ich habe zumindest bei den 3 Modellen, die ich mir für meinen Akkubau angesehen habe, in den Handbüchern keine Sicherungen in den Leitungen gesehen. Sicherungen sind in Messleitungen nicht immer üblich und können durchaus auch stören.

Bei meinem BMS kann der Equalizingstrom: ca. 3,5A betragen. Ich habe 3,5A über die geplante (und gekaufte) Sicherung fließen lassen. Der Spannungsabfall und daher der Messfehler des BMS war mir zu hoch. Daher habe ich auf die Sicherung verzichtet.

Mechanisch so verlegt, dass kein Kurz- oder Masseschluss zu erwarten ist, sehe ich zumindest keine große Gefahr.
Und einen Brandmelder habe ich auch nicht oberhalb des BMS montiert. :)

Mit dem Restrisiko lebe ich halt. (Wie viele Geräte / Netzteile werden wohl im Haushalt verwendet, die keine 1,5mm² Anschlussleitung haben und trotzdem an einer Steckdose betrieben werden, die mit 16A abgesichert ist?)

Gruß Gerald

Hans Kroeger am 23 Aug 2019 09:29:48

geralds hat geschrieben: Bei meinem BMS kann der Equalizingstrom: ca. 3,5A betragen. Ich habe 3,5A über die geplante (und gekaufte) Sicherung fließen lassen. Der Spannungsabfall und daher der Messfehler des BMS war mir zu hoch. Daher habe ich auf die Sicherung verzichtet..........
Mit dem Restrisiko lebe ich halt......
Gruß Gerald


Hallo Gerald,
1. bei einer Batterie, die weit mehr als 1000 A bei stabiler Spannung liefern kann wird im Kurzschlussfall ein Lichtbogen entstehen, den ich unter keinen Umständen in meinem Wohnmobil erleben möchte. Leider finde ich das Filmchen nicht, wo das veranschaulicht wird. Die hohe Kunst der Sicherung ist es solche Lichtbögen zu löschen! Also für mich kein akteptables Restrisiko.
2. Ich weiß nicht was Du da gekauft und gemessen hast. Jedenfalls kann ich Deine Aussage nicht ohne weiteres nachvollziehen.
3. Ich habe bei mir in der gesamten Varkabelung um das BMS herum keine Kabel verwendet mit weniger als 1,5 qmm, zum Teil auch mehr. Dann habe ich jeden Plus-Pol der Zellen mit einer 30 A Sicherung versehen. So wird jeder nur denkbare Kurzschluss über eine der Sicherungen abgefangen. Eine 30 A Sicherung hat einen Innenwiderstand von 2 milliOhm. Bei Deinen 3,5 A bedeutet das einen Spannungsabfall von 7 milliVolt. Ist das für Dich nicht akzeptabel? Dann nimm lieber eine Sicherung für 50 A, als gar keine Sicherung. Mit etwa 4 milliVolt kannst Du doch wahrscheinlich leben, oder?

Servus Hans


blacky9999 am 23 Aug 2019 13:48:35

Servus Hans,

etwas Off Topic, aber was ich sehe interessiert mich. Hast Du die Kabel an die Balancer angeschraubt? Ich wollte die anlöten.

Grüße.
blacky9999

Solarcomputer am 23 Aug 2019 13:56:04

Die Sicherung 30A mag zwar 2 mΩ haben, jedoch kommen die Verbindungen auch noch dazu. Mach dir doch mal den Spaß und schicke über die Strecke vom Pol bis zum Balanceranschluß einen Konstantstrom von zB 1 A, dann den Spannungsabfall in mV Bereich messen (4-Draht Messung), wäre interessant zu sehen was effektiv für ein Widerstand dabei herauskommt. Bei der Verlegeart (befestigt an der Baugruppe, kurz, von Aussen geschützt) könnte man auch ohne Sicherung arbeiten.

Mich wundert, dass die Balancer hier so simpel aufgebaut sind und nicht zB einfach mittels Sense-Leitung arbeiten oder gleich ein kleiner uC, der zur Spannungsmessung auch mal den Balancerstrom kurz wegschaltet. Dann wäre der Weg frei für dünnere Leitungen und die Sicherungen stellen dann auch kein Problem dar.

☀️Kai

Inselmann am 23 Aug 2019 15:22:36

Was ich mich frage als Laie, wenn da wirklich ein Kurzschluss auftritt, brennt dann nicht die Platine sowieso ab? Sind ja nicht grade riesen Leiterbahnen drauf.

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