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LiFeYPO4 12 V Batterie Balancing durch Einzelzellenladung 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 ... 10


MountainBiker am 23 Aug 2019 16:01:51

Hallo,

Mich wundert, dass die Balancer hier so simpel aufgebaut sind


Die Balancer hier (EV Power) sind in linearer (analoger) Technik aufgebaut (Comparator - Spannungsnormal...), ein Balancer benötigt kein digitalisiertes Signal und arbeitet ohne Quantisierung auch genauer bezogen auf "einen" Arbeitspunkt. Keep it simple - einfach und robust!
Die Limitierung eines Kurzschlußstroms findet auf der Platine statt (und raucht weit unterhalb 30A ab), eine weitere Absicherung ist nicht notwendig, wichtiger ist hier die räumliche Abtrennung im Falle eine "Deformation", d.h. wenn man auf Nummer sicher gehen will, baut man den Akku auf 2 Layer, d.h. Pluspole durch eine Epoxydplatte getrennt mit Durchbrüchen für die Gewindestifte und darauf erst die Cellprints. So habe ich es gemacht!
Isolierplatte < - > Draufsicht
BildBild


Meine Meinung!

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Hans Kroeger am 23 Aug 2019 17:08:04

Solarcomputer hat geschrieben:Die Sicherung 30A mag zwar 2 mΩ haben......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...


Hallo Kai, habe ich schon mal gemacht, finde die Aufzeichnungen nicht mehr. Also mach ich es nochmal, werde berichten.

Mich wundert, dass die Balancer hier so simpel aufgebaut sind ........

Ich verwende die Balancer nur als OVP UND LVP Sensoren/Initiatoren. Der Balancerstrom der Module beträgt max 0,6 A und ist bei 200 Ah etwas wenig. Da ich mein Einzelzellenbalancing System verwende, spielt das keine Rolle. Beim Einzelzellensystem fließen max 3,5 A. Es ergeben sich entsprechende Spannungsabfälle an den Zuleitungen nebst Sicherung. Auf Grund Deiner Anmerkung werde ich das nochmal ausmessen, und berichten.
Verzichten will ich auf die Sicherung nicht, da ich sowohl meine Spannungsregler als auch den Zellmonitor über entsrechende Kabel an den BMS Modulen angeschlossen habe, und eine Verfälschung der Spannungsmessung im Bereich unter 50 mV für die OVP/LVP Spannungsschwellen unerheblich ist. Bei meiner Methode geht der Balancingstrom mit der Zeit gegen Null, weshalb der Innenwiderstand der Schaltung dann auch keine Rolle spielt.

Servus Hans

Hans Kroeger am 23 Aug 2019 18:56:23

Hier sind die Messungen. Dabei sind die Verbindungen weniger bedeutend, asl das kurze Kabelschwänzchen. Das nehme ich nochmal in Augenschein, weil eines der 4 gemessenen Kabelscdhwänzchen mit fast 2 milliohm einen Ausreiser darstellt....?

Hans Kroeger am 23 Aug 2019 19:36:42

Hans Kroeger hat geschrieben:.....das kurze Kabelschwänzchen. Das nehme ich nochmal in Augenschein, weil eines der 4 gemessenen Kabelscdhwänzchen mit fast 2 milliohm einen Ausreiser darstellt....?

Möglicherweise habe ich da eine Litze mit 1qmm erwischt :( und schlecht gequetscht????
Werde ich ändern auf 2,5 qmm, entsprechend 0,5 milliOhm....

geralds am 24 Aug 2019 01:26:10

Hans Kroeger hat geschrieben:
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. .... Also für mich kein akteptables Restrisiko.


Wie sollen an einer Messleitung 1000A zum Fließen kommen? Aber ein Lichtbogen / Schmorstelle kann natürlich entstehen.
Das gilt es zu vermeiden.

Hans Kroeger hat geschrieben:2. Ich weiß nicht was Du da gekauft und gemessen hast. Jedenfalls kann ich Deine Aussage nicht ohne weiteres nachvollziehen.


Ich hatte aus geometrischen Gründen Glasrohrsicherungen gekauft. Mein BMS (BMS Protect 3.0 -V3.1) zeigt 2 Stellen nach dem Komma an. Zum Test habe ich mal die Zellen unterschiedlich geladen und das BMS balancieren gelassen. Mit Sicherung wich die 2. Stelle hinter dem Komma an der Anzeige ab. Meist um 0,01V, aber gelegentlich auch um 0,02V. Das war mir halt zu viel.
Wobei natürlich die 2. Stelle hinter dem Komma gerundet ist.

Ich finde deine Lösung mit den Sicherungen ja gut.
Aber es juckt mich doch dir zu sagen, bei deiner Verlegung brauchst du die auch. :mrgreen:



(Die kritischen Stellen mit schwarzen Kreisen in deinem Aufbau versehen)

Ich habe bei meinem Aufbau darauf geachtet, wenn schon Messleitungen mit Metall in Berührung kommen, dann hat dieses das Potential der Messleitung oder kein Potential.
Daher behaupte ich mal, es entsteht erst gar kein Fehler, der zum Kurzschluss oder Masseschluss führen kann.
Und Einzeladern im Kanal scheuern sich auch nicht aneinander durch.
Daher ist mein Restrisiko (auch ohne Sicherungen) denkbar klein. :)

Gruß Gerald

Hans Kroeger am 24 Aug 2019 07:16:29

geralds hat geschrieben:Wie sollen an einer Messleitung 1000A zum Fließen kommen?

Hallo Gerald,
?? na komm, das habe ich ja auch nicht behauptet!
Ich finde deine Lösung mit den Sicherungen ja gut.
Aber es juckt mich doch dir zu sagen, bei deiner Verlegung brauchst du die auch. :mrgreen:

wie heist es so schön: lass jucken Kumpel....
Ich werde das nochmal genauer unter die Lupe nehmen. Viel eher sehe ich aber eine Kurzschlussgefahr in meiner Verdrahtung zwischen Zellen und Siebdruckplatte....am Trennrelais und der Elektronik der Einzelzellenregler.
Hinzu kommt, dass ich bisher ständig (seit Monaten) mit meinem Testaufbau experimentere, Änderungen vornehme, usw.....alleine dafür sind die Sicherungen ein Muss......
Fazit: Du bleibst bei "oben ohne", ich bleibe bei "oben mit" :)

Ich wünsche ein schönes Wochenende, Hans

geralds am 24 Aug 2019 09:12:27

Hans Kroeger hat geschrieben:Hallo Gerald,
?? na komm, das habe ich ja auch nicht behauptet!


Stimmt, Entschuldigung.

Hans Kroeger hat geschrieben:Viel eher sehe ich aber eine Kurzschlussgefahr in meiner Verdrahtung zwischen Zellen und Siebdruckplatte....am Trennrelais und der Elektronik der Einzelzellenregler.

Hans Kroeger hat geschrieben:Hinzu kommt, dass ich bisher ständig (seit Monaten) mit meinem Testaufbau experimentere, Änderungen vornehme, usw.....alleine dafür sind die Sicherungen ein Muss......


Beides durchaus nachvollziehbare Argumente.

Hans Kroeger hat geschrieben:Ich wünsche ein schönes Wochenende, Hans


Wünsche ich dir auch

Gruß Gerald

Hans Kroeger am 24 Aug 2019 09:27:53

geralds hat geschrieben:Stimmt, Entschuldigung.

aber gerne doch!

Hallo Gerald,
noch eine Episode am Rande: da hat jemand bei einem großen Batterieblock einen Kurzschluss mit seinem metallischen Uhrenarmband erzeugt. Das Armband war sofort in Weißglut und hatte üble Spuren hinterlassen.
Ich arbeite noch immer viel an meiner Batterie. Meine Maulschlüssel habe ich mit Isolierband isoliert, Armbanduhr kommt runter, und wann immer nötig trenne ich alle Anschlüsse zu den Pluspolen und setze die Gummikappen auf.
So jetzt gehe ich in den Keller und inspiziere meinen Drahtverhau entsprechend Deinen willkommenen Hinweisen.
Servus Hans

Hans Kroeger am 25 Aug 2019 11:02:09

Ich treffe vermehrt auf die Aussage, dass Lithiumzellen, egal welcher Bauart, bei eine Lagerung im Bereich um SOC = 10% ...30% wesentlich langsamer altern als bei einem SOC > 30%.
Jetzt habe ich überlegt, dass sich meine Einzelzellenlader mit einer minimalen Änderung so modifizieren lassen, dass sie zur Ladeerhaltung bei langen Standzeiten (z.B. Winterlager) genutzt werden können. Falls das jemand nachbauen möchte, hier ist die Schaltung:

geralds am 25 Aug 2019 15:35:42

Hallo Hans,

mal 2 Fragen:
Ist R2 nicht viel zu groß
Müsste es nicht eine Schottky-Diode sein?

Gruß Gerald

geralds am 25 Aug 2019 16:02:15

Da ich auch Saisonfahrer bin, trifft mich das Problem mit dem Winterlager auch, insbesondere da meinem Akku das "Y" fehlt.
Das Problem habe ich gelöst indem ein kleiner Gel-Akku (36Ah) parallel zum Li-Akku geschaltet ist.
Er hängt mit auf dem Plus-Sicherungsverteiler.
Im Winter schalte ich den Li-Akku (nach einer Teilentladung) einfach am Sicherungsautomaten ab. Der Gel-Akku bleibt aktiv.
Geladen wird auch im Winter über Solar. Damit funktioniert alles im Womo noch, auch die Mitladefunktion der Fahrzeugbatterie.
Der Gel-Akku wird vielleicht nicht 100% voll (14,2V für eine Stunde, dann 13,6V Konstantspannung), aber das braucht er ja auch nicht.

Gruß Gerald

Hans Kroeger am 25 Aug 2019 16:09:48

geralds hat geschrieben:Hallo Hans,

mal 2 Fragen:
Ist R2 nicht viel zu groß
Müsste es nicht eine Schottky-Diode sein?

Gruß Gerald

Hallo Gerald, die Antworten lauten:
- ja......für 3,5 V empfiehlt es sich einen 330 Ohm Widerstand parallel zu den 5k zu schalten. Dann kann man sehr fein justieren.
- nein.....Du kannst grob (!) 0,7 V Spannungsabfall an einer Leistungs-Diode rechnen. Im ausgeglichenen Zustand fließt ja so gut wie kein Strom....

Servus Hans

Hans Kroeger am 25 Aug 2019 16:29:18

geralds hat geschrieben:Da ich auch Saisonfahrer bin, trifft mich das Problem mit dem Winterlager auch, insbesondere da meinem Akku das "Y" fehlt.
Das Problem habe ich gelöst ....... dann 13,6V Konstantspannung
Gruß Gerald

Die 13,6 V sind für ein langes Leben Deiner Zellen (gelben nicht grauen) viel zu hoch.
Ich diskutiere gerade mit einem nahmhaften Hersteller von Ladegeräten, welches der geeignete Wert für eine Wintererhaltungsspannung ist.
Ich zitiere mich selbst:
Beim ersten Bild sieht man sehr schön die beiden ausgeprägten Plateaus. Zum Beispiel bei 25 °C
- von 30% bis 70% SOC, eine kalendarische Alterung von 2,6% in 9 Monaten
- von 80% bis 100% SOC, eine kalendarische Alterung von 6% in 9 Monaten
Anzustreben wäre also eine Wintererhaltungsspannung entsprechend einem SOC < 70%
Wie man dem nächsten Diagramm entnehmen kann wäre eine Winterehaltungsladungspannung von 13,2 V (entsprechend 3,3 V Zellenspannung) dafür zu hoch.
Ich würde eine Spannung von 13,0 V wählen, entsprechend einer Zellenspannung von 3,25 V. Das entspräche einem SOC zwischen 20% und 30%. Besser geht es fast nicht....
Ende Zitat
Für diesen Fall wäre eine Schottky Diode die richtige Wahl. Das war auch Dein Gedanke!
Ich selbst habe inzwischen weiter recherchiert und für mich eine Zellenspannung von 2,8 V gewählt, entsprechend etwa SOC = 10%
Da durch den Spannungsregler verhindert wird, dass man die LVP Leine bei 2,5 Volt reist, ist das wohl noch günstiger für die Alterung .

Servus Hans

Hans Kroeger am 25 Aug 2019 16:58:59

Hallo Gerald, Deine Frage nach der Schottky Diode hat mich nochmal beschäftigt. Dabei fand ich
1. Einen Fehler in meinem Bild
2. zunehmend Sympathie für die von Dir vorgeschlagene Schottky Diode, da man noch im Bereich von 10% SOC bleibt, aber etwas Abstand vom LVP Auslösepunkt bekommt.

Hier ist das überarbeitete Bild:


Für die Einschätzung der Zellenspannung bez. SOC ist dieses Bild hier hilfreich:



Ich hoffe, dass ich jetzt keinen Wurm mehr drin habe....
Servus Hans

geralds am 25 Aug 2019 19:26:10

Hallo Hans,

mich hat irritiert, dass Du schreibst: "Im Normalbetrieb oder bei OVP/LVP ist das Relais geöffnet". Ich denke im Normalbetrieb sollte das Relais geschlossen sein. Es sei denn wir verstehen unter Normalbetrieb unterschiedliche Dinge.

Die genannten 13,6V ist die Spannung, auf die ich im Nutzungszeitraum des Womo´s auflade. Das entspricht auch der Spezifikation, dort sind 3,65V als Ladeschlussspannung (14,4V) genannt. Ich lade jedoch nur auf max. 14,2V auf und reduziere nach einer Stunde spätestens auf 13,6V.
Der Unterschied der Kapazität von 14,2V Ladeschlussspannung auf 14,4V Ladeschlussspannung ist kleiner 1%.(Habe ich mal gemessen.)
Der Fall tritt jedoch nur auf, wenn ich das Womo nicht nutze. Nutze ich es, ist auch der Kühlschrank in Betrieb. Falls der Kühlschrank auf Solar/Batterie läuft (schaltet sich bei 13,6V zeitverzögert ein), beträgt die Spannung meist 13,3-13,5V.
13,6V habe deshalb gewählt, da ab der Spannung balanciert wird. Da der Kühlschrank bei 13,6V zeitverzögert eingeschaltet wird, ist immer wieder Zeit zum Balancieren. Das scheint gut zu funktionieren, jedenfalls haben alle Zellen die gleiche Spannung.

Im Winterbetrieb entlade ich den Akku (220Ah) dadurch, dass ich den Kühli 6-8Std. laufen lasse. D.h. ich entnehme ca. 100Ah (ca. 50% SOC).
Dann wird der Li-Akku getrennt. Die Solaranlage lädt dann nur noch den Gel-Akku. Die Ladekennlinie passe ich nicht an. D.h. der Gel-Akku wird jetzt mit 14,2/13,6V betrieben. Im Womo funktioniert noch alles und der Starterakku wird über die Mitladefunktion auch gepuffert. :D

Ob das jetzt nahe genug am Optimum ist, keine Ahnung. Das wird die Zeit zeigen. Ich glaube jedoch, ich mache mit der Vorgehensweise keinen groben Fehler.

Gruß Gerald

Hans Kroeger am 25 Aug 2019 22:38:23

geralds hat geschrieben:Hallo Hans,mich hat irritiert, dass Du schreibst: "Im Normalbetrieb oder bei OVP/LVP ist das Relais geöffnet". Ich denke im Normalbetrieb sollte das Relais geschlossen sein. Es sei denn wir verstehen unter Normalbetrieb unterschiedliche Dinge.

Hallo Gerald,

1. das Relais ist nur (!) dann geschlossen, wenn ich hin und wieder
zusätzlich zur Ladung mit 13,9 V eine Einzelzellenladung vornehme,
mit 3,5 V je Zelle, entsprechend 14,0 V Batteriespannung. Dabei
sollen die Zellen balanciert werden.
Im Normalfall ist das Relais jedoch geöffnet.

2. 13,6 V Batteriespannung entspricht 3,4 V Zellenspannung. Das ist viel (!)
zu hoch für eine längere Lagerung der Batterie.
Meine Empfehlung ist (gemäß der oben gezeigten Kurve) eine Zellenspannung
von 3,1 V bis 3,2 V, entsprechend einer Batteriespannung von
12,4 V bis 12,8 V und einem SOC von 10 bis 20%. Das entspräche ja etwa der
Schottky Diode, die Du ins Spiel gebracht hast.

Ich würde das ernst nehmen, da alle gefundenen Abhandlungen in die gleiche Richtung deuten, je höher der SOC bzw. die Zellenspannung, um so schneller die Alterung!
Jetzt wünsche ich Dir noch einen schönen Abend!
Servus Hans

Hans Kroeger am 26 Aug 2019 08:24:50

Ergänzung:
ich selbst verwende meine Einzelzellenlader NICHT für die WinterLadeerhaltung.
Bei längeren Standzeiten verwende ich mein Votronic Triple Ladegerät. Ich deaktiviere die Ladefunktion über den SW Steuereingang. Dann schalte ich den Kompressorkühlschrank ein. Der entlädt dann meine LFP Batterie so weit, bis dann der VotronicTriple mit seiner Sicherheitsladespannung von 12,8 Volt (20 A max) die LFP Batterie auffängt.
Gelegentlich schalte ich dann den Kühlschrank wieder aus.
Die LFP Batterie wird bei 12,8 V (3,2 V Zellenspannung) gehalten, entsprechend einem SOC von etwa 20%.
Servus Hans

geralds am 26 Aug 2019 09:23:21

Hans Kroeger hat geschrieben:
2. 13,6 V Batteriespannung entspricht 3,4 V Zellenspannung. Das ist viel (!)
zu hoch für eine längere Lagerung der Batterie.


Hallo Hans,

Auf 13,6V wird die Batterie nur im Nutzungszeitraum aufgeladen. Dann soll die Batterie ja auch voll werden.
Bin ich tatsächlich unterwegs, zieht der Kühli die Spannung runter (auf 13,3 - 13,5V). Gegen Abend (keine Solarladung mehr) liegt die Spannung meist bei 13,2-13,3V. (Entspricht um die 90% +/- SOC, 13,25V = 92% SOC, ermittelt durch Tests)

Für die Überwinterung entlade ich sie auf ca. 50% SOC. Das entspricht dann einer Batteriespannung von 13V (3,25V pro Zelle).
Den Wert habe ich durch Entladetests vor dem Einbau ermittelt.
Damit bin ich aus dem Bereich 70-100% SOC mit erhöhter Alterung bei Lagerung raus.
(Bei Entladetests hatte ich bei 18% SOC noch 12,84V. Und etwas Abstand zu leer will noch haben.)

Gruß Gerald

Hans Kroeger am 26 Aug 2019 09:43:10

geralds hat geschrieben:Für die Überwinterung entlade ich sie auf ca. 50% SOC. Das entspricht dann einer Batteriespannung von 13V (3,25V pro Zelle).
Den Wert habe ich durch Entladetests vor dem Einbau ermittelt.
Damit bin ich aus dem Bereich 70-100% SOC mit erhöhter Alterung bei Lagerung raus.
Gruß Gerald

Hallo Gerald,
sorry, mein Fehler! Ich hatte das überlesen: "ich entnehme ca. 100Ah (ca. 50% SOC). Dann wird der Li-Akku getrennt".
Wie Du schreibst, mit 3,25 V Zellenspannung liegst Du unterhalb des kritischen Plateau 70% ... 100% SOC. Da bleibt auch noch Luft für die Selbstentladung. Somit ein guter Kompromiss, ....insbesondere Deine Idee mit der AGM Batterie finde ich gut!
Klingt alles sehr solide und gut durchdacht!
Servus Hans

Solarcomputer am 02 Sep 2019 19:59:49

Obiges Schaltbild mit dem Spannungsregler und der Diode im Ausgang gibt mir zu denken. Hier wird ein Relais und eine Diode im Lastausgang geschaltet - unschön und nicht flexibel ;)
Eleganter ist es die Referenzspannung des Spannungsreglers zB mit einem Transistor umzuschalten. Hier ließe sich mittels Poti auch andere Spannungen realisieren, zudem ist die Kennlinie nicht so Stromabhängig wie bei einer Diode. Auch sind anfällige mechanische Bauteile (Relais) zu vermeiden.

☀️Kai

Hans Kroeger am 02 Sep 2019 23:08:26

Solarcomputer hat geschrieben:..... ein Relais und eine Diode im Lastausgang geschaltet - unschön und nicht flexibel ;)
Eleganter ist es die Referenzspannung des Spannungsreglers zB mit einem Transistor umzuschalten.....
☀️Kai

Hallo Kai, das Relais ist unverzichtbar. Es trennt bei einem Fehler in der Elektronik des Serienreglers diesen per LVP/OVP von der Zelle.....und dann war es verlockend, mit nur einer Diode die Schaltung zu erweitern für das Bottom Balancing.....
Natürlich kann man mit einem Mosfet die Spannung umschalten, aber dafür braucht man eine galvanisch getrennte Ansteuerung, usw....

Inzwischen bin ich überzeugt, dass Bottom Balancing dem Top Balancing weit überlegen ist. Dazu vielleicht ein anderes mal mehr.
Servus Hans

Hans Kroeger am 03 Sep 2019 07:27:42

Bevor es jemand anderes bemerkt: Durch die Diode wird natürlich die Schutzfunktion des Relais gegen OVP/LVP unterlaufen. Also vergesst die Schaltung einfach, das ist Murks.
Alternative Varianten sind unschwer auszudenken, aber ich habe momentan keine Zeit dafür....
Servus Hans

Hans Kroeger am 22 Sep 2019 07:15:20

Nicht ganz das Thema, aber um so interessanter der Inhalt:

Hans Eisenbichler von Faktor hat mir eine Winston LiFePO4 Zelle LYP060AHA mit 60 Ah Nennkapazität für Testzwecke zur Verfügung gestellt.

Diese Zelle wurde im November 2012 gefertigt, ist als fast 7 Jahre alt. Die Zelle wurde in diesen 7 Jahren weder geladen, noch entladen. Sie war bis jetzt in der Originalkiste verpackt.

Nach den sehr vereinfachten Aussagen zur Selbstentladung von Lithium Zellen, hatte ich erwartet, dass die Zelle inzwischen vollständig entladen ist. Dafür war aber die Spannung von 3,27 V zu hoch. Als ich dann nach seriösen Messdaten zur Selbstentladung von LiFePO4 Zellen suchte, wurde mir klar, dass die Zelle möglicherweise nach knapp 7 Jahren noch etwa 10 bis 15 % SOC haben könnte.

Aber weit gefehlt. Die Zelle hatte tatsächlich noch 33 Ah entsprechend 55% der Nennkapazität gespeichert, nach fast 7 Jahren!!

Nun wollte ich wissen, wie sehr die Kapazität der Zelle in der Zeit gelitten hatte. Ein kalendarischer Kapazitätsverlust der Zelle von 5 bis 10 % hätte mich nicht überrascht.
Auch hier weit gefehlt.
Ich konnte 63 Ah, entsprechend 105 % der Nennkapazität von 60 Ah laden.
Fazit: Die Winston Zellen überraschen immer wieder durch Eigenschaften, die sie konkurrenzlos machen. Sie spielen in einer eigenen Liga.

Hier sind noch die genauen Messergebnisse:
1.) Beim Entladen mit 11,7 A Laststrom bis zu einer Schlussspannung von 2,90 V habe ich 33,11 Ah Ladung entnommen, entsprechend 55,2 % der Nennkapazität von 60 Ah.

2.) Das Aufladen mit 10 A bis zu einer Schlussspannung von 3,60 Volt hat 6,32 Stunden gedauert. Das entspricht einer Ladungsaufnahme von 63,2 Ah, oder 105,3 % der Nennkapazität von 60 Ah.

Kurzfassung:
Nach knapp 7 Jahren
55 % waren noch drin,
105 % passen rein

Servus Hans

Stocki333 am 22 Sep 2019 08:36:11

Hallo Hans
Fazit: Die Winston Zellen überraschen immer wieder durch Eigenschaften, die sie konkurrenzlos machen. Sie spielen in einer eigenen Liga.

Hat aber lange gedauert für diese Erkenntnis. Trotzdem Danke für deine Ausführungen.Ich bin allerdings der Meinung, das du vielleicht in den Zellentypen eine Unterscheidung treffen sollst.
Es gibt aus der Erfahrung hier in diesem Forum drei Typen von Zellen die Verwendet werden.
Winston
A123 Typen.
Der Rest von LiFePO4 Zellen.
Die ersten 2 haben ihre Typischen Merkmale, die auch schon sehr gut dokumentiert wurden. Micht nur von Usern.
Beim Rest sind sicher auch gute Hersteller darunter. Allerdings wo zieht man die Grenze.Auf welcher Basis stellt man die.
Und bei Fertigaccus, und das wird der Markt der Zukunft, ist man sowieso eingeschränkt.
Und in diesem Markt ist der Hersteller von BMS gefordert. Damit sichergestellt ist das das Abschalten bei der unteren Temparaturgrenze funktioniert, Auch in Hinblick auf die oft sehr potenten Ladestöme.
nzwischen bin ich überzeugt, dass Bottom Balancing dem Top Balancing weit überlegen ist.

Bezieht sich diese Aussage von die jetzt auf welche Zellentypen. Diese fage stell ich mir wahrscheinlich nicht alleine.
Warum funktionieren die Anlagen bei Winston mit Topbalancing schon seit Jahren ohne Probleme. Auch bei mir jetzt schon fast 4 Jahre. und ich entnehme auch den Starterstrom von der Winston.Sind immerhin im Winter 400 A.
Und die Drücke bei vollgeladenen accu ist immer wieder ein Thema. nicht nur bei dir. Spielt das wirklich eine so grosse Rolle. wie das behauptet wird. Jetzt nicht nur von dir, Und andere prismatische Zellen sind viel leichter als Winstonzellen. Dort müßte das Thema ja noch eine grössere Rolle spielen.
Das sind nur so ein paar Gedanken die mir durch den Kopp gegangen sind. Und es schon interresant wie du das Thema von einer anderen Seite angehst.
Freue mich immer über neue Infos von dir
Gruß Franz

Hans Kroeger am 22 Sep 2019 09:41:27

Stocki333 hat geschrieben:Hallo Hans
Hat aber lange gedauert für diese Erkenntnis. ......
Es gibt aus der Erfahrung hier in diesem Forum drei Typen von Zellen die Verwendet werden.
Winston
A123 Typen.
Der Rest von LiFePO4 Zellen.
Die ersten 2 haben ihre Typischen Merkmale, die auch schon sehr gut dokumentiert wurden. Nicht nur von Usern.
Gruß Franz

Hallo Franz,....ich bin halt etwas langsamer, als andere....vielleicht liegt das am Alter (76), oder aber daran, dass ich gründlicher bin. Ich versuche die vielen Meinungen zu unserem Thema durch Fakten zu ersetzen. Dazu zähle ich nachvollziehbare (!!) praktische Erfahrungen mindestens ebenso, wie wissenschaftliche Erkenntnisse, bevorzugt Testergebnisse.
Meine Suche nach letzterem waren bei den Winston Zellen absolut erfolglos!!!! NICHTS gefunden.
Mails an einen der Gurus (Peter Keil) blieben unbeantwortet. Jetzt versuche ich auf indirektem Weg Kontakt aufzunehmen zu Andreas Jossen, dem Mentor von Peter Keil. Mal sehen, ob was daraus wird. Auch das dauert, weil ich zwischendurch auch anderen Interessen nachgehe. Inzwischen habe ich auch schon vier LiFePO4 Batterien gebaut, mit unterschiedlichem BMS, passiv und aktiv. Nein, das wird keine Serienproduktion.
Zum Thema Einzelzellenladung/Balancing: mag gut sein, dass ich bei meiner ersten (eigenen) Batterie die Einzelzellenladung durch konventionelle passive Balancer Prints ersetze, wegen den wiederholt hier beschriebenen guten praktischen Erfahrungen mit Winston, und wegen KISS, keep it simple and straight. Auch das hätte dann etwas länger gedauert.....aber wie sagte schon Konrad Adenauer: aber meine Damen und Herren, Sie werden mich doch nicht daran hindern wollen jeden Tag ein wenig klüger zu werden.......
Das Thema Bottom Balancing fasziniert mich, weil es vom Prinzip her die beste Methode ist, weil
1. keine Ladeenergie nötig ist
2. es die Vorstufe für eine Lagerung der Batterie im entladenen Zustand wäre, also ohne Alterung, ohne Ladegerät, komplett abgeschaltetes BMS (Winterlager).
Mein Test hat ja nachgewiesen, dass eine Winston Zelle im niedrigen SOC Bereich KEINE merkliche Selbstentladung zeigt. Man kann die Zelle ohne Überwachung sich selbst überlassen.
Aber auch das interessiert mich primär aus akademischem Interesse.
3. ich eine Idee habe, wie man geschickt das Bottom Balancing im Vollbetrieb einer Batterieanlage "on the rad" durchführen könnte. Aber das behalte ich mal für mich.
AMEN
soweit mein Wort zum Sonntag, einen schönen selbigen wünsche ich Dir, Franz, und allen Mitlesern
Servus Hans

andwein am 22 Sep 2019 10:07:40

Hans Kroeger hat geschrieben:....Hallo Franz,....ich bin halt etwas langsamer, als andere....vielleicht liegt das am Alter (76), oder aber daran, dass ich gründlicher bin. Ich versuche die vielen Meinungen zu unserem Thema durch Fakten zu ersetzen.
Servus Hans

Oder an der Weisheit, das was man macht, richtig zu machen!
Das finde ich sehr gut, deshalb gab es auch einen Punkt von mir. An nachmessbaren/nachvollziehbaren Fakten fehlt es oft und zum Thema "Selbstentladung" habe ich hier noch keine belastbare Aussage gesehen. Selbst in Studiendokumentationen gibt es darüber keine Erfahrungswerte.
Gruß Andreas

Hans Kroeger am 22 Sep 2019 11:24:21

andwein hat geschrieben:......zum Thema "Selbstentladung" habe ich hier noch keine belastbare Aussage gesehen. Selbst in Studiendokumentationen gibt es darüber keine Erfahrungswerte.
Gruß Andreas

Hallo Andreas, ich habe wenige Testergebnisse zur Selbstentladung von LiFePO4 Zellen gefunden. Was ich gefunden habe ist zwar für LiFePO4 , aber eben ohne Yttrium. Diese Werte werden von den Winston Zellen eben weit übertroffen!
Wenn Du im Bild die Messwerte oben rechts nimmst, und dort die blauen, dann findest Du eine Selbstentladung von
- etwa 0,75 % pro Monat, bei 30 °C, SOC = 65 % über eine Dauer von 1000 Tagen gemessen. Das entspräche 9% pro Jahr...
- etwa 0,3 % pro Monat, bei 30 °C, SOC = 30 % über eine Dauer von 1000 Tagen gemessen. Das entspricht 3,6% pro Jahr.
Die Tendenz, dass bei normaler Temperatur die Selbstentladung deutlich zurückgeht, bei sinkendem SOC Wert ist klar zu erkennen. Aber nach meiner Messung sind die Werte für die Selbstentladung bei den Winston deutlich besser......
Servus Hans


Hans Kroeger am 22 Sep 2019 11:30:55

Hier ist noch ein interessanter Beitrag zum Bottom Balancing......


Solarcomputer am 22 Sep 2019 15:37:24

Ein 2,5 V Bottom Balancer würde ein automatisches Buttom Balancing ermöglichen. Der Haken an dieser Methode ist, dass man die Batterie dazu entladen muss (in einem Grid einfach rückspeisen oder einzelne Batterien umladen), das ist dann im Womo doch recht langwierig (viel Wasser kochen?). Schließlich muss nach der Entladung dann wieder eine ganze Menge geladen werden. Diese Art der Wartung ist daher zeitaufwendig.

☀️Kai

Stocki333 am 22 Sep 2019 18:40:46

Hallo Hans
Das mit der geringen Selbstentladung der Winston habe ich mir schon lange gedacht. Ich stehe seit 2 Jahren in einer Maschinenhalle eines ehemaligen Bauernhofes. Muß aus Versicherungstechnischer Sicht meine Batterie abschalten. Das längst was das Mobil gestanden ist waren 3 Monate.Meine Strecke nach Hause ist nur 1,5 Km,Durch eine Spgsanzeige an der Aufbautür sehe ich dort immer nach dem Abstellen eine Spg von 14,xx . Also Voll.Und es ist egal wie lange das Mobil Stand. Früher mehr jetzt Weniger. Muß Allerdings gestehen, diesen Gedankengang, nicht messtechnisch nachgegangen zu sein. War für mich ohne Bedeutung.
Sehe aber deinen Gedanken der geringen Selbstentladung als richtig an. Ist aber auch ohne Bedeutung für ein WOMO. steht ja nicht llänger als ein paar Monate.
Gruß Franz

Hans Kroeger am 22 Sep 2019 19:46:18

Solarcomputer hat geschrieben:Ein 2,5 V Bottom Balancer würde ein automatisches Buttom Balancing ermöglichen. Der Haken an dieser Methode ist,........Diese Art der Wartung ist daher zeitaufwendig.
☀️Kai

Hallo Kai, richtig, ist wohl eher ein Gedankenexperiment.....mal sehen, ob ich weiter dran bleibe......

Stocki333 am 23 Sep 2019 07:47:17

Solarcomputer hat geschrieben: Schließlich muss nach der Entladung dann wieder eine ganze Menge geladen werden. Diese Art der Wartung ist daher zeitaufwendig.
i

Macht auch keinen Sinn in meinen Augen. Eine 300 AH zu füllen dauert eine Weile. Mit 300 Watt Solar und einer Dauerleistung der LM mit 55 A. Damit machst du viele Kilometer. Und böse Zungen behaupten ja das wir uns keine Landstromverbindung mehr leisten können. :oops: :cry:
Und eigentlich sollte das System autark zu betreiben sein. Wie wir es von der PB gewohnt sind. Und durch Umrüstung bekommt man einfach mehr Kapazität ins Womo. Man will schlieslich Reisen und geniessen nicht seine Accus pflegen.
Gruß Franz

Inselmann am 23 Sep 2019 10:15:43

"Consumers are Idiots and can not be trusted"

Ziemlich arrogante und von oben runter Ansage. :evil:

Koennte man auch sagen "Developers are stupid Idiots who can not manage to design a product which works as intended"

Oder Consumers wollen einfach ein Produkt kaufen zu einem akzeptablen Preis was ordentlich funktioniert ohne vorher einen Doktor in Messtechnik zu erwerben und dann viele Extrastunden ihrer Freizeit zu verbraten um das Akku "optimal" zu entladen/balancieren damit sie anstatt von 10Jahren dann 15 Jahre Laufzeit haben.

Dann lieber Topbalancing und den Urlaub geniessen. Zweitbester ist oft mehr als genug........

lisunenergy am 23 Sep 2019 12:14:47

Und jetzt komme ich, und behaupte, das eine zu große Absenkung und Balancer der Drift im Winter sehr groß werden kann. Nicht Theorie sondern Praxis. Die 2. Behauptung ist, mein Akku hat immer noch 100% obwohl permanent voll bei 14,7 volt, und das gemessen bei Minus 20Grad Außentemperatur und extremer Schwankung durch Sonnenschein im Winter.

Solarcomputer am 23 Sep 2019 13:21:45

Inselmann hat geschrieben:"Consumers are Idiots and can not be trusted"

... im Marketing deutet man das dann gerne um: WAF --> Link

In unserem Bereich würde ich das als Urlaubstauglichkeit definieren, also auch entspannen zu können. Damit fällt das Bottom-Balacing raus. Ich meine Hans hat das auch nur zum komplettieren des Bildes beigetragen. Auf diese Weise macht man sich quasi ein Bild nicht nur von oben, sondern wechselt die Perspektive.

☀️Kai

geralds am 23 Sep 2019 14:53:19

Ich rechne für mich:

3000 Zyklen / 150 Zyklen pro Jahr = 20 Jahre
(Ob ich dann noch Womo fahre?)

Und dann ist der Akku wahrscheinlich noch nicht defekt, vielleicht auf 75% der Kapazität runter.
Würde mir immer noch reichen. Auch wenn das schon nach 15 Jahren der Fall sein sollte.

Ich habe u.a. auf Li-Akku umgestellt um "einbauen und vergessen" zu können. (Ich liebe solche Lösungen, bei denen man sich nur 1x Gedanken macht, beim Kauf oder beim Bau.)
Naja, vor dem ersten Frost ein Stück entladen, ausschalten und im Frühjahr wieder einschalten.

Wobei ich zugeben muss, ich habe in der diesjährigen, ersten Saison, schon 3x nach den Zellenspannungen geschaut. Das wird aber sicher noch weniger werden. :)

Gruß Gerald

lowbattery am 23 Sep 2019 15:06:33

lisunenergy hat geschrieben:Und jetzt komme ich, und behaupte, das eine zu große Absenkung und Balancer der Drift im Winter sehr groß werden kann. Nicht Theorie sondern Praxis. Die 2. Behauptung ist, mein Akku hat immer noch 100% obwohl permanent voll bei 14,7 volt, und das gemessen bei Minus 20Grad Außentemperatur und extremer Schwankung durch Sonnenschein im Winter.


Hallo zusammen,
wenn es erlaubt ist mische ich mich mal hier ein - ich lese schon eine Weile interssiert mit. Was mir schon lange durch den Kopf geht ist die Frage, was bei der zitierten Installation anders ist gegenüber dem Fall hier:

Aus <https://marinehowto.com/lifepo4-batteries-on-boats/>:

I recently had four prismatic cells in the shop, sent to me by a gentleman who assumed a GEL setting on his charger was safe. He decided this based on Winston’s voltage specifications. [….] The problem the GEL setting installation was the absorption DURATION, not the voltage. At 14.2V the absorption duration was 4 hours long with no way to change the length of the absorption cycle-timer. [….] On top of all this his so called “smart charger” was actually really quite dumb and could reset the absorption timer when ever a large load kicked in [….] . he also still had the temp compensation circuit active, something that is not good for LFP.

In just 150 +/- cycles his 180Ah cells could barely deliver 96Ah’s and they were puffed up like balloons. 2000 cycles? His expensive Winston LFP cells were severely diminished in less than 150 cycles while using the GEL setting we so often read about as being “safe” for LFP. […] Considering the boat spent much time at a dock, it is impossible to say how many hours they were maintained at 14.2V/3.55VPC.


Ich unterstelle mal es handelt sich um Winston LYP Zellen. Ich lese da:
  • Ladespannung 14,2V mit Temperaturkompensation,also ggf. auch bis 14,7V oder mehr;
  • Über längere Zeit dauerhaft and Landstrom;
  • 4h Absorbtionsladung, häufig neu einsetzender Volladezyklus;
  • nach 150 Zyklen Zellen aufgebläht und bei halber Kapazität;
  • keine Aussage zur Temperatur;

Die Argumente des Authors von marinehowto sind keine Einzelmeinung. Auch A123Systems schreibt im Fall von anschließendem Float-Charging eine max. Ladespannung von 3.5V / Zelle vor. Ein Unterschied, der mir auffällt: Solar vs. Landstrom. Solar unterbricht die >14V nachts.

Gruß,
Stefan

Stocki333 am 23 Sep 2019 20:05:16

geralds hat geschrieben:Ich rechne für mich:

3000 Zyklen / 150 Zyklen pro Jahr = 20 Jahre
(Ob ich dann noch Womo fahre?)

Man Könnte ja dan noch ein Grablicht mit LED mehrere Jahre damit betreiben, Bei dieser geringen Selbstentladung. Und nach ein paar Jahren intressiert das eh niemanden mehr. :steinigung: :snoopy:
Franz

Hans Kroeger am 23 Sep 2019 20:13:34

Ladespannung 14,2V mit Temperaturkompensation, also ggf. auch bis 14,7V oder mehr.....

Hallo Stefan, sehr interessant!
angenommen, die 14,7 V oder 14,8 V wurden bei Temperaturen deutlich unter 0°C angelegt (entsprechend der Temp.kompensation für Gel), dann wäre es denkbar, dass die 3,7 V pro Zelle zu einem schädlich hohen Ladestrom bei Frost geführt haben. Ich schätze, dass Lisunenergy hier aus seiner Erfahrung berichten kann. Jedenfalls hätte ich nach den bisherigen Erfahrungsberichten erwartet, dass die Winston so etwas wegsteckt. Natürlich kann man auch eine Winston Zelle an ihre Grenzen bringen. Leider fehlen hier exakte gemessene reproduzierbare Fakten. Immerhin kommen von Lisunenergy wichtige Erfahrungswerte, die man gar nicht hoch genug einschätzen kann.
Servus Hans

Hans Kroeger am 23 Sep 2019 20:29:42

Ich meine Hans hat das auch nur zum komplettieren des Bildes beigetragen. Auf diese Weise macht man sich quasi ein Bild nicht nur von oben, sondern wechselt die Perspektive.
☀️Kai

so ist es! Kai kennt mich recht gut.
Natürlich ist es völlig richtig, wenn jemand (Otto Normalverbraucher) eine Li Batterie einbauen und danach vergessen möchte. So soll es sein, ohne wenn und aber!
Es gibt dann noch ein paar Sonderlinge, die Spass an der Technik haben, Dingen auf den Grund gehen wollen, neues probieren wollen.
Genau an diese Leute wendet ihr Normalverbraucher Euch dann, wenn Eure Plug and Play Anlage plötzlich nicht so tut, wie sie soll.
So ergänzen wir uns, die Otto Normalverbraucher und die Tüftler......und das ist auch gut so!!!
AMEN
Servus Hans

lowbattery am 23 Sep 2019 20:54:39

Hans Kroeger hat geschrieben:Nicht ganz das Thema, aber um so interessanter der Inhalt:

Hans Eisenbichler von Faktor hat mir eine Winston LiFePO4 Zelle LYP060AHA mit 60 Ah Nennkapazität für Testzwecke zur Verfügung gestellt.

[...]

Kurzfassung:
Nach knapp 7 Jahren
55 % waren noch drin,
105 % passen rein

Servus Hans


und hier stellt sich die nächste Frage: wenn wir davon ausgehen dass die Wnstonzelle neu mit einem SOC von 80-100% kam (mit welchem genau können einige von euch sicher genauer sagen, jedenfalls offenbar mit über 50%), nach 7 Jahren in der Kiste noch bei 55% SOC und 105% Kapazität liegt, wie passt das mit der Empfehlung zusammen, für opt. Lebensdauer bei einem SOC unter 50% zu überwintern? Theorie falsch? Winston anders? neue Zelle anders?

Viele Grüße,
Stefan

Stocki333 am 23 Sep 2019 21:07:38

[quotejedenfalls offenbar mit über 50%), nach 7 Jahren in der Kiste noch bei 55% SOC und 105% Kapazität liegt, wie passt das mit der Empfehlung zusammen, für opt. Lebensdauer bei einem SOC unter 50% zu überwintern? Theorie falsch? Winston anders? neue Zelle anders? ][/quote]
:wolke: :daumen2: :vogel:

geralds am 24 Sep 2019 01:33:43

Hans Kroeger hat geschrieben:Natürlich ist es völlig richtig, wenn jemand (Otto Normalverbraucher) eine Li Batterie einbauen und danach vergessen möchte. So soll es sein, ohne wenn und aber!
...
Genau an diese Leute wendet ihr Normalverbraucher Euch dann, wenn Eure Plug and Play Anlage plötzlich nicht so tut, wie sie soll.

Servus Hans


Jeder pflegt halt ein anderes Hobby, hat andere Interessen. Aber ich kann mir schon sehr gut selbst helfen wenn die Anlage nicht mehr tut.
Elektrotechnik ist kein Fremdwort für mich. :D

Aber nachdem jetzt alles tut wie es soll, wende ich mich gerne wieder anderen Dingen zu.
Z.B. demnächst wieder dem Gleitschirmfliegen. :mrgreen:

Gruß Gerald

Hans Kroeger am 24 Sep 2019 07:45:17

geralds hat geschrieben:Elektrotechnik ist kein Fremdwort für mich. :D
Aber nachdem jetzt alles tut wie es soll, wende ich mich gerne wieder anderen Dingen zu.
Z.B. demnächst wieder dem Gleitschirmfliegen. :mrgreen:
Gruß Gerald

.......ach Gerald, Du verstehst mich völlig falsch. Erstens bist Du kein Otto Norm........, zweitens ist für mich Deine Einstellung absolut nachvollziehbar, um so mehr, als Du ein Hobby pflegst um das ich Dich sehr beneide!!!!!
Ich wollte doch nur sagen, dass man uns Tüftler nicht nach praktischen Maßstäben beurteilen soll, nicht mehr und nicht weniger. Wir bräuchten dieses Forum sonst nicht, und die Erfahrungen von Lisunenergy kämen niemandem zugute.
In diesem Sinne wünsche ich Dir viel Spaß beim Blick von oben auf diese Welt.....
Servus Hans

lowbattery am 24 Sep 2019 08:37:19

Hans Kroeger hat geschrieben:Hallo Stefan, sehr interessant!
angenommen, die 14,7 V oder 14,8 V wurden bei Temperaturen deutlich unter 0°C angelegt (entsprechend der Temp.kompensation für Gel), dann wäre es denkbar, dass die 3,7 V pro Zelle zu einem schädlich hohen Ladestrom bei Frost geführt haben. [...] Leider fehlen hier exakte gemessene reproduzierbare Fakten.


Hallo Hans,
ob da jetzt 14,8V und damit auch Temperaturen unter 0° im Spiel waren ist natürlich reine Spekulation unsererseits. Der Author vertritt eher die Meinung, dauerhaftes Anlegen von hohen Ladespannungen würde die LFP schädigen. Basiert auch stark auf langjähriger Praxiserfahrung, nicht Studien. Nur eben andere Erfahrungen als Lisunenergy. Der Author ist auch als gewerblicher User MaineSail im cruiserforum zu finden, im dortigen 7000-Posts-LFP-Thread (lifepo4-batteries-discussion-thread-for-those-using-them-as-house-banks). Boote sind allerdings anders als Wohnmobile, Minusgrade sind seltener, Hitze ist eher ein Thema.

Hans Kroeger hat geschrieben:Immerhin kommen von Lisunenergy wichtige Erfahrungswerte, die man gar nicht hoch genug einschätzen kann.

Sehe ich absolut genauso. Gerade vor dem Hintergund, dass Daten / Studien zum Laden der Winstonzellen bei Minusgraden sonst praktisch nicht zu finden sind.

An dieser Stelle vielleicht noch eine Anmerkung zu dem von dir geposteten Bericht zu der Winstonzelle mit dem "thermischen Ereignis" (aus der Studienarbeit John Catton / Univ. Ottawa): es wurde 1,5-malig mit 1C bei -30°C geladen. Laut Winston-Handbuch ist die Spezifikation 1C bei -25°C, 3C bei +25°C, ladbar bis -45°C. Die Zelle hat also nicht innerhalb der Spezifikation versagt.

Ich verwende übrigens ebenfalls ein VBCS Triple auf 13,9V-Einstellung, sowie einen BMV-712. Der steuert den Sw-Eingang bei Nichtgebrauch mit Schwellwerten 13,0 / 13,3V und Solar.

Gruß,
Stefan

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