Zusatzluftfeder
cw

LiFeYPO4 12 V Batterie Balancing durch Einzelzellenladung 1 ... 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10


geralds am 24 Sep 2019 08:41:07

Hans Kroeger hat geschrieben: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.
Servus Hans


Stimmt :)

Gruß Gerald

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Hans Kroeger am 24 Sep 2019 23:29:48

lowbattery hat geschrieben: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


Hallo Stefan,
zum Triple hätte ich eine Anmerkung, wenn Dich das interessiert, melde Dich bei mir....

Moderation:Text editiert, bitte AGB 6.11 beachten


Frage: welche Balancer verwendest Du?
Servus Hans

George67 am 26 Sep 2019 19:59:54

lowbattery hat geschrieben:
wenn wir davon ausgehen dass die Wnstonzelle neu mit einem SOC von 80-100% kam , 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?

Ich glaube, dass einige der Daten bezüglich LFP aus der Literatur, z.B. von Peter Keil, für 18650 Rundzellen ermittelt wurden. Das wäre für mich zumindest ein Anstzpunkt für unterschiedliches Verhalten der Winstons. Da gibts genügend Ansatzpunkte für andere Bauart, Chemiedetails, mechanischer Aufbau, usw. als Begründung für bessere Lebensdauer.

Hans Kroeger am 27 Sep 2019 19:38:01

George67 hat geschrieben:Ich glaube, dass einige der Daten bezüglich LFP aus der Literatur, z.B. von Peter Keil, für 18650 Rundzellen ermittelt wurden. Das wäre für mich zumindest ein Anstzpunkt für unterschiedliches Verhalten der Winstons......

Hallo Schorsch,
mich wundert, dass die Profis zwar LiFePO4 Zellen testen, aber, wie Du schreibst, meist Rundzellen. Warum gibt es keine dokumentierten reproduzierbaren Tests mit den Winston Zellen?
Jeder kann diese Zellen frei erwerben, und dann Vergleichstests zu den anderen Zellen fahren, die nicht mit Yttrium dotiert sind.....
Wahrscheinlich fehlt da das Interesse, weil sich die Winston Zellen weniger für die Anwendung bei E-Fahrzeugen eignen, wo es auf die höchste Energiedichte ankommt.
Servus Hans

lowbattery am 27 Sep 2019 22:33:41

Hallo Hans, wo ist denn diese Kurve her? Nur aus Interesse.
Hans Kroeger hat geschrieben:

Gruß,
Stefan

George67 am 27 Sep 2019 23:10:20

Hans Kroeger hat geschrieben:Hallo Schorsch,
mich wundert, dass die Profis zwar LiFePO4 Zellen testen, aber, wie Du schreibst, meist Rundzellen.

Ich weiss nicht, was die Profis machen. Keil ist Hochschule, Promotion und Spezialist.
Ich kenne von ihm die hier zitierten Ergebnisse von 18650er Zellen.
Hans Kroeger hat geschrieben:Warum gibt es keine dokumentierten reproduzierbaren Tests mit den Winston Zellen?

Keine Ahnung.
Hans Kroeger hat geschrieben:Jeder kann diese Zellen frei erwerben, und dann Vergleichstests zu den anderen Zellen fahren, die nicht mit Yttrium dotiert sind.....
Wahrscheinlich fehlt da das Interesse, weil sich die Winston Zellen weniger für die Anwendung bei E-Fahrzeugen eignen, wo es auf die höchste Energiedichte ankommt.

Solche Tests machts du nicht mit nem Multimeter.

George67 am 27 Sep 2019 23:12:21

lowbattery hat geschrieben:Hallo Hans, wo ist denn diese Kurve her? Nur aus Interesse.

--> Link

lowbattery am 28 Sep 2019 20:51:36

George67 hat geschrieben:--> Link

Danke für den Link!
Gibt es da noch andere Quellen dafür als die in diesem Paper, oder einen Verweis auf Winston, den ich übersehe? Diese Referenz ("classic OCV-SOC curve" "from a sample LiFePO4 battery cell") wäre vielleicht doch noch ausbaufähig:
Vocv= g(SOC), (1)
where g() is a non-linear function of the state of charge (SOC),
given by the classic OCV-SOC curve in Figure 2.

und
The data was recorded from a sample LiFePO4 battery cell operating at room temperature at the Energy Systems and Power Electronics Laboratory (ESPEL) at IUPUI.

Hier mal ein Overlay mit den OCV vs. DOD Kurven aus dem A123Systems Amp20 Handbuch (DOD=1-SOC, daher ist die Kurve von Hans gespiegelt):



Quellen: oben zitiertes Paper, "A123_AMP20_battery_Design_guide.pdf" (gibt es auf versch. Webseiten)

Die Kurven von A123Systems zeigen Hysterese: Die obere Kurve von gilt nach vorherigem Laden, die untere nach vorherigem Entladen. 3.2V ergeben sich bei A123 bei einem deutlich geringeren SOC von 5-10% , nicht 20%. Zeigt also: eine "generische" oder "klassische" LiFePO4 OCV-SOC Kurve kann man eher nicht zur SOC-Bestimmung verwenden. Aber in genau dieser Diskussion sehe ich den Wert dieses Fadens.

Ausserdem hängt die OCV auch von der Temperatur ab. Siehe ebenfalls wiederum den A123 Battery Design Guide. Allerdings nicht sehr stark, zumindest bei A123. Bei allen anderen wissen wir es letztlich nicht.

Meine Erwartung für Winston wäre, dass sie bei der OCV noch über den A123System liegen. Insbesondere im unteren SOC-Bereich, schon wegen der oft beobachteten 5% Überkapazität


Gruß,

Stefan

George67 am 28 Sep 2019 21:13:36

George67 hat geschrieben:--> Link

Es kann sein, dass ich dieses Bild selber mal angeschleppt habe, weil ich eine SOC Kurve für die Diskussionen hier brauchte.
Ich bin über Bilder in Google gegangen, die Auswahl erfolgte nach Gefühl.

Also, keine gezielte Auswahl für irgendwas.

lowbattery am 28 Sep 2019 21:18:43

George67 hat geschrieben:Also, keine gezielte Auswahl für irgendwas.

Danke für die Klärung. Wichtig ist eigentlich nur: es ist nicht nachgewiesen eine Kurve einer speziellen Markenzelle mit patentierter Technologie wie A123 oder Winston, und zumindest A123 ist anders, also Winston ggf. auch.

George67 am 29 Sep 2019 06:26:20

So sehe ich das auch. Keil s Ergebnisse zu 18650 LFP passen einfach. nicht zu den Winston Erfahrungen hier.

Hans Kroeger am 29 Sep 2019 17:55:30

lowbattery hat geschrieben:Wichtig ist eigentlich nur: es ist nicht nachgewiesen eine Kurve einer speziellen Markenzelle mit patentierter Technologie wie A123 oder Winston, und zumindest A123 ist anders, also Winston ggf. auch.

Man sollte immer berücksichtigen, dass die Zellenspannung von einer ganzen Reihe von Parametern abhängt, die sich von Hersteller zu Hersteller unterscheiden. Nicht nur das Material der Kathode (LiFePO4), oder der Anode (Grafit), spielen hier eine Rolle, sondern auch das Elektrolyt (flüssig oder polymer) und die Deckschicht auf der Anode, die sogenannte Solid Electrolyte Interphase Schicht (SEI). Das gleiche gilt für das "Conductive Interphase" an der positiven Elektrode . Insbesondere die Alterung einer Zelle ist abhängig von der Stabilität der SEI. Durch Lade- und Entladeprozesse wächst die Schicht und dadurch auch der Widerstand in der Zelle. Damit sind ein Verlust von Lithium-Ionen bzw. Kathodenmaterial und Elektrolyt und eine entsprechende Verringerung der Zellspannung und Ladungsmenge verbunden. Um dies zu vermeiden, wird in der Regel ein Überschuss an
Elektrolyt und Kathodenmaterial in der Zelle genutzt.
Jeder Hersteller hat hier seine bersondere geheimgehaltene Rezeptur......und genau deshalb gibt es auch bei LiFePO4 Zellen so unterschiedliche Messwerte. Allerdings haben diese Messwerte eben auch viele prinzipbedingte Ähnlichkeiten. So ist der Verlauf der Ruhespannung OCV gegenüber dem Ladezustand SOC bei allen LiFePO4 Zellen ähnlich, aber eben nicht identisch (z.B. parallel verschoben).
Nur so ein paar Gedanken......
Servus Hans

lowbattery am 29 Sep 2019 20:39:56

Hans Kroeger hat geschrieben:So ist der Verlauf der Ruhespannung OCV gegenüber dem Ladezustand SOC bei allen LiFePO4 Zellen ähnlich, aber eben nicht identisch (z.B. parallel verschoben).

Wobei sich zeigt, dass der untere Bereich der OCV-SOC-Kurve (SOC ca. 10-35%) steiler ist, oben gibt es zwei flache Plateaus ca. 30-70% sowie 70-90% SOC.

Bedeutet, dass im unteren Bereich ein aktives Balancing (Zellausgleichsbalancing) bei LFP doch funktionieren sollte. Wenn man jetzt die Erhaltungsladung in diesen Bereich legt (z.B. Triple "Sw" bei 13,1V über BMV "ein", bei 13,3V aus), dann hätten Zellausgleichsbalancer während der Nichtbenutzung des Fzgs. ausreichend Zeit zum balancen.

Nur mal als Idee in den Raum gestellt.

Gruß,
Stefan

Hans Kroeger am 30 Sep 2019 09:36:05

lowbattery hat geschrieben:....dass im unteren Bereich ein aktives Zellausgleichsbalancing bei LFP doch funktionieren sollte. Wenn man jetzt die Erhaltungsladung in diesen Bereich legt (z.B. Triple "Sw" bei 13,1V über BMV "ein", bei 13,3V aus), dann hätten Zellausgleichsbalancer während der Nichtbenutzung des Fzgs. ausreichend Zeit zum balancen. Gruß, Stefan

Hallo Stefan, beim Triple von Votronic würde ich die Laderegler über den SW Eingang ganz abschalten. Danach würde die Batterie sich bis auf 12,8 Volt entladen können, wo sie dann mit der Sicherheitsspannung vom 12,8 Volt bei maximal 50% Nennladestrom aufgefangen wird, entsprechend 3,2 Volt Zellenspannung. Hier wäre wahrscheinlich ein Bottom Balancing gut machbar.
Frage: an welche Zellausgleichsbalancer hast Du gedacht?
Servus Hans

George67 am 30 Sep 2019 11:57:01

lowbattery hat geschrieben:Wobei sich zeigt, dass der untere Bereich der OCV-SOC-Kurve (SOC ca. 10-35%) steiler ist, oben gibt es zwei flache Plateaus ca. 30-70% sowie 70-90% SOC.

Bedeutet, dass im unteren Bereich ein aktives Balancing (Zellausgleichsbalancing) bei LFP doch funktionieren sollte.

"Steiler" heisst ja noch nicht automatisch "Steil genug", um vernüftiges Balancing zu erreichen. Ich sehe da etwa 100 mV für 30 % der Kapazität.

Abgesehen davon wäre das wieder ein quasi-Bottom Balancing. Das halte ich für LiFexx in der Anwendung parallel zu Blei für ungeeignet, weil prinzipbedingt die Maximalspannung bei Volladung der Gesamtbatterie niedriger ist als bei Top-Balancing (weil die Zellen ungleich "Voll" sein können), und ausserdem keine Konstante. Da aber der Spannungsbereich der Zellen eh nach oben hin ausgequetscht wird, wenn es um 14,4 ++ Spannungslevel geht, ist das ungünstig.

lowbattery am 30 Sep 2019 20:07:03

George67 hat geschrieben:"Ich sehe da etwa 100 mV für 30 % der Kapazität.

Ich auch. Und da liegt auch das nächste Problem: viele aktive Balancer aus CN haben eine 0,1V Schwelle, um mit dem Balancing zu starten. Die arbeiten also dann ab 30% Zelldrift ;D.

"steiler" = "steil genug" hatte ich gefolgert aus dem bereits referenzierten A123 Handbuch, dort steht Balancing ginge unter 30% SOC. Allerdings steht dort natürlich nicht womit bzw. mt welcher erforderlichen Genauigkeit.

Hans Kroeger hat geschrieben:beim Triple von Votronic würde ich die Laderegler über den SW Eingang ganz abschalten. Danach würde die Batterie sich bis auf 12,8 Volt entladen können, [...]. Hier wäre wahrscheinlich ein Bottom Balancing gut machbar.

Bei 12,8V ist man nahe am unteren "Knie" der Spannungskurve. Da würden stärker nach unten driftende Zellen dafür sorgen, dass die 0,1V überschritten werden. Dazu muß man aber auf 12,8V entladen, das ist nur eine Lösung wenn man dauerhalft an Landstrom hängen kann/will. Mit Solar sind mit 20-50% SOC lieber.

Hans Kroeger hat geschrieben:Frage: an welche Zellausgleichsbalancer hast Du gedacht?

An keinen bestimmten, bisher. Es wurden ja bereits einige aus CN verlinkt.

Gruß,
Stefan

Hans Kroeger am 21 Okt 2019 18:40:17

Meine 5'te Lithium Batterie ist fertig. Diesmal nach dem Motto KISS, keep it simple and straight.
Nachdem ich von Euch allen ermuntert wurde, das klassische passive Balancing zusammen mit den robusten Winston Zellen nicht zu unterschätzen, habe ich jetzt meine inzwischen 5'te LiFePO4 Batterie gebaut, und zwar so einfach, wie nur irgend möglich.
Das Balancing wird mit 4 Prints von EV Power erledigt, CBM400, die immerhin 2 A verbraten können. Das Latching Schutzrelais (für OVP und LVP) ist für 250 Ampere ausgelegt, und wird vom EVP BCU Micro 08 Board angesteuert. Das Board hat alle Funktionen, die man braucht. Man kann damit auch manuell das Relais ein- Aus-Schalten, bzw. nach einem OVP oder LVP Ereignis wieder zurücksetzen. Dazu kommen noch Sicherungen, ein Schalter, und ein billiger Zellen Monitor, der später leicht einsehbar montiert wird.
Ich habe alle Zellen mit 30 A abgesichert. Die Zuleitungen von den Prints zu den Sicherungen habe ich auf 4 qmm umgestrickt. Damit ist der gesamte Spannungsabfall über der Sicherung plus Kabelverbinder 5,7 mV bei 2 A Balancerstrom. Das ist besser, als mit dem Originalkabel ohne Sicherung!! Die dünnen Leitungen zum Zellenmonitor sind mit 2 A abgesichert.
Die Prints sind wegen der Wärmeabfuhr direkt auf die Kupferlaschen geschraubt. Alles weitere kann man wohl den folgenden Bildern entnehmen.
Jetzt bin ich gespannt, wie gut das passive Balancing funktioniert......ich werde berichten.
Servus Hans





Hans Kroeger am 23 Okt 2019 07:58:08

NEUIGKEITEN
Ich habe meine 4 Winston Zellen in der neuen KISS Konfiguration geladen. 2 Zellen lagen deutlich auseinander.....keine Ahnung warum. Jedenfalls war Zelle 1 bereits über 3,9 V bei einem abklingenden Ladestrom der Batterie von etwa 2 A... während Zelle 4 erst knapp über 3,45 V lag.
Jedenfalls war zu erwarten, dass der Ladevorgang
- entweder mit einem OVP der Zelle 1 abgebrochen,
- oder mit total unbalancierten Zellen beendet würde.

Dann hatte ich eine "geniale" Idee.
Zunächst die Batterie etwas entladen, wegen Zelle 1. Dann ein Netzgerät angeschlossen mit Einstellung 15 Volt (oder höher) und 1,5 Ampere Konstantstrom
Der Konstantstrom führt wegen der CBM400 Module zu einer EINZELZELLENLADUNG von knapp unter 3,6 Volt!!... entsprechend der CBM400 Kennlinie.
Das ganze ist absolut stabil, wenn alle Zellen (egal wie weit diese gedriftete waren) sich bei etwa 3,58 Volt eingependelt haben. Das dauerte bei mir etwa 4 Stunden. Das Netzgerät bleibt im Konstantstrom Modus, weil die Spannung von
4 x 3,58 = 14,32 V unter der 15 V Schwelle bleibt.
Gestern habe ich dann die Batterie 50% Entladen und danach mit dem normalen Triple Ladegerät von Votronic wieder geladen, wobei alle 4 Zellen eine Punktlandung bei 3,55 Volt absolvierten, mit einem minimalen Balancing Strom.
Was will man mehr?

Fazit: Man kann die Zellen mit einer einzelnen 1,5 Ampere Stromquelle über die CBM400 Module vollständig balancieren, wobei alle Zellen langsam und schonend auf 3,58 Volt geladen werden. Das gilt insbesondere auch für deutlich gedriftete Zellen

Die nötige Hardware ist entweder ein Labornetzteil oder ein Steckernetzteil für 16,- € und ein Step Down Regler für 5,- €.
Wenn man den Strom hinter dem Sicherheitsrelais einspeist (alle Lasten und Ladegeräte ausgeschaltet) dann wird noch dazu im Fehlerfall bei OVP oder LVP das ganze abgesichert, ohne zus. Hardware!

Warum bin ich da nicht früher drauf gekommen, als ich die aufwändige Elektronik für die Einzelzellenladung gestrickt habe (4 Netzteile, 4 Präzisionsregler, ein Sicherheits Relais mit 4 Polen) .....
immerhin kenne ich auch niemanden, der diese Idee hatte.
Hat schon mal jemand was derartiges gesehen?
Jedenfalls finde ich bisher keinen Haken an meiner vereinfachten Einzelzellenladung, und ich freue mich natürlich über meine Idee.
Das gibt dem Tag auch einen positiven Start....
Servus Hans

thomker am 23 Okt 2019 11:02:13

Hallo Hans,
Waren die Zellen vorher Initialgeladen, oder mal in einem anderen Verbund?

Kleiner Drift einzelner Zellen ist wohl normal, hab ich auch bei einer Zelle,
die kommt immer etwas später bei 3,6V an als die anderen.

Was ich nicht verstehe ist, warum eine Zelle mit Balancer bei 2 A Ladestrom derart nach
oben abrauscht. Genau das sollten die Balancer doch verhindern, und bitte vor OVP Notabschaltung.
Bei 2 A Gesamtladestrom sollten die auch nicht überfordert sein. Bist Du sicher, dass alle
CBM400 funktionieren?

Diese Konstellation ist doch genau die vom Lisunenergy Bausatz der seit Jahren bestens funzt.
Aber Deine Einzelzellladung war troztdem sehr informativ und lehrreich, obwohl ich nicht immer
alles verstanden habe.

Gruß
Thomas

Hans Kroeger am 23 Okt 2019 11:32:44

thomker hat geschrieben:Hallo Hans,
....Was ich nicht verstehe ist, warum eine Zelle mit Balancer bei 2 A Ladestrom derart nach
oben abrauscht. .....

Hallo Thomas,
1. Die Zellen waren mehrfach in Gebrauch bei mir, aber die starke Drift ist mir ein Rätsel....
2. Der Ladestrom ist ja zunächst (bei mir) 40 A konstant, bis die Ladeendspannung der Batterie erreicht ist, nämlich knapp unter 14,2 V, entsprechend 3,55 V Zellenspannung. Ab jetzt hält das Ladegerät die Spannung konstant, und der Strom nimmt schnell ab, entsprechend dem Ladezustand der Zellen. Solange der Strom größer als der Balancer Strom ist (0 ... 2A) werden die Zellen weiter geladen, aber immer langsamer, da der Gesamtstrom abnimmt, und wegen der steigenden Zellenspannung der Balancer Strom zunimmt. Ein OVP wird dann ausgelöst, wenn der Gesamtstrom noch über 2 A liegt, wenn eine Zellenspannung 14 V überschreitet. Bei Unterschreiten der 2 A Grenze des Gesamtstromes, wird der Balancerstrom größer sein als der Gesamtstrom, somit wird die Zelle ab dann langsam wieder entladen und kein OVP ausgelöst. Trotzdem ist natürlich die Situation nicht optimal, wenn eine Zelle so hohe Spannung sieht, weil eine andere Zelle noch nicht voll ist.
3. Insgesamt 6 Stück CBM400 habe ich komplett vermessen, OVP, LVP Werte und den Balancerstrom für den Spannungsbereich 3,5 bis 4,0 Volt. Sie funktionieren hervorragend, nur die Zuleitung ist etwas zu dünn geraten, ich habe sie gegen eine dickere Leitung getauscht.
4. Es mag gut sein, dass im Normalfall das Passive Balancing völlig ausreicht die geringen Drift Werte auszugleichen. Bei stark driftenden Werten, ist die von mir beschriebene Methode jedoch einfach und zuverlässig, alle Zellen ohne Stress wieder "einzufangen".
5. Nach dem Balancieren mit meiner "vereinfachten Einzelzellenladung" verhalten sich beim Folgenden Entladen/Laden alle Zellen wieder vorbildlich.
6. Diese Methode kann man auch zum Initialisieren nehmen, allerdings würde ich dann mit 1,8 A näher an den oberen Spannungsgrenzwert der CBM400 Module gehen.
Servus Hans

thomker am 23 Okt 2019 13:39:49

Hallo Hans,
ja, so wird natürlich 'n Schuh draus. Ich hab auch schon mal überlegt, ob ich nicht nach 3 Jahren Vollnutzung auch mal den Verbund auflösen, in Reihe schalten und auf 3,6V laden sollte, um die wieder mal alle gleich zu ziehen, aber was soll ich sagen? Gab keine Probleme, geringe Drift, und ein großes Gegenargument: Keine Lust und noch andere Baustellen. Ist zwar alles relativ einfach, aber am Ende doch mit einigem Aufwand verbunden, wenn man alles ordentlich machen will. Also verschieb' ich's auf Zeiten wo ich Langeweile habe.

Gruß
Thomas

Hans Kroeger am 23 Okt 2019 17:40:03

thomker hat geschrieben:Hallo Hans,
..... überlegt, ob ich nicht nach 3 Jahren Vollnutzung auch mal den Verbund auflösen, in Reihe schalten und auf 3,6V laden sollte
Thomas

Hallo Thomas,
wirfst Du hin und wieder einen Blick auf die Zellenspannungen beim Ladungsende? Das würde Dir zeigen, ob eine Initialisierung von Vorteil wäre.
Wenn Du keinen entsprechenden Monitor angeschlossen hast, dann kannst Du natürlich auch warten, bis Du einen OVP oder LVP auslöst.
Die Erfahrungen von Lars zeigen, dass die Winstonzellen so extrem robust sind (insbesondere bei hohen Spannungen), dass Du einen OVP kaum fürchten musst. Beim LVP weiß ich nicht ob die Winston Zellen auch in diesem Falle robust sind.
Frage: welche Balancer verwendest Du?
Servus Hans
Anmerkung: zum Initialisieren mit 3,6 V musst Du die Zellen parallel schalten, nicht in Reihe, wie Du schreibst.

thomker am 23 Okt 2019 18:42:42

Ja natürlich parallel, in Reihe sind die ja jetzt...sorry, schmeiß ich immer durcheinander.

Einzelzellüberwachung hab ich nur über die Balancer, (sind die gleichen die Du hast, nur mit Federklemmen) --> Link kein Monitoring. Gab wohl immer wieder Probleme damit, weil der Strom nur aus einer Zelle kam >Drift.
Bei Vollladung schau ich ab und zu mit einem Multi nach den Einzelspannungen. Da ich da aber immer das Selbe sehe (Spannungen), kommt das immer seltener vor.
OVP/UVP hatte ich noch kein einziges Mal. Überwachung nur über Victron BMV. Der Driftet nach 3 Wochen ohne Vollladung deutlich mehr als die Zellen. Manchmal frag ich mich, wofür ich das teure Phillipi-Relais überhaupt habe. :? Bei mir bleibt auch nie das Stromkabel dran, wenn voll, dann ab. Im letzten Urlaub auf nem Cp mit Dauerstrom war der Li-Akku aus, nur ne alte 17 Ah Gel als Puffer blieb dran.
Ja, ja, ich weiß: mit einmal WR vergessen kann man teuren Schrott produzieren, und man wird auch nicht jünger, und das Phillipi-Geld tut heute auch nicht mehr weh...

Gruß
Thomas

Hans Kroeger am 23 Okt 2019 19:18:57

thomker hat geschrieben:Einzelzellüberwachung hab ich nur über die Balancer, (sind die gleichen die Du hast, nur mit Federklemmen)
Gruß
Thomas

Hallo Thomas,
die Teile für meinen Einzelzellenlader kosten etwa 20,- €, in einer Billigversion. Habe ich bestellt, werde ich testen, wenn sie funktionieren, werde ich die Details hier posten. Dann kannst Du Dir überlegen, ob das für Dich eine Option wäre, denn Du hast ja die notwendigen CBM400 Module bereits eingebaut.
Die Anwendung bedarf keiner Änderung Deiner Anlage. Der "Einzelzellenlader" wird einfach mit zwei Leitungen an die Batterie angeschlossen, alle anderen Lader und Verbraucher müssen Aus sein, das ist alles. Nach wenigen Stunden sind Deine Zellen wieder initialisiert, mit schonenden 3,6 Volt. Danach kannst Du den Lader wieder wegpacken, bis zum nächsten Einsatz.....
Servus Hans

thomker am 23 Okt 2019 19:35:41

Das hört sich interresant an, bin gespannt...

Hans Kroeger am 23 Okt 2019 19:42:08

Ich wundere mich etwas, dass keine Reaktion kommt zu meiner vorgestellten KISS Version.
Immerhin kostet das gesamte Balancing mit OVP und LVP Abschaltung, einschließlich 250 A Latching Relais und Zellenmonitor nur etwa 250,- €
Bisher hatte ich den Eindruck, dass hier sehr preisbewusste Wohnmobilisten dabei sind.
Möglicherweis ist das aber auch OT in dieser Ecke, wo es ursprünglich um Einzelzellenladung ging.....
Servus Hans

thomker am 23 Okt 2019 20:00:08

Einzelzellladung ist aber schon sehr speziell und interessiert vielleicht auch nicht alle. Und wenn man in diesem Thread mal ne Woche nicht mitgelesen hat, kann's einen schon mal erschlagen :mrgreen: . Wie gesagt, alles habe ich auch nicht verstanden, einiges Gelesenes wieder vergessen.

Dann gibt's natürlich auch noch Leute, die immer eine Steckdose finden und gar nicht verstehen, warum andere viel Geld ausgeben um keine suchen zu müssen.

Vielleicht machste einfach nen neuen Thread auf? An sich wird hier doch alles über Li aufgesogen, also zumindest von mir...

Gruß
Thomas

egocogito am 23 Okt 2019 20:04:46

Hans Kroeger hat geschrieben:NEUIGKEITEN...…...


Hallo Hans, ich gestehe, ich habe es immer noch nicht ganz behirnt, wieso kommt es da zu einer Initialisierung und warum nur bei CBM-Balancer?

thomker am 23 Okt 2019 20:07:52

Hab mir grad noch mal deine Bilder angeschaut...
Kann es sein, dass dein Zellmonitor seinen Strom nur von der 1. Zelle bezieht? Kann daher vielleicht der Drift kommen?

thomker am 23 Okt 2019 20:11:56

Ah, Denkfehler, müsste ja dann später erst voll werden... vergiss es...

Hans Kroeger am 23 Okt 2019 23:50:44

egocogito hat geschrieben:Hallo Hans, ich gestehe, ich habe es immer noch nicht ganz behirnt, wieso kommt es da zu einer Initialisierung und warum nur bei CBM-Balancer?

Hallo,
es ist mein Fehler zu glauben, dass die Kurzdarstellung meiner neuen Methode der Einzelzellenladung ausreicht als Erklärung wie das funktioniert, obwohl ich selbst sehr lange gebraucht habe bis es Klick gemacht hat.
Dann habe ich das ganze noch vermischt mit der Beschreibung der KISS Version meiner Batterie, die mit der Einzelzellenladung nichts zu tun hat.
......dann zu erwarten, dass alle sich in das Thema eingraben um dann mit Begeisterung wieder aufzutauchen......ich gebe zu, das ist naiv.
Ich werde beide Themen trennen müssen:
1. Sehr einfache preisgünstige KISS Version einer LFP Batterie,
2. Vereinfachte Einzelzellenladung für Balancing und/oder Initialisierung, bei Verwendung der CBM400 Module.
Punkt 1 ist schnell erledigt, gehört aber nicht in diesen Thread,
Punkt 2 verlangt viel Zeit, um es allgemein verständlich zu beschreiben.
Mal sehen, ob ich dazu komme.....wünsche mir auch Rückmeldung, ob das überhaupt jemanden interessiert.

Servus Hans

egocogito am 24 Okt 2019 01:01:39

Deine KISS-Version zu verstehen ist nicht wirklich das Problem, die meisten passiven Balancersysteme laufen nach diesem Schema, die Einzelzellenladung ohne Zerpflückung des Akkus und seiner Komponenten, die interessiert mich. Und vor allem, warum das nur mit dem CBM-Modul funktioniert....

geralds am 24 Okt 2019 01:24:20

Hallo Hans,
obwohl ich Deinen Ladevorgang verstanden habe, würde ich ihn nicht anwenden.

Grund:
Ich möchte den Ladevorgang weder ständig beobachten (um OVP zu vermeiden) noch eine Zelle bis OVP laden.

Ich habe vor dem Zusammenbau alle Zellen parallel geschaltet und initialisiert. Da konnte ich das Netzgerät einfach einschalten und die Zellenspannung gelegentlich (jeweils am Morgen und am Abend) kontrollieren.

Gruß Gerald

Hans Kroeger am 24 Okt 2019 05:23:11

egocogito hat geschrieben:..... die Einzelzellenladung ohne Zerpflückung des Akkus und seiner Komponenten, die interessiert mich. Und vor allem, warum das nur mit dem CBM-Modul funktioniert....

ok, auf meiner ToDo Liste steht:
verständliche Beschreibung der "vereinfachten Einzelzellenladung" zum Balanzieren und Initialisieren von LFP Batterien mit CBM400 Balancer Modulen.

Hans Kroeger am 24 Okt 2019 06:16:35

geralds hat geschrieben:Hallo Hans,
obwohl ich Deinen Ladevorgang verstanden habe, würde ich ihn nicht anwenden......
.....
Gruß Gerald

Hallo Gerald, Du bestätigst mir, dass meine Beiträge Verwirrung gestiftet haben!....denn ich habe den Eindruck, dass Du "meinen Ladevorgang" nicht verstanden hast,.....mea culpa!

1. Ich lade, genauso wie Du ohne Beobachtung der Batterieparameter. Die Ladung erfolgt "opportunistisch" mit einem Triple von Votronic, wann immer Solar oder Lima Power verfügbar ist, daheim auch an der Steckdose, wobei ich das Balancing den CBM400 Prints überlasse.
Bei Batterie-Temperaturen unter +5°C oder über +35°C benütze ich zusätzlich den SW Eingang meines Triple um mit einem Schalter manuell das Laden zu unterbinden. Die Batterie-Temperatur messe ich mit einem einfachen Funkthermometer.
Meine vorhandene elektronische Vollautomatik für diese Tätigkeit ist dem Prinzip KISS geopfert worden.

2. Nach längerer Standzeit und aus Gründen, die ich nicht kenne, drohte bei der ersten Inbetriebnahme meiner neuen KISS Batterie eine Zelle den OVP auszulösen, während eine andere Zelle noch bei 3,45 V dümpelte. Mit der normalen Ladung waren beide Zellen nicht einzufangen!
Erst jetzt kam mir die Idee mit einem Labornetzteil einen Konstantstrom von 1,5 A in die Batterie einzuspeisen, um eine Einzelzellenladung zu erzielen.....und genau , wie erwartet, waren alle 4 Zellen nach 4 Stunden bei 3,58 V ausgeglichen. Das war ein einmaliger Vorgang, entsprechend einer Initialisierung, ohne die Batterie zerlegen zu müssen.
Danach wurde das Labornetzteil wieder entfernt.
Seitdem habe ich 2 komplette Ladezyklen gefahren, wie in 1. oben beschrieben, mit sauberen Punktlandungen aller 4 Zellenspannungen, sowohl bei 3,55 V (voll), als auch bei 3,1 V (fast leer).

Ich hoffe, dass ich (trotz der frühen Stunde) diesmal keine neue Verwirrung angestiftet hab.
Servus Hans

rudi-m am 24 Okt 2019 10:13:45

Hans Kroeger hat geschrieben:..........zu meiner vorgestellten KISS Version.
......... einschließlich 250 A Latching Relais und Zellenmonitor nur etwa 250,- €
Servus Hans

Hallo Hans,
ich lese hinsichtlich LiFePo4 schon mal mit, muss aber gestehen das es zum Teil meinen Horizont übersteigt.
Deine KISS Version ist simple und mit einer interessanten Platine (EVP BCU Micro 08 Board, offensichtlich Version - A)
zu realisieren, Danke für diese Info.

freundliche Grüsse

geralds am 24 Okt 2019 10:55:41

Hans Kroeger hat geschrieben:

2. Nach längerer Standzeit und aus Gründen, die ich nicht kenne, drohte bei der ersten Inbetriebnahme meiner neuen KISS Batterie eine Zelle den OVP auszulösen, während eine andere Zelle noch bei 3,45 V dümpelte. Mit der normalen Ladung waren beide Zellen nicht einzufangen!

Ich hoffe, dass ich (trotz der frühen Stunde) diesmal keine neue Verwirrung angestiftet hab.
Servus Hans


Doch doch, genauso habe ich es verstanden. (Also keine Verwirrung.) Die "Drohung", dass es bei der ersten Inbetriebnahme zum Auslösen von OVP kommen könnte, hast Du durch Dein Eingreifen verhindert. Sonst hätte das Ladegerät bis zum OVP (einer oder zwei Zellen) weiter geladen. Bei einem Ladestrom unter dem Balancerstrom wird OVP natürlich verhindert.

Bei meiner Initialisierung vor der ersten IBN habe ich festgestellt, dass meine Zellen nur ca. 30% SOC hatten. Durch das Parallelschalten aller Zellen konnte ich Laden, ohne dass OVP einer oder mehrerer Zellen drohte. Also Ladegerät ein und nur gelegentlich nachschauen wie weit die Initialisierung gediehen war. Konnte man recht gut an der steigenden Spannung der Zellen erkennen. Bis auf die letzten ca.10% stieg die Spannung sehr linear mit dem Ladezustand der Zellen. Das parallele Laden aller Zellen dauert zwar länger als das Laden des fertig verschalteten Akku´s, kann aber weitgehend unbeobachtet stattfinden. (Gleicher Ladestrom unterstellt.) Daher würde ich es wieder so machen.

Die ersten Entlade- und Ladetests zeigten zwar noch eine gewisse Drift von Zellen, jedoch weit entfernt von OVP einer Zelle. Inzwischen (nach einer Saison) ist die Drift fast vollständig verschwunden, so wie auch von Lars prognostiziert.

Obwohl das BMS Protect 3.1 erst bei >=20mV balanciert, war der beobachtete max. Unterschied der Zellen nur 10mV. Auch bei einem SOC von nahezu 100% (Ladespannung > 14V).
Ich schaue aber inzwischen nur noch selten auf die Spannung der einzelnen Zellen. :)
Auf eine Anzeige der Zellenspannungen im Wohnraum, die ich zunächst geplant hatte, habe ich inzwischen verzichtet.

Gruß Gerald

Hans Kroeger am 24 Okt 2019 18:43:10

geralds hat geschrieben:...obwohl ich Deinen Ladevorgang verstanden habe, würde ich ihn nicht anwenden.

Hallo Gerald, irgendwie kapiere ich nicht welchen Ladevorgang Du nicht anwenden würdest......ist auch egal.
Vielleicht fehlte der Hinweis, dass ich natürlich die Zellen ursprünglich mit aller Sorgfalt ausbalanciert habe.

Hans Kroeger am 24 Okt 2019 18:46:30

Wie versprochen, habe ich mal versucht meine "vereinfachte Einzelzellenladung" mit Konstantstromquelle zu erklären.
Mal sehen ob das verständlich ist.....
Servus Hans

Hans Kroeger am 24 Okt 2019 19:08:51

Hier ist ein Beispiel für die Realisierung der "vereinfachten Einzelzellenladung". Ich habe die Hardware schon fertig, muss sie aber noch testen.


Zum Vergleich, meine ursprüngliche Schaltung, mit sehr viel mehr Aufwand:

geralds am 24 Okt 2019 19:51:06

Hans Kroeger hat geschrieben:Hallo Gerald, irgendwie kapiere ich nicht welchen Ladevorgang Du nicht anwenden würdest......ist auch egal.
Vielleicht fehlte der Hinweis, dass ich natürlich die Zellen ursprünglich mit aller Sorgfalt ausbalanciert habe.


Ich spreche von Deinem ersten Ladevorgang.
Offensichtlich hast Du den Akku aus Zellen zusammengebaut, die nicht den gleichen Ladezustand hatten. Warum auch immer die Zellen unterschiedlich waren. Den zusammengebauten Akku hast Du dann geladen. (Jedenfalls interpretiere ich Deine Beschreibung so. Wie sonst konnte eine Zelle deutlich schneller beim ersten Laden im Vergleich zu den anderen Zellen in der Spannung steigen?)

Ich würde immer so vorgehen, dass ich (relativ kurz) vor dem Zusammenbau die Zellen initialisieren würde. Nach der Initialisierung sind alle Zellen auf dem gleichen Ladezustand, balanciert und auch geladen. Das erste Laden nach dem Zusammenbau kann dann entfallen, da die Zellen ja schon geladen sind. Meine ersten Tests mit dem Akku begannen daher auch mit dem Entladen des Akku´s.

Gruß Gerald

Hans Kroeger am 24 Okt 2019 20:06:02

geralds hat geschrieben:Offensichtlich hast Du den Akku aus Zellen zusammengebaut, die nicht den......
Gruß Gerald

Hallo Gerald, die Zellen waren initialisiert, dann zu einer Batterie mit CM100 Prints und Einzelzellenladung zusammengebaut. Darüber habe ich hier berichtet. Dann zu Testzwecken wenige male geladen/entladen. Dann habe ich die Balancer abmontiert, Gummikappen auf die Pole, und für ein paar Wochen geparkt, in teilgeladenem Zustand.
Dann habe ich CBM400 Balancer montiert, die Batterie in der KISS Version verschaltet und beim ersten Laden die große Drift von 2 Zellen gefunden. Ursache? ......schleierhaft.
Ich habe keine Erklärung für die starke Drift.....
Servus Hans

geralds am 25 Okt 2019 01:19:50

Hallo Hans,

damit wird Deine Vorgehensweise nachvollziehbar.
Aber woher die Drift dann gekommen ist, ist auch für mich nicht so recht erklärbar.
Alle Erklärungsversuche wären nur Spekulationen, daher lasse ich sie lieber.

Aber Dein Vorgehen die Zellen im zum Akku zusammengebauten Zustand wieder "einzufangen" ist nicht schlecht.
Werde ich mir merken, für den Fall, dass ich auch mal in eine ähnliche Lage komme. :)

Ich habe vor meinen Li-Akku auch im teilgeladenen Zustand über Winter abzuschalten. Mal sehen was beim wieder Einschalten im Frühjahr passiert.
Ob dann vielleicht auch ein Drift auftritt.

Gruß Gerald

MountainBiker am 25 Okt 2019 07:52:33

Hallo,

ich habe mir lange überlegt, ob ich in diesem Thread noch etwas schreiben sollte, aber die Leser könnten falsche Schlußfolgerungen treffen:

aus vorrigen Beitrag:
Bild
Der Satz, dass sich der Gesamtstrom Iges aufteilt in den Balancerstrom Ibal und in den Ladestrom der Zelle Izelle ist noch korrekt, der Rest nicht. Die Grundlagen dazu nachzulesen in:
(1) Zweipoltheorie --> Link
(2) Kirchoffsche Regeln --> Link

Natürlich fließt immer auch ein Ladestrom zur Zelle, diese stellt einen Zweipol mit Innenwiderstand Ri dar. Aus dem Graphen der Ladekennlinie (in Abhängigkeit zum Ladestrom)
Bild
kann man über eine Angleichung an eine Polynomfunktion nter Ordnung die (n Punkte aus dem Graphen für n-Ordnung zur Bestimmung der Faktoren) kann man die Funktion ermitteln!
Gleiches gilt für den Balancerstrom
--> Link
auch hier ist die Polynomfunktion zu ermitteln!

Mit einer einfachen Kirchoffschen Gleichung und einfügen der gewonnenen Funktionen ist der Strom über den Balancer "einfach" zu errechnen. Fazit die Akkuzelle wird auch nach "Volladung" weiter geladen werden und das Spannungsniveau wird sich erhöhen, wenn auch langsamer - dies unterscheidet sich in keinster Weise vom "Balancieren" mit IUoU Standard Ladetechnik.

Wenn wie hier angegeben die zusätzliche Konstantstromquelle auf 15V eingestellt ist kann dies auch zu einer OVP Abschaltung führen!

Stocki333 am 25 Okt 2019 08:40:31

Hallo MountainBiker
Wenn wie hier angegeben die zusätzliche Konstantstromquelle auf 15V eingestellt ist kann dies auch zu einer OVP Abschaltung führen!

Genau so is es. :daumen2:
als ich mein System in Betrieb nahm, habe ih das so gemacht. um OVP zu testen. Ist aber schon eine Weile her.
Gruß Franz

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