Grafische Auswertung Laden u Balancieren Liontron 100 Ah 1, 2

Moin at all,
hier der versprochene Thread zum Initialbalancing und hoffentlich auch zu der Überlegung, welche Balancereinstellungen die besseren am JBD-BMS sind.

Vorwort
Ich will die 7 Tage Kurzurlaub in Neuharlingersiel nutzen, um meinen Liontronaccu, bei dem ich nun endlich ins BMS komme,
- zu initialisieren
- einen Kapazitätstest zu machen
- der Frage auf den Grund zu gehen welche der Balancereinstellungen, Charge Balance ein oder aus, die geeignetere ist
- die Schwellen für die Differenz und die Startspannung zu definieren.
dabei soll der Accu wegen der Garantie nicht geöffnet werden.
Als Hilfsmittel stehen dabei ein Digitalmultimeter, ein billiges Labornetzteil, und ein 12 V Heizlüfter (120 W) zur verfügung.
Für die grafische Auswertung benutze ich einen Raspberry 4, das Programm FHEM, und ein Pythonscript.
--> Link
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Teil 1
Vorbereitungen
Der Liontronacchu wird aus dem Hybridverbund mit einer 90 Ah Varta Dual Purpose getrennt, und mit dem Labornetzteil Basetec BT-155, sowie dem 120 W 12 V Heizlüfter Cartrend polar als Entladelast verbunden.
Das Labornetzteil ist auf eine maximale Spannung von 14,6 Volt und und auf ca. 0,05 A eingestellt.

Teil 2
Initialbalancing
Durch die Fahrt von Hamburg nach Neuharlingersiel ist der Accu gut geladen und bekommt jetzt seine Zeit zum Balancieren.

Zum Verständniss, welcher Zellenblock balanciert wird, ist etwas Mathematik nötig.
Zellblock 1 ---> 0/1
Zellblock 2 ---> 0/2
Zellblock 3 ---> 0/4
Zellblock 4 ---> 0/8
das bedeutet, wenn kein Zellblock balanciert wird steht 0 in der Grafik, wenn Zellblock 1 Balanciert wird steht eine 1 in der Grafik, wenn Zellblock 2 und 4 balanciert werden, steht 10 (2+8) in der Grafik. Rest ist Kopfrechnen.
Jetzt ist erst einmal warten angesagt.

Gruß Joachim

Hier findest Du vielleicht schon, was Du suchst: Artikel auf eBay oder versuchs hier bei Amazon

Guten Morgen,
jetzt sind alle Zellblöcke in dem gleichen Bereich. Sie haben die ganze Nacht balanziert.
Ich habe dafür folgende Einstellungen genommen:
- Charge Balance aus
- Balancierungsbeginn 3,4 V
- Differenz 0,005 V
- Spannungsbegrenzung am Netzteil auf 14,6 V
- Strombegrenzung auf 0,05 A
am morgen das Netzteil nocheinmal leicht nachgeregelt um dann auf
- 14,604 V am Multimeter und
- 14,57 V angezeigt vom BMS zu kommen.
Hier die Bilder:


Jetzt dürfen die Zellen auf diesem Wert ein paar Stunden ruhen, und ich werde die Nordsee suchen (hoffentlich ist sie da).
Dann ist der Kapazitätstest geplant.
120 W Heizlüfter, bis der Accu in Tiefentladung geht.

Gruß Joachim

So, der Kapazitätstest läuft, der Heizlüfter gönnt sich ungefähr 13,5 A, und damit darf er jetzt den Accu bis zum UVP leersugen.


gruß Joachim

So, die ersten 6 Stunden Entladung sind um,hier ein aktuelles Bild.


Gruß Joachim

Tolle Daten. Vielfältige Aspekte sichtbar.
Was war noch mit Zelle 3?

Einen guten für die Arbeit und fürs teilen.

:tach: Hallo Joachim170
Auch wenn es bisher keine Wortmeldungen gab, mach bitte weiter :!:
Für die bisherige Arbeit von mir ein +.
Die Grafiken verdeutlichen so viele meiner Gedanken zum Thema.
Ich hatte anfänglich meiner ersten Erfahrungen --> Link ebenfalls den Akku mehrfach voll auf- und entladen.
Die Zellen, oder das BMS oder... "lernten"... Die jetzige Drift ist inzwischen nicht nennenswert.
Grüße aus Oberschlesien
Klaus

Tolle Überschneidung innerhalb ich noch am Schreiben war :ja:

rolfk hat geschrieben:Tolle Daten. Vielfältige Aspekte sichtbar.
Was war noch mit Zelle 3?

Einen guten für die Arbeit und fürs teilen.

Vielen Dank für die Blumen.
Leider hat sich gerade meine Last, der 12 V Heizlüfter zerlegt, taucht nix, muß da jetzt überlegen wie es weitergeht.
Was den Zellenblock 3 angeht da sehe ich 2 Möglichkeiten
a) er war nicht ganz voll/hat eine geringere Kapazität, dann müßt er vor den anderen einknicken.
b) das BMS ist nicht richtig kalibriert, und liegt 10 mV unter den anderen.
Hätte man zum Entladeende sehen können.
Durch die fehlende Last muß ich den Versuch jetzt leider abbrechen, da ich im Urlaub bin, und hier nichts neues anschließen kann.
Werde mal heute nacht drüber schlafen, vielleicht fällt mir noch etwas ein.
Gruß Joachim

drkklaus hat geschrieben::tach: Hallo Joachim170
Auch wenn es bisher keine Wortmeldungen gab, mach bitte weiter :!:
Für die bisherige Arbeit von mir ein +.
Die Grafiken verdeutlichen so viele meiner Gedanken zum Thema.
Ich hatte anfänglich meiner ersten Erfahrungen --> Link ebenfalls den Akku mehrfach voll auf- und entladen.
Die Zellen, oder das BMS oder... "lernten"... Die jetzige Drift ist inzwischen nicht nennenswert.
Grüße aus Oberschlesien
Klaus

Auch ein Danke an Dich.
Leider geht es heute nicht mehr weiter, muß mir erst einmal einen neuen Versuchsaufbau ausdenken.
Bis morgen wird mir da aber etwas einfallen.

Gruß Joachim

Hallo Joachim
Also Hut ab für die Arbeit, die dur dir machst.
Dafür an Gutn.
Bei dem CS Accu den ich mal zerlegt habe. Gab es auch eine Zelle die in der Spannung höher lag. Also umgekehrt wie bei dir.
Die lag immer beim Entladen, gleich mit welcher Stromstärke immer Höher in der Spannung. Ich habe das nie Graphisch ausgewertet. Aber aus dem Bauch raus, würde ich sagen das schaut genau so aus.Nur umgekehrt.
Beim Laden ist oben die Differnz auch noch da. Allerdings nur so um die 50 mV.
-
Und das mit 3 Verschiedenen BMS.
-
Der braucht ungefähr 1,5 Std Balancingzeit. Da nn war er wieder auf Gleich. Der Accu lag ja mal 5 Monate in der Ecke. Nach dieser Zeit war die Differenz wieder bei 80 mV. Die eine Zelle liegt einfach höher in der Spannung.
Und der Accu ist jetzt fast 3 Monate bei einem Hobbyfischer als Antriebsaccu in Betrieb. Und wurde kein einziges mal ausbalanciert. Der wird nähmlich mit Starterkabel an der Autobatterie geladen. Ca. 30 A. Bei 15 % Restkapazität wird geladen.
Bis jetzt ist dem Accu dieses Verhalten einer Zelle Egal. Der läuft einfach unter sehr schweren Bedingungen. Und hat noch nie abgeschaltet.
Und den Accu bekomme ich in 3-4 Wochen rein. WIe der sich dann verhält bin ich neugierig.
Ich glaube, das du das Verhalten der Zelle 3 nicht wegbekommst.Ich hab ja damals in meinem jugendlichen Übermut, die zelle bei 70 % auf gleichstand gebracht. Mit einer Lampe. Dr Schuß ging nach hinten los . Beim Volldaden kam sofort OV.
Franz

Moin at all,
Da mich mein BMS leider über Bluetooth nicht mehr reinläßt, muß ich meine grafische Auswertung erst einmal abbrechen.
Wahrscheinlich hat der Bluetooth Dongle sich aufgehängt. Wenn jemand einen Trick kennt, wie der zu resetten ist wäre das schön.

Wenn ich wieder ins BMS komme geht es weiter, aber ob das noch diesen Urlaub was wird weiß ich nicht.
Wenn einmal der Wurm drin ist geht auch noch mehr schief, die Heizung ist auch ausgefallen.

Gruß Joachim

Hallo Joachim, super Aktion, dafür natürlich ein +
:daumen2:
Ich freue mich auf Erkenntnisse und Kommentare der Fachleute!
Helmut

Joachim170 hat geschrieben:Wahrscheinlich hat der Bluetooth Dongle sich aufgehängt. Wenn jemand einen Trick kennt, wie der zu resetten ist wäre das schön.

Der Trick ist Abstecken/Anstecken, geht aber nur wenn man beim Löwen den Deckel öffnet (Siegelbruch).
Ansonsten warten, meine waren am nächsten Tag wieder "ansprechbar".

Einige Gedanken zu den Daten.

Zur Zelle 3.

Man muss sich klarmachen, dass Joachims Grafik extrem gespreizt ist, der Unterschied der Zelle 3 zu den anderen sind gerade Mal 10 mV.
Imho kann das z.B. Chemie, Herstellungslos, alter oder Verschleißzustand sein, oder von allem ein bisschen.
Schädlich im Sinne von Drift ist keines davon.
Kalibrierfehler, wenn man bei 10 mV von Fehler sprechen kann, schließe ich nicht aus.

Hier kann man auch Mal richtig gut sehen, warum Spannungsunterschiede unter 3,4 V für die Drift bedeutungslos sind.

Spannend wird, welche Zelle zuerst leer sein wird, ich tippe zwar auf 3, aber der Drops ist noch nicht gelutscht.

Ebenso interessant wird, ob nach dem Zyklus wieder Balancierungsbedarf ist.

Moin an alle,
leider muß ich meine Auswertung erst einmal abbrechen. Die eh schon instabile Verbindung zum Raspberry ist leider nicht mehr aufzubauen, die Verbindung zur APP ist auch sehr instabil geworden. Mir wird wohl nichts anderes übrig bleiben, als das zu Hause mit den entsprechenden technischen Möglichkeiten zu analysieren.
Es ist wirklich sehr schade, da mich die Ergebnisse brennend interessiert hätten.
Ich bedanke mich bei allen die sich hier beteiligt haben, und melde mich wieder, wenn es was neues gibt.

Gruß Joachim

rolfk hat geschrieben:Einige Gedanken zu den Daten.
Zur Zelle 3.
...
Kalibrierfehler, wenn man bei 10 mV von Fehler sprechen kann, schließe ich nicht aus.
...
Spannend wird, welche Zelle zuerst leer sein wird, ich tippe zwar auf 3, aber der Drops ist noch nicht gelutscht.
Ebenso interessant wird, ob nach dem Zyklus wieder Balancierungsbedarf ist.

Nachdem ich den Test ja leider abgebrochen habe, hängt der Accu nun an der Ladung, und Zelle 3 hat stabil 10 mV mehr wie die anderen.
Ein Kalibrierfehler scheint auszuscheiden.
Hoffentlich kann ich den Test bei Gelegenheit noch fortsetzen.

Gruß Joachim

So, es geht nun doch weiter.
Irgendwie scheint der Raspberry, was Bluetooth angeht eine Zicke zu sein. Jetzt läuft der Versuchsaufbau auf meinem Notebook, die Bluetoothschnittstelle der Liontron hat sich auch wieder berappelt, es kann eine neue Grafik folgen.
Den Kapazitätstest kann ich leider knicken.

So, wie es aussieht, ist Zellenblock 3 der schlechteste, oder war nicht wirklich voll.
Zellenblock 4 ist etwas besser, Zellenblock 1 und 2 nahezu identisch die besten.
Entladen wurde bis UVP.
Jetzt wird der ganze Spaß wieder bis 14,4 V geladen, Charge Balance ist aus, die Differenz steht auf 15 mV, Balancerbeginn bei 3,4 V.
Was mich jetzt ein etwas wundert, ist, daß bisher Zellenblock 3, gefolgt von Zellenblock 4 ab 3,4 V nach oben ausgerissen sind. Mal sehen, wie es dieses mal aussieht.

Gruß Joachim

So, die ersten 6 Stunden Laden, Zellblock 3 eilt mit 11 mV voraus.


Gruß Joachim

Die Ladung ist beendet, es gibt bei der 15 mV Einstellung keinen Grund zu Balancieren.


Interessant ist der Buckel von Zellblock 3
Zur Erinnerung:
Die Einstellung war:
Balancerbeginn 3,4 V
Balancerdifferenz 15 mV
Charge Balance aus

Ich lasse den Accu jetzt mal ne Stunde ruhen, und dann wird er nocheinmal mit Charge Balance ein, 15 mV, 3,4 V geladen.

Gruß Joachim

so, es geht weiter,
es steht ja immer noch die Frage im Raum, was besser ist.
Charge Balancing on oder off?
Ich habe meinen Kurzurlaub im Harz in Schierke (Brocken) für ein paar Meßreihen genutzt.
Wirklich weiter gebracht hat mich das allerdings nicht.
Hier jetzt erst einmal die Bilder:
1. Bild: Static Balance, Spannung 14,6 V 10 mV Differenz

2. Bild: Charge Balance, Spannung 14,6 V 10 mV Differenz

3. Bild: Charge Balance, Spannung 14,4 V 10 mV Differenz

4. Bild: Static Balance, Spannung 14,4 V 10 mV Differenz

5. Bild: Balancieren ausgeschaltet, Spannung 14,4 V

Besonders das 5. Bild verwirrt mich.
Ich schreibe meine Gedanken erst einmal nicht auf, sondern würde mich über Eure Kommentare freuen.

Gruß Joachim

Da haben wir es, die erhöhte Selbstentladung über 3,4 V, die ein eigenes balancing wie beim Bleiakku erlaubt.
Und die rote Zelle hat mehr davon als die anderen.....

Habe ich just gerade in einer anderen Post auch erwähnt.

rolfk hat geschrieben:Da haben wir es, die erhöhte Selbstentladung über 3,4 V, die ein eigenes balancing wie beim Bleiakku erlaubt.
Und die rote Zelle hat mehr davon als die anderen.....

Habe ich just gerade in einer anderen Post auch erwähnt.

Jetzt habe ich ein ? im Gesicht, wie meinst Du das?

fragend Joachim

Danke für den Link,
Ich glaube allerdings nicht, daß es eine erhöhte Selbstentladung des Zellenblocks 1 ist.
Denn dieser "Buckel" war einer der Gründe für die Graphische Auswertung. Denn ich hatte vorher schon das Gefühl, daß da etwas merkwürdig ist.
Siehe hier:

da war es Zellenblock 3
Und hie beginnt die Fragestellung zum Balancieren.
Sowohl bei Charge Balance on als auch off balanciere ich den Verbund aus dem Gleichgewicht.
Beim Charge Balance off kann das allerdings durch eine Längere Plateau-Phase wieder kompensiert werden.
auch die Differenzeinstellung kann, wenn sie zu gering ist, Probleme bereiten.

Gruß Joachim

Ein paar Gedanken, zur Diskussionsanregung.
Bild 3.
Man sieht, dass der Akku seine Zellspannunung noch eine Stunde nach Ladeende noch verändert. Oder liegt die LadeSpannung noch an?
Der Bal. Tut nichts.
Ich sehe das als Unterschiede der Selbstentladung bei den hohen Spannungen, die bei gleichem Restströmen unterschiedlichen Spannungen führen.

Bild 4. Gleiche Situation. Aber jetzt greift der Balancer auch bei niedrigem Ladestrom ein und balanciert die abfallende Zelle wieder nach oben.
Und die Differenz Spanung ist zu klein.das kann der JBD nicht. Sieht man an der Zappelei.

Bild 5 zeigt was ich sage.
Während der Ladestrom fliesst, steigen die Spannungen.
Irgendwann erreicht der Strom den Wert, den die Zellen als Reststrom, also Selbstentladung nehmen. Der passt aber nicht für alle Zellen, ist aber wegen seriell immer für alle gleich.
Für die rote ist es zuwenig. Also fällt deren Spannung langsam. Für die anderen ist es zuviel, also noch langsame Ladung.
Wâhrend also Gesamtspannung und Strom immer gleich sind, passen sie sich so an, das der Strom gleich dem zellabhängigen Reststrom ist.

Vergleichst du das mit Bild 4, so hat dort der Balancer die Differenzspannung gehalten, indem er Zimmer die drei anderen Zellen belastet hat, um die rote hochzubringen.

Interessant wäre es, wenn du jetzt den Ladestrom abgeschaltet hättest, dann sollten die Spannungen der Zellen verschieden schnell fallen.

Spannend bleibt, warum die rote Zelle, oder die Blau, überhaupt anfangs höher läuft. Das muss eine Vorgeschichte haben, die nicht im jeweiligen Chart liegt, und auch nicht unbedingt etwas mit balancieren zu tun haben muss. Innerhalb der Charts ist der Balancereinsatz richtig.

Moin Rolf, und auch alle anderen,
Um Unklarheiten zu beseitigen:
Bei Bild 1 bis 5 liegt die Ladespannung immer bis zum Ende an, es fließt zum Schluß ein Ladestrom 10 - 20 mV.
Zitat rolfk:

Ein paar Gedanken, zur Diskussionsanregung.
Bild 3.
Man sieht, dass der Akku seine Zellspannunung noch eine Stunde nach Ladeende noch verändert. Oder liegt die LadeSpannung noch an?
Der Bal. Tut nichts.
Ich sehe das als Unterschiede der Selbstentladung bei den hohen Spannungen, die bei gleichem Restströmen unterschiedlichen Spannungen führen.

Richtig, bei Bild 3 liegen bis zum Ende der Aufzeichnung 14,4 V an, es ist Charge Balance on eingestellt, das BMS macht, was es soll. Ab Überschreiten von 3,4 V bei Zellenblock 1 beginnt das Balancieren von Zellenblock 1, etwas später dann Zellenblock 2 und 4 (10) solange Ladestrom vom BMS erkannt wird. Ab ca. 18:49 erkennt das BMS keinen Ladestrom mehr (Ladestrom unter 200 mV, 14,4 V liegen weiterhin an). Auch hier sieht man bei gleich bleibender Gesamtspannung einen Abfall bei Zellenblock 1.
Die Frage ist nun:
Hat der Zellenblock 1 um 18:42 seine maximale Kapazität erreicht, und hat er durch Selbstentladung um 19:24 weniger Kapazität?
Ich sage erst einmal zu deinen Weiteren Kommentaren etwas, bevor ich die nächste Grafik einspiele.

bei Bild 4 Static Balance, also Charge Balanc off. Wie vom BMS gewünscht fängt das Balancieren erst nach unterschreiten von 200 mV an, Ladespannung liegt auch hier bis zum Ende der Aufzeichnung an, es fließt ein Strom von ca. 10 - 20 mV. Das Zappeln in der Grafik liegt eher daran daß die Spannung der einzelnen Zellenblöck um ca. 1 mV schwankt. Es werden die Blöcke 2 bzw. 2 und 4 Balanciert.

Jetzt zu Bild 5
ersteinmal eine neue Grafik:

Eigentlich Bild 5, allerdings die 24 Stundenansicht von heute morgen. Kurz nach 19:00 habe ich die Ladespannung entfernt, der einzige Verbraucher am Löwen ist jetzt das BMS.
Man sieht wie die Zellspannungen fallen, allerdings unterschiedlich schnell, ab ca. 7:20 hat der Zellenblock 1 wieder die höchste Einzelspannung. Das verstärkt sich im laufe des Tages sogar noch, das Bild gibt es morgen, wenn mein Bleiaccu solange durchhält.
Meine Interpretation: Zellblock 1 hat die höchste eingelagerte Kapazität, Zellblock 3 hat die niedrigste eingelagerte Kapazität.
Bei Charge Balance on würde sich das langsam ausgleichen, da nur solange Balanciert wird, wie Ladespannung erkannt wird.
Bei Charge Balance off wird die Differenz der Eingelagerten Kapazität immer größer, da hauptsächlich die Zellblöcke 2,3, und 4 Balanciert werden.
Leider ist der Kurzurlaub zu ende, im Februar geht es mit Messungen weiter.
Nächster Meßansatz wäre: Balancing off, Laden, wie in Bild 5, dann entladen. Liege ich richtig, sollte dann Zellblock 3 als erstes leer sein.

Gruß Joachim

Alles, was über 3,5 V ist, ist keine "eingelagerte Kapazität", und selbst wenn, sie geht nach genügend länger Standzeit verloren. Wo die genaue Grenze der Kapazität sdefinition und oder der geringeren Selbstentladung ist, mag jemand beisteuern.

Und noch einmal, du siehst selber das eine balancereinstellung von 10 mV nichts bringt, wegen der Grenzen der Spannungsmessung und dem Eigenleben des Akkus

Joachim170 hat geschrieben:, Zellblock 3 hat die niedrigste eingelagerte Kapazität.
Bei Charge Balance on würde sich das langsam ausgleichen, da nur solange Balanciert wird, wie Ladespannung erkannt wird.
Bei Charge Balance off wird die Differenz der Eingelagerten Kapazität immer größer, da hauptsächlich die Zellblöcke 2,3, und 4 Balanciert werden.

Hi Joachim.
Is es nur ein Definationsthema oder meinst du das anders. mit der eingelagerten Kapazität.
Ich glaube du liegst falsch damit. Das stellt sich nur scheinbar so dar. Eine 4 S ist mit 13,6 Volt und Strom 0 A als Voll anzusehen. Gehst du auf 14,4 Volt. Lagerst du bei 100 Ah accu ca 0,6 Ah ein.
Die bist du aber auch schnell wieder los. Den der Accu geht auf die Ruhespannung zurück.

Nächster Meßansatz wäre: Balancing off, Laden, wie in Bild 5, dann entladen. Liege ich richtig, sollte dann Zellblock 3 als erstes leer sein.

Ksnn sein, muß nicht. Ich habe einen Accusatz, der verhält sich ähnlich deiner. Aber viel extremer.
Die schwächste (scheinbare) Zelle von der Spannung her gesehen. Ist nicht die die unten am schnellsten leer ist.
Hier bin ich echt neugierig auf dein Resultat.
Franz

Nochmal zur Erinnerung, das ganze Spielchen mit der möglichst geringen Drift oberhalb von , sagen wir, 3,45 V bis 3,65 V dient ausschließlich dafür, dass man den Akku in einer "Bleiumgebung", meint deren Spannungspegel, betreiben zu können.

Die maximalen 14,4 bis 14,6 V gehen nur dann, wenn alle Zellen gleichzeitig voll sind. Nur dann geht die Rechnung der Summe der Spannungen so auf, dass keine Einzelzelle dem Grenzwert, oder OVP,. nahekommt.

Für einen normalen, regulären Betrieb eines Akkus reichen knapp über 13,4 V aus, auch für Balancing. (für diese Betriebsart).

Welches dann nicht dazu dient, die Zellspannung bei 14,6 V gleich zu halten, sondern dafür den SOC im Sinn ollen Besuch gleichzuhalten. Und eben bei etwa 3,45 V/Zelle.

Und da sind dann selbst 10 % Unterschied im SOC zwar lästig, wegen der verringerten Kapazität, aber kein Betriebsproblem.

Im Ergebnis, die Driftrekorde, die hier seit einem Jahr immer mehr zunehmen, sind komplett nutzlos und bedeutungslos, weil das ganze längst in Bereiche vorgestossen ist, in dem die Akkus aus technischen Gründen, bei gleichem SOC, verschiedene Spannungen haben können.

Moin, es geht weiter,
Ersteinmal eine Frage an rolfk

Spannend bleibt, warum die rote Zelle, oder die Blau, überhaupt anfangs höher läuft. Das muss eine Vorgeschichte haben, die nicht im jeweiligen Chart liegt, und auch nicht unbedingt etwas mit balancieren zu tun haben muss.

Was meinst Du mit "Vorgeschichte"?
Kurz zu meinem System:
Hybrid aus Liontron 100 Ah und Blei Varta Professional Dual Purpose 90 Ah (LFD 90)
Ladung:
- über Lichtmaschine mit ca. 30A über normales D+ und ca. 55 A bei zusätzlich zugeschaltetem Trennrelais, Ladeendspannung bisher maximal gemessen 14,4 V
- Landstrom mit CBE 516 14,1 V / 13,5 V
- 360 W Solar mit Büttner MPP 440 14,4 V / 13,45 V
Entladung:
- Kleiner Wechselrichter 300 W Sinus
- Absorberkühlschrank
- Luftheizung
- Wasserheizung Motor/Fahrerkabine
- TV und Lichtkleinkram
Gesamtstromaufnahme max. 50 A

Und noch einmal, du siehst selber das eine balancereinstellung von 10 mV nichts bringt, wegen der Grenzen der Spannungsmessung und dem Eigenleben des Akku

Das ist einer der Punkte, der zu untersuchen ist.

Nochmal zur Erinnerung, das ganze Spielchen mit der möglichst geringen Drift oberhalb von , sagen wir, 3,45 V bis 3,65 V dient ausschließlich dafür, dass man den Akku in einer "Bleiumgebung", meint deren Spannungspegel, betreiben zu können.

Auch wenn Franz jetzt gleich aufschreit, eine OVP-Auslösung beim Laden ist mir eigentlich egal, sie sollte aber trotzdem durch die vernünftigsten Balancereinstellungen vermieden werden, der maximale Spannungspegel ist durch die Ladequelle Lichtmaschine vorgegeben, das könnte ich nur durch Einbau eines Boosters etwas ändern, und den wird es nicht geben.

Die maximalen 14,4 bis 14,6 V gehen nur dann, wenn alle Zellen gleichzeitig voll sind. Nur dann geht die Rechnung der Summe der Spannungen so auf, daß keine Einzelzelle dem Grenzwert, oder OVP,. nahekommt.

Darum die grafische Aufzeichnung, um zu sehen was im System passiert, und daraus die richtige Strategie zu entwickeln.

Im Ergebnis, die Driftrekorde, die hier seit einem Jahr immer mehr zunehmen, sind komplett nutzlos und bedeutungslos, weil das ganze längst in Bereiche vorgestossen ist, in dem die Akkus aus technischen Gründen, bei gleichem SOC, verschiedene Spannungen haben können.

Die Driftrekorde können eventuell auch durch ungeschickte Balancereinstellungen hervorgerufen werden, oder durch schlecht initialisierte Zellen. Initialisieren kann ich die Zellen nicht, ohne den Accu auseinanderzubauen, also ist das Top-Balancing der Weg der Wahl.

Stocki333 hat geschrieben:Hi Joachim.
Is es nur ein Definationsthema oder meinst du das anders. mit der eingelagerten Kapazität.
Ich glaube du liegst falsch damit. Das stellt sich nur scheinbar so dar. Eine 4 S ist mit 13,6 Volt und Strom 0 A als Voll anzusehen. Gehst du auf 14,4 Volt. Lagerst du bei 100 Ah accu ca 0,6 Ah ein.

Sicher ist das ein Definitionsthema, mir war beim schreiben auch nicht wohl bei der Wortwahl, habe nur keine bessere Bezeichnung gefunden. Denn auch oberhalb von 13,6 V wird nach meinem Wissen noch geladen, also "Kapazität eingelagert", die Menge ist jedoch im steilen Bereich sehr gering, die 0,6 Ah Ladungsunterschied zwischen den einzelnen Zellblöcken entscheiden aber über OVP oder nicht.
Leider habe ich außer meinen hier eingestellten Grafen noch keine anderen real Ladekurven gefunden, ich weiß also nicht, ob nur mein Accu diesen Buckel hat oder ob das eventuell normal ist.

Ksnn sein, muß nicht. Ich habe einen Accusatz, der verhält sich ähnlich deiner. Aber viel extremer.
Die schwächste (scheinbare) Zelle von der Spannung her gesehen. Ist nicht die die unten am schnellsten leer ist.

mit dieser Aussage bestätigst Du, daß ich nicht allein bin, und damit kommen wir zu meiner nächsten Grafik:

so sah das ganze heute morgen aus.
Zellenblock 1 und Zellenblock 4 haben immer noch die höchste Spannung.
Jetzt ein Gedankenspiel:
Wenn die Balancereinstellung Static gewesen wäre, dann wäre hauptsächlich Zellenblock 2 Balanciert worden, und die Dysbalance hätte sich sogar noch vergrößert.
Wäre die Balancereinstellung Charge gewesen, wäre Zellenblock 1 und eventuell Zellenblock 4, also die beiden mit der höchsten "eingelagerten Kapazität", balanciert worden.
Ab 4. 2. bin ich wieder Im Urlaub, dann wede ich weitere Versuche fahren.

Gruß Joachim

Faszinierende Grafiken !!

Zuerst, "Vorgeschichte"
Darunter verstehe ich den Zeit Raum seit dem vorletzten Volladen, in dem ja, anzunehmend, ausbalanciert würde. Er ging also ausbalanciert in die Entladung, in der irgendwas passierte, bezüglich SOC der Zellen, und erwähnte Unterschiede werden jetzt beim Laden, oberhalb 3,4 V sichtbar.

Das kann z.B. unterschiedlich Selbstentladung der Zellen sein, oder... Egal.

Deine schönen Bilder bringen mich auf folgende Idee. Diskussionsgrundlage.

Nennen wir die Eingeladene Energie unter 3,4 V Kapazität (denn wir können sie wieder entladen)
Nennen wir die Eingeladene Energie über 3,4 V Pseudokapazität.( Denn sie geht verloren, wenn wir nur lange genug warten)

Und bedenken wir, dass die Zellen eine Selbstentladung haben, einen Reststrom, der oberhalb 3,4 V deutlich ansteigt.

Mit diesen drei begriffen in die Schaubilder geschaut:

Der Buckel entsteht, wenn Kapazität größerer ist als bei den anderen Zellen oder wenn die PK (Pseudokap..) kleiner.
Der schnellere Abfall der Spannung entsteht,wenn die PK kleiner ist oder der Reststrom größer.
Und was passiert mit der Kap, wenn wir
A) mit entladen starten bei 3,4 V, alle PK abgebaut
B) mit entladen starten bei 3,5 V, wo die Spannungen und die PK verschieden sind


Ich fürchte, du hast mit deinen Schaubildern die Grundlage dafür gelegt, das merkwürdige Parallel laden in seiner komplizierten Wirkungbesser zu verstehen. Aber auch, welche Untiefen darin stecken, wenn Zellen ungleich sind. Da sind möglicherweise mehr Parameter drin.

Und eine ganz gewagte Theorie, vielleicht funktionieren die schwachbruestigen jbd Balancer gerade deswegen so gut, weil sie zu schwach sind, in der PK Phase zuviel Unsinn anzurichten..
Sorry, es wird euch einige Mühe bereiten, meine Gedanken nachzuvollziehen.
Das ist nicht so einfach zu erklären.

Moin rolfk,

Zuerst, "Vorgeschichte"
Darunter verstehe ich den Zeit Raum seit dem vorletzten Volladen, in dem ja, anzunehmend, ausbalanciert würde. Er ging also ausbalanciert in die Entladung, in der irgendwas passierte, bezüglich SOC der Zellen, und erwähnte Unterschiede werden jetzt beim Laden, oberhalb 3,4 V sichtbar.

Die letzte Grafik (Woche vom 23.1. bis 29.1) entspricht den Bildern 1 bis 5 (in dieser Reihenfolge), davor wurde der Accu im Static Balancing mit einer Ladeschlußspannung von 14,4 V auf 5 mV Balanciert, und dann ruhen gelassen bis sich eine gleichmäßige Ruhespannung von ungefähr 3,33 V eingestellt hat, damit beginnt Bild 1. Zwischen den Bildern 1 bis 4 wurde mit ca. 3 A auf ungefähr 3,3 V Zellspannung entladen, und dann der nächste Zyklus gefahren. Zwischen Bild 4 und 5 wurden ungefähr 10 Ah entnommen mit wechselnden Strömen zwischen 4 und 15 A. Dann ruhengelassen bis bis sich wieder eine gleichmäßige Spannung von 3,33 V je Zelle eingestellt hat. Am 24. um 9:40 begann dann der Ladezyklus zu Bild 5.

Deine schönen Bilder bringen mich auf folgende Idee. Diskussionsgrundlage.

Sorry, es wird euch einige Mühe bereiten, meine Gedanken nachzuvollziehen.
Das ist nicht so einfach zu erklären.

Das muß ich mir erst einmal auf der Zunge zergehen lassen, und werde später darauf eingehen, aber es geht in eine ähnliche Richtung, in die ich auch schon gedacht habe.
Interessant wäre, wenn jemand, der Zugriff auf seinen Accu hat Bild 5 mal nachstellen könnte.

Gruß Joachim

Acso, Nachtrag:
Man darf natürlich nicht vergessen, daß das BMS auch einen Verbrauch hat.

Interessant wäre, wenn jemand, der Zugriff auf seinen Accu hat Bild 5 mal nachstellen könnte.

Meinst du Laden aus dieser Spannung heraus . Ca 3,3 Volt Zellspannung.
Franz

So, nachdem ich mal den Strom in die Grafik direkt eingebaut habe, und noch mal meine rudimentären Elektro-Grundkenntnisse herausgepult habe. Mal einen Lösungsansatz für den Buckel.
Hier die Grafik:

Bei Überschreiten der 3,6 V an Zellblock 1 bekommt dieser noch die vollen 3 A Ladestrom.
Diesen Strom bekommt Block 1 nicht komplett eingelagert, und auch die erhöhte Selbstentladung (Umwandlung in Wärme oder ähnliches) reicht nicht aus, damit steigt die Spannung, ohne daß der Block wirklich voll ist.
Kurze Zeit später sinkt der Ladestrom. Auch bei Zellblock 4 ist ein Leichter Buckel zu sehen.
Bei Block 3 ist der Ladestrom schon soweit abgesunken, daß hier Kein Buckel mehr entsteht, er ist also in der Lage den Gesamten angebotenen Strom auch einzulagern.
Block 4 erhält im oberen Bereich weniger Strom, als er noch einlagern könnte. Die Kurve Steigt noch 15 Minuten.
In den letzten 5 Minuten wird es den Blöcken 1 und 4 durch den abfallenden Strom wieder möglich Ladung einzulagern.
Sie haben damit effektiv mehr eingelagert wie 2 und 3 was dann im weiteren Verlauf durch die Langsamer abfallende Blockspannung sichtbar wird.
Nicht vergessen darf man dabei, daß auch wenn das BMS keinen Stromfluß mehr anzeigt, immer noch ein Strom, abfallend von 200 mA auf 10-20 mA fließt.
Das ist jetzt sehr in Kladde und sicherlich nicht wissenschaftlich hinterlegt, würde aber erklären, warum immer der Block mit der höchsten Einzelspannung den stärksten Buckel hat.
Ob wir das jetzt Kapazität + Pseudokapazität nennen können glaube ich nicht.

Gruß Joachim

Hallo Franz,

Stocki333 hat geschrieben:Meinst du Laden aus dieser Spannung heraus . Ca 3,3 Volt Zellspannung.
Franz

Der Accu darf auch gerne entladen sein, Interessant wäre der Spannungs- und Strom- Verlauf ab 3,4 Volt, und das anschließende Absinken auf 3,4 V.
Dabei darf der angebotene Ladestrom auch gerne größer als 3 A bei einem 100 Ah Accu sein.
Siehe meinen Erlärungsversuch.

Bei Überschreiten der 3,6 V an Zellblock 1 bekommt dieser noch die vollen 3 A Ladestrom.
Diesen Strom bekommt Block 1 nicht komplett eingelagert, und auch die erhöhte Selbstentladung (Umwandlung in Wärme oder ähnliches) reicht nicht aus, damit steigt die Spannung, ohne daß der Block wirklich voll ist....

Mich interessiert, ob es diesen Buckel nur bei mir gibt, oder ob es generell so ist.

Gruß Joachim

Nachtrag zu meinem Erklärungsversuch von oben:
Gehen wir mal in unsere Kindheit zurück, als wir noch mit Eimer und Schaufel gespielt haben.
Wir stellen uns mal 4 Eimer mit einem halbrunden Sieb darauf vor, Füllzustand der Eimer (eingelagerte Kapazität) unbekannt.
Jetzt füllen wir alle Eimer (Zellen) gleichzeitig mit der selben Menge (Serielle Schaltung der Einzelzellen) Sand (Strom). Der Sand darf nicht an dem Eimer vorbeigehen.
Wenn der erste Eimer fast voll ist, der Boden des Siebes liegt schon im Sand, bildet sich ein Berg (Pseudokapazität) der zur Seite abfließt wo das Sieb noch nicht im Sand liegt (Buckel).
Dieser Buckel wirkt begrenzend auf die weiter zufließende Sandmenge (Gesamtspannung). Das Überlaufen des Siebes stoppt den Sandzufluß komplett (OVP).
Um jetzt alle Eimer gleich voll zu bekommen gibt es 2 Strategien:
1. ab einem noch festzulegenden Punkt (Balancerbeginn) wird der Sandzufluß am vollsten Eimer begrenzt (JBD 50 mA), die restlichen Eimer werden weiter mit der maximalen Sandmenge (Ladestrom) gefüllt. --> Charge Balance
2. die Eimer werden bis zum Ende mit maximalen Sand (Strom) befüllt, bis a) der erste Eimer überläuft (OVP), oder b) die Summe der einzelnen Füllstände einen definierten Wert erreicht hat (max.Spannung, z.B. 14,4 V), dann wird der Sand aus dem vollsten Eimer herausgeschaufelt bis alle Eimer gleich voll sind. --> Static Balance
Welche Strategie ist die bessere?
Das kommt darauf an, ob die Eimer nahezu gleich voll sind, dann Strategie 1, oder grob unterschiedlich voll sind, dann Strategie 2

nur mal so auf die Schnelle gedacht.
So, nun ist Schlafenszeit, der Wecker ruft um 4:30

Gruß Joachim

Joachim170 hat geschrieben:
Mal einen Lösungsansatz für den Buckel.

Ich fürchte, dass du dich viel zu sehr auf die Buckel konzentrierst. Ich greife vor, die Buckel bei Zellen entstehen dadurch, weil andere Zellen keine haben. Bedenke nochmal, dass die Zellen in Reihe geschaltet ist, bei fallendem Strom die Gesamtspannung immer gleich ist und der jeweilige Strom für die Zellen auch.

Joachim170 hat geschrieben:Bei Überschreiten der 3,6 V an Zellblock 1 bekommt dieser noch die vollen 3 A Ladestrom.
Diesen Strom bekommt Block 1 nicht komplett eingelagert, und auch die erhöhte Selbstentladung (Umwandlung in Wärme oder ähnliches) reicht nicht aus, damit steigt die Spannung, ohne daß der Block wirklich voll ist.

Ob der wirklich "eingelagert" ist, oder wie man es sonst nennen will, ich hatte den Begriff PK nur eingeführt, um es von der nutzbaren Kapazität zu unterscheiden.
Und voll ist der Block längst, das ist er spätestens seit 14 V / 3,5 V pro Zelle erreicht wurde.

Joachim170 hat geschrieben:Kurze Zeit später sinkt der Ladestrom. Auch bei Zellblock 4 ist ein Leichter Buckel zu sehen.

Joachim170 hat geschrieben:Bei Block 3 ist der Ladestrom schon soweit abgesunken, daß hier Kein Buckel mehr entsteht, er ist also in der Lage den Gesamten angebotenen Strom auch einzulagern.

Für den Zusammenhang richtig.

Joachim170 hat geschrieben:Block 4 erhält im oberen Bereich weniger Strom, als er noch einlagern könnte. Die Kurve Steigt noch 15 Minuten.

Einspruch. Die Spannung steigt als Ergebnis des Fließsenden Stroms schneller als bei den anderen Zellen. Also kann er weniger "Einlagern".

Joachim170 hat geschrieben:In den letzten 5 Minuten wird es den Blöcken 1 und 4 durch den abfallenden Strom wieder möglich Ladung einzulagern.

Wider Einspruch.
Die Spannung fällt, weil die Spannung der anderen Zellen steigt. Immer unter dem Einfluss des für alle Zellen gleichen, langsam fallendem Strom.
Oder, in deiner Sprache, jetzt können auch die anderen Zellen nicht mehr Einlagern.

Joachim170 hat geschrieben:Sie haben damit effektiv mehr eingelagert wie 2 und 3 was dann im weiteren Verlauf durch die Langsamer abfallende Blockspannung sichtbar wird.

Ganz wichtiger Einspruch. Die Zellen haben zu jeder Zeit immer gleich viel eingelagert: weil der Strom für alle gleich ist.
Nur eben, wie das bezüglich ihres SOC steht, mag unterschiedlich sein, und sie zeigen das mit den verschiedenen Spannungen.

Joachim170 hat geschrieben:Nicht vergessen darf man dabei, daß auch wenn das BMS keinen Stromfluß mehr anzeigt, immer noch ein Strom, abfallend von 200 mA auf 10-20 mA fließt.

Richtig. Von dem wir leider nicht genau wissen, auf welchen Wert er sich einpendelt, das wäre die Selbstentladung, bei der Spannung.

Joachim170 hat geschrieben:Das ist jetzt sehr in Kladde und sicherlich nicht wissenschaftlich hinterlegt, würde aber erklären, warum immer der Block mit der höchsten Einzelspannung den stärksten Buckel hat.

Nun, es hat eine gewisse Logik, dass das so ist, ich erwähnte die Vorgeschichte, wenn eine Zelle voller ist, wenn geladen wird, wird sie als erste in höhere Spannung gehen, und anschließend, wie auf den Schultern der anderen, in der Spannung angehoben werden.

Joachim170 hat geschrieben:Ob wir das jetzt Kapazität + Pseudokapazität nennen können glaube ich nicht.

Gruß Joachim

Wie gesagt, hatte ich nur eingeführt, um deutlich zu machen, dass diese halbe Ah nicht zur normalen Kapazität gehört. Das macht die Sache technisch interessant und spannend.

Übrigens, das verstehen des Vorgangs ist in deinen Schaubildern deswegen schwierig(er), Weill du Zellen in Serie betrachtest. Du ermittelt damit Spannungswerte in Abhängigkeit vom Strom Mal Zeit.

Würdest du parallel schalten, und alle 4 Ströme messen, dann bekommst du Strom in Abhängigkeit von Zeit.
Einfache fallende Kurven, fast e Funktion. Mit kleinen unterschieden.
Wie man die dann aber interpretieren würde.... Man müsste die Mal sehen.

Joachim170 hat geschrieben:Nachtrag zu meinem Erklärungsversuch von oben:
Gehen wir mal in unsere Kindheit zurück, als wir noch mit Eimer und Schaufel gespielt haben. Gruß Joachim

Eingängiger Vergleich, vor allem der "Buckel". Bei Batterien nenne ich den Buckel "Oberflächenspannung", kurze Entladung und der Buckel ist weg!
Einen Punkt für eine gute simple Erklärung! Gruß Andreas

Joachim170 hat geschrieben:Nachtrag zu meinem Erklärungsversuch von oben:
Gehen wir mal in unsere Kindheit zurück, als wir noch mit Eimer und Schaufel gespielt haben.
Wir stellen uns mal 4 Eimer mit einem halbrunden Sieb darauf vor, Füllzustand der Eimer (eingelagerte Kapazität) unbekannt.

Garnicht übel, der Vergleich.

Und der Unterschied der Zellen ist der Durchmesser der Eimer, der sich beim weiteren füllen auch noch verändern kann.....

Moin rolfk,

Ich fürchte, dass du dich viel zu sehr auf die Buckel konzentrierst. Ich greife vor, die Buckel bei Zellen entstehen dadurch, weil andere Zellen keine haben. Bedenke nochmal, dass die Zellen in Reihe geschaltet ist, bei fallendem Strom die Gesamtspannung immer gleich ist und der jeweilige Strom für die Zellen auch.

Da kannst Du Recht haben, wenn mein Accu alleine diesen Ladeverlauf hat. Ich hoffe, Franz steuert dazu eine Grafik bei. ;D
Wir sind uns einig, daß
Uges=U1+U2+U3+U4=Uconst,
wenn wir in der Konstantspannungphase sind. ca. um 11:28, wenn der Ladestrom beginnt, abzufallen. Der Buckel beginnt danach. Ich habe meinen Eimer mal aufgeschnitten

Du nennst es Pseudokapazität, anderwein nennt es Oberflächenspannung, ich bringe noch einzulagernde Kapazität ins Rennen.
Irgendwann sieht mein Eimer 1 dann so aus

und dann so

Analog natürlich für die anderen Eimer. Damit wäre in meiner Hypothese der Spannungsverlauf erklärt. (Erst der Buckel,dann niedriger, und am Ende doch wieder höher.)(Die Spannungsangabe dient nur der Verdeutlichung.)

Ganz wichtiger Einspruch. Die Zellen haben zu jeder Zeit immer gleich viel eingelagert: weil der Strom für alle gleich ist.
Nur eben, wie das bezüglich ihres SOC steht, mag unterschiedlich sein, und sie zeigen das mit den verschiedenen Spannungen.

Akzeptiert, da habe ich mich falsch ausgedrückt.

Übrigens, das verstehen des Vorgangs ist in deinen Schaubildern deswegen schwierig(er), Weill du Zellen in Serie betrachtest. Du ermittelt damit Spannungswerte in Abhängigkeit vom Strom Mal Zeit.

Ich kann sie nur in Serie betrachten, denn so sind sie mit dem BMS verschaltet, und werden geladen.

Und der Unterschied der Zellen ist der Durchmesser der Eimer, der sich beim weiteren füllen auch noch verändern kann.....

Jein, Unterschiedlicher Durchmesser der Eimer für unterschiedliche Kapazitäten der Zellen ja, beim weiteren Füllen machen wir aber eher des Sieb kaputt, wahrscheinlich unreparierbar.

Das ganze ist erst einmal nur eine Arbeitshypothese, die sich für mich aus den bisher gezeigten Bildern ergeben hat, ich kann auch total daneben liegen.

Gruß Joachim

Nachtrag:

Ganz wichtiger Einspruch. Die Zellen haben zu jeder Zeit immer gleich viel eingelagert: weil der Strom für alle gleich ist.
Nur eben, wie das bezüglich ihres SOC steht, mag unterschiedlich sein, und sie zeigen das mit den verschiedenen Spannungen.

Das ist so auch nur halb richtig, da P=U*I
Der Strom ist im Seriellen Verbund gleich, in der Grafik haben die Zellblöcke aber unterschiedliche Spannungen, und damit hat Zellblock 1 meiner Meinung nach mehr Leistung eingelagert.

Gruß Joachim

Grübel..... Wir nehmen Wasser statt Sand..... Und oben haben die Eimer Löcher, verschieden große und verschieden hoch....

rolfk hat geschrieben:Grübel..... Wir nehmen Wasser statt Sand..... Und oben haben die Eimer Löcher, verschieden große und verschieden hoch....

Hatte ich auch schon im Hinterkopf, aber so tief wollte ich gar nicht einsteigen.
Warten wir doch erst mal ab, ob sich mein Accu anormal verhält, oder ob die Kurve so nachzustellen ist.

Gruß Joachim

Joachim170 hat geschrieben:.......Du nennst es Pseudokapazität, anderwein nennt es Oberflächenspannung, ich bringe noch einzulagernde Kapazität ins Rennen. Gruß Joachim

Also ich habe jetzt schon viele Batterien geladen, mit einem Lader mit 13,6V Erhaltungsladung. Und wenn ich die Batterie abgeklemmt habe hatte sie 13,6V. Das sind 0,8V mehr als eine vollgeladene Bleibatterie haben sollte.
Und die 13,6V waren auch noch nach 24h da, da hat sich also nichte eingelagert!! Und einmal mit 10W Widerstand kurzgeschlossen waren die 13,6V weg und die 12,8-12,9V da.
Da ist jetzt keine theroretische Untermauerung, für mich ist das eine statische Oberflächenspannung der Bleiplatten, bei der keine Ionen mehr transportiert und in die Elektrode eingebunden werden können. Ein "Spannungsbuckel" halt.
Ein guter Artikel darüber hier: --> Link
Interessant sind die Seiten 4-6.
Gruß Andreas

Hallo.
Nächste Woche bin ich wieder zu Hause. Dann iegt mein Testaccu 5 Wochen. Er ist momentn bei 13,31 Volt 16mV Differenz.
Mit schönen Graphiken werd ich nocht aufwarten können. Aber laden mit 1 A und alle 0,1 Volt einen Shoot machen. Und die Daten hier reinschreiben.
Franz