Analoge Balancer, egal ob aktiv oder passiv, verbrauchen nur Strom, wenn die Zell- oder Differenzspannung überschritten wird, also wenn sie arbeiten. Das ist bei laufendem System sehr selten der Fall.
Ständig Strom verbraucht Bluetooth und vermutlich auch die Elektronik bei programmierbaren Parametern. Das betrachte ich aber als Spielzeug, für die stabile Funktion der Batterie ist das unnötig.
Alle Balancer verringern die Drift (= abweichender Ladezustand der Zellen) durch gezieltes Entladen der Zelle mit der höchsten Spannung im Bereich der Vollladung. Mir ist nicht klar, wie sich Balancer "ins Gehege" kommem sollen, selbst wenn ich ein Dutzend mit unterschiedlicher Funktionsweise parallel verwende.
Gruss Manfred
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Balancing voll und leer bei LiFePo4 4S 1P 1, 2
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Hallo Rolf, leider ist das Experiment nicht korrekt so durchgeführt - wenn Du eine Zelle weg nimmst, dann ändert sich der Innenwiderstand des Zellpacks und auch das Ladeverhalten, Du bist dann in einem ganz anderen Bereich und einer anderen Kennline (Du lädst ja die Zelle jetzt mit einen höheren Strom). Dazu müßte man die Kennlinien der Zellen genau auswerten. Du simplifizierst zu viel und hast bei dieser Art der Messung keine definierten, direkt vergleichbare Bedingungen. Das erklärt übrigens auch die höhere Spannungslage beim Laden, höherer Strom pro Zelle! Durch den höheren Strom könnte sich auch die Temperatur des Zellpacks unterscheiden, was einen erheblichen Einfluß auf den Ladevorgang hat! Manfred, kann ich nicht zustimmen. Die wenigen aktiven Balancer, die ich in den Fingern hatte, brauchten min. 1 mA oder mehr Ruhestrom. Bluetooth braucht bei mir 4,7 mA, wenn eine Verbindung aufgebaut ist, und <0,1 mA, wenn nicht. Das JBD BMS verbraucht 1,2 mA, wenn es nicht im Sleep ist, dann nur 0,1 mA. Sleep wird verhindert während balancieren oder bei aufgebauter Verbindung. Balancer können sich dann ins Gehege kommen, wenn nicht jeder komplett eigene Zuleitungsdrähte bis auf den Pol des Akkus hat. Wegen Spannungsabfall durch Strom, den der jeweils andere mit misst. Hallo, eine pauschale Antwort auf die Frage "beeinflussen sich mehrere Balancer an einer Zelle" kann man nicht geben, denn das hängt von vielen Parametern ab: - Messverfahren/Vergleichsverfahren der Zellspannung; - Balancing-verfahren - Balancer-Startspanung/-Kennline; - Balancerstrom; - Ladestrom; Wenn ich einen aktiven Balancer mit 5A an ein System schalte, mit einem 50mA-Topbalancer (der in einer Austastlücke mißt), dann ist dem 50mA Top-Balancer faktisch nicht möglich einen korrekten Meßzeitpunkt zu finden, andererseits spielen dann aber auch die 50mA keine Rolle (1% der Gesamtleistung). Also gegenseitige Beeinflussung ja - Einfluß auf das Balancing-Ergebnis der Zellen möglich aber nicht unbedingt.
Das ist erstmal Praxis. Ob ich eine Zelle wegnehme, oder ob ein Teil der Chemie in einer Zelle inaktiv geworden ist, ist imho völlig wurscht.
Das ist vollkommen richtig. Wenn aber selbst unter diesen Bedingungen keine zellspezifischen Verluste auftreten, wo sollen die dann Herkommen? Das was ich gemacht habe ist härter als der Test, denen vorschlägst.
Biker, das war ein erster Versuch. Quick and Dirty. Mit einem positiven Resultat. Du darfst gerne eigene Versuche machen und die Ergebnisse vorstellen, aber warum kritisierst du meine? Weil nicht das rauskommt, was du erwartest?
Mit höherer Spannungslage meinte ich besonders die Differenz aller Zellen gegenüber Entladen. Insofern war mein obiger Bericht ungenau, sorry. Aber es ist richtig, dass die Spannung der schwachen Stufe signifikant höher ( ich rede von 20 mV) war als beim Entladen, da war es weniger auffällig. Dass diese Differenz unter laufendem Strom gemessen wurde, ist richtig, und sagt doch nur, dass Leerlauf Differenzen noch kleiner gewesen wären.
Der Strom war 1,5 A. Mal 24 V sind 36 Watt. Jetzt fällt mir auf, dass der Ladestrom 0,15 C war, und nur für die schwache Stufe 0,25 C. Das ist für eine LiFePo zwar eine Last, und für den alten Akku auch, aber doch nichts, was irgendwo signifikant oberhalb normaler Betriebsbedingungen ist. Wenn das zu leichten Temperatur Änderungen führt, würde das bei einer "normalen" schwâcheren Zelle doch auch der Fall sein. Ich sehe jedenfalls nichts, was das überraschend positive Ergebnis bezüglich Verluste wertlos werden lässt. Darüber hinaus betone ich, das mir das garnicht das wichtigste ist, ich hatte das so erwartet. Viel interessanter war, dass die schwache Zelle ( - 30 % Kapazität) sich über lange Zeit spannungsmaessig völlig unauffällig verhalten hat, ich hätte die Zelle dabei nicht erkannt. Und das wäre eine Stärkung der bekannten Aussage, dass ein Balancer unter 3,4 V nichts zu suchen hat.
Na ja, man muss mit jedem Balancer vorsichtig sein was seine Wirksamkeit und seine Arbeitsdauer betrifft. Es kann von Natur aus keine absolute Lösung geben, weil das Teil ja nur die Fehler einer Zelle ausbügeln soll. Und hier ist halt schon die erste Frage: Wie gut, bzw. wie gleich sind die Zellen bei der Anlieferung und daraus ergibt sich in meinen Augen für Lithium: Sehr gut selektierte Zellen aus der gleichen Charge (aus der Mitte des Folienbandes) genügt ein Top level Balancing mit 0,03-0,05A um die späteren Drifterscheinungen auszugleichen Nicht sortierte Zellen direkt aus dem Lagerregal entnommen oder gebrauchte Zellen haben naturgemäß schon bei der ersten Ladung SoC Differenzen. Hier muss zuerst einmal die "neuen" Zellen ausgeglichen werden und dazu ist halt ein aktiver Differenzbalancer mit 1-5A Balancerstrom zur Umladung zwischen den Zellen effektiver. Niemand hat behauptet dass ein Balancer selbst keinen Strom verbraucht, aber ein Top Level Balancing verbrät den Balancingstrom, der Differenzbalancer pacht ihn in die nächste Zelle. Wirkungsgradverluste haben sie beide. Gruß Andreas
Nein. Ein Balancer gleicht Unterschiede im Ladungszustand aus. Das sind keine "Fehler einer Zelle." Danke für die interessanten Diskussionsbeiträge, müssten wir mal in einer Stammtischrunde ausdiskutieren. Der Ansicht Beeinflussung ja - Probleme nein kann ich mich am ehesten anschliessen, wenn man einen Aktivbalancer mit BMS kombiniert. Ich kombiniere nur Aktivbalancer mit leistungsfähigen passiven, um einen Schutz vor Überspannung >14,4 V zu haben und mehr Balancerstrom obenrum. Da gibt es keine Beeinflussung. Der Vorteil des Aktivbalancers ist in meinen Augen keine Frage der Effizienz, sondern der Abwärme. Da braucht man sich keine Gedanken machen, gerade bei Einbau in ein Gehäuse. Gruss Manfred Hallo Rolf, ich habe mich nochmal mit dem Thema Lade-Entladekennlinie LiFePO4 beschäftigt und in diversen Publikationen nachgeforscht. Ich habe ja in meinen Diagramm auf die Hysterese zwischen Lade- und Entladekennlinie hingewiesen und den daraus resultierenden Ladungsunterschied. Ich konnte mir das lediglich als Verluste infolge von elektrochemischen Umwandlungsprozessen erklären. das ist aber anscheinend nur die halbe Wahrheit. Denn es ist komplizierter. LiFePO4 Zellen haben keine Wirkliche Kennlinie wie immer dargesellt, die beliebig in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung durchlaufen wird und haben auch keinen definierten Spannungswert hinsichtlich eines Ladungszustandes SoC. Vielmehr wird ein Spannungswert in Abhängigkeit von der Richtung (Differential) aus dem dieser entstanden ist angegeben. Was bedeutet dies in der Praxis, die Kennlinie ist nur gültig für den gesamten dargestellten Zyklus. Die Fläche zwischen der Lade- und Entladekennlinie ist die Hysterese bezogen auf den Wert SoC(start) und SoC(ende). Die LiFePO4-Zelle beschreibt bei einen Stopp des Ladezustandes einen semipermanenten Spannungswert. D.h. der SoC hat immer 2 Spannnungswerte U(Ladung) und U(Entladung). Meine Denkweise bis dahin, war diese dass sich der Spannungswert wieder auf den Wert U(Entladung) zurückfällt, weil dies zum Start der elektrochischen Vorgänge notwendig ist - das war falsch. Der Spannungswert U(Ladung) ist eine stabiler Zustand und wird nur durch einen Entladezyklus in Richtung Entladekennlinie zurückbewegt. Damit ist eine genaue Bestimmung des SoC aufgrund der Spannung gänzlich unmöglich!!! Leider habe ich keine Informationen zu diesen Hystereseverlusten (obwohl vorhanden) dazu gefunden. Lediglich zu einer thermischen Abhängikeit der Ladeeffizienz. Als Fazit für mich, ja es gibt diese Ladeeffizienzabhängigkeit vom SoC, aber deren Einfluß ist geringer als angenommen, da ein Teil der Energie aus der Hysterese wieder abgegeben wird. Weiterhin gibt es noch die Information das die Ladeeffizienz bei einen SoC nahe 100 und darüber stark abnimmt und sich in dem "Überladungsprozess" und irreversible Änderung der Zellchemie begründet.
Gut, ich korrigiere mich: Es kann von Natur aus keine absolute Lösung geben, weil das Teil Balancer ja nur die Unterschieder im Ladungszustand (SoC) ausbügeln soll, die durch Toleranzen in der Fertigung, unterschiedliche Alterungsvorgänge entstanden sind. Nimm die Korrektur von der leichten Seite, Hauptsache die Zellen werden balanciert! Stammtischrunde wäre gut! Da kann man wunderbar diskutieren, jeder schimpft und keiner nimmt was krumm. Auch "ausgeschlossen werden kannst du da nicht wenn du was antwortest was dem anderen nicht passt!!!!!!!! Gruß Andreas Biker, Ich antworte auf --> Link Ich habe jetzt über 1000 Posts geschrieben, und mindestens 5 Mal soviele gelesen, aber diese Post ist die beste davon. Könnte ich einmal pro Jahr einen goldenen Stern vergeben, hättest du ihn sicher. So ist es nur ein "Gutn" geworden. Dabei tut es mir eigentlich leid, dass du dir soviel Arbeit gemacht hast. Imho beruht die Ursache unserer Meinungsverschiedenheit auf einem Missverständnis.... Ich stimme nach wie vor vollkommen zu, dass es Ladungsverluste, Hysterese und auch vergrößerte Hysterese bei Volladung und Entladeschluss gibt. Die Frage war, ob diese Veränderungen der Hysterese bei Kapazitätsunterschieden einer Reihenschaltung von Zellen sich auf Den SOC insofern auswirken kann, dass vorher perfekt balancierte Zellen nach Zyklen auseinanderlaufen. Imho ist es aus deinen Daten nicht so: die Verluste werden in einem Spannungs-Kapazitätsdiagramm nicht aus dem Strom, oder der Kapazität in Ah gedeckt, sondern aus den SpannungsDifferenzen zwschen Lade- und Entladekurve (mal dem fließenden Strom). Heisst, man entlädt Amperestunden, lädt genauso viel Ah (!!) wieder hinein, und der Akku ist im gleichen Zustand wie vorher. Dabei hat man tatsächlich weniger herausbekommen als hineingeladen, der Unterschied ist das Integral der SpannungsDifferenzen Mal Strom über die Zeit. Übrigens kann man die größeren Verluste bei leer und voll sogar an den Ladekurven deiner vorherigen Post sehen, die Spannungsdifferenzen sind im Chart deutlich größer. Schade, dass ich momentan nur Handy habe, sonst würde ich es einzeichnen. Es ist garnicht notwendig, wie du sagst, dass die Differenzen kleiner als erwartet sind. Selbst wenn nicht - in einem Chart, in dem Lade/Entladespannung über den Strom, bzw. Dessen Integral über die Zeit dargestellt sind, zeigen sich die Verluste in der Hysterese der beiden Spannungen. Ich hoffe, dass wir zu dem Thema einig sind, denn deine Daten und mein kleiner Versuch passen sehr gut zu einer Menge von bereits bekannten Aussagen, die noch immer ständig wiederholt werden müssen, was Balancieren betrifft. Nicht unter 3,4 V, kleine Spannungsunterschiede bedeuten nichts, usw. Ich kann jedem nur anraten, sich mit deiner Post ausführlich zu beschäftigen. Im übrigen bin ich gespannt, ob jemand meiner Empfehlung folgt und meinen Ladeversuch bei Kapazitätsunterschieden mit besserer Dokumentation wiederholt. |
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