Austausch der 42-V-Batterie zur Erhöhung der Kapazität

[Boby]

Ja diese meinte ich. An dieser Karte würde ich nur dann etwas verändern, wenn ich eine Anzeige habe, wieviel Fahrstrom gerade entnommen wird. Andernfalls lieber so lassen, denn hoffentlich ist die doch schon beim Umbau richtig eingestellt worden.

Ich habe bei Victron Energy ein BMV-712-Modul bestellt, um den Strom zu messen, zu visualisieren und den Ladezustand anzuzeigen. Ich werde es installieren, sobald ich es erhalten habe und mit der Analyse beginnen kann.

Das solltest Du unbedingt mal machen. Sowohl die Gesamtspannung als auch alle Einzelspannungen der Zellen, sowohl bei vollgeladenem Akku als auch bei komplett entleertem Akku.

Wie auf dem Foto zu sehen ist, sind die Zellen in Bleibatteriekästen eingebaut und der Zugang ist nicht einfach. Ich habe vor, einen Zellenausgleicher zu bestellen, um den Ausgleich zu verbessern und Spannungen zu überwachen, ohne das vorhandene BMS zu berühren. Um zu vermeiden, dass ich alles mehrmals zerlegen muss, überlege ich mir, direkt einen Equalizer zu bestellen und beim Einbau alles zu demontieren und zu messen. Hat übrigens schon jemand eine der beiden unten aufgeführten „Smart Actice Battery Balance“ installiert und hat eine Meinung dazu? Sind sie Ihrer Meinung nach unterschiedlich oder sind sie gleich, mit unterschiedlichem Branding?
https://de.aliexpress.com/item/1005...2537748.1005004464505967&gatewayAdapt=glo2deu
https://de.aliexpress.com/item/1005....0.0.5c874ae4Z3i4ay&mp=1&gatewayAdapt=glo2deu

Dann klicken auch immer die Schütze/Relais, oder? Klingt stark danach als würde das BMS bei Unterspannung den Sicherheitskreis trennen. Das ist gut so. Dass das EL davor nicht allmählich langsamer wird, könnte aber dafür sprechen, dass tatsächlich der Strombegrenzer nicht richtig eingestellt ist.

Tatsächlich klicken dann immer die Schütze/Relais.

Wenn ich das richtig verstehe, war bei diesen Platinen die Balancer-Funktion "optional". Du solltest herausfinden, ob dein BMS Balancing verbaut hat oder nicht. Ein BMS ohne Balancing ist bei LiFePo4-Akkus ein Unding und sollte dann sofort gegen eines mit Balancing, Einzelzellüberwachung usw. ausgetauscht werden. Generell wirkt es sehr spartanisch und persönlich würde ich so ein BMS heutzutage nicht mehr verbauen wollen.

Wie bereits erwähnt, denke ich nicht daran, das aktuelle BMS zu ersetzen, das letztendlich gut funktioniert, sondern darüber hinaus einen Balancer hinzuzufügen. Schließlich ist es auch möglich, bei einem Defekt nicht alles auf ein einzelnes Gerät zu setzen, zumal das aktuelle BMS seit mehr als 10 Jahren zufriedenstellend funktioniert. Was denken Sie?

Welches Ladegerät hast Du denn verbaut und bis zu welcher Spannung lädt es? Wird es am Ende der Ladung komplett ausgeschaltet oder läuft es immer weiter?

Ich habe immer noch das Original-Ladegerät, wie auf dem Foto unten gezeigt. Die Transformatorwicklungen wurden bei der Umstellung auf 42V von „EAT Stoll“ modifiziert.
Am Ende des Ladevorgangs höre ich weiterhin das Summen des Transformators, jedoch weniger laut. Ich denke, es funktioniert bei der Spannungserhaltung.

Übrigens: Fährst (und lädst) Du das EL auch im Winter bei Minusgraden? Hast Du eine Akkuheizung? Wenn nicht, kann es tatsächlich gut sein, dass die Akkus kaputt sind. Zu dem Zelltyp "DYO" finde ich jetzt kein Datenblatt (sehen auch eher wie CALB aus), aber LiFePo4 darf man unter keinen Umständen unter 0°C laden (≠LiFeYPo). Ob dieses BMS da zuverlässig die Ladung verhindert, wage ich zu bezweifeln.

Es kommt tatsächlich vor, dass ich im Winter lade. Anschließend wird es geschlossen und unter einer Autoabdeckung am Haus geparkt, jedoch ohne Heizkörper. Bei den Zellen handelt es sich in der Tat um 60-Ah-CALBs, und sie scheinen nicht völlig kaputt zu sein, solange sie mir noch ermöglichen, 20 bis 25 km zurückzulegen.

Generell ja, aber wenn 60Ah-Zellen verbaut sind, sollten sowieso keinesfalls 200A entnommen werden, auch nicht kurzzeitig. Die Strombegrenzung müsste da eigentlich auf z.B. 120A begrenzen (wenn die Zellen 2C aushalten). Dann wäre ein 200A-BMS auch kein Problem.
Welche günstigen guten BMS mit über 200A gibt es denn am Markt? Soweit ich weiß ist da das Angebot sehr viel kleiner. Boostech ist ja nicht gerade günstig und Daly hat ja auch nicht unbedingt die reibungsloseste Lösung...

Ich kenne derzeit nicht den maximalen Strom, der den Batterien entnommen wird, aber ich werde mehr darüber erfahren, wenn ich das BMV-712-Modul von Victron installiere, mit dem ich unter anderem den Strom überwachen kann.

 

[L.S.]

Sind sie Ihrer Meinung nach unterschiedlich oder sind sie gleich, mit unterschiedlichem Branding?

Der Unterschied ist, dass das "100Balance" BMS nicht nur normal 'aktiv' balanciert, sondern eine 'neuartige Technologie' verwendet um noch besser zu balancieren. Ob das tatsächlich einen Vorteil bietet, sei mal dahingestellt. Ich persönlich würde einen normalen aktiven Balancer kaufen und darauf achten, dass der Balancerstrom mindestens 1A beträgt, wenn nicht mehr.

Tatsächlich klicken dann immer die Schütze/Relais.

Dann solltest Du definitiv die Strombegrenzung überprüfen. Es kann aber auch nur daran liegen, dass die Zellen zu stark auseinander gedriftet sind.

Ich habe bei Victron Energy ein BMV-712-Modul bestellt, um den Strom zu messen, zu visualisieren und den Ladezustand anzuzeigen.

Super!

Wie auf dem Foto zu sehen ist, sind die Zellen in Bleibatteriekästen eingebaut und der Zugang ist nicht einfach.

Dennoch solltest Du die Zelleinzelspannungen messen, bevor Du weitere Schritte tätigst. Da Du anscheinend öfters mal unter 0°C geladen hast, besteht immer noch die Möglichkeit, dass einige Zellen komplett defekt sind (die Reichweite also weiter rapide sinken wird).

Ich würde auch unbedingt (falls die Zellen tatsächlich noch in Ordnung sind) eine Akkuheizung verbauen, die den Ladestrom erst freigibt, wenn die Temperatur (direkt an den Zellen) über 1°C ist.

zumal das aktuelle BMS seit mehr als 10 Jahren zufriedenstellend funktioniert.

Hat es das? Anscheinend doch eher nicht, sonst hättest Du diese Probleme nicht.

 

[Kamikaze]

Hat es das? Anscheinend doch eher nicht, sonst hättest Du diese Probleme nicht.

Genau das wollte ich auch gerade schreiben.

 

[Boby]

Der Unterschied ist, dass das "100Balance" BMS nicht nur normal 'aktiv' balanciert, sondern eine 'neuartige Technologie' verwendet um noch besser zu balancieren. Ob das tatsächlich einen Vorteil bietet, sei mal dahingestellt. Ich persönlich würde einen normalen aktiven Balancer kaufen und darauf achten, dass der Balancerstrom mindestens 1A beträgt, wenn nicht mehr.

Es gibt die Versionen 1A oder 5A ohne Konnektivität oder 1A mit Bluetooth, sodass Sie den Status jedes Akkus in einer App anzeigen können. Obwohl der 5A die Arbeit schneller erledigt, würde ich mich lieber für die 1A Smart-Version entscheiden, die ausreichen sollte und es Ihnen ermöglicht, den tatsächlichen Stand des Geschehens im Auge zu behalten.

 

[Boby]

Hat es das? Anscheinend doch eher nicht, sonst hättest Du diese Probleme nicht.

Genau das wollte ich auch gerade schreiben.

Sie würden mir daher raten, das aktuelle BMS zu entfernen und alles durch ein BMS mit integriertem Balancing zu ersetzen. Könnte das Daly- oder 100-Balance-Modell den Zweck erfüllen und hat es schon jemand getestet? Ich beherrsche Energie, aber weniger Elektronik. Ich habe tatsächlich Angst, dass ich nicht weiß, wie ich das Neue anbringen soll, und dass es danach nicht mehr funktioniert. Reicht der Anschluss und es muss nichts weiter gemacht werden?

 

[Kamikaze]

Sie würden mir daher raten, das aktuelle BMS zu entfernen und alles durch ein BMS mit integriertem Balancing zu ersetzen. Könnte das Daly- oder 100-Balance-Modell den Zweck erfüllen und hat es schon jemand getestet?

Ich nutze ein DALY mit Bluetooth und Display in meiner Campingbatterie.
Funktioniert einwandfrei.
Wichtig ist aber, dass der gesamte Akkustrom immer durch das Gerät muss.
Hier sollte also auf eine großzügige Dimensionierung Wert gelegt werden.
Für das El würde ich eine 300A-Variante wählen.

Ich beherrsche Energie, aber weniger Elektronik. Ich habe tatsächlich Angst, dass ich nicht weiß, wie ich das Neue anbringen soll, und dass es danach nicht mehr funktioniert. Reicht der Anschluss und es muss nichts weiter gemacht werden?

Hmmm...
Also die Batterie alleine wäre mit dem neuen BMS vermutlich arbeitsfähig (im Rahmen dessen, was die Zellen noch können).
Dass eine Akkuheizung für den Winterbetrieb eigentlich zwingend nötig ist wurde ja vorhin bereits geschrieben.
Was ich allerdings nicht weiß ist, inwieweit das alte BMS mit dem Rest des ELs interagiert.
Hier muss also ggf. diese Interaktion entsprechend unterbunden werden.
Manche BMS schalten das EL ab oder reduzieren den Fahrstrom. (Im DALY ist das alles integriert. Ggf. musst du dann noch die Display-Leitung nach vorne legen.)
Das kannst du testen, indem du mal eine Platine von der Zelle entfernst und dann versuchst ein paar m zu fahren. Wenn das nicht geht, dann weißt du, dass du etwas "Detektiv" spielen darfst/solltest, um heraus zu finden was das BMS genau macht bzw. wie es das tut.
Das Boostech-BMS ist sehr weit integriert (das steuert diverse Prameter im EL) und wäre entsprechend schwierig zu ersetzen. Ein DALY wäre wiederum sehr leicht zu ersetzen, weil es quasi überhaupt nicht mit dem EL kommuniziert. Wie das bei deinem Mini-BMS aussieht weiß ich nicht.

Ich persönlich würde das erst mal davon abhängig machen, ob die Zellen getauscht werden müssen.
Müssen die getauscht werden, dann lohnt es sich, das Ganze gleich sauber um zu bauen.
Sind die Zellen noch okay, kann ein möglichst starker Balancer und ein vernünftiges Mess-Setup vorerst schon ausreichen.

 

[Boby]

Ich persönlich würde das erst mal davon abhängig machen, ob die Zellen getauscht werden müssen.
Müssen die getauscht werden, dann lohnt es sich, das Ganze gleich sauber um zu bauen.
Sind die Zellen noch okay, kann ein möglichst starker Balancer und ein vernünftiges Mess-Setup vorerst schon ausreichen.

Momentan reichen mir 20–25 km, aber mein Ansatz ist eher, dass es sogar noch besser wäre, wenn ich mit ein paar einfachen Mitteln und ohne großen Aufwand von 20–25 km auf 40–50 km kommen könnte. In diesem Sinne werde ich also tatsächlich die aktuellen Batterien mit dem aktuellen BMS behalten, bis der ein oder andere Tod eintritt und ich werde dann das Ganze ändern. An dieser Stelle muss ich tatsächlich Detektiv spielen, denn wenn ich die serielle Verbindung zwischen dem miniBMS unterbreche, höre ich, wie ein Relais zieht und die EL nicht mehr funktioniert.
Wenn Sie sagen, dass Sie den starkster Balancer nehmen sollen, denken Sie dann, dass es besser ist, 5 A ohne mögliche Visualisierung des Geschehens zu nehmen, als 1 A mit Bluetooth-Konnektivität?

 

[Norbert]

Also ich habe was ganz einfaches um die Zellen Spannung zu überwachen da kannst auch zwei oder drei in Reihe machen und siehst ob eine Gruppe zusammen bricht solange Du keine einzel Zellen Spannung rausholen kannst

 

[Norbert]

Wie oben erwähnt sollten ein paar km mehr drin sein, und für das was Du ab Steckdose nachlädst geht mm ca.20 % als Wärme in Dein el bei dem Trafo Lader.

 

[Boby]

man sollte auf glatter Ebene das El mit 2 Fingern schieben können

Ein Finger ist sogar mehr als genug

 

[Boby]

Ich habe gerade eine Messung durchgeführt, während ich weder vollständig leer noch vollständig aufgeladen war. Für mich scheint es nicht so schlimm zu sein, da ich zwischen 3.344V Minimum und 3.366V Maximum liege.

1. 3.366
2. 3.364
3. 3.355
4. 3.358
5. 3.352
6. 3.363
7. 3.362
8. 3.356
9. 3.359
10. 3.360
11. 3.358
12. 3.361
13. 3.344
14. 3.349

Was sagen Sie?

Was die Temperatur betrifft, habe ich tatsächlich eine Sonde zwischen zwei Batterien eingeklemmt und an das Ladegerät angeschlossen. Es sollte wahrscheinlich die Last abschalten, wenn die Temperatur zu niedrig ist.

 

[Boby]

Wie kann man außerdem eine tote Zelle identifizieren? Wie reagiert es sowohl beim Entladen als auch beim Laden?

 

[Kamikaze]

Ich habe gerade eine Messung durchgeführt, während ich weder vollständig leer noch vollständig aufgeladen war.

LFP-Zellen haben in Ruhe immer fast die gleiche Spannung, so lange sie keinen internen Kurzschluss haben.
Die Messung in Ruhe und bei mittlerem Ladestand ist also leider nicht aussagekräftig.
Daran kann man den Gesundheitszustand der Zellen nicht erkennen.

Interessant wäre das Verhalten unter Last - also bei Belastung mit z.B: 100A.
Hier treten bei Zellen <200Ah normalerweise messbare Differenzen auf, die Rückschlüsse auf den Zustand der Zellen ermöglichen.

Auch das Verhalten im ganz vollen Zustand (kurz bevor das Ladegerät abschaltet) ist interessant. Hier steigt die Spannung von "zu vollen" Zellen sehr viel stärker, als bei den Übrigen. Das kann sowohl auf eine Imbalance hin deuten (diese Zelle ist einfach voller als die Übrigen), oder auf verminderte Kapazität hin weisen (eine Zelle, die weniger Kapazität hat ist schneller voll).

Das Verhalten kurz bevor der Akku vollständig leer ist (BMS-Abschaltung) zeigt idR. ein ähnliches Verhalten.
Zellen mit geringer Kapazität oder mit starker Imbalance zeigen hier deutlichen Spannungsabfall im Vergleich zu den anderen Zellen.

 

[Boby]

Nouvelle mesure ce matin avec une charge complète, mais chargeur éteint par le circuit BMS :

1. 3.340 V
2. 3.335 V
3. 3.324 V
4. 3.332 V
5. 3.328 V
6. 3.338 V
7. 3.338 V
8. 3.335 V
9. 3.335 V
10. 3.338 V
11. 3.334 V
12. 3.338 V
13. 3.322 V
14. 3.326 V

Hier, je n’ai facturé que 30 minutes pour mesurer avant de prendre les mesures. J’ai remarqué que les mesures étaient plus élevées que ce matin, mais je ne pense pas avoir attendu assez longtemps pour prendre les mesures jusqu’à ce que la tension des cellules se soit stabilisée.

Ce que j’ai remarqué pendant le processus de charge, c’est que la tension de la cellule n° 3 monte à 3,65 V beaucoup plus rapidement que les autres, le processus de charge est interrompu, la tension chute puis diminue pour permettre au processus de charge de se reproduire, et ainsi de suite jusqu’à ce qu’il s’arrête complètement. Je suppose que cela signifie, alors qu’est-ce que HS ?
Prochaine mesure à vide bientôt...

 

[Emil]

Die Zelle hat anscheinend einen erhöhten Innenwiderstand, oder prüfe auch mal alle Verbinder und das Drehmoment mit dem sie befestigt sind. Auch auf Korrosion an den Kontaktstellen achten.

Wenn in diesem Spannungsbereich die Zellen teilweise diese Unterschiede haben dann sind sie erheblich unbalanziert. Da machen schon ein paar mV einen erheblichen Kapazitätsunterschied aus.

Ich würde alle Zellen parallel schalten und gemeinsam auf 3,65 V laden bis der Strom auf weniger als 1 % der Kapazität gesunken ist, und dann noch ein paar Tage stehen lassen.

Wenn man ein Messgerät für den Innenwiderstand hat dann kann man diesen für alle Zellen auch mal messen. Wenn er soweit bei allen Zellen gleich ist dann wieder in Reihe schalten und nochmal auf volle Spannung laden und das Verhalten beobachten.

 

[Kamikaze]

ich glaube aber, dass ich mit der Messung nicht lange genug gewartet hatte, bis sich die Spannung der Zellen stabilisiert hatte.

Genau das ist das, was du brauchst.
Wenn sich die Spannungen in Ruhe stabilisiert haben, dann sind wieder alle fast gleich. Das ist das Problem der LFP-Zellchemie.
Das Verhalten VOR der Stabilisierung ist das entscheidende.

Was mir während des Ladevorgangs aufgefallen ist, ist, dass die Spannung von Zelle Nr. 3 viel schneller auf 3.65 V ansteigt als die anderen, der Ladevorgang unterbrochen wird, die Spannung dann abfällt, um den Ladevorgang erneut zu ermöglichen, und so weiter, bis sie vollständig zum Stillstand kommt.

Das bedeutet, dass Zelle 3 ein Problem hat.
Entweder diese Zelle ist deutlich voller als die Anderen, oder sie hat deutlich weniger Kapazität als die Anderen.
Jedenfalls hast du damit bereits einen deutlichen Hinweis auf die Fehlerursache.

 

[Kamikaze]

Ich würde alle Zellen parallel schalten und gemeinsam auf 3,65 V laden bis der Strom auf weniger als 1 % der Kapazität gesunken ist, und dann noch ein paar Tage stehen lassen.

Das ist der Weg.
Dafür braucht es idealerweise ein Labornetzteil.
Dieser Ladevorgang kann dann durchaus etliche Tage dauern, aber danach sollten die Zellen keinerlei Imbalance haben.
Das bedeutet, wenn dann eine Zelle "wegrennt" (bei Laden zu hohe Spannung erreicht), oder "einknickt" (bei Belastung eine sehr niedrige Spannung zeigt), dann ist sie defekt.

 

[Boby]

Wenn ich eine neue Batterie baue, möchte ich die Kapazität optimieren. Ist es jemandem gelungen, bei einer 42-V-Batterie 28 EVE LF105-Zellen an den ursprünglichen Standorten zu platzieren, um eine Kapazität von 210 Ah zu erreichen?

 

[Kamikaze]

Im Fact4-Korb konnte ich 24 EVE 105Ah unterbringen.

Beachte bei deinen Planungen, dass prismatische LFP-Zellen eingespannt werden sollten für eine lange Lebensdauer.
Bei deinem skizzierten Setup wäre es vermutlich ziemlich schwierig, die jeweils "verkehrt herum" stehenden Zellen ausreichend zu spannen.

Was vielleicht (!!!) funktionieren könnte, wäre die Zellen formschlüssig in den Akkukasten zu bauen - also alle Freiräume mit einem druckfesten Material und ggf. stabilen Druckverteilern so an den Akkukasten an zu passen, dass da nichts mehr wackeln oder sich verformen kann.
Dafür müsstest du aber SEHR genau arbeiten und akribisch auf deine Materialauswahl achten.
EVE gab in seinen Testberichten mal an, dass die 105Ah-Zellen sich mit einer Vorspannung von ca. 100kg auf der flachen Seite am wohlsten fühlen - also die optimale Lebensdauer erreichen.
Das ist eine ganze Menge an Druck. Ich verwende dafür je Block 4 M6er Gewindestangen und Druckverteiler aus Siebdruckplatte, um diesen Druck auf zu bauen und zu halten. (Die Zellen "atmen" beim Be- und Entladen. Das darf die Spannvorrichtung nicht (dauerhaft) verformen können!)
Dabei liegen bei mir aber alle Zellen in einer Richtung - also immer Flache Seite auf flacher Seite.
Bei deiner Skizze liegen einzelne Zellen quer zu den Anderen. Diese sollten ebenfalls eingespannt werden.

Generell hilft so eine Verspannung auch gegen unnötiges Reiben der Zellen aneinander.
Die Federung im EL ist ja... semioptimal.
Deshalb sollten zwischen die Zellen unbedingt Isolator-Platten. (Ich verwende hier 0,5mm Glasfaser-Platten.)
Falls sich der dünne blaue Schrumpfschlauch nämlich durchscheuern sollte und die Aluminium-Zellgehäuse Kontakt bekommen, wäre ein Brand wohl unvermeidlich.

 

[Boby]

Ich denke, ich werde mich für den Einbau von 14 EVE LF105-Zellen entscheiden, was meine Kapazität bereits deutlich erhöhen wird. Zumal es für aktuelle Spitzen besser geeignet sein wird. Es sei denn, jemand hat es schon geschafft, LF230-Zellen in die Original-Akkuslots zu stecken? Die Breite der Zellen von 173mm funktioniert meiner Meinung nach leider nicht.
Ist es wirklich notwendig, die Zellen fest zusammenzudrücken? Ich dachte darüber nach, Rahmen zu verwenden, die genau an die Zellen angepasst sind, um sie an Ort und Stelle zu halten und Reibung zu vermeiden. Was denken Sie?
Empfehlen Sie in Bezug auf das BMS ein 100 Balance (baugleiches Daly) Smart Active Balance BMS oder ein JK B2A20S20P?
Was halten Sie davon, endlich das Ladegerät auszutauschen, das immer noch das Original ist? Würden Sie es bedenkenlos bei 35A nehmen oder gibt es einen Grund, einen geringeren Strom zu nehmen, um die Batterie zu schonen?