balancing

[Sven Salbach]

"3.37v lt eisenbichler 100% soc
3.31v aber 100% soc stromlos ?"

sind immer etwas Herstellerabhängig.

5A Balancer? Was ist das für einer?
Bei den meisten sind die Werte geschummelt, die schaffen den hohen Strom für 1-2Minuten, werden dann warm und schalten auf 1A zurück.
Bei den aktiven musst du nachmessen, bzw prüfen, ob er wirklich diesen Strom schaufeln oder nur in bestimmten Schwellen, da dann die Spannungsdifferenz viel zu gering ist

Eigentlich vertragen alle mir bekannten LiFePo Zellen 4,2V, manche geben die absoluten Maximum Ratings in den Datenblättern an, viele aber nicht, nur für Händler und Industrie
Schlussendlich sit es auch nciht wichtig, da man sowieso nie so weit laden sollte.
Bei den Windston hatte ich das damals bei evtl. vorgeschädigten Zellen gemacht, um zu sehen, ob die plötzlich einen Zellschlus bekommen, bevor ich die im Verbund verbaut habe, also einen absichtlichen Stresstest

 

[Michael Viebach]

@ sven
ups... dalybms.com ist grad nicht erreichbar.
was auch immer man davon halten soll?
jedenfalls der hier:

Daly 5A Active Balancer 3S-16S Li-ion LiFePo4 Battery Equalizer Board Safe SDE | eBay

Schlaf aktuell: <100uA. Batterie Saiten: 3S-16S. Ausgleichs indikator: 1. Leuchten: Balance ist auf, 2. Licht aus: Balance off/Fehler. Batterie typ: Li-Ion/LiFePO4. 1 DALY 5A Hardware aktiver Balancer.

www.ebay.de

mit noname chinesienteilen, faktisch baugleich zu helltech, eben solche kapazitive dinger mit vielen vielen elkos auf dem bord, hab ich gute erfahrungen.
ja die sind großspurig mit 5a angegeben.
natürlich resultiert wie bei allen switched capacitor systemen resistives verhalten.
die 5a werden nur bei grossem delta u erreicht. in der spec meist unrealistisch hoch bei >1v angegeben. wichtig ist mir dass die dinger continious laufen, dann wenn ich will.
und nicht erst bei delta u > 100mv überhaupt erst mal anfangen. helltech macht das, die billig chinesen machen das, daly hoffentlich auch. dessen innenleben sieht eh ganz ähnlich aus.

in meinem heimspeicher mit nmc starten die chinesen schon bei unter 3v, haben also eher eine unterspannungsabschaltung. und bleiben damit dauernd aktiv. -> ich hab beste erfahrungen damit -> hab noch nie ein delta u > 10mv detektiert (die auflösung meines billig-multimeters)
wenn das ding weiter läuft selbst wenn das ladegerät längst aus ist, dann hat das ding beinahe jede zeit der welt seine arbeit zu tun, selbst wenn bei minimalem delta u nur noch minimale ausgleichsströme fliessen.
eigenverbrauch der chinesen ~15...17ma. und das bei gleichzeitigem balancing aller zellen!
der daly hat als add on noch bluetooth+app+ ein gehäuse.
ob der sich gleich verhält als die billig chinesen wird sich zeigen.

induktive balancer müssen immer aktiv ein oder ausgeschaltet werden, auf ein bestimmtes zell-paar draufgeschaltet werden. dazu sind gewisse schaltschwellen mit hysteresis nötig. und diese schaltschwellen sind bei allen mir bekannten induktiven balancern nach meiner meinung viel zu hoch. diejenigen für größere ströme haben meist nur eine einzige induktivität, können ergo nur je zwischen 2 benachbarten zellen zu einer zeit werkeln. zudem haben die im aktien betrieb meist deutlich höheren eigenverbrauch. die kleinen haben zwar oft zellzahl-1 induktivitäten, aktivieren aber auch die nur einzeln.

als beispiel für so einen kapazitiven chinesen:

1.2A/5A 3S 4S 7S 10S 13S 17S Active Equalizer Balancer Lifepo4/Li-ion Battery | eBay

Parallele Zellen werden natürlich Gleichen aus, da sie direkt miteinander verbunden sind, aber Gruppen von Parallel kabel gebundene Zellen, in Reihe verdrahtet (Parallel-Serien-Verkabelung) müssen sein Zwischen Zell gruppen ausgeglichen.

www.ebay.de

auf die 5a versionen achten!!!
und die ebay-chinesienübersetzungen besser gar nicht lesen ;-)

 

[Sven Salbach]

"induktive balancer müssen immer aktiv ein oder ausgeschaltet "

Das ist bei denm mit den Supercaps aber auch nicht anders, wenn wir das gleiche meinen.
Lädst du deine zellen den auch gelegentlich bis auf 3,65v
ansonsten ist natürlich klar, das du da noch nie große differenzen gesehen hast, die treten ja erst ab 3,5 und mehr, deutlich sichtbar auf

 

[Michael Viebach]

sven, da ging's um meinen heimspeicher aus 18650 nmc zellen.
die haben ja nominal schon 3.6 bis 3.7v und keine so arg flache kennlinie als lfp.
und ja die lade ich schon mal bis in den steileren bereich derer kennlinie bis über 4.1...4.15v
und selbst bei so hohem soc sind die so schön beieinander. aber wie gesagt max 266ma/zelle last.

 

[Sven Salbach]

achso, ja, bei NMC ist es egal, da funktionieren diese Balancer auch gut, nur bei LFP halt nicht

 

[Emil]

@ emil
voltage drop auf leitungen ist mir klar. senseleitungen würden abhilfe schaffen,
ist aber erhöhter aufwand.
ob das bei mir nötig ist?

Ich wollte nur darauf hinweisen dass das bei den Spannungen zu beachten ist, nötig ist es nicht.

Bezüglich "nötig" stellt sich für mich eher die Frage bei anderen Dingen, wie DC Einzelzellenlader. Das ist meiner Meinung nach viel zu viel Aufwand für den geringen Nutzen. Da tut es dann auch ein Chinesen Balancer für 30 Euro. Und es braucht dabei nicht mal 5 A, da dieser alle Zeit hat die Zellen anzugleichen, sollte sich über die Zeit eine Drift ergeben. Wie schon geschrieben, Laden bis 3,40 V/Zelle ist völlig ausreichend.

Zellen gehen in der Regel nicht mit einem Kurzschluss durch, sondern werden hochohmig. Nur wenn sich durch Lithium Plating Dendriten gebildet haben gibt es einen internen Kurzschluss, der aber die Dendriten wieder durchbrennt, lange bevor irgendein externer Widerstand überhaupt warm wird. Hochstromimpulse werden auch verwendet um Dendriten quasi weg zu brennen.
Die zusätzlichen Widerstände halte ich für überflüssig, vorallem ist die Toleranz der Widerstände zu ungenau, was dann die Zellen debalanciert.

 

[Sven Salbach]

Ja, das ist richtig, in der Regel...ich habe hier hier einige Kundenzellen mit Kurzschluss liegen.
Das hängt auch sehr von der MArke ab, am unauffälligsten hier war Winston, die vertragen oft sogar Tiefentladung bis 0V und laufen danach noch Jahre problemlos, die meisten anderen Zellen, sind dann Palt oder gehen dann im Betrieb mit einem kurzschluss, völlig unerwartet.
Wie du weißt, ahbe ich sehr viel mit Lithium Zellen zu tun gehabt(gehandelt usw)

Laden bis 3,4V geht definitiv schief, es ist nur eine Frage der Zeit, glaube mir.
Ich habe damals ausgiebige Tests gefahren.
Wenn du die testweise mal alle paar Monate auf 3,65V auflädst, wirst du es vermutlich bereit jetzt sehen, wo das Problem liegt

 

[Emil]

Nochmal, 3,40 V ist nicht die Spannung am Ladegerät sondern an den Batteriepolen. Natürlich gibt es nach langer Nutzung beim Laden bis 3,65 V stärkere Abweichungen. Aber diese lagen bei mir bei bis zu etwa 5 % in der Kapazität. Oberhalb von 3,40 V Polspannung gibt es maximal 10 % Kapazität die nicht genutzt wird, und das ist auch gut so, denn die Nutzung würde eine deutlich höhere Degradation verursachen.

Die geringer nutzbare Kapazität spielt zumindest in meiner Anwendung mit meist einer Nutzung von weniger als 50 % Kapazität überhaupt keine Rolle.

Nach dem Kapazitätstest sind jetzt sowieso alle Zellen wieder auf dem gleichen Stand und werden sicher weitere 8 Jahre problemlos ihren Dienst tun. Für mich wäre alle 10 Jahre mal ein Kapazitätstest mit vollem Balancing bis 3,60 V völlig ausreichend.

 

[Michael Viebach]

für die elektronik freaks unter euch.
eine erste skizze zu meinem balancing-charger konzept, ein mehr oder minder einzellzelllader.
24V pv -> 15x lfp

basis ist ein käuflicher step up converter.
dem wird die original speicherdrossel entwendet.
stattdessen ein speichertrafo implantiert, mit gleicher primärinduktivität und mit
15x isolierten ausgangswicklungen, + jeweils shottkydioden + siebelko zur gleichrichtung.
also eigentlich nur 3 zusätzliche bauteile je zelle: je 1 sekundärwicklung (~3...5wdg) 1 schottkydiode und ein elko.
- wenn denn genug platz in der original-speicherdrossel für die sekundärwicklungen wäre - aus platzgründen wird aber wohl ein größerer (ring-)kern nötig werden.
windungsverhältnisse so daß die summe aus 15x VBx etwas größer als Vout wird.
damit wird auch die in der streuinduktivität gespeicherte anteilige energie in den ausgang geliefert.
die hauptladeleistung aber 15x separat erbracht.
die spannungsregelung sensiert nur die gesamtspannung.
bei hoffentlich guter magnetischer kopplung im trafo, fließt aber mehr ladestrom in die zellen mir geringer spannung, als in die zellen mit höherer spannung.
stromsensing erstmal nur an zelle 1 als führungsgröße. bei mäßigen abweichungen sollte das genügen.
sollte allerdings eine andere zelle z.b. plötzlichen zellkurzschluß haben, könnte das in die hose gehen. dann ist aber eh alles zu spät...
und weiterer kleiner nachteil:
am ende doch keine galvanische trennung.
gruß, michael

als ausgangsbasis zum basteln z.b.:

1800W 40A DC-DC Boost Converter Step Up Power Supply Module Constant Current | eBay

Output power: 1800W. It is very powerful. With airfoil-type heat dissipation, the heat dissipation effect is very good, and the output power is even greater (the power of the 48V input and fan can reach around 1800W).

www.ebay.de

 

[Michael Viebach]

update
fliegender kleiner testaufbau mit 2 ausgängen: funzt

 

[Sven Salbach]

@ Emil
Abwarten, je älter die Zellen werden, desto mehr Disbalancen treten auf.
Aber wenn es bei dir soweit fonktioniert, ist ja gut.

Ja, die Messung von 16 Signalen ist echt die Krux.
Daher hatte ich damals bei meinem ersten Balancer PMOS, auf FotoMOS gesetzt, bis ich das Mixim IC entdeckt hatte, für 16 Kanäle

 

[matzetronics]

Laden bis 3,4V geht definitiv schief, es ist nur eine Frage der Zeit, glaube mir.

Ich stehe jetzt fürs Kewet auch vor der Frage, wie weit und wie hoch man laden soll, und wann man mit Balancing anfängt (oder es sein lässt).
Gegeben sind 20 EVE MB31 à 314Ah und ein frei konfigurierbares ANT BMS. (ist ja ein 60V Auto)
Ich fasse mal zusammen:

Laden bis max. 3,3V
alle paar Monate mal mit 3,35V - 3,4V balancen.
Zellen am besten im mittleren Bereich lassen, wenn sie rumstehen. Entladen bis 2,5V (so stehts im Datenblatt der MB31), aber ein wenig tiefer wäre auch nicht tragisch.

Im Kewet habe ich bereits ein Coloumbmeter und das zweite ist im BMS. Neue Zellen etwas verpressen, aber noch den einen oder anderen Millimeter Luft lassen. Epoxyplatten zwischen den Zellen nicht vergessen.

Stimmt das so etwa?

 

[Sven Salbach]

Ich lade oft bis 3,5 und eigentlich immer über 50% DOD, wenn ich mal spontan wohin will, muss ich ja auch hinkommen und die Zellen danken es einem wegen des besseren Ri, der fällt ja auch an und belastet dann die Zelle mehr.
Bis 3,4V lade ich nie, das würde ich höchsten machen, wenn er von der Solaranlage gepuffert würde und es WIRKLICH nicht eilt, wann er voll is.
Je nach Qualität der Zellen, ist allle paar Monate viel zu lang, selbst beim Tesla wird es häufiger empfohlen, wenn ich nicht irre, und der lädt vermutlich über 3,5V, bei jeder Ladung

 

[Michael Viebach]

hab grad versucht über das ant-bms was rauszufinden. - war ich auf der falschen website? irgendwie gefällt mir das nicht...
deren präsentation ist mir zu bunt.
tolle darstellung. und wo sind die fakten?
wo sind die besser als andere?
etliche tolle fotos von deren spezialisten...
lauter junge leute.
mein eindruck: deren schwerpunkt liegt auf der virtuellen seite. die versuchen mit software, mit tollen apps, mit toller visualisierung, mit programmieren, mit "advanced diagnostic", grundlegende physikalische probleme zu lösen...

die ursachen unserer probleme haben sie vermutlich nicht verstanden.

sorry deren website kotzt mich an.

damals, unter uns kollegen, hatten wir einen spruch: programmierer gehören per se geteert und gefedert.

ja ich bin hier böse.
unser el-energiespeicher besteht nun mal aus vielen kleinen einzelnen teilen die niemals perfekt gleich sein können. mit deren ungleichheiten müssen wir einfach leben. ein balancing am ende der volladung ist gut. ein individuelles laden ist besser. noch besser wär auch individuelle entladung - je nach den fähigkeiten jeder zelle, je nach deren soh, deren aktuellem zustand.

darum mein ansatz, zumindest schon beim laden auf die zellebene zu achten.

nix für ungut, michael

 

[matzetronics]

Schau dir ein paar YT Videos zu den ANT BMS an, dann weisst du mehr. Ein sehr universelles BMS und eines der wenigen, die überhaupt einen Kewet vertragen. Du darfst nicht vergessen, das das Auto gerne mal 250A beim Anfahren ziehen kann. Das ist schon was anderes als ein EL Motor. Ich habe hier die Version mit 550A Peak.

sorry deren website kotzt mich an.

Da kann ich nichts zu, und das war auch nicht meine Frage.

ANT BMS – ANT BMS

antbms.vip

 

[Sascha Meyer]

Moin Michael,
ich hab das Ameisen-BMS ein paar Monate gefahren und wieder rausgeschmissen. Das Ding ist eigentlich richtig gut, hatte aber fuer mich zwei entscheidende Nachteile.
- der Stromfluss laeuft durch das BMS und heizt selbiges auf. Dadurch erfolgte bei mir im Sommer oefter mal eine Vollabschaltung des ELs. Das BMS hat zuviel Kontrolle ueber mein EL ausgeuebt. Also zusaetzlich kuehlen und gut is.
- der Stromfluss wird zu stark limitiert, d.h. der Ladestrom durfte nicht ueber 100 Ampère sein und sowas geht gar nicht, wenn man auf langen Touren mal ein wenig Strecke machen will. Und der Entladestrom durfte ich glaub 200 Ampère nicht lange ueberschreiten. Auch schlecht bei meinem EL, wenn ich mal eine Steigung mit etwas mehr Kette hochheizen wollte. Auch bei laengeren steilen Anstiegen Abschaltung.

Fuer Flachland- und Schoenwetterfahrer ein sehr interessantes, kostenguenstiges BMS, durchaus ne Idee. Aber fuer mich war es einfach unterdimensioniert. Ich hab jetzt ein REC-BMS drin. Kostet zwar Geld, dafuer bietet es genau das, was ich mir vorgestellt hab. Wenn ich die Chance gehabt haette, dann waere es ein Litrade geworden..

Viele Gruesse aus dem Saarland, Sascha

 

[matzetronics]

und es WIRKLICH nicht eilt, wann er voll is.

Das tut es bei mir eigentlich nie, ich habe Zeit. Mein Ladegerät kann auch höchstens 30A.

das Ameisen-BMS

Dazu muss man sagen, das es das ANT BMS nicht gibt, sondern dutzende. Wie gesagt, ich habe eines mit 250A Dauerstrom und 550A Peak. Ich vermute mal, deines war einfach zu klein für die Anwendung.

 

[Sascha Meyer]

Hi Matze,
du hast Recht, meine Version war scheinbar zu schwach ausgelegt. Aber grundsaetzlich hat das Ding gut funktioniert. Wenn man nur Kurzstrecken faehrt und sein EL nicht so quaelt wie ich, dann isses durchaus interessant..

Viele Gruesse aus dem Saarland, Sascha

 

[Emil]

Ich habe seit 6 Jahren Jahren auch zwei Batterieblöcke mit dem ANT BMS am laufen. Nach längerer Zeit braucht es mal einen Reset damit das Bluetooth wieder aktiv wird, aber sonst problemlos. Es gibt auch eine brauchbare Anzeige, mit der man auch alle Zellspannungen auf einem Blick sehen kann.

Ich habe noch zwei weitere hier zum Test für neue Batterien, werde dort aber das JK-BMS mit integriertem aktiven Balancer verwenden.

Ich installiere immer das Doppelte der maximal genutzten Stromstärke. Die Chinesen übertreiben gerne etwas bezüglich der Stromstärke.

Ich habe bei meinen alten Blöcken mit dummen Single-Board-BMS sogar 2 parallel installiert, um die Verlustleistung auf ein 1/4 zu reduzieren. Es ist in meiner Anwendung nie etwas warm geworden.

 

[Michael Viebach]

ihr doktort an symptomen rum.
sämtliche bms sind kaum mehr als sicherungen.
abschalten beim laden, wenn womöglich nur eine erste zelle voll ist, geht gegen den balancer, der hat keine chance seine srbeit zu tun.
und abschalten im straßenverkehr ist eh ein no go. (z.b. das gk piept wenigstens erst mal).
tesla hat ein gigantisch komplexes, in die fahrzeugsoftware integriertes system; aber eigentlich "überwachen" die auch nur.

nein, alles keine lösung, alles zu komplex.
die einfachsten lösungen sind die besten.

schon beim individuellen einzelzellladen anzusetzen, erübrigt vielleicht sogar ein balancing. der lader wird damit sicherlich aufwändiger. ich weiß nicht wie eine optimale gesamt-system-lösung aussehen könnte.

am besten fahren wir nur mit einer einzigen großen zelle rum. mit 3.2v und zig tausend ampere... genau so utopisch...

viele grüße, michael

ps
wieviel lebenszeit (ver-)braucht euer el insgesamt?
wieviel lebenszeit braucht ihr um's geld rund um's el zu erwirtschaften?
wieviel lebenszeit klaut euch das finanzamt?
wie weit könntet ihr in derselben zeit laufen?
vermutlich eh alles absurd...

pps
aber es macht spaß