Li-Ionen Lade-Entladezyklen



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inoculator

Bekanntes Mitglied
19.04.2006
5.044
Nur mal so:

DAS Passiert, wenn bei einem 3s2p eine Zelle in der Parrallelschaltung abhaut:

Der Link wurde entfernt (404).
 

Lukas.P.

Neues Mitglied
21.04.2008
34
Sorry, aber was verstehst du mit abhauen ??? Zu viel Spannung tut keiner Zelle gut, dass sollte klar sein.
Ich lade seit Wochen die Akkus rauf und runter, um Fehler zu erkennen.
(10s | 4s2p | 4s10p | usw. )

Ich bin der Meinung, dass wenn man die Spezifikationen einhält, diese Technik auch nutzbar ist.
(auch ohne Explodierende Zellen)

Mich würde die genaue Ursache deines Unglücks interessieren.
Deswegen hätte ich ein paar Fragen:
Welche Zellen waren das?
Welcher Ladestrom?
Wieviel Ah haben die Zellen?
Welche Ladeschlussspannung?
Funktioniert der Balancer richtig und auch genau genug?
Kurzschluss der Leitungen ausgeschlossen?

Ich möchte einfach nur Infos, klar muss man bei Lithium sehr aufpassen, wenn es aber nicht gehen würde, hätte keiner mehr einen Laptop...

Ich habe bis jetzt ca. 500 alte Zellen aus alten Laptop-Akkus ausgemessen >>

25% hatten keine Spannung und somit einen sehr hohen Innenwiederstand >> ungefährlich / defekt
40% hatten nur eine geringe Kapazität
35% waren noch in einem sehr gutem Zustand
0% hatte einen Kurzschluss

Demnächst werde ich testen, was nötig ist um einen Akku wirklich zum Explodieren zu bringen.

Vielleicht können wir eine gute Diskusion entwickeln...

Gruß
Lukas
 

Lukas.P.

Neues Mitglied
21.04.2008
34
Hallo Sven,

hast du den rest vom Pack noch weiter verwendet?? sind weitere Ausfälle zustande gekommen?
Vom welchen Hersteller sind die Akkus?

Hier ein paar Typen:
Sanyo >> http://18650.cn/index.php/Catalog/Lithiumion2
Panasonic >> http://18650.cn/index.php/Catalog/PANASONIC
LG >> http://18650.cn/index.php/Catalog/LGChem
Samsung >> http://18650.cn/index.php/Catalog/SAMSUNG

Falls noch jemand andere Quelle kennt, bitte mit reinstellen.

Gruß
 

R.M

Bekanntes Mitglied
24.12.2006
10.248
Hallo

Ich verstehe eigentlich nicht warum ihr noch diese Parallelschalterei machen wollt, LiFEPO4 gibts inzwischen für 2 bis 3¤ je AH in beinahe jeder beliebigen Kapazität.

Gruß

Roman
 

Lukas.P.

Neues Mitglied
21.04.2008
34
Naja ganz einfach:

360 Ah * 3 Euro = 1080 Euro * 12 = 12960 Euro (bei 43,2 Volt) ...

"Paralellschalterei" => kostenlos

Ich meine die Argumente sprechen für sich.
 

inoculator

Bekanntes Mitglied
19.04.2006
5.044
Hallo Lukas,

Es handelte sich um eine Kokam HD1500 7C in der 3s2p Verschaltung.

Der Balancer war ein nagelneuer Orbit 1A und das Ladegerät ein Itelli Control 3v1i.

der Balancer konnte nach dem Schaden geprüft werden und war in ordnung.
Das Ladergerät war bis auf das Display auch OK.

Der Sachverständige geht von folgendem Szenario aus:
Eine Zelle hat einen Schluss und hat die parrallele Zelle mitgezogen.
Dadurch hat das Ladegerät einen zu kleine gesamtspannung gesehen, und mit 3A weiter gepumpt, was dann den restlichen Zellen den "rest" gab.
Es kam zur Ausdehnung und zum Flammschlag.

Ihr könnt Euch ja jetzt in Diskussionen, wie:
"Der Balancer muss dem Ladegerät doch sagen: "strom runter"
oder
"Bei LiFE-Zauber-wunder-akkus passiert sowas nicht"

Tatsache bleibt:
bei der Parrallelschaltung von Zellen, kommt es zu nicht kontrollierbaren ausgleichströmen, wenn eine der Zellen einen Deffekt aufweist ("abhaut").

Gruss

Carsten
 

Lukas.P.

Neues Mitglied
21.04.2008
34
Hallo Carsten,

also ok, ich gebe dir recht.
Wenn eine Zelle einen Kurzschluss hat, wird diese den Ausgleichsstrom von den anderen abbekommen.
Nur würde es mich mal interessieren, ob dass schon ausreicht, um alle anderen mit zum Brennen zu bewegen.

Du hast ja Lipo-Zellen, die ja wahrscheinlich auch noch großflächig miteinander verklebt/verbunden waren.
Durch die große Oberfläche kann die Wärme viel besser zu den anderen Zellen transportiert werden.

Die 18650 Rundzellen könnte man nebeneinander gestellt, mit einem nichtbrennbaren Gel thermisch voneinander trennen.
So dass selbst wenn eine hochgeht, diese die Wärme nicht direkt an die anderen Zellen weiter gibt.
Dass müsste ich in einem gesichertem Versuch testen.

Ich habe keine Ahnung wie der Orbit 1A intern verschaltet ist, bzw. welche Logik dahinter steckt,
aber bei dem Balancer, den ich verwende wird jede Zelle einzeln und unabhängig voneinander "ab geregelt".
Somit ist es ausgeschlossen, dass die anderen Zellen eine höhere Spannung abbekommen.
Dass ohne solch eine Verschaltung ein SuperGAU entstehen kann, darauf brauchen wir nicht einzugehen.
(vorher brennt wahrscheinlich das Ladegerät ab)

Gruß
Lukas

P.s. Wer könnte mir vielleicht ein paar kurzgeschlossene Zellen zuschicken. So könnte ich unsere Bedenken in der Praxis untersuchen. Ich habe von 500 alten Akku "leider" keine einzige mit einem Kurzen. Bilder würden natürlich folgen.
 

R.M

Bekanntes Mitglied
24.12.2006
10.248
Hallo

Du willst also knapp 2000 Zellen verschalten, da wirst du ohne entsprechende Schutzmaßnahmen über kurz oder lang dein blaues Wunder erleben, bei der Anzahl rentiert sich die Fertigung von einzelnen Balancern doch locker, da muß man nicht mal selbst löten.

Bei der Anzahl von Zellen wirst du wohl mindestens einmal im Monat zum Lötkolben greifen müssen um eine defekte Zelle austzuauschen Spätestens nach etwa 400 Zyklen brauchst du den Lötkolben nicht mehr auszuschalten.

Sowas würde ich nur machen wenn die Zelle deutlich unter 1 ¤ liegt, rechne ich dann nochmal 30ct je Zelle für den Balancer und den Matrixtransistor dazu um defekte Zellen abzutrennen wirds interessant , obwohl alle 2 Jahre so ne Lötaktion wäre auch nicht unbedingt das was ich mir vorstelle.


Gruß

Roman
 

AndreasEVT4000e

Mitglied
14.05.2008
97
Hallo Inoculator,

klar muss man vorsichtig beim Umgang mit Li Zellen sein, jedoch kannst du nicht Lipo Zellen mit 18650er Zellen vergleichen. Die Lipos die bei dir in die Luft gingen sind weitaus gefährlicher, als die Becherzellen. Diese besitzen sogar ein Sicherheitsventil.

Zudem kam es zum Brand, wie du geschrieben hattest, indem das Ladegerät weiter Strom pumpte. Somit hast du dich also auf den Balancer und den Lader verlassen, was ich niemals machen würde. Ich kontrolliere regelmäßig die Einzelspannungen beim Laden und wenn was nicht stimmt, werd ich es anhand der Spannungslage erkennen und abschalten.
Zudem hast du die Akkus mit einem weitaus höheren Strom geladen, als es bei den 18650er üblich ist. Ich lade zum Beispiel nur mit 0,35C. Entladen wird auch nur mit max. 2C kurzzeitig beim Beschleunigen. Da du die Akkus anscheinend für Modelle verwendet hast, wurden diese dann bestimmt auch mit sehr hohen Strömen belastet, was die Zellen ebenfalls zerstören kann.

Alles in allem sollte man schon vorsichtig sein, aber deine Anmerkungen finde ich zwar gut, jedoch etwas zu übertrieben. Dies liegt aber wahrscheinlich daran, dass dir eben schonmal was hoch ging und du dadurch so eine Art Knaks wegbekommen hast und nun übervorsichtig bist.
Wie gesagt, man kann diese Akkus in Massen schon fertig konfektioniert, mit vielen parrallel geschalteten Zellen kaufen. Diese besitzen keine Diode etc.
Gerade die Möglichkeit, Li-Zellen parrallel schalten zu können, macht ja auch einen großen Vorteil dieser Bauart aus.

@Lukas
Danke für den Tip. Noch eine Frage, funktioniert die Schaltung wie ein Equalizer, der einfach die Spannungen aller Zellen konstant hält, oder arbeitet es wie eine Ladeabschaltung bei erreichen der Ladeschlussspannung?

Gruß, Andreas
 

Lukas.P.

Neues Mitglied
21.04.2008
34
Hallo Roman,

wieso eine Fertigung von Balancern?
Der Testaufbau vom Balancer ist schon fertig, ist an sich (ohne Kühler) nicht viel größer wie eine 100er Zigarettenschachtel.

Bei der Anzahl von Zellen interessiert es mich nicht sonderlich, wenn ein paar Zellen an Leistung verlieren.
Wenn der ganze 162p Block gegenüber den anderen zu stark wegdriftet, muss man diesen halt genauer anschauen.

Da ich aber von den einzelnen Zellen im Schnitt weniger wie 0,5C raushole, müssten schon 50% defekt sein, damit es auf Dauer für die anderen Zellen kritisch wird.
Die Zellen werden auch von der Lebensdauer nicht sonderlich belastet, da ich nur bis 4,05 Volt lade und die Gesamtkapazität es auch erlaubt die Zellen nie leer fahren zu müssen.

Wie du jetzt bestimmt merkst, bin ich weit weg von den Extremen, wie sie im Laptopgebrauch der Fall sind.

Da ich die Zellen wahrscheinlich kostenlos bekomme, kann ich das ohne finanzielle Schäden testen.
Bei Erfolg der Aktion, könnte ich mir auch vorstellen neue 2,7 Ah Rundzellen zu kaufen.

Gruß
Lukas


 

Lukas.P.

Neues Mitglied
21.04.2008
34
@Andreas

Die Schaltung begrenzt einfach die Spannung die an die Zelle gelangt.
Alles was über die eingestellte Spannung an die Zelle geht, wird Hochfrequent kurzgeschlossen.
Somit ergibt sich ein stätiger Spannungseinbruch, der der "Überspannung" gleicht.
Die Schaltung ist total simpel und billig.
 

AndreasEVT4000e

Mitglied
14.05.2008
97
Hallo Lukas, von den hochkapazitiven Rundzellen rate ich dir ab. Die sind weniger Spannungsstabil unter Last. Hab schon einen sehr großen Unterschied zwischen den 2200er und den 2400ern festgestellt.
 

Lukas.P.

Neues Mitglied
21.04.2008
34
Naja,

bin mir jetzt nicht ganz sicher, ob 0,5 C = 80 A schon unter den Begriff "unter Last" fällt ;-)
Aber danke für den Tip.
 

R.M

Bekanntes Mitglied
24.12.2006
10.248
Hallo


Ich würde bei so einer Schaltung auch den Totalverlust des Fahrzeugs mit einrechnen.

Das ganze macht doch nur Sinn wenn ich den Akkublock einbauen und dann die nächsten Jahre vergessen kann, und das Laden sollte auch automatisch ablaufen ohne daß ich mich drum kümmern muß.

Wenn du die Ladung von 100 intakten zellen in eine kurzgeschlossene schaufelst dann nützt auch kein Sicherheitsventil etwas, außerdem wird dein Balancer nie abriegeln wenn in einem Strang kurzgeschlossene Zellen sind.

Gruß

Roman
 

Lukas.P.

Neues Mitglied
21.04.2008
34
Hallo Roman,

also ich bin eher ein Optimist, klar kann man auch mit einem Totalverlust rechen, muss man aber nicht.

1.) Laden läuft automatisch (wieso auch nicht?)
2.) Den Akku wird man wohl nie ein paar Jahre vergessen können, ich betrachte es wie Öl nachschauen/wechseln beim Auto.
3.) Ich rechen schon damit, dass wenn eine Zelle kurzgeschlossen ist, dass diese Ordentlich abbrennt, die dabei entwickelte Energie muss halt die Konstruktion aufnehmen, ohne dass andere Zellen mitgenommen werden. Alles eine Sache der Auslegung.


Gruß
Lukas
 

Jens Schacherl

Aktives Mitglied
30.03.2004
1.069
[quote R.M]Hallo

Du willst also knapp 2000 Zellen verschalten, da wirst du ohne entsprechende Schutzmaßnahmen über kurz oder lang dein blaues Wunder erleben, bei der Anzahl rentiert sich die Fertigung von einzelnen Balancern doch locker, da muß man nicht mal selbst löten.

Bei der Anzahl von Zellen wirst du wohl mindestens einmal im Monat zum Lötkolben greifen müssen um eine defekte Zelle austzuauschen Spätestens nach etwa 400 Zyklen brauchst du den Lötkolben nicht mehr auszuschalten.[/quote]
Beim Tesla Roadster verschalten sie sogar 6831 18650er-Zellen, allerdings verwenden sie Zellen (Marke :confused: ) mit internen Schutzmechanismen:
The cells used in the Tesla Roadster all have an internal positive temperature coefficient (PTC) current limiting device. The primary role of this PTC is to limit short circuit current on an individual cell level. It is important to note that this device is completely passive and functions without any inputs from the rest of the battery pack systems.
A second level of protection is provided by the Current Interrupt Device (CID). Each battery cell
used in the Tesla Roadster has an internal CID. These devices serve to protect the cell from
excessive internal pressure. In such a case the CID will break and electrically disconnect the cell.
High internal pressure is generally caused by over-temperature or other failures that then result in
over-temperature.
http://www.teslamotors.com/display_data/TeslaRoadsterBatterySystem.pdf

Dass jede einzelne Zelle in einem Stahlmantel steckt, erhöht natürlich bei so vielen Zellen das Gewicht beträchtlich.

Bin gerade am Überlegen meinen Helio zu "lithifizieren" aber da würde ich auf jeden Fall LiFePo4-Zellen mit 30-50Ah nehmen.
Die Parallelschalterei funktioniert nicht mal bei Blei wirklich gut (E-Max :-( ).

Gruß Jens
 

R.M

Bekanntes Mitglied
24.12.2006
10.248
Hallo

Darauf will ich ja hinaus, da hat jede Zelle eine wie auch immer geartete Absicherung, auserdem kann ich mir nicht vorstellen daß da ohne zusätzliche Maßnahmen parallelgeschaltet wird.

Ich vermute mal daß die einzelnen Stränge auf separate Eingänge eines Wandlers gehen und und in den Strängen defekte Zellen automatisch überbrückt werden können.

Auf diese Weise wäre es möglich den Pack lange zu verwenden da der Ausfall einzelner Zellen nicht den kompletten Strang ausfallen läßt.

Eine ähnlich Technologie verwendet ja Würth bei den CIS Solarmodulen, die werden auch parallel angeklemmt damit bei Teilverschattung nicht die leistung in den Keller geht.

Diese Wechselrichter wären eventuell sogar ohne großen Umbau für E-mobile zu gebrauchen da die Modulspannung ja im Bereich normaler Akkupacks liegt.

Gruß

Roman

 

Max E.

Aktives Mitglied
06.04.2007
636
Der Vorteil der zig-parallelverlöteten Akkus besteht auch darin, daß die Lötstelle bei relativ niedriger Temperatur wieder flüssig wird und bei entsprechender Auslegung der Zellverbinder ( muss mechanisch unter Zug stehen ) die defekte Zelle vom Rest trennt. Wie ein Bimetall quasi.

Gruß
Olaf
 

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