LiFe nur mit Gesamtspannung - bis wo sicher?

[Jan-EL]

Moin Leute

Ich hab gerade mal gegoogelt. Dabei ist folgendes herausgekommen:
Bei 25° sollte die Entladeschlußspannung nicht unter 2,7 V liegen.
Bei -25° sollte die Entladeschlußspannung nicht unter 2,0 V liegen.

Es gilt dabei die Innentemperatur der Zellen!

Beim entladen heizen sich die Zellen auf so das die Entladeschlußspannung
wieder Richtung 2,7 V wandert.

Quelle: http://www.ev-power.eu/docs/pdf/Winston-OperatorManual.pdf

Praktisch denke ich sowas wie Entladeschlußspannung im Sommer bei 2,9 V
und im Winter bei 2,8 V.

bis denne
Jan

 

[Stüpfnick]

Habe wo anders gelesen, dass sie bei <2,5V Schaden nehmen, ohne Angabe von Temperatur.

Denke aber, wenn sie wirklich kalt (-10° oder -20°)sind, sollten dann 2,7V oder evt. sogar 2,6V noch ok sein, je nach Ladezustand. Das sehe ich natürlich erst mit Monitor. Auch eher gegen Anfang der Fahrt, wenn die Akkus die Kälte von draußen übernommen haben.
Würde es aber wohl auch nicht drauf ankommen lassen, außer im Notfall.
Die Temp.-Fühler werd ich mit nem Kabelschuh an je einem Pol anschrauben, das sollte der Kerntemp. am nächsten kommen. Im Winter Alarm bei so 2,75 - 2,8V, im Sommer eher 3,0V.

Auch irgendwie interessant wäre das ganze bei ca. 0°C, da das oft vorkommt.

-> ssaalbach: Optimal wäre eine ähnliche Grafik, die mehrere Zellen bei der Fahrt bei aktuellen Temperarturen zeigt, wegen dem so üblichen Drift. Werde derzeit kalt natürlich nur im Ort rumfahren, das reicht ja, sonst vorher eben voll laden.

Besten Dank im Voraus!

 

[Emil]

Früher gab es mal bei Thundersky auf der Webseite Angaben zur Temperaturkompensation der Zellen. Diese galt sowohl für das Laden wie auch für das Entladen.

Im Prinzip verhält sich die Chemie in den Lithium Akkus auch nicht anders als in den Bleiakkus. Wenn die Zellen innen kalt sind dann spreizen sich die zulässigen Spannungen für das Entladen und das Laden. Wenn die Zellen innen heiß sind dann rücken die Spannungen näher zusammen. Leider berücksichtigt das die die meisten BMS und Balancer nicht.

Als Besonderheit kommt noch hinzu, dass das Laden bei Lithiumzellen Endotherm verläuft, d.h. sie entziehen der Umgebung Wärme, beim Entladen exotherm. Ideal ist es wenn man die Temperatur der Zellen in einem sehr engen Bereich konstant halten kann. Nur dann erreicht man eine lange Lebensdauer.

Ganz grundsätzlich würde ich keinen Lithiumakku ohne Einzelzellenüberwachung nutzen, auch wenn es noch so sehr juckt. Wie sich die Zellen die man noch nicht kennt unter Last verhalten werden, ist reine Spekulation. Da nützt auch Kennlinien aus der Spezifikation wenig. Die Nutzung gleicht wie einem Blindflug durch den Nebel. Es kann gut gehen,a ber es kann auch sein dass die eine oder andere Zelle geschädigt wird.

 

[Emil]

Wie man einen Balancer mit Temperaturkompensation realisiert hatte ich mal in diesem uralten Thread skizziert.

 

[Jan-EL]

Moin Emil

> Als Besonderheit kommt noch hinzu, dass das Laden bei Lithiumzellen Endotherm
> verläuft, d.h. sie entziehen der Umgebung Wärme, ...

Dies wird allerdings durch den Innenwiderstand der Zellen mehr als ausgeglichen.
Die Zellen werden beim laden warm, nicht kalt.

bis denne
Jan

 

[Emil]

Dann lädst Du mit zu hohem Strom.

Hier ein Dokument zu diesem Thema.

Hier noch mehr Details.

 

[PowerTower]

Also ich kann den Meinungen der meisten hier nur beipflichten. Eine vernünftige Zellüberwachung ist das A und O einer langen Batterielebenszeit.

In meinem Think sind 36 Zellen verbaut. Davon ist eine Zelle - durch welchen Umstand auch immer - nahezu tot. Ohne eine Einzelzellenüberwachung würde ich das überhaupt nicht wissen, denn anhand der Gesamtspannung bekommt man das nicht raus. Dank dem BMS weiß ich aber, dass bereits bei 150 Ampere diese defekte Zelle unter 2,70 Volt fällt. Dies wird akustisch vom BMS signalisiert und man kann es auch an der Anzeige ablesen, dann heißt es Fuß zügeln und Leistung reduzieren. Wer weiß in welche Spannungsbereiche die Zelle kommen würde, wenn man die vollen 280 Ampere abruft.

Das bei mir verbaute BMS (zu erwerben bei www.e-poché.de) ist zwar optisch nicht gerade ein highlight, aber es besitzt alle notwendigen Sicherheitsmaßnahmen und bietet damit ein rundum Sorglospaket. Einzelzellenüberwachung mit Unter- und Überspannungswarnung, automatisches balancing sowie automatische Abschaltung des Ladegerätes nach Vollladung der Akkus. Allerdings wird selbiges für das balancing dann immer noch aller paar Minuten angeschalten, man sollte das Auto also nicht unbedingt zwei Wochen am Netz lassen, da es permanent, wenn auch minimal, Energie über die Widerstände verbruzzelt.

Mit weniger würde ich mich aber auch nicht zufrieden geben. Es erschrickt mich schon ein wenig, wenn ich hier so Dinge wie händisches balancing oder manuelle Abschaltung des Ladegeräts lese. Solche essentiellen Dinge sollte das BMS auf jeden Fall beherrschen. Eine Temperaturüberwachung kann ebenfalls integriert werden, wird in diesem Fall aber nicht genutzt, da ich die Temperatur nicht beeinflussen kann (keine Thermalisierung der Zellen vorgesehen, da müssen die Winstons durch).

 

[andreas Andreas]

Hallo
Ich halte fest: Sekundärzellen sollten im optimalen Temperaturbereich betrieben werden um optimale Ergebnisse zu erzielen.
Ich habe an meinen Akkus 2 Temperatursensoren: 1. für die Heizungsregelung (und optional Kühlung), 2. einen gewöhnlichen Außentemperaturfühler mit dem ich die Funktion des 1. manuell überwachen kann.
Also am abend oder früh am Morgen vor der Abfahrt die Heizung anwerfen für die Zellen. Braucht etwa 105 Watt für 1-4 Stunden in den kalten Monaten täglich. Wer viel fährt braucht keine Heizung.

Das Herumdoktern mit Temperaturabhängigen Ladegeräten hat noch nie Spass gemacht und das Kalibrieren von Temperatursensoren erst recht nicht. Ausserdem müssen diese Daten auch richtig verarbeitet werden und das ganze als System muß zuverlässig sein. Ich hatte z.B. ein Ladegerät, das die Übertemperatur nur beim Start des Ladevorgangs abgefragt hat und den anschließenden Thermal Runaway der Nickel Zink einfach ignoriert hat. So was ist Mist.

Wir hatten diese Diskussionen über Einzelspannungsanzeigen, überhaupt Anzeigen seit ich in diesem Forum lese. Ich selbst habe mir aufwendig 3 Voltmeter installiert um 3 12 V Bleiblöcke zu überwachen. Vergebens. Es lohnte sich nicht, die Anzeige war meistens falsch gegenüber dem Multimeter. Wenn man ein Fahrzeug hat, das man nutzen will, kann man nicht auf Anzeigen schauen. Es muß klar sein daß es funktioniert im Straßenverkehr und man sich auf selbigen konzentrieren kann.
Warum also aufwändige Beobachtungssysteme installieren für einen Beobachter, der eigentlich nicht beobachten will?

Natürlich kann man LiFePo4 balancieren, einbauen, fahren ohne ständige Kontrolle und ohne BMS. Aber man braucht dann eine zyklische Kontrolle, darf nicht 100% laden und entladen.

Ich habe diese Erfahrung gemacht: 16 Zellen, davon 3 Ausreißer nach unten im Kapazitätszustand nach Anlieferung. Alle einzeln nacheinander langsam geladen. BMS montiert und geladen, balanciert. Seitdem immer wieder das selbe: 5-20 mal laden ohne Balancieren, nachmessen ergibt marginale Unterschiede, balancieren, dito. Wenn die Zellen unter 0° sind, ist es schlecht, das merke ich, >15°C läuft es gut. Dazu brauche ich eigentlich kein Messgerät.

Zu der Schaltung kann ich nur eines sagen: Old School, einen Transistor zwischen Batterie und Masse zu hängen. Was soll das denn? Wenn die Strombegrenzung versagt geht alles in Rauch auf? Gibt es keine Folienheizungen, Hochtemperaturwiderstände? FETs, die mit 1/10 der Kosten und Baugröße digital angesteuert eine größere Betriebssicherheit mitbringen? Und Temperaturstabile Referenzen? LM431: Betriebsbereich bis 70 oder 85°C, da lachen doch die Hühner. Was passiert bei 150°C wenn der Bipolartransistor 20 Watt Verlustleistung erzeugt?
Wir brauchen ein richtig gutes Design für die Zellmonitore, damit das Kostengünstig wird und lange Zeit hält.
Ich hätte da etwas, wer möchte weiter entwickeln?
Gruß
andreas

 

[°Thomas°]

Hallo zusammen.

Mache mit meinem Umbau gerade die gleichen Erfahrungen.
Ueberlege mir, welche Messinstallation ich nachrüsten soll.

EMUS macht mir einen guten Eindruck.

Wer hat dieses System bereits im Einsatz und kann berichten?
Welche Anzeige?

Gruss
Thomas

Ligier Conversion

 

[Stüpfnick]

Hallo!

Wollte nur fragen, wie es mit der Spannung der Akkus bei ca. -10°C aussieht? Also wenn die Akkus so ziemlich voll, aber eiskalt sind. (nach z.B. 3km fahren und dann 2 Tage stehen) Und das bei einer Belastung von ca. 1C - geht das überhaupt noch, oder sinkt da die Spannung in unbrauchbare Bereiche? (LiFeYPO4)

Besten Dank im Voraus!

 

[Sven Salbach]

Das ist nunmal immer ein Problem..
bei niedrigen Temperature brechen die Akkus deutlich weiter ein..sollen die Akkus geschont werden, bleibt einem nicht anderes übrig als auch schonender zu fahren, und so die Akku nur minimal zu stressen....
Oder man fährt wie im Sommer..dann werden die Akkus halt nicht so alt...
Daher ist es für eine lange Lebensdauer immer besser die Zellen etwas zu überdimensionieren..ich sach nur 160Ah CityEl

 

[Stüpfnick]

Das ist nunmal immer ein Problem..
bei niedrigen Temperature brechen die Akkus deutlich weiter ein..sollen die Akkus geschont werden, bleibt einem nicht anderes übrig als auch schonender zu fahren, und so die Akku nur minimal zu stressen....
Oder man fährt wie im Sommer..dann werden die Akkus halt nicht so alt...
Daher ist es für eine lange Lebensdauer immer besser die Zellen etwas zu überdimensionieren..ich sach nur 160Ah CityEl

Ok, dachte ich mir schon. Bis etwa grob geschätzt 0°C scheint es noch ganz gut zu gehen. Da komme ich nicht unter ca. 46,5V (16 Zellen 90Ah)
Jetzt, wo es in der Nacht -11°C hatte und die Akkus vermutlich immer noch so kalt sind, geht es schon auf ca. 44V, wo dann auch umgeschaltet wird, auf Batterie leer und der Strom stark begrenzt wird. (evt. auch die km/h, k.A. so genau). Habe die Verkabelung für die Einzelzellenspannung leider immer noch nicht fertig. Habe jetzt mal gemessen, wenn Heizung & andere Verbraucher an sind (gesamt ca. 800-1000W) liegen die Spannungen zwischen 3,09 - 3,14V (gesamt eben ca. 48,5V) - hoffe das passt.
Letztens kurz nach dem Anstecken beim Laden waren es zwischen 3,40 und 3,42V
Die 1C (90A) werden beim Beschleunigen oder bergauf fahren gebraucht. Beim fahren liegt es dann im Schnitt wohl bei ca. 0,5C.

Ich lasse jetzt mal das Licht ein paar Std. brennen (Heizgebläse mag ich nicht laufen lassen, da geht evt. was schief), um dann mehr aufladen zu können und mit etwas wärmeren Akkus fahren zu können. Lade ich etwas mehr als die Hälfte & fahre dann gleich ist die Spannung schon gut und nicht so viel niedriger als im Sommer.

 

[Stüpfnick]

Ok, also war wohl doch nicht mehr so voll, wie gedacht. Nach ca. 2,5 Std. Licht wurden dann doch ca. 1,5 kWh reingeladen und es war noch nicht ganz voll.

Musste leider kurz vorher abbrechen, da ich keine Zeit mehr hatte und fahren musste. Und zwar ein paar Minuten nach dem das Ladegerät von CC auf CV umgeschaltet hat.

Da war dann doch schon ein Drift zu messen, vermute aber, dieser ist temperaturbedingt. Bei den Zellen 1-12 wurden 3,58V - 3,6V angezeigt, bei den Zellen 13-16 nur ca. 3,55V

Es ist allerdings so, dass links neben den Zellen die Isolierung vom Boden (3cm Styrodur) aufhört und sogar ein kleines Luftloch drin ist. Wollte das vor dem Winter noch isolieren (entweder seitlich oder vom Boden), bin aber noch nicht dazu gekommen. Und daneben sind eben die 4 Zellen, die beim Pluspol sind.

Werde das bei Plusgraden nochmals beobachten, wenn sich dass dann nicht ausgleicht, kann ich das Ladegerät ja mal wieder so einstellen, dass alle Balancer angehen und das 30-60 min. so laufen lassen, dann wieder so einstellen, dass es gerade noch abschaltet (wie jetzt).

Ist das alles normal, oder muss ich mir Sorgen machen?

Ansonsten frage ich mich noch, wie ihr im Winter die Scheibe frei haltet? Normal nutze ich Anti-Beschlag Spray, nur der ist jetzt auch gefroren. Letztens, als es ca. -3°C hatte und die Beschichtung vom Spray vermutlich noch drauf war, gab es keine Probleme.
Aktuell aber friert die Scheibe dauernd zu, und um nicht ständig das Heizgebläse einschalten zu müssen (braucht zu viel, für dauernd während der Fahrt), wische ich das dann ständig mit dem Lederhandschuh weg, was natürlich nervt & ablenkt.

Auch noch eine Sache: Faktor.de meinte, bei 0,5C bis max. 1C Belastung blähen sich die Zellen nicht auf. Habe daher keine Platten an den Enden der 4er-Packs. Zusammenschnürt mit Verpackungsband sind sie allerdings schon, nur eben ohne Platten. Passt das eh? Habe allerdings auch noch nicht gesehen, dass die Zellen sich aufgebläht hätten. (auch nach längeren Fahrten nicht)

Besten Dank im Voraus!