LiFePo4 Messdiagrame, Alterung, Zyklen etc

[Sven Salbach]

https://docs.google.com/viewer?url=http%3A%2F%2Fwww.mikrocontroller.net%2Fattachment%2F224010%2FLiFePO4_Forschung.pdf


Für die BMS Kritiker...
"Durch das ständige Zyklisieren konnte das BMS die Batterie nicht mehr ausreichend balancen, so

dass die Spannungen auseinander drifteten. Daraus folgte, dass eine Zelle wegen Über-
ladung geplatzt ist."

"Ursache dafür war die falsche Dimensionierung des Balancingsystems. Dass es zum

Ausfall gekommen ist, liegt wahrscheinlich daran, dass nicht überwacht wurde, ob das

Balancing der verschiedenen Stufen abgeschlossen war."



Daher immer mein dringender Appell, wenn beim BMS Alarmausgänge vorhanden sind, diese auch bitte anschließen!! Ansonsten ist es für die Katz..nur dann kann auch bei einem BMS Fehler, das BMS noch irgendwie handeln, dann kann auch eine Fehlerhafte Pragrammierung des Systems nicht zzu so einem Schaden führen!
Desweiteren wurden einfachste Chinesen passive Systeme verwendet...wie sowas in einer Studie verwendung finden kann ist ein Armutzeugnis!!
Das BMS von BMZ kenne ich nicht, wenn ich aber schon wieder CAN et clese, war es offenbar viel zu komplex..also auch nichts halbes oder ganzes!
fehlt jetzt nur noch das die auch die Cellog8 oder andere Mudellbausysteme für diese Wissenschaftliche Studie eingesetzt hätten!!
Desweiteren stört mich die Aussage, "Trotz einer Pause von 60 Minutne reichete es nicht für den Zellenangeleich"
Pause bei 3,7v xn Zellen? Oder pause ohne alles?!?
Dann haben die macher der Studie weiteres nicht verstanden!

 

[Multimegatrucker]

Die haben wenigstens schonmal vernünftige Zellen getestet.

A123 ANR26650 gehören zu meinen persönlichen Favoriten :spos:.

Meine 208 (13p16s) Zellen sind übrigens auch von der Firma BMZ GmbH.
Stromlieferanten ohne ENDE!

Grüße
Johannes

 

[Emil]

Sehr interessante Studie! Danke!

Die Chinesen-BMS haben in der Regel einen sehr geringen Balancer-Strom ( <100mA). Dies führt dazu, dass eine Angleichung von Zellen die driften sehr lange dauert.

Ich habe hier mehrere Chinesen-BMS mit unterschiedlichem Verhalten. Das meiner Meinung nach beste fängt schon bei etwa 3,5V an zu balancieren, bei 3,65V einer Zelle wird das BMS hochohmig und damit das Laden unterbrochen. Wenn die Spannung unter 3,55V gefallen ist, schaltet das BMS wieder durch bis wieder die 3,65V erreicht sind. Die Spannung des Ladegeräts soll man auf nx3,625 V einstellen.

Wenn alle Zellen 3,60 V erreicht haben dann leuchten LEDs auf, die das Ende des Ladens anzeigen. Allerdings ist das für mich nicht verwendbar, da bei mir einfach ein Solarregler dranhängt. Für eine lange Lebensdauer werde ich die Schwelle bei 3,5V zum Balancen nutzen. Ich habe festgestellt, dass es am besten ist bei fallender Spannung zu balancen, da die Steigerung des Balancerstroms vom Beginn bis zum Erreichen der Abschaltschwelle zu gering ist. Denn ist die 3,5V mal überschritten, fangen alle Zellen zum Balancen an. Es folgt zwar eine Angleichung weil die Zellen mit höherer Spannung mehr Ausgleichsstrom haben, aber der Unterschied ist nicht so groß. Lässt man allerdings die Spannung unter die Einschaltschwelle fallen dann schalten die Zellen mit geringerer Spannung den Balancer ganz ab und die anderen Zellen werden über den Balancerstrom schneller entladen. Nach ein paar Zyklen schalten alle Balancer dann nahezu gleichzeitig ab wenn die Spannung sinkt, und die Zelldifferenz beträgt dann meist weniger als 10 mV.

So werde ich mein 25,6V Akkus am Solarregler mit maximal 28,0V (3,5V/Zelle) laden, allerdings nur maximal 30 Minuten, danach wird die Spannung auf 26,4 V (3,3V/Zelle) reduziert. Dies sorgt dafür dass die Zellen nicht längere Zeit auf hoher Spannung gehalten werden. Macht eine Zelle einen Ausreißer nach oben, dann wird sie mit fallender Spannung balanciert.

 

[el El]

fehlt jetzt nur noch das die auch die Cellog8 oder andere Mudellbausysteme für diese Wissenschaftliche Studie eingesetzt hätten!!

Schau mal wie der redet! Richtig eingesetzt bietet auch das celllog ausreichenden Schutz, falsch eingesetzt ist - wie so oft berichtet - auch das beste bms für die Katz.

LG Konstantin

 

[R.M]

Hallo

Selbst mit dem kleinen Balancerstrom gehts ich hab an meinem 20AH Zusatzakkupack so ein Teil dran das kann auch den Ladestrom schalten und war für 16 Zellen mit 70€ auch nicht so teuer, Anzeige gibts zwar keine aber die brauche ich ja auch nicht bzw. kann ich ja reduntant nochmal einbauen dann gibts halt zwei Abschaltausgänge.

Das einzige wo man aufpassen muß ist die Zellenspannung beim balancieren, selbst gute Balancer gehen da in der Spannung zu hoch.

z.B. bei 3,6 V Balancierspannung auf 3,9V das ist aber ein generelles Problem von Balancern die nur Schalttransitoren drinnen haben und nicht schnell takten.


Gruß

Roman

 

[Sven Salbach]

das stelle ich ja auch agr nicht in frage, nicht umsonst biete ich die Low Budget Lösung ja selber an, aber für so eine Messung zur Veröffentichlung!! wo es darum geht die maximale lebensdauer der Akkus zu erziehlen etc pp!! ist dies Art wie hier gearbeitet wurde, stümperhaft!

 

[Emil]

Die Studie ist ja auch schon ein paar Jahre her. Da hat sich mittlerweile doch einiges getan.

Zu dem sind oft die Geldmittel knapp. Da muss man nehmen was man bekommt.

Interessanter sind für mich die Ergebnisse!

 

[Emil]

Ich haben einen 100Ah 8S Pack und ein 100A BMS.

Laut Celllog schaltet es exakt bei 3.485 das Balancing an und bei exakt 3.645 wird der Ausgang beim Laden hochohmig.

 

[Sven Salbach]

Das meine ich ja, die Ergebnisse sind somit nicht wirklich verwertbar! Auch wenn es dennoch nicht schlecht aussieht, und die Akkus eigentlich gut abschneiden, soll eben langes halten auch hohen Spannungslevel möglichst unterbleiben.
Wie dem auch sei, jedenfalls schneiden die A123 wie erwartet gut ab

 

[Emil]

Die hohe kalendarische Alterung bei 20° C hat mich doch etwas überrascht. Nach 500 Tagen nur noch etwa10 % Kapazitätsverlust bei Ladezuständen im Bereich von 50-100%, das ist heftig.

Wie will man da 20 Jahre Lebensdauer z.B. bei Solarspeichern erreichen?

 

[Sven Salbach]

deshalb rate ich ja immer dringends die Akkus kühl zu halten und ich selber lade meine im Hochsommer nur so wie benötigt, also meist steht -39Ah auf meiner Anzeige ...lade dann in den Morgenstunden mit 5-12A nur so viel nach wie ich schätzungweise benötige etc pp...
Das geht aber eben durch die 160Ah auch sehr gut, jemand der nur 90Ah drin hat, kann das natürlich nicht s optimal ausnutzen, da er vielleicht doch spontan weiter fahren will...

Direkt nach dem Fahren lade ich, wenn es keinen Grund dazu gibt gar nicht bei den jetzigen Temperaturen...
Versuche die Akkus immer unter 30°C zu halten

 

[Emil]

Wäre für Lithium auch eine Temperaturkompensation der Ladespannung sinnvoll?

 

[Sven Salbach]

nein, das braucht es von allem am wenigsten, bzw wenn man sowieso seltens 100% Reichweite benötigt würde ich das gar nicht weiter denken

 

[Emil]

Hier ist noch ein anderer Test.

 

[Emil]

Manche LiFePO4 Ladegeräte scheinen aber so was wie Temperaturkompensation machen.

Ich kann mich erinnern dass vor etwa 10 Jahren in den Thundersky Unterlagen auch etwas von Temperaturkompensation stand.

 

[Sven Salbach]

wie gesagt, wäre das letzte worüber ich mir einen kpf machen würde, wenn du nicht 100% Reichweite und Schnelladung benötigst

 

[R.M]

Hallo

Bei der Ladung nicht, bei der Entladung wohl. ich erlebe öfter daß kalte Zellen im Flugmodell bis 1,7 V bei 30C einbrechen wenn sie voll sind. Deshalb deaktiviere ich die Unterspannnugsabschaltung für die ersten 30s.

Bei dem Strom ist das natürlich nach 15s vorbei da ist die Zelle warm.

Gruß

Roman

 

[Emil]

Hier noch eine weitere Untersuchung mit A123 Zellen.

 

[LiFeEl]

Danke für den Link!

Da stellen sich mir wirklich die Fußnägel hoch, wenn ich einerseits bedenke, wie stümperhaft die Akkus ausgeführt wurden und ganz besonders wenn ich daran denke, welch immense Summen hier investiert wurden, um letztlich ein Ergebnis zu erhalten, dass letztlich jeder Hobbyist mit nem Modellbaulader ebenso hätte auf die Beine stellen können.

Und das ist sicher nur ein Projekt von vielen ...das Geld wäre sinnvoller in Ladeinfrastruktur angelegt!

Gruß Dieter

 

[Emil]

Hier ein interssanter Thread zum Thema LiFePO4.

Hier ist es mittlerweile Konsens, dass das Laden von LiFePO4 Akkus mit mehr als 3,45V die Lebensdauer erheblich verkürzt. Deshalb schalten viele Nutzer ihre Ladegeräte nach dem Erreichen einer Zelle von 3,45V einfach ab. Ein Nutzer hat nach fast 1000 Zyklen mit den Winston Zellen keinen Nenneswerten Kapazitätsunterschied feststellen können.

Auch verzichten viele auf einen ständig vorhandener Balancer, einmal weil deren Zellen beim Laden mit dieser maximalen Spannung kaum driften und auch damit Ungleichgewichte, die durch die Balancer selbst verursacht werden könnten, vermieden werden. Es gibt Leute deren Winston Zellen nach vielen 100 Zyklen praktisch keine Unterschiede zeigen.

In den Dokument das ich zuletzt gepostet habe sieht man einen erheblichen Unterschied in der Lebensdauer auch je nach Nutzung. Eine durchschnittliche Nutzung im unteren bis mittleren Bereich des SOC führt zur längsten Lebensdauer, während ein Betrieb am oberen Ende dagegen zur kürzesten Lebensdauer.

Vor diesem Hindergrund stellt sich mir die Frage ob die auch hier im elweb propagierte Praxis die Zellen jedes Mal bis auf 3,60V voll zu laden und jedes Mal die Zellen mit dieser hohen Spannung auszugleichen hinsichtlich der Lebensdauer wirklich zielführend ist, und ob es nicht schon nach einigen 100 Zyklen zu einem bösen und teueren Erwachen kommt.

Man erreicht wahrscheinlich mit dieser hohen Ladespannung die Zahl der Zyklen, allerdings keine lange kalendarische Lebensdauer. Die Zyklentests werden ja innerhalb kürzester Zeit durchgeführt, lassen deshalb keine Aussage über kalendarische Lebensdauer zu.

Was nützen einem 5000 Zyklen innerhalb von einem Jahr?

Man sollte jetzt nicht glauben, dass dann bei 250 Nutzzyklen im Jahr der Akku auch 20 Jahr hält, so wie es gerne einfach hochgerechnet wird. Gerade das Laden mit viel zu hoher Spannung, das halten der Zellen bei hoher Spannung während des Ausgleichs und der ständige Betrieb nahe bei 100 % SOC führen dann möglicherweise dann dazu das nach 5 Jahren schon Schluss ist.

Ich habe meine Akkus bisher mit 3,50 V pro Zelle geladen und auch der Balancer startet bei dieser Spannung. Ich werde die Spannung weiter auf 3,45V senken, insbesondere da überwiegend mit relativ niedrigen Strom geladen wird, und das Ladegerät wird auch spätestens dann abgeschaltet wenn eine Zelle 3,50 V erreicht hat. Eingeschaltet werden die Ladegeräte erst wenn mindestens 30% der Kapazität entnommen wurde. Eine ähnliche Methode verwendet übrigens mittlerweile mein Notebook. Wo der Akku früher nur etwa 1 Jahr hielt hat er jetzt nach 3 Jahren noch die volle Kapazität.

Was ist Eure Meinung zu diesem Thema?