LiFeYPo Zelle defekt?

[Andreas Friesecke]

Schon wieder so eine ominöse Reihenschaltung?

wie es Horst bereits deutlich gemacht hat, ist es (die erste Zelle) der erste Block, der glättet und dabei sein Leben lässt.

Wir hatten das Thema doch schon ein paar Mal. In einer Reihenschaltung mehrerer Zellen kann eine Zelle gar keinen anderen Strom sehen als eine andere. Wie soll das gehen?

Das ist nur ein Bild, aber Tatsache ist:
Wenn ich beim Laden mit dem Oszilloskop messe, stelle ich fest, dass mein Billig-POW-Ladegerät an der obersten Zelle eindeutig erkennbar starke Spannungsspitzen bildet (scheiß Netzteil). Spätestens bei der dritten Zelle von oben sind die Spitzen nicht mehr erkennbar. Die werden von den Zellen quasi absorbiert..

Gemessen jeweils über den Zellen oder jeweils gegen Gesamtminus (also immer kleiner werdende Spannung)?
Wenn die Spannung über einer Zelle anders aussieht als über einer anderen Zelle, dann, weil die Zelle einen anderen Innenwiderstand hat und nicht, weil sie irgendwas "filtert".

Dass Zellen am Rand irgendwie betroffen sind, kann doch auch daran liegen, dass sie eben "am Rand" sind - anderer Temperatureinfluss?

Hat jemand einen Strang, dessen GesamtPlus oder GesamtMinus in der Mitte hat? Ist es dann auch die entsprechende Zelle, die als erstes "komisch" wird?

Hmmm...

Gruß
Andreas

 

[Sven Salbach]

"Wenn die Spannung über einer Zelle anders aussieht als über einer
anderen Zelle, dann, weil die Zelle einen anderen Innenwiderstand hat
und nicht, weil sie irgendwas "filtert"."

So stimmt es

Hier werden einige Fakten falsch begründet, einfach weil es auf den ersten Blick passt
Die Erde ist auch lange eine Scheibe gewesen..das erkannte man ja bereits mit dem blosen Auge ;-) damit sind alle weiteren Diskussionen hinfällig *g*
Und die Sterne hingen and dünnen Seilen sonst würden sie ja runterfallen..ist ja auch logisch..
Motorräder können niemals als Fahrrzeug genutzt werden, da sie nur zwei Räder besitzen kippen die ja um ;-)
Leute die also an diesen Zweirad Hokuspokus glauben können einem echt leid tun ;-)

 

[Sven Salbach]

ich habe kein Diplom und bin auch kein gelernter Elektroniker..würde aber aus dem Bauch heraus behaupten das es für sowohl AC als auch DC gilt..
Könnte zumindest aus dem Stehgreif keine Erklärung für ein anderes Verhalten finden...
Zwar ist es so das Kondensatoren sich im wechselstrom wie ein Widerstand verhalten, dennoch würde hier wohl überall immer der gleiche Strom in einer Reihenschaltung abfallen..also einfach übertragen,..nen Spannungsteiler, anstelle aus Widerständen halt mit Kondensatoren...
Lediglich die Spannung kann über eine andere sein..
so rein aus dem Bauch heraus ;-)

 

[Sven Salbach]

Aus Wikipedia..
Von unterschiedlichen Strömen steht da nichts..
Was natürlich auch nichts ausschließt...

"Bei Wechselspannung und Teilspannungen, die an sich unterschiedlich reaktiv verhaltenden Elementen (Widerstände, Spulen, Kondensatoren) abfallen, addieren sich die Teilspannungen vektoriell zur Gesamtspannung. Die einfache Addition der Beträge kann eine falsche Gesamtspannung liefern. In Einzelfällen kann die Teilspannung an einer Komponente der Reihenschaltung die Gesamtspannung sogar übersteigen."

 

[thegray]

Ohj - Hm wunder mich das sich da jetzt noch welche zurück halten mit der Mäckerei. (Nichts gegen dich Sven) Wikipedia hilft doch nicht immer weil manche Sachen doch sehr "Akademisch" formuliert sind.

Watt heiss dat?

- Phasenverschiebung würde jetzt einigen zumindest im Ansatz mehr sagen und dann noch Resonanz.
Die Messaufbauten und Rechenmodelle sind dann schon "etwas höhere Kunst" weniger es wie der Name schon andeutet mit Geodreick und Bleistift Dreiecke zu zeichnen ( was aber dann nur für ein kleines Spektrum gemacht wird und schnell ausartet.)

 

[Sven Salbach]

und Du willst jetzt was damit sagen???
A.Ich habe unrecht
B. Du gibst mir recht
oder Ceee.bla blub, laber fasel, sülz

 

[thegray]

Sven wieso auf halben Weg stehen bleiben Wikipedia Stichwort Resonanz > E-Technik Link Schwingkreis.....

 

[Sven Salbach]

also Antwort C
ne, im Ernst.
Willst Du jetzt damit sagen der der Strom unterschiedlch sein kann an einer Zelle..
Ich konnte den ganzen Beschreibungen nich nichts dergleichen entnehmen...oder ich habs einfach nicht verstanden

 

[Jan-EL]

Moin Leute

Die Zellen kann man auch als Blackbox betrachten, also als eine Kiste mit unbekanten
Inhalt. Die Kiste zwei Anschlüsse. Wir haben es hier mit einen Stromkreis zu tun.
Strom der durch einen Anschluß in die Kiste fließt, fließt auf der anderen Seite wieder
heraus. Die Kisten haben keinen dritten Anschluß wo der Strom irgendwie wegfließen
an. Also fließt der Strom der in die erste Kiste hineinfließt auf der anderen Seite wieder
hinaus. Von dort gehts in die nächste Kiste hinein. Und wieder heraus....
Im gesamten Stromkreis fließt an jeder Stelle der gleiche Strom.

Wenn nun ein Spannungspuls vom Ladegerät oder so kommt, dann erhöht
sich die Spannung, und demzufolge der Strom. Da der Strom nirgendwo zur
Seite weg kann ist dieser zusätzliche Strom in allen Kisten gleich. Die Spannungs-
spitze verteilt sich auf alle Zellen.

Wie hoch diese Spitze ist hängt vom aktuellen Innenwiderstand der Kiste ab.
Das ist der Punkt wo es interesant wird.

Ein anderer Innenwiderstand kann durch die Temperatur verursacht sein. Wärmer oder
kälter als die anderen Zellen.

Ein Übergangswiderstand zwischen Zelle und Verbraterplatine erzeugt eine höhere
Spannung beim laden, die Verbraterplatine springt zu früh an und die Zelle bekommt
weniger Strom ab. Die Zelle wird also nicht mehr im optimalen Bereich betrieben.

bis denne
Jan

 

[Thomas.Keller]

Also beides trifft auf die Zelle zu, sie sitzt aussen und sie ist ganz am Anfang vom Verbund.
Aber die Temperatur will ich mal ausschliessen, es gibt noch 3 andere Zellen im gleichen Temperaturumfeld und die sind prima in Schuss.
Übergangswiderstände hab ich ausgeschlossen, hab alles nochmal blank gemacht und mit Vaseline frisch zusammengesetzt. kein Unterschied.
Die Zelle tauchte schon von anfang an gerne auf meinem Display auf, wo die Zelle mit der höchsten und der niedrigsten Spannung angezeigt wird.
Vor 3 Wochen wurde es deutlicher, vor einer Woche musste ich mein Dampfrad auf 80 A runterdrehen
Jetzt geht fahren nur noch dann, wenn die Akkus frisch geladen und warm sind.
(Hab den Block gestern ins neue Auto verfrachtet und da gehts gar nimmer, das Teil braucht etwas mehr Strom als das Zitterel).

Neuer Akku ist bestellt, mal schaun wie es dann weitergeht.

Jetzt bleibt noch die Frage, haben die Minustemperaturen den Verfall beschleunigt, bzw. ausgelöst oder ist das ein zufälliges zusammentreffen...
Hab ein paar Tage gebraucht, bis ich die Batterieheizung ganz im Griff hatte.

 

[RalfZ]

wenn du dir das Ersatzschaltbild eines Lithium Blocks ausschaust, kommst du sehr schnell dahinter, dass da nicht nur ohmsche "Verbraucher" (beim Laden) in Serie geschaltet sind.
Es ist eine Mischmasch Serien-Parallel Schaltung aus Kondensatoren, Widerständen und Dioden.
Weiterhin ändern sich die Innenwiderstände mit zu,-od. abnehmender Ladung.

Das stimmt soweit. Aber du ziehst daraus falsche Schlußfolgerungen.

In meiner Realität halten sich auch Lithium-Ionen-Zellen an die Gesetze der Physik.
Als Lektüre empfehle ich das 1. Kirchhoffsches Gesetz (Wikipedia).

Eine Zelle hat zwei Anschlüsse und der Strom der auf der einen Seite hereinfliesst kommt an der anderen wieder heraus. (Ich ignoriere hier den minimalen Strom für das BMS). Daraus resultiert daß der Strom in der Batterie immer gleich ist - egal an welcher Stelle gemessen wird. Denn alle Zellen sind in Reihe geschaltet und der Strom kann nirgendwo anders hin.

Bei dieser Betrachtung ist es völlig egal wie der Strom aussieht.
Im Fall von Wechselstrom (Beschleunigen, Rekuperieren) hat man immer eine Phasenverschiebung zwischen Spannung und Strom - weil die Batterie im wesentlichen einen großen Kondensator darstellt.

Trotzdem gilt die Regel von Herrn Kirchhoff. Denn bei dieser Regel handelt es sich nicht um eine Kann-Bestimmung sondern um ein Gesetz der Natur.

Von daher ist es auch unlogisch daß eine einzelne Zelle durch Rekuperations-Ströme geschädigt wird - abhängig von ihrer Position in der Reihenschaltung.

Bei Rekuspannungsspitzen, wie es Horst bereits deutlich gemacht hat, ist es (die erste Zelle) der erste Block, der glättet und dabei sein Leben lässt.

Solche Beobachtungen kann ich nur durch Zufall oder Fehlmessung erklären. Die Physik liefert für so ein Verhalten keine Grundlage.

Ralf

 

[thegray]

Du hast es einfach - nun verstanden haste ja was sonst härteste nicht so gefragt :cheers:

Es ging ja um die Fragestellung wieso Wechselspannung auf einigen Zellen zu messen ist und auf anderen nicht.


Stell dir - oder so könnte man es sich herleiten wenn man den Wollte ;-) .
Sollen sich die Studierten den Kopf ob oder ob nicht und überhaupt.

Stell dir einen Schwingkreis vor und den Akku als/oder im Schwingkreis - so könnte man im geringen Maßen Wechselstrom an nur einer Zelle in Wärme durch Widerstand und durch Umladeprozesse in der Chemie die dann ach wieder Wärme würde vernichten.
Aber hier reden wir eben von den max. 200mV die gemessen wurden x was weiß ich wie hoch der Wechselstromanteil ist. Exemplarisch bei 5A = 1Watt

Ich glaube allerdings derzeit nicht das diese - im Verhältnis der anderen möglichen Faktoren ausschlaggebend ist, selbst wenn der Wechselstrom eine arim. Mittel von 20A hätte wären es 4Watt. Abwink es wird eines der üblichen verdächtigen sein oder einfach ein Produktausreiser

Hm - Obwohl bei schon erhöhter Temperatur im Sommer, dann noch einen Thrige wäre jedes Watt extra in der Zelle - Wenn man den Wärmeleitwiderstand der Gehäuse hätte könnte man mal überschlag rechnen bei welcher Luft (Kasten) und Gehäusetemperatur über einen gemittelten Ri der noch vertretbare Ladestrom wäre. Oder natürlich durch exemplarische Versuche den Delta T beobachten und über RI dann die umgesetzte Wärmeleistung mal .........den WLW -selber für jedes Gehäuse ermitteln und .... aber das ist ja was ... ein anders Thema.

 

[thegray]

Nun wenn die schön Kalt sind soll mit den Strömen etwas geizen - Wenn die einfach Produktionstechnisch Ausreißer sind, im Sinne von vorgeschädigt.

 

[R.M]

hallo

Du darfst den Strom durch den Balancer nicht ignorieren, solange der Lader nicht in der Stromstärke dem Balancer angepasst wird.

Wenn die Zellen auf 3,4 V sind und durch Spannungspizen die eine Zelle zu balancieren anfängt dann fehlen der schon mal bis zu 10% an Ladestrom, wärend die anderen munter weiter geladen werden.

Was hier bei allen ignoriert wird ist das Ladegerät bzw. dessen Ladeschlussspanung.

Der Strom durch Zelle und Balancer ist gleich nicht die Ströme durch die Zelle und Strom und Spannung muß auch nicht an jeder Zelle gleich sein, in Summe schon aber durch parasitäre Kapazitäten und induktivitäten kann der Wechselspannungs und Stromanteil ganz schön verschoben werden.

Gruß

Roman

 

[RalfZ]

Ich fürchte jetzt vermischen wir hier verschiedene Diskussionen.

Mein letzter Post zielte nur daraufhin daß auch LiIon-Zellen der Physik unterliegen und somit der Strom zwischen den Zellen gleich ist, egal wo man ihn mißt.

Du darfst den Strom durch den Balancer nicht ignorieren, solange der Lader nicht in der Stromstärke dem Balancer angepasst wird.

Wenn die Zellen auf 3,4 V sind und durch Spannungspizen die eine Zelle zu balancieren anfängt dann fehlen der schon mal bis zu 10% an Ladestrom, wärend die anderen munter weiter geladen werden.

Was du beschreibst ist ein prinzipielles Problem beim Balancing.

Wenn alle Zellen gleichen Innenwiderstand hätten und die Spannung an einer Zelle wäre höher, so ist der resultierende Shuntstrom genau das was man will - die Zelle mit der höheren Spannung wird weniger geladen.

Wenn die Zellen aber unterschiedliche Innenwiderstände haben, dann wird bei Stromspitzen zuerst die Zelle mit dem höchsten Innenwiderstand geshuntet. Da dies nicht unbedingt die Zelle mit dem höchsten SOC sein muß ist dieses BMS-Verhalten natürlich nicht gewünscht.

Abhilfe kann ein BMS dadurch schaffen daß die Spannung in Ladepausen gemessen wird. Dann ist die gemessene Spannung nicht abhängig vom Innenwiderstand der Zelle.
Ladepausen verlängern jedoch die Ladezeit. Von daher nutzen die meisten BMS dieses Verfahren nicht.

Der Strom durch Zelle und Balancer ist gleich nicht die Ströme durch die Zelle und Strom und Spannung muß auch nicht an jeder Zelle gleich sein,

Richtig. Deshalb habe ich ja auch von Vernachlässigung gesprochen - eben weil die Ströme durch die Zellen nicht 100% gleich sind.
Für den Fall daß das BMS gerade nicht balanciert sind die BMS-Ströme jedoch winzig und zudem gleich. Bei gut gematchten Zellen sollte das Balancing nur sehr kurze Zeit aktiv sein.
Aus den genannten Gründen macht Vernachlässigung der BMS-Ströme für die generelle Betrachtung Sinn.

in Summe schon aber durch parasitäre Kapazitäten und induktivitäten kann der Wechselspannungs und Stromanteil ganz schön verschoben werden.

Und trotzdem gilt das erste Gesetz von Kirchhoff - die Ströme in den Zellverbindern sind jederzeit gleich! Von daher sieht jede Zelle den gleichen Strom, egal an welcher Position in der Reihenschaltung sie sitzt.

Um die Diskussion zu vereinfachen sollten wir die verschiedenen Effekte getrennt diskutieren.
Sonst blickt hier niemand mehr durch!

Ralf

 

[Andreas Friesecke]

Horst hat doch schon alles wichtige genannt:
Gemessen gegen Masse und nicht über jedem Akku einzeln...

Also... erst misst er den ganzen Strang und damit auch den vollen Ripple des Ladegerätes. Je weiter er runter geht mit seinem roten Messkäbelchen, desto weniger Gesamtspannung und desto weniger Ripple misst er. Ist auch logisch, da der Strang ja ein großer Spannungsteiler ist.

Warum die Zelle am Rand hinüber ist wird dadurch nicht erklärt, aber durch die bisherigen absurden Spekulationen erst recht auch nicht.

Und bitte hört doch mal auf, die Gesetze der Physik anzuzweifeln... Nur weil etwas "pluasibel" erscheint, ist es noch nicht richtig. Ihr macht die ganze Szene zu einem unglaubwürdigen Häufchen "Spinner" wenn so Behauptungen entstehen, wie "der Strom in jeder Zelle einer Reihenschaltung ist anders".

Gruß
Andreas

 

[RalfZ]

Und bitte hört doch mal auf, die Gesetze der Physik anzuzweifeln... Nur weil etwas "pluasibel" erscheint, ist es noch nicht richtig. Ihr macht die ganze Szene zu einem unglaubwürdigen Häufchen "Spinner" wenn so Behauptungen entstehen, wie "der Strom in jeder Zelle einer Reihenschaltung ist anders".

+1

Ralf

 

[Sven Salbach]

gefällt mir

 

[alklex]

Hallo Thomas,

nach vielen Exkursen, mal wieder zurück zum Thema... :xcool:

Hast Du die die Sache mit den Übergangswiederständen mal angesehen ?
Ich hatte auch zwei Zellen, die mir Sorgen gemacht hatten, mit ähnlichen Effekten wie bei Dir.

Siehe hier:
Grafiken Spannungs- Stromverlauf

Nachdem ich die Verschraubungen hachgezogen habe war der Effekt weg.
Es genügte ein Übergangswiderstand von 0,3mOhm (0,0003 Ohm) und die Zellen fielen
unter Last (300A) um 200mV ab. Auch beim Laden war das Verhalten Deiner Beschreibung ähnlich.

Gruß Alex

 

[Thomas.Keller]

Kontakte waren alle super.
Hab die Zelle aus dem Verbund rausgeschmissen und jetzt passts wieder.
Meine unwissenschaftliche Erklärung ist:
Die Zelle hatte schon von Anfang an nen Schlag.
Die Zahl 16 hatte ich andauernd auf dem Display.
Bai der Affenkälte hat sich das Ganze verstärkt.
Gegen Ende hatte ich bei 0,8 C und vollgeladenen Akkus bereits die 2,5 V erreicht....