LiMn 18650

[Bernd Schlueter]

Richtig, ich rutsche pausenlos aus dem passenden thread. Den Chinesen von Emil habe ich glatt übersehen. Sieht ja fast so aus, als wenn das mein "Patent" wäre. Sprich, induktive Ausgleichsladung aus dem gesamten pack in jede einzelne Zelle. Hatte ich vor vielen Jahren mal vorgestellt. Aber es gibt ja auch die kapazitiv arbeitenden. Weißt Du etwas über die Funktionsweise, Sven? Wie arbeitet Deine?
Sieht nach kapazitiver Arbeitsweise mit bipolaren Mosfets aus, jedenfalls sehe ich in der Kristallkugel 16 Kondensatoren.
Mit austauschbarer Saftware. Praktisch, wenn die mal fehlerhaft sein sollte. Ich lasse den Warenkorb erst noch leer. 34 Zellen hätte ich. Beim Saxo. Beim Berlingo sogar 46.
Bei dem Preis bringst Du mich glatt auf den Gedanken, meine Konstruktion in Betrieb zu nehmen. Möglicherweise komme ich dabei sogar unter 10mV. Benötige nicht einmal bipolare Mosfets.
Ich würde mit Steinzeittechnik arbeiten, ohne Mikroprozessoren und ohne Saftware, auch passend zu den Saftzellen.

Trotzdem, was Michael erzählt, und wie lange die LiMn18650 schon zuverlässig laufen, da überlege ich, ob es wirklich Sinn hat, sich da auf den Drahtverhau,die Lötstellen und auf Prozessoren zu verlassen.
Aus der Reaktortechnik weiß ich, dass der größte nicht anzunehmende Unfall sehr wohl vor dem Ablauf der 100 Millionen Jahre eintritt und immer wieder bei bester Gesundheit vor der Tür steht.

Wüsste ich auch gerne,ob solche konstant gleichen Zellen noch weiter hergestellt werden und ob Sony immer noch so zuverlässig ist.

Ihr wisst, ich hätte als zusätzliche Sicherheit noch meine "Opferzelle", brandsicher eingepackt.
Wenn ich nicht balanziere, muss ich auch nicht volladen.

Ich denke, Michaels Weg ist auch ein gangbarer, aber, wenn möglich,würde ich da auch einmal von Hand balanzieren. Wenn nicht anders möglich, wenigstens die packs untereinander.

Ein Brand würde sich verheerend auswirken. Wie detektiert man den? Mit Kaltleitern? Die gibt es mit 47 Grad Auslösetemperaturen und in China zum Spottpreis.

 

[Sven Salbach]

"Sven? Wie arbeitet Deine? "
Jedenfalls nichts kapazitiv, so einen Unsinn plane ich nicht mal.
Wozu soll der Quatsch gut sein..kommt mir jetzt bitte nicht mit Wirkungsgraden,..das ist lächerlich
Das ist sowohl Ökologisch als auch Ökonomisch absoluter Unsinn...abgesehen davon das so ein System auch noch unzuverlässiger ist...und gerade hier wird doch so viel darüber gesprochen,. das ein BMS keine zusätzliche Schwachstelle sein sollte!
Das Sinnvollste bleibt der Lastwiderstand, sehr Robut, zuverlässiger und Verlust im Alltag nahezu 0!!!
Viele haben offenbar im kopf, das so ein BMS permantent nur am arbeiten ist und ständig alles in Wärme vernichtet...
Wenn die Akkus einmal in Balance gebracht wurden..durch das BMS z.B. ..wird das ganze nicht mal mehr lauwarm..also Verluste um vielleicht 2W....daher kann man sich da jede sinnfreie Diskussion über Wirkungsgrade sparen....

 

[Emil]

Es gibt Module von 1S bis 8S und man kann sie problemlos kaskadieren bis mehrere 100 V und sie funktionieren für alle Li Typen.

Hier gibt es ausführliche Informationen.

Ich habe 4x 8S Module im Einsatz.

 

[Emil]

Das schöne am Chinesen Balancer ist dass er überhaupt nicht warm wird und man in deshalb problemlos in ein wasserdichtes Gehäuse einbauen kann. Und alles kommt ohne Prozessor aus, es ist nur simple Elektronik.

 

[Sven Salbach]

das stimmt, das ist der einzige Vorteil solcher Systeme, man könnte sie vergießen, allerdings ist dann keine Reparatur mehr möglich :-(

 

[Bernd Schlueter]

Reparatur? Kommt es öfter vor, dass etwas kaputt geht? Auf jedenFall sind die schwarzen Klötzchen Widerstände und keine Kondensatoren. Pauls Schaltung kommt auch ganz ohne Prozessoren aus. Ist toll, welch schöne Halbleiter es heute gibt.
Bei den Batterien ist Zuverlässigkeit alles, wage ich zu behaupten. Dass kaum Leistung beim Balanzieren fließt, ist sehr erfreulich. Bin ich von meinen Nicads anderes gewöhnt. Allerdings hat man früher Lithiumbatterien als Spannungsreferenz verwendet, die mindestens 20 Jahre halten sollte.
Es gibt billige SMD-Komparatoren, die zuverlässig 300 Volt aushalten. Ist das nicht toll? Keine Datenübertragung per Prozessor mehr nötig.
Nur dumm, dass der Markt so klein ist. Da ist nichts mit der Belieferung durch die Autoindustrie .Die backen das Ihre allein. Auf jeden Fall bin ich jetzt wegen der Sicherheit der BMS weniger besorgt.
Pauls (Prenzel) Entwurf gefällt mir ganz besonders. Müsste sich sogar rechnen, wenn er sich an Svens Preis orientieren würde. Billig sind die Chinesen ja auch nicht gerade.
Meint Ihr, ich sollte von meiner Abneigung gegen hohe Spannungen abrücken?

 

[Sven Salbach]

"Reparatur? Kommt es öfter vor, dass etwas kaputt geht? "
Nein, aber gerade von Dir erschreckt mich so eine Frage...

Sollte Reparaturmöglichkeiten nicht, wenn immer möglich gegeben sein?!?!
Also ich finde das es was gutes ist, wenn ein Gerät repariert werden kann und nicht in die Tonne muss...gerade bei Systemen die Mobil mitgeführt werden und vielleicht auch mal unterwegs repariert werden müssen..anstatt erst auf das Eintreffen von Ersatzteilen warten zu müssen oder die Fahrt komplett beenden zu müssen...

 

[Emil]

Da man unterwegs nicht lädt braucht man schon mal keine Balancerfunktion. Und wenn ein BMS weniger als 100 Euro kostet kann man sich auch eines als Ersatzteil mitnehmen.

Wenn man die Stromversorgung redundant aufbaut dann braucht man sich darüber gar keine Gedanken machen. Meine 24 kWh bestehen aus 8 unabhängigen Modulen. Geht eines kaputt dann spielt das keine große Rolle.

 

[R.M]

Hallo

Wenn man nur um den Block fährt stimmt das,sonst nicht, ich fahre mit dem El schon mal 1000 km in drei Tagen.


Gruß

Roman

 

[Bernd Schlueter]

Mich verblüfte die Einfachheit und vermutete Robustheit von Pauls System: Alle Spannungen werden über vermutlich überaus zuverlässige Komparatoren mit einer von der Gesamtspannung gespeisten Kette aus gleichen Widerständen verglichen. Fällt irgendein Teil aus, stellt alles auf Alarm und man kann per Vielfachmessinstrument schnell den Fehler in der überaus einfachen Schaltung entdecken. Preis: unvergleichlich niedriger als die sonst angepriesenen Systeme. Ja, da lobe ich mir auch die von Roman vorgeschlagene Aufteilung in sehr viele getrennt funktionsfähige Module, denn auch die kann man überblicken.
Ein falschanzeigendes, komplexes BMS würde mir im Sturzregen auf der Autobahn kurz vor Gruibingen schon ernste Sorgen bereiten.

Solange die Einzelzellen noch so klein bleiben, brauchen auch viele Module und viele Verbindungen nicht zu erschrecken.

Trotzdem, ich halte das Gottvertrauen von Michael ohne jedes BMS auch für einen gangbaren Weg, sofern man einige Vorsichtsmaßnahmen ergreift. Die Gefahr, dass bei ihm eine fehlerhafte BMS-Platine eine Zelle entlädt, entfällt jedenfalls. Seine Batterie ist aus sehr vielen Modulen zusammengesetzt. 12 Volt oder ähnlich. Die sollte man aber doch überwachen. Pauls BMS kann beliebige Spannungen überwachen und auf beliebige Batterien eingestellt werden. nicht per software, sondern eine Zelle für alle.
Paul, Du solltest Deinen Montageroboter wackeln lassen. Mich überzeugt Deine Idee!

 

[Sven Salbach]

Berndganz so einfach ist es nicht, sonst hätten alle Kommerzielle Systeme dieses Prinzip übernommen..weil eben viel billiger..
Für LiFePo4 ist das Prinzip gar nicht geeignet, für LiPos bedingt...aber keinesfall für Elektroautos...

Bedenke..was passiert wenn alle Zellen in Balance sind aber die Zellen haben unterscheidliche Innenwiderstände(haben Sie ja immer mehr oder weniger auch bei einer Selektion)
Und Du belastest die Zellen jetzt nicht mit 0,1C sondenr mit z.B: 1C,,,,,,,

Es würde dann umgeschichtet werden, von den guten Zellen auf die schlechten..nun kommt eine rote Ampel und Du gehst vom Gas...es wird mei liPo wieder umgeschichtet, nun aber von den schlechten in die guten..und das andauernd..beim berauffahren noch mehr als beim normaen fahren etc..womöglich im Winter noch heizung etc...

Bei LiFePo4 wäre das ganze noch schlimmer...
Beim Anfahren oder heizung an wird umgeschichtet von den spannungssteifen Zellen in die weicheren Zellen...soweit so schelcht...nun gehst du aber vom Gas wegen der Ampel..was passiert? richtig..nichts...aber beim nächsten Anfahren wird wieder von den Spannungssteifen in die shwachen geschcihtet. immer und immer wieder..
Am ende der Fahrt hast Du ein erhebliches Ungleichgewicht..das beim Laden erstmal wieder umgeschichtet werden muss und die ladezeiten jedesmal deutlich verlängert..also genau das gegenteil von dem, was man eigentlich erreichen will..

Es gibt leider nicht das perfekte System, alles hat vor und Nachteile..
Aber wie von x fach gesagt..fahren wir keine elektrische Zahnbürste sondern ein KFz..da ist das a bickel tricky ;-)

 

[el El]

SVen, wenn ichs richtig verstehe sind Umschichtungen auch "Zyklen", richtig? Das wäre dann der Haltbarkeit auch gar nicht zuträglich

 

[Hotzi-47]

[size=small]

Paul hat sehr einfach strukturierte Balanzer gebaut, die im Wesentlichen nur aus Widerstandsketten und Komparatoren bestehen. Ich sage mir, dass diese einfachere Technik zuverlässiger ist und bei Störungen überprüfbar bleibt. Die Balanzierwiderstände kommen dabei auf eine getrennte Platine, wegen der Störanfälligkeit heißer Widerstände.

[/size]

Hallo Bernd,
ich darf Dich um nähere Angaben zu Paul´s sehr einfach strukturiertem Balanzer bitten.
Link? Schaltung? Wenn und da Du es schon erwähnst, lasse mich bitte nicht dumm sterben.
Sag oder schreib (mir) mehr dazu.

Die Suchfunktion hat mir mit den Stichworten Paul und Balanzer leider nicht weitergeholfen.

Gruss, Roland

 

[Twiker76]

Ich habe gehört das Teilzyklen bei Lithium sogar erwünscht sind...am besten zwischen 30 und 70 % SOC ?

Wo kann man die hochgepriesenen statt der 18650 die sogenannten 26850 Zellen, die, wie wir gelernt haben mit die besten industriell hergestellten von Sony sind, herbekommen ?

Diese sind in meinem EVT im Einsatz 14 Zellen mit 40 Ah für bis zu 70 km Reichweite nun 11 Jahre alt !!! und immer noch volle Reichweite... man kann sich ja mal informieren...falls die mal schlecht werden...

sg

 

[Sven Salbach]

deshalb sind BMS Systeme auch recht einfach aufgebaut...die vielen Bauteile komme teils auch daher, da sie zum Schutz möglicher Anschlussfehler etc verbaut werden.....
und weil mehr Kontrollmöglichkeiten vorahnden sind..Schau Dir z.B: mein System an..
Bestehen aus µc, spezial IC, 16x Lastwiderstand ,16x TRansistor und 17x Kondensator...alles andere sind optionale Dinge, wohlgemerkt für 16 Zellen...
auch z.B: die z.B Ligoo Systeme sind nicht Aufwendiger aufgebaut..
Selbst gero hat seine Platinen deutlich Simpliziert über die Jahre

 

[Bernd Schlueter]

Stimmt, Sven. An der Widerstandskette liegt die Gesamtspannung an und die Einzelspannungen differieren, wenn man während der Fahrt dauernd ausgleicht. Das Balanzieren funktioniert tatsächlich nur bei geringem Überladestrom, der dann über die Balanzierwiderstände abgeleitet wird. Auch meine induktiv arbeitenden aktiven Ausgleichslader unterliegen dem von Dir genannten Effekt. Also, während der Fahrt ausgleichen funktioniert nicht.
Noch habe ich keinen Schaltplan von Paul (Prensel) und ich denke, dass Paul sein BMS auch nur nach der Vollladung und mit geringem Überladestrom arbeiten lässt.
Du hast mich überzeugt , Sven, mein aktiver Dauerausgleich funktioniert so nicht.

Wie ist das aber bei fehlender Belastung, man könnte dann alle Zellen auf gleiche Spannung bringen, die selbst eine Funktion des Entladezustands ist, Wie siehst Du das? Balanzieren der Spannung bei jedem Entladezustand?
Die Balanzierzeit wäre zwar einfach ungleich länger.
Leider aber liegt dann,insbesondere bei Lithium-Eisenphosphatzellen, das Balanzieren im Bereich, in dem sich die Spannung mit der Ladung kaum oder gar nicht ändert und eher Temperatureinflüsse den gegenteiligen Effekt hervorrufen. Nein es funktioniert nicht.
Balanzieren ist nur in den Bereichen möglich, in dem die Spannung extrem mit der Ladung abfällt oder ansteigt. Das ist aber nur bei völlig leer werdenden oder bei vollen Zellen möglich.

Bei leeren Zellen verbietet sich das, weil das der Bereich ist, in dem einige Zellen bereits umgepolt werden. Es bleibt dabei, der Ausgleich kann ausschließlich am oberen Ende der dann steil genug ansteigenden Ladekurve erfolgen. Sven, Du hast mich geheilt von allen sonstigen Spannungsangleichungsmaßnahmen. Diese funktionieren alle nicht.

Das Einzige, was funktionieren würde, jede einzelne Zelle daran zu hindern, umgepolt zu werden bzw unter die Mindestspannung zu sinken, was einem unglaublich hohen Aufwandes bedürfte. Allenfalls mit Nicads in nicht zu hoher Zahl ließe sich das durchführen.

Ich beerdige hiermit feierlich alle meine sonstigen Balanzierungträume , mit Ausnahme des doch recht gefährlichen Verfahrens, das Michael noch weiter exerzieren will, aber irgendwann doch gefährlich wird. Mit meiner sogenannten "Opferzelle" lässt sich allerdings dieser Zeitpunkt herauszögern.
Eine "Opferzelle" plus eine parallelgeschaltete Akku-Diodenkombination, die das Umpolen der völlig geleerten "Opferzelle" verhindert. Die Opferzelle sozusagen als Ladungsmessgerät, das über den einzig überwachten Spannungsabfall frühzeitig vor allen anderen Zellen das bevorstehende Entladungsende anzeigt, ohne größeren Schaden anzurichten.

Insofern "Cernobylsicher" weil die Opferzelle ihre Werte durch das häufige völlige Entladen ohne Unterschreitung der Mindestspannung ihre Werte laufend verschlechtert und immer früher das bevorstehende Entladungsende anzeigt. Die Xenon135 - Vergiftung in Cernobyl hatte dafür gesorgt, dass mit Überschreiten eines gewissen eistungs-Zeit-Produktes der Reaktor prompt-überkritisch wurde, sprich, Atomexplosion. Hier steht irgendwann etwas Ähnliches, wenn auch nicht ganz so Heftiges, bevor.

So weit ich es verstanden habe, hat Michael keinerlei Möglichkeit, die Spannungen der einzelnen Zellen zu messen und es ist nur eine Frage der Zeit, wann der Fall eintritt, dass die erste Zelle, unbemerkt umpolt und das ganze pack in Flammen aufgeht.

Das Einzige, was ich als gangbares Mittel sähe, wäre, an allen LiMn-packs über Differentiatoren mit OPerationsverstärker schnelle Spannungsänderungen zu detektieren und das ganze Batteriepaket unwiderlich abzuschalten. Mit einem zusätzlichen Batterienotpack kann man dann noch nach Hause schleichen. Hierbei besteht aber die Gefahr , dass auch kurze Belastungsimpulse registriert werden, die Anlass zu weitergehenden Störungen geben.

Unabhängig davon werde ich weiterhin darüber nachsinnen, wie man zugekaufte Nicadzellen mit nicht den Zusicherungen entsprechenden Kapazitätswerten erkennt, ohne dass wieder das ganze Fahrzeug durch Explosion für drei Jahre aus dem Verkehr gezogen wird. Nicads sind solchen Überwachungsverfahren gegenüber ungleich zugänglich. Die Steigung der Ladungs-Spannungskennlinie ist nie Null, wie bei Lithium, insbesondere bei Lifepos.
Bei LiMn ist sie nur zu klein, als dass man sich auf Dauer sicher fühlen könnte.

 

[Twiker76]

habe bei dei twike Lion nun folgende feststellung gemacht:

eine reihe der ältesten generation 4 ah entnommen. gesammt volt 370

nun einzel zellen ausgemessen: zwischen 3,45 und 3,76 volt !!!

alle einzeln auf 4,10 Volt aufgeladen und jeder der 14 zellen blöcke einzeln getestet auf Kapazität mit gleichem entladestrom von 57,4 v auf 44 v runter. die blocke haben bis zu 0,8 Ah differenzen !!! Ich halte das für viel. Also sind in der Reihenschaltung nur echte 3,2 Ah nutzbar...

Irgendwo habe ich gehört das man die Twike Akkus Zeitweise alle einzeln angleichen muss aber in welchem Zeitraum ? Kommt sehr auf die nutzung an...

ich seh schon was das für ein aufwand wird diese zellen alle anzugleichen...

wenn dann noch die zellen gelötet oder gweschweisst werden braucht man sich über den Kapazitätsverlust nicht wundern...

man muss nach jedem zusammenschweissen oder löten dann die zellen wieder testen ?

lange hitzeentwicklung ist wohl sehr schädlich...

also muss man das die industrie machen lassen die innerhalb kurzer zeit schweisst. aber nach jahren der nutzung driften die dann doch auseinander ?

was für eine arbeit !

keiner will das bezahlen also macht mal alle selbst...

bei tesla ist das unmöglich... da laufen die nicht auseinander ?

 

[Emil]

Es ist eben blauäugig irgendwelche Zellen in Reihe zu schalten und zu glauben dass die Spannungen mit der Zeit nicht auseinander laufen, und deshalb auf regelmäßige Ausgleichsmaßnahmen zu verzichten. Kleine Unterschiede schaukeln sich mit der Zeit immer mehr hoch, denn wenn eine Zelle mit einer minimal höheren Spannung geladen wird dann altert dies etwas schneller, da gleiche gilt für Zellen die minimal tiefer entladen wird.

Im Zyklusbetrieb geht kein Weg daran vorbei die Zellen anzupassen. Gerade wenn Zellen fest verbunden sind geht kein Weg am Einsatz von Balancern vorbei, auch wenn das erst Mal mehr Geld und natürlich mehr Geld kostet. Das holt man aber sich wieder herein wenn dadurch der Akkupack deutlich länger hält und man auch mehr Kapazität nutzen kann.

Beim Twike war der Fehler von Anfang an auf eine hohe Spannung zu setzen. Dies treibt die Kosten für ein vernünftiges BMS mit Balancer gewaltig in die Höhe. Deshalb hat man wohl dann gleich ganz darauf verzichtet.

Tesla macht Topbalancing beim Laden auf 100 % und hat deshalb das Problem nicht.

 

[hallootto]

Ich bin Enttäuscht,
über die Blauäugigkeit, die manche hier langjährig aktiv tätige e-Mobilisten an den Tag legen. Die Argumente kann ich zwar gut verstehen, aber mittlerweile sollte wirklich JEDEM klar sein, dass es ohne aktivem Balancing bei Lithium-Zellen, gleich welcher Chemie, nur probeweise funktioniert.
Auch ich habe vor 5 Jahren Fehler gemacht. In meinem ersten KEWET hatte ich die Akkus auch ohne Balancer eingebaut, und mit dem Bleilader geladen. Ja visuell habe ich die Spannungen überwacht, aber wer sitzt denn dauernd neben oder in seinem Fahrzeug. Ich hatte glück, die überladenen und auch tiefentladenen Zellen laufen heute noch. Aber ich will, und kann mir nicht vorstellen, was passiert, wenn eine Zelle einmal abraucht, und das nur weil eine effektive und automatische Überwachung fehlt.
Unabhängig von der Gefahr, die von den Lithium-Akkus ausgeht, könnte ich manches ja noch verstehen, wenn die Akkus für kleines Geld zu bekommen wären, und man diese dann nicht so pfleglich behandelt. Ich sehe das aber mittlerweile anders.
Das Wertvollste an meinem KEWET sind die Akkus. Und ich tue alles, damit dieser Wert auch erhalten bleibt. Und dazu gehört eine Überwachung jeder einzelnen Zelle, damit diese nicht zu tief entladen, und schon gar nicht überladen werden. Und ein aktiver Balancing beim Laden, damit die bereits vollen Zellen nicht weiter geladen werden, als erwünscht, und die noch nicht ganz vollen Zellen den Anschluss finden. Einfach abschalten, wenn eine Zelle voll ist, geht eben nur eine gewisse Zeit gut, aber die nicht ganz vollen Zellen finden so den Anschluss nie wieder ohne manuellen Eingriff.
Ich habe gerade jetzt, wo ich das neue BMS verbaut habe, genau beobachtet was denn do passiert. bereits der relativ geringe Ladestrom von bei mir 1,5 - 0,5 A beim Balancieren reicht aus, die vollen Zellen ziemlich schnell über die 3,6V zu bringen. Denn wenn erst einmal die ca. 3,48 - 3,50V überschritten sind, dann geht die Spannung der vollen Zelle schnell weiter hoch, und die noch nicht vollen Zellen erhalten gerade einmal 0,5 - 1 A für wenige Minuten. Dann ist die Zeit der Balancer, damit ein Ausgleich ermöglicht wird.

Aus meiner Erfahrung ergeben sich damit folgende Eckwerte.
1) Bis eine Zelle die Ladeschluss-Spannung erreicht hat ist es ziemlich egal wie hoch der Ladestrom ist.
2) Wenn eine Zelle die Ladeschluss-Spannung erreicht hat, dann nur noch mit weniger als dem Balancing-Strom laden.
3) entweder über Zeitschalter, oder BMS so lange weiter balancieren, bis alle Zellen den Ladeschluss erreicht haben.

Ich hoffe ich habe nicht zu viel dummes Zeug geschrieben.

elektrische grüße
Peter

PS
Das ist nun keine Bibel, außer für mich. Denn jeder kann, ja soll sogar, die Erfahrungen sammeln, die er benötigt. Ohne Experimentieren wird es keine Weiterentwicklung geben. Dann bitte aber auch nicht traurig oder böse sein wenn es schief geht. Lehrgeld muss dann ggf. auch bezahlt werden.

 

[wchriss]

Hallo Twiker76
das sind ja riesen unterschiede. Da waren bestimmt schon Einzelzellen auf 0 V herunten.
0,8Ah unterschied das sind ja 20% das ist viel zu viel. Allerdings sind die 4Ah-Zellen entwischen auch schon 8 Jahre alt, von daher denke ich im bereich des normalen.
In meinem TW424 waren bei einer Kontrolle schon 3-Zellen tot, eben weil keine Überwachung verbaut ist. Habe mir einen neuen Akku aufgebaut mit Einzelzellenüberwachung!

Beim Lifepo-System von Dreifels, ist eine jährliche Akkuwartung nötig damit werden die Einzelzellen angeglichen.
Aber auch bei LI- ist das irgendwann nötig. Meine sind jetzt 2 Jahren im Einsatz, und habe bei 320V
Spannung eine Alarmmeldung von meiner Einzelzellenüberwachung bekommen. Das heisst jetzt ist eine Angeleichung nötig.
Gruß
Christian