Rucksackakku II


Alex Woesz

Mitglied
20.09.2017
53
Grüß Euch,

nach ein wenig Pause, zuerst warten auf die Komponenten und dann andere Aufgaben, ist's jetzt soweit, die Bauphase hat begonnen. Montag stell' ich auch ein paar Photos ein.

Aber eine Frage hab' ich noch, weil mir noch das Ladegerät fehlt:

Der Akku besteht aus 240 Stück 18650 LiIon mit 2900 mAh, 12 in Serie und 20 parallel
also 43,2 V nominal, 47 V max (bei 3,92V Ladeschlußspannung, um die Akkus zu schonen),
58 Ah und 2,5 kWh Kapazität.

Als Ladegerät hab' ich an einen LED-Treiber gedacht, z.B. von Meanwell, mit 48V (verstellbar bis 52, so weit ich weiß) und Konstantstrom.

Die Frage bezieht sich auf den Strom, bzw. die Leistung, die das Ladegerät bieten/haben soll, wobei die Ladedauer kein Thema ist, Zeit steht über Nacht genug zu Verfügung.

Alles von Laden mit 5A, das entspricht 250W, also 0,1C bis hinauf zu 12,5A, 600W, also 0,3C ist leistbar, ich weiß aber nicht, was die bessere Wahl ist?

Was würdet Ihr mir empfehlen? Kann man LiIon zu langsam laden?

Und wie korreliert das mit dem BMS? Verbrät das BMS die Leistung, wenn die Ladeschlußspannung für alle Akkus erreicht ist, oder kann es den Strom komplett abschalten? Wie viel Leistung kann es verbraten?

Danke für Eure Expertiese im Voraus, und liebe Grüße
Alex
 

Alex Woesz

Mitglied
20.09.2017
53
Grüß Euch,

die versprochenen Bilder, für's erste, die Story wird fortgesetzt...

Ober der Akku mit 240 Stück 18650 LiIon, verbunden über Kunststoffklipse
Mitte Detail, mit den Schweißfahnen, Rein-Nickel mit 0,2 x 10 mm
unten das Punktschweißgerät

Liebe Grüße
Alex
 

Anhänge

twikis

Neues Mitglied
16.08.2018
26
Hi Alex,

ein sauberer Aufbau ist das, nicht schlecht!

Ich habe noch nie davon gelesen dass man Li-Ion Akkus zu langsam laden kann... Und was wäre dann mit Solar Li-Ion? Die kriegen teilweise ja auch nur 0,1C und weniger...

Davon abgesehen wärst du bestimmt auch mit 1C über viele viele Jahre gut unterwegs, bei nur 3,92V (angeblicher NASA-Spezifikation) Ladeschlussspannung.

BMS funktionieren in der Regel so, dass erst einmal die zu hohe Spannung einzelner Zellen verbraten wird. Erst wenn eine einzelne Zelle komplett übers Ziel hinaus schießt, wird der Ladestrom abgeschaltet. Sobald dann die zu hohen Zellen "runtergezogen" sind, wird der Rest geladen. Die Komplettabschaltung des Ladestroms sollte aber ein absoluter Ausnahmefall des BMS sein (BMS sind mehr als "Wächter" gedacht, nicht als Laderegler). Die Ladeschlusspannung sollte über das Ladegerät eingestellt werden. Du brauchst (wie bereits gesagt glaube ich) auf jeden Fall ein "smartes" BMS mit ganz vielen Einstellungen, damit das BMS auch gut balanciert und schützt.

Viele Grüße!
Matthias
 

Alex Woesz

Mitglied
20.09.2017
53
Servus Matthias,

danke für Deine Antwort, ich hab' das gleiche BMS wie Du, hab' nach Deiner Empfehlung bestellt.

Du hast geschrieben, Du verwendest einen LED-Treiber zum Laden, wie wird der denn deaktiviert bei Erreichen der Ladeschlußspannung? Macht das das BMS?

Oder sinkt der Strom vom Treiber auf null, wenn die eingestellte Spannung (bei Dir 3,92x11 Volt?) erreicht ist?

Liebe Grüße
Alex
 

twikis

Neues Mitglied
16.08.2018
26
Ahh, okay! Ja, das tut was es soll.

Genau, auch so einen Mean Well. Der Strom sinkt einfach auf null. Entspricht natürlich keiner Ladeempfehlung, aber ich denke das macht wirklich gar nichts. Vor allem bei diesen niedrigen Ladeschlussspannungen...

Viel Erfolg weiterhin!
Matthias
 

Sven Salbach

Bekanntes Mitglied
15.03.2007
8.246
"Entspricht natürlich keiner Ladeempfehlung"
Wieso nicht?
Ist doch genau richtig.
Nichts anderes macht ein LiPo Lader
 

Alex Woesz

Mitglied
20.09.2017
53
Guten Morgen,

danke für die Info,

find' ich interessant, daß der LiPo-Lader mit seinen komplizieren Ladekennlinien und Elektronik dahinter genau das macht, was ein gut eingestellter LED-Treiber auch macht.

Liebe Grüße
Alex
 

Sven Salbach

Bekanntes Mitglied
15.03.2007
8.246
Warum ist den die Ladenkennlinie kompliziert? ;-) bzw, wer sagt dass Li Lader eine komplizierte Kennlinie haben?
Wenn Du ein Netzteil nimmst, das 3,65V liefert und 5A, dann hast Du eine "komplizierte" I/U Kennlinie (CCCV) :)
wie bei Blei, NICD etc. gibt es natürlich auch aufwendigere, die noch vor 3,65 V den Strom senken oder bei 3,65V den Strom mehr senken, als er von alleine abfallen würde.
Aber vom Grundsatz her ist die Ladekennlinie mit Konstantspannung völlig i.O.
 

Alex Woesz

Mitglied
20.09.2017
53
Servus Sven,

hast recht, nicht so sehr kompliziert, aber halt verwunderlich, daß wir mit Elektronik und Software steuern, was eine Einstellung der Spannung auch kann..

Liebe Grüße
Alex
 

Sven Salbach

Bekanntes Mitglied
15.03.2007
8.246
nach wie vor halte ich die ganze Sache für ausgesprochen gefährlich.
Hier siehst Du wie man das ganze gut lösen kann wenn z.B. eine Zelle sich im Alter verabschiedet(oft mit einem Kurzschluss!!)
In Deinem Fall würde das ganze PAck dann in Flammen aufgehen und das wird ja früher oder später passieren, wenn die Zellen älter werden, sit das ein durchaus üblicher Vorgang..
 

Kamikaze

Mitglied
24.08.2020
106
Auch wenn der Strang hier schon alt ist:
Welches Ladegerät wurde zur Kapazitätsmessung der einzelnen Zellen benutzt?
Welches Schweißgerät hast du für die Punktschweißungen benutzt? (Kann den Typ leider auf dem Bild nicht erkennen...)
Hast du ein "Failsafe-System", wie von Sven angeregt verbaut (z.B. Sicherungsdrähte, entsprechende Schweißfahnen, oä.)?
Hast du neue Zellen verwendet oder alte (nach entsprechender Prüfung) "recyclet"?
 

Alex Woesz

Mitglied
20.09.2017
53
Servus,

die Zellen sind aus Laptop-Akkus, die die Qualitätskontrolle nicht passiert haben, aber noch nie geladen wurden.
Kapa hab' ich nicht gemessen, aber alle hatten die gleiche Spannung, das ist wichtig, da das BMS nur kleine Differenzen ausgleichen kann.
Das Punktschweissgerät ist aus Korea: https://m.blog.naver.com/aulakiria/220992039512 bin sehr zufrieden damit
kein Failsave-System, ehrlich gesagt glaub' ich nicht so ganz an die Geschichte, wie viele Laptop-Akkus sind im letzten Jahr in Brand geraten? Ich hab' aber eine Temperaturmessung im Akkukoffer, mit Bluetooth-Verbindung auf's Handy, und die Temperatur des Akkus ändert sich kaum während der Fahrt

Liebe Grüße
Alex
 

Kamikaze

Mitglied
24.08.2020
106
Das Punktschweissgerät ist aus Korea: https://m.blog.naver.com/aulakiria/220992039512 bin sehr zufrieden damit
Danke! Das werde ich mir mal genauer ansehen. :)

kein Failsave-System, ehrlich gesagt glaub' ich nicht so ganz an die Geschichte, wie viele Laptop-Akkus sind im letzten Jahr in Brand geraten?
Verständlich - allerdings sind die Akkuzellen dort üblicherweise NUR in Reihe geschaltet, so dass bei einem Kurzschluss die Spannung um eine komplette Zellenspannung abfallen würde - dann trennt das BMS den Akku wegen vermeintlich leerem Akku von der Last.
Hast du deshalb die Zellen nur seriell verschaltet? Dann würde ja im Kurzschlussfall "nur" eine Reihe ausfallen... Wobei dann die Spannung an dieser Stelle "rückwärts" laufen würde - immerhin müssen ja die Enden der Reihen trotzdem parallel verbunden werden. Damit würden die übrigen Zellen der Reihe verpolen, oder? Das könnte man dann mit Hochstrom-Dioden an jeder Reihe verhindern...
Oder hat es einen anderen Grund, warum du die "Stufen" der Reihenschaltung nicht parallel verbunden hast?

Bitte entschuldigt, wenn meine Vermutungen hier Blödsinn sein sollten - ich lerne noch - daher bin ich für Hinweise zu Denkfehlern sehr dankbar!
 

Werni

Aktives Mitglied
19.02.2019
784
Wenn ich das richtig sehe, besteht eine Reihe aus 12 Zellen. Ohne Querverbindungen fehlt bei nem Zellenschluss der entsprechenden Reihe unter 10%, das wird erstmal keine riesigen Auswirkungen haben. Die restlichen Zellen der betroffenen Reihe werden jetzt natürlich mehr gestresst (an jeder steht ja jetzt ein Zwölftel mehr Spannung an), dann ist halt die Frage ob die Kurzschlusszelle zuerst irgendwann hochohmig wird (und damit der betroffene Strang ausfällt) oder doch eine der übrigen Zellen irgendwann dem Stress nachgibt und den Wärmefreitod wählt ;-)

Gruß,

Werner
 

Kamikaze

Mitglied
24.08.2020
106
dann ist halt die Frage ob die Kurzschlusszelle zuerst irgendwann hochohmig wird
Warum sollte der Strang hochohmig werden?
Wäre es nicht wahrscheinlicher, dass die übrigen Zellen ebenfalls kurzschließen und damit ein Kurzschluss der übrigen Stränge wirksam wird? (Der daraus resultierende Leistungsfluss wäre dann mit "Wärmefreitod" wohl nur eher unzureichend beschrieben. ^_^'' )
Das wiederum könnte mit einer Hochstrom-Diode an jedem Strang verhindert werden, oder liege ich da falsch?

Allerdings müsste bei einem strangweisen Aufbau eigentlich jede einzelne Zelle balanciert werden, damit sie nicht zu weit auseinander laufen... Das erscheint mir unnötig aufwändig.
Warum hast du diesen Aufbau gewählt, @Alex Woesz ?
 
Zuletzt bearbeitet:

Werni

Aktives Mitglied
19.02.2019
784
Nun ja, ob bei fortschreitendem Stromanstieg im defekten Strang zuerst eine Zelle hochohmig wird oder nur heiss - das liegt wohl im Zellenaufbau verborgen. Kann man ohne Experiment nur schwer sagen.

Dein letzter Satz gibt allerdings genau das Problem wieder, das ich bei dem Aufbau auch sehe: Die Gesamtspannung aller Stränge ist identisch, aber ohne Querverbindungen kann jede Zelle eine individuelle Voltzahl annehmen. Längs können sich Kapazitätsschwankungen aber nicht ausgleichen, das geht nur quer, daher müssten da eigentlich Querverbindungen sein. Den Summenunterschied kann dann ein BMS ausgleichen. Bei dem Aufbau auf den Bildern brauchts ein Mini-BMS pro Strang...

Gruß,

Werner
 

Kamikaze

Mitglied
24.08.2020
106
Bei dem Aufbau auf den Bildern brauchts ein Mini-BMS pro Strang...
Das wiederum würde beim Versagen einer Zelle schlimmeres verhindern.
Ist nur die Frage, ob das kostenmäßig dann nicht aus dem Ruder läuft. Das wären hier ja 20 einzelne kleine BMS-Systeme (und Unmengen von Balancer-Kabeln)... o_O
Der Vorteil wäre aber die Balace-Lastverteilung auf mehrere Systeme und damit potentiell viel Kühler-Fläche.
 

Alex Woesz

Mitglied
20.09.2017
53
Grüß Euch,

die Bilder sind während des Aufbauens entstanden, ich hab' jede Reihe natürlich schon quer miteinander verbunden, aber erst nach dem Photo ;-)

Wär ja nicht zu balanzieren ohne die Querverbindungen

Morgen stell ich ein paar neue Bilder rein, dann wird das klar...

Liebe Grüße
Alex
 
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Wertungen: Kamikaze

Werni

Aktives Mitglied
19.02.2019
784
Ok, wenn die Querverbindungen da sind, dann ist das Kapazitätsvermittlungsproblem ja nicht mehr existent, und ein ordentlicher Balancer macht auch seinen Job.

Bleibt das Problem bei Kurzschluss einer Zelle: Die bekommt dann von den parallel liegenden 19 anderen Zellen voll eines auf die Mütze. Da kann man dann nur hoffen dass der exorbitant hohe Strom den Kurzschluss zellintern wieder wegbrennt, sonst wird das 'interessant'.

Gruß,

Werner
 

Martin Heinrich

Aktives Mitglied
21.08.2008
1.178
Hallo,

bei den LI TWIKES sind auch immer 4 Zellen parallel geschaltet, davon dann 98 in Reihe um auf die 360 Volt für den Zwischenkreis vom Umrichter zu kommen. Stränge dann so viele wie man sich leisten kann bzw. wie viel Reichweite man braucht, bis zu 5 parallel. Überwacht wird gar nichts gibt nur in jeweils einer Box mit 56 Zellen einen Temp-Fühler. Das Ganze ist trotzdem recht betriebssicher da man gute Sony Konion Zellen verwendet hat.
Nach 10 Jahren gibts aber schon Ausfälle:
20170906_165919-jpg.7870


So eine Zelle kann dann auch mal hochohmig werden, in der Regel neigen die Becher aber zum Kurschluß.
Änhlich wie früher die Chose bei NiCd. Hat den Vorteil dass es erstmal weiter geht, den 4 Volt bei 360 Volt fällt nicht auf wenn man nicht an die Ladeschlußspannung geht. Für Kontrolle kann man ab und an in der "Mitte"
(war nicht ganz die Mitte weil es sieben Boxen in Reihe) die Spannung gegen Plus oder Minus messen.
Alle gleich = freuen, bei Abweichung in einer Reihe hat man Arbeit:-(

Gruß
Martin

@ Rick

das mit den Dioden geht ev. schon aber man will ja auch mal laden oder rekuperieren
 

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