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BMS startet nicht trotz 13 V - Lifepo4
Hallo Womo-Freunde!
Ich bin gerade in Schweden unterwegs und habe kurz vor der Abreise doch noch meine Lifepo Zellen erhalten. Dann 2 Tage gebalanct und zu 50 % geladen. Mehr ging nicht mehr wegen der Zeit.
Während des Ladens konnte ich das Daly 4S 120A BMS starten und mittels Bluetooth überwachen, Parameter eingestellt.
Danach im Fahrzeug hat es leider nicht mehr geklappt. Auch nicht mit Ladegerät oder Netzteil wie beschrieben. Ein-Aus a
Schalter habe ich leider keinen.
Woran kann es liegen, hat jemand eine Idee?
An der Batterie liegen aktuelle 13,2 V und jede Zelle hat 3,328 V an, sind alle fast gleich. Bin jetzt seit 4 Tagen ohne BMS unterwegs, läuft. Möchte es aber verwenden.
Vl. kann mir jemand helfen, Dankeschön.
Grüße aus Schweden, Daniel
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71 Antworten
Zitat:
@4Takt schrieb am 9. September 2021 um 11:29:02 Uhr:
Mir ist aber kein Ladegerät bekannt, wo man die Ladeendspannung einstellen kann. Bei dem Ladegerät meines Pedelecs habe ich mal das Gehäuse geöffnet und drei Potis entdeckt. Einer davon war für die Ladeendspannung. Das geht aber nicht bei jedem Ladegerät.
Natürlich findet man solche Ladegeräte (Netz, PV, Lichtmaschine) nicht in der Krabbelkiste und beim Discounter. Wenn man aber 1000+ Euro für eine LiFePO4 Batterie ausgibt kann man sich auch ein etwas teureres Ladegerät mit Einstellmöglichkeiten besorgen, um deren Lebensdauer zu vervielfachen. Es gibt Markenhersteller wie Victron, Mastervolt, aber auch auch bei manchen Anderen billigeren Geräten kann man benutzerspezifische Ladeparameter einstellen. Bei einem Wohnmobil hat man ja auch andere Möglichkeiten, und beim Selbstbau Akku kann man das BMS entsprechend programmieren.
Bei Pedelecs und anderen Geräten mit Li Akku wird es schwieriger, da ja die Ladegeäte oftmals mit den jeweiligen Akkus verheiratet sind. Aber wie Du selbst schon herausgefunden hast, kann man manchmal auch dort die Spannung einstellen.
Für Handys gibt es auch externe Geräte, wie z.B. Chargie zum Begrenzen der Ladung. Der USB Stick wird in die Ladeleitung eingschleift und wird über eine App, die den Ladestand überwacht, abgeschaltet.
Zitat:
@DanTheMan99 schrieb am 9. September 2021 um 12:34:52 Uhr:
Okay, wenn ich das alles so lese, dann muss ich froh sein wenn meine Akkus nur bis gut 80 % geladen werden. Danke für die Info.
Für die Winterlagerung empfiehlt es sich also, die Akkus auf ca. 3,30V zu halten oder?
Der Kapazitätsanzeige im BMS würde ich erst Mal nicht weiter vertrauen. Denn wenn das Ladegerät mit mehr als 14 V geladen hat, und dann auf Erhaltungsladung geschaltet hat, dann ist die Batterie trotzdem voll. Vorausgesetzt das Daly BMS hat nicht schon sehr früh wegen ein nicht ausgeglichenen Zelle abgeschaltet, denn dann beendet das Ladegerät auch die Ladung, weil die Spannung schnell ansteigt. Aber wenn alle Zellen 3,40 V erreicht haben ist alles gut. Es gibt keinen Grund unbedingt alle Zellen immer auf 3,60 V zu bringen, wenn man eh nur 80 - 90 % der Kapazität nutzt.
Überprüfe aber auch nochmal alle Zellverbindungen. Schleife die Kontaktflächen eventuell noch ein bisschen mit Schmirgelpapier an, und nutze einen Drehmomentschlüssel zum Anziehen, damit überall etwa das gleiche Drehmoment benutzt wird. Es gibt auch spezielle Kontaktpaste mit Aluminiumpartikeln. Die verbessert den Kontakt und dichtet die Kontaktflächen gegen Sauerstoff und Feuchtigkeit ab, so dass die Korrosion reduziert wird.
Zitat:
@Tom_R. schrieb am 9. September 2021 um 09:52:55 Uhr:
Ich kann diese Empfehlungen auch nicht unterstützen. Zwar stimmt es, dass randvoll geladene, bzw. restlos entladene Lithium-Zellen schneller altern, als bei mittlerer (Lager-)Spannung, aber im normalen Betrieb möchte man eher die gegebene Kapazität voll ausnutzen als die Zellen auf maximale Lebensdauer zu trimmen. Einfach mal anschauen, wie Smartfon-Batterien genutzt werden: Einerseits voll aufladen, andererseits so weit entladen, wie es für die jeweilige Nutzung erforderlich ist. Wichtigstes Kriterium ist fast immer die ständige volle Einsatzbereitschaft und die ist nur auf diese Weise zu realisieren. Sicher, dabei verliert man etwas Lebensdauer, aber dafür hat man den vollen Nutzen.
Bei der Lagerung empfehlen die meisten Hersteller die Zellen auf Nennspannung zu bringen, also 3,2V pro Zelle, bzw. 12,8V bei 4S-Batterien.
Die Ladung ist in der Tat am schonendsten, je geringer die Ladeströme sind. Allerdings sind LiFePO4-Zellen äußerst robust in Bezug auf die Ladeströme, d.h. sie vertragen auch durchaus hohe Ladeströme im Bereich 0,5 bis 1C (1C = Nennkapazität). Allerdings muss man die Akkutemperatur beachten, denn hier entwickeln LiFePO4-Zellen Empfindlichkeiten (Stichwort: Lithium-Plating), wenn bei Temperaturen über 40°C oder unter 17°C geladen wird. Hier sollte man in der Tat den Ladestrom absenken, um Lithium-Plating vorzubeugen.
Siehe auch https://www.microcharge.de/.../index.php?...
Einen guten Überblick liefert das angehängte Diagramm des weltgrößten LiFePO4-Zellen-Herstellers CATL.
Grüße, Tom
Dass die LI-Akkus möglichst nicht voll geladen werden sollen und dass sie relati langsam geladen werden sollen 0,5C?), passt z.B. nun mal nicht zu dem gewollten Trend der E-Mobilität.
Die Akkus sollten zudem natürlich auch möglichst nicht wirklich entladen werden. Das kommt noch hinzu.
Die meisten Reichweitenangaben (und Laufzeiten bei sonstigen Verbrauchern) beziehen sich auf die 100%-ige Ausnutzung der Akkukapazität.
Dass real möglichst weniger als 80% genutzt werden sollten und dass es der Lebensdauer zudem nicht zuträglich ist, schnell zu laden, liest man in Prospekten usw. eher selten.
Passt halt nicht ins Konzept.
Bei der E-Mobilität ist man im Schnitt momentan bei einer Schnellladerate von rund 3C und man will sich natürlich noch deutlich steigern....in der Weise werden Handyakkus i.d.R. nicht traktiert, aber die werden i.d.R. ja auch nicht aufwändig gekühlt.....
Zitat:
@4Takt schrieb am 9. September 2021 um 11:29:02 Uhr:
Mir ist aber kein Ladegerät bekannt, wo man die Ladeendspannung einstellen kann. Bei dem Ladegerät meines Pedelecs habe ich mal das Gehäuse geöffnet und drei Potis entdeckt. Einer davon war für die Ladeendspannung. Das geht aber nicht bei jedem Ladegerät.
kauf dir, anstatt der berühmt, berüchtigten Kleinlader von CTEK, z.B. Kleinlader von Victron (smart blue IP65, 5 bis 15A).
Das Preisniveau ist ca identisch.
Da gibt es einen individuellen Modus, wo du das alles so einstellen kannst, wie gewünscht und mit der werkseitigen Einstellung für LiFe kommt man eigentlich auch schon ganz gut hin.
Nicht bei allen Akkugeräten sind die angezeigten 100 % wirklich 100 %, und 100 % bis 0 % in der Praxis mit dem Gerät wirklich nutzbar.
Wenn man LiFePO4 mit 0,3C-0.5C auf 3,60 V auflädt, so wie es in vielen Datenblättern drin steht, und dann mit 0,3C-0,5C auf 2,5 V entlädt, dann hat man die Nennkapazität laut Datenblatt entnommen. Ein typisches Selbstbau BMS ist in der Regel darauf ausgelegt. Man erreicht dann auch die angegebenen Zyklen, vorausgesetzt die Zyklen folgen mehr oder weniger unmittelbar aufeinander. Damit hat man nur eine geringe kalendarische Degradation, weil der Zyklentest bei LiFePO4 innerhalb weniger Monate abgeschlossen ist. LiFePO4 liegt bei einem solchen Test im Bereich 1.500 - 2.500 Vollzyklen bis etwa 80 % Restkapazität.
Wie oben schon erwähnt, ist bei manchen Geräten die Laufzeit mit Akku ein wichtiges Kaufkriterium, dies gilt insbesondere beim Handy, Notebook und natürlich auch beim Elektroauto. Bei Handy und Notebook haben es die Leute im Laufe der Zeit akzeptiert, dass man alle paar Jahre einen neuen Akku braucht. Trotzdem wird der Akku in immer mehr Geräten fest verbaut. Da kostet der Tausch dann halt zusätzlich Geld. Aber da die meisten Leute aus anderen Gründen sowieso alle paar Jahre ein neues Handy kaufen, ist das Problem der Industrie noch nicht auf die Füße gefallen.
[off-topic]
Bei anderen Anwendungen erwarten die Leute aber statt den 2-3 Jahren eine Lebensdauer von 10-20 Jahren. Dies ist bei den gängigen Li-Varianten nur möglich wenn man die Kapazität im Betrieb nicht zu 100 % ausreizt. Dies erreicht man dann dadurch, dass z.B. die 100 % Anzeige im Fahrzeug nicht wirklich 100 % sind und die 0 % nicht wirklich 0 %, sondern vielleicht nur 90 % und 10 %, und bei diesen Grenzen auch tatsächlich abschaltet. Das geht dann natürlich auf den WLTP Verbrauch. Wie bei den Tests bei Verbrennern sind aber Anbieter auf Möglichkeiten gestoßen für die WLTP Messung die 100 % zu nutzten, und sich damit einen Werbevorteil zu verschaffen. Im tatsächlichen Betrieb wird dann aber der Nutzer durch verschiedene Maßnahmen unbewusst dazu gedrängt, trotzdem nur im Bereich von 10 - 90 % zu bleiben. So erreicht man, dass man bei WLTP super dasteht und die Lebensdauer die Garantiezeit übersteigt, aber der Nutzer hat dann trotzdem nur genau die gleiche reale Reichweite wie bei den anderen Fahrzeugen, die die nutzbare Kapazität fest einschränken.
[/off-topic]
Um auf die Akkus für den Campingbereich und das Daly BMS zurück zu kommen:
Bei den fertigen und selbst gebauten Akkus mit standard BMS gibt es in der Regel keine versteckte Kapazität, sondern man kann tatsächlich die 100 % Kapazität sehen. Und wer die diese 100 % nutzt, der wird mit LiFePO4 auch die 1.500 - 2.500 Zyklen schaffen. Das währen schon mal deutlich mehr als die 300 - 500 Zyklen mit typischen Bleibatterien. Die Zyklen würden für das typische Campingfahrzeug mehr als 20 Jahre reichen, aber das berücksichtigt nicht die kalendarische Alterung, die vorwiegend durch die Art der Nutzung beeinflusst wird. Wichtig ist hier der durchschnittliche Ladestand und die Temperatur. Je höher der durchschnittliche Ladestand und die durchschnittliche Temperatur, desto höher die kalendarische Alterung. Und hier kommt dann auch das Schnellladen mit in die Gleichung, denn auch dieses erhöht die durchschnittliche Temperatur. Abgesehen davon gibt es bei LiFePO4 auch noch beschleunigte Degradation beim Laden mit zu hohem Strom bei niedriger Temperatur ( < 10° C), verursacht durch das Lithium Plating.
Das Nutzerverhalten hat also auch bei LiFePO4 einen beträchtlichen Einfluss auf die Lebensdauer. Durch geeignete Parameter der Ladegeräte und letztlich des BMS können wir die Nutzung so einschränken, dass man beim normalen Betrieb aber nicht mehr darüber nachdenken muss.
Bei einer Zellenspannung von 3,4 Volt/ Zelle beträgt die Kapazität aber nicht 90%. Eher keiner als 80%. Wer genug Kapazität an Bord hat dem reicht das wahrscheinlich schon. Eine Ladung bis zu einer Zellenspannung von 3,5 - 3,55 Volt/ Zelle halte ich für unkritisch. Auch auf lange Nutzung gesehen. Wer die Zellen im Winter auf 3,3 Volt hält macht auch nichts verkehrt. Wichtig ist immer nur das der Drift der Zellen möglichst wenige mV beträgt.
Gruß Volker
Zitat:
@roomster5 schrieb am 10. September 2021 um 09:02:09 Uhr:
Bei einer Zellenspannung von 3,4 Volt/ Zelle beträgt die Kapazität aber nicht 90%. Eher keiner als 80%.
Mit 3,4 V Ladespannung wird im diesem Ladeexperiment bis zu 99 % der Kapazität erreicht.
Dies gilt insbesondere dann wenn mit PV mit relativ kleinen Strömen geladen wird.
Bei 90% SOC liegt die Leerlaufspannung bei etwa 3,333 V, bei 80 % SOC liegt sie bei etwa 3,332 V, bei 50 % liegt sie bei etwa 3,295 - 3,297 V.
Dass man trotzdem mit höherer Spannung lädt liegt daran, dass man die Zellen ja auch innerhalb einer bestimmten Zeit laden möchte, und dass bei einem höheren Strom dann der Spannungsfall an den ganzen Verbindungen zwischen Ladegerät und Batteriezellen, und dem Innenwiderstand ausgleichen möchte. Es gibt auch nur wenige Ladegeräte die die Spannung über 4-Leitermessung direkt an den Batteriepolen vornehmen.
Zitat:
Wichtig ist immer nur das der Drift der Zellen möglichst wenige mV beträgt.
Die Drift ist nur dann wichtig wenn man die Kapazität außerhalb des flachen Bereichs der Ladekurve nutzen möchte. Dies sind aber nur wenige Prozent der Gesamtkapazität. Fährt man die Batterie im Bereich 10 - 90 %, oder gar nur 20 - 80 %, dann ist der Drift nicht relevant. Vor allem sieht man hier bei gleichwertigen Zellen keinen Drift. Sollten einzelne Zellen beim Laden ab 90 % stärker abweichen, dann werden diese Zellen durch das Balancing ausgebremst, oder spätestens durch das BMS das Laden abgebrochen. Es gibt keinen Grund ständig auf die Zelldrift zu achten, und mit Top-Balancing bei 3,60 V die Zellen zu quälen.
Zitat:
@egn schrieb am 11. September 2021 um 08:01:02 Uhr:
Zitat:
@roomster5 schrieb am 10. September 2021 um 09:02:09 Uhr:
Bei einer Zellenspannung von 3,4 Volt/ Zelle beträgt die Kapazität aber nicht 90%. Eher keiner als 80%.
Mit 3,4 V Ladespannung wird im diesem Ladeexperiment bis zu 99 % der Kapazität erreicht.
Dies gilt insbesondere dann wenn mit PV mit relativ kleinen Strömen geladen wird.
Bei 90% SOC liegt die Leerlaufspannung bei etwa 3,333 V, bei 80 % SOC liegt sie bei etwa 3,332 V, bei 50 % liegt sie bei etwa 3,295 - 3,297 V.
Dass man trotzdem mit höherer Spannung lädt liegt daran, dass man die Zellen ja auch innerhalb einer bestimmten Zeit laden möchte, und dass bei einem höheren Strom dann der Spannungsfall an den ganzen Verbindungen zwischen Ladegerät und Batteriezellen, und dem Innenwiderstand ausgleichen möchte. Es gibt auch nur wenige Ladegeräte die die Spannung über 4-Leitermessung direkt an den Batteriepolen vornehmen.
Zitat:
@egn schrieb am 11. September 2021 um 08:01:02 Uhr:
Zitat:
Wichtig ist immer nur das der Drift der Zellen möglichst wenige mV beträgt.
Die Drift ist nur dann wichtig wenn man die Kapazität außerhalb des flachen Bereichs der Ladekurve nutzen möchte. Dies sind aber nur wenige Prozent der Gesamtkapazität. Fährt man die Batterie im Bereich 10 - 90 %, oder gar nur 20 - 80 %, dann ist der Drift nicht relevant. Vor allem sieht man hier bei gleichwertigen Zellen keinen Drift. Sollten einzelne Zellen beim Laden ab 90 % stärker abweichen, dann werden diese Zellen durch das Balancing ausgebremst, oder spätestens durch das BMS das Laden abgebrochen. Es gibt keinen Grund ständig auf die Zelldrift zu achten, und mit Top-Balancing bei 3,60 V die Zellen zu quälen.
Die 280Ah Zelle hat bei 3,4 Volt aber keine 90% Kapazität.
Bitte bleibe mal bei der Sache.
Und ein vernünftiges Balancersystem gleicht den Zellendrift nicht nur im oberen Bereich aus.
Gruß Volker
Kürze doch bitte das nächste Mal das Zitat, insbesondere wenn Du auf den Beitrag davor antwortest.
Zitat:
@roomster5 schrieb am 11. September 2021 um 17:49:39 Uhr:
Die 280Ah Zelle hat bei 3,4 Volt aber keine 90% Kapazität.
Die Zelle hat bei 3,4 V je nachdem wie lange Du lädst nahe 100 % Kapazität. Das ist auch völlig unabhängig von der Kapazität der Zelle. Wenn Du natürlich beim Laden einen hohen Spannungsfall hast, dann wird die Spannung von 3,4 V (am Ladegerät) natürlich schon lange erreicht bevor die Zellspannung 3,4 V erreicht-. Nimm doch einfach mal ein Netzgerät, stelle es auf 3,4 V ein und lade solange bis der Ladestrom auf C100 abgesunken ist. Mache dann danach einen Entladetest und bestimme die Kapazität.
Zitat:
Bitte bleibe mal bei der Sache.
Ich bin völlig bei der Sache, aber Du ignorierst die wissenschaftlichen Grundlagen.
Zitat:
Und ein vernünftiges Balancersystem gleicht den Zellendrift nicht nur im oberen Bereich aus.
Was ist ein vernünftiges Balancersystem?
Ich kann Dir sagen, dass z.B. bestimmte aktive Balancer wenn sie im flachen Bereich ein Balancing durchführen, zum Gegenteil führen können. Vorher bei 3,60 V perfekt ausgeglichene Zellen können bei bestimmter Nutzung schon nach einem Zyklus mit aktivem Balancer wieder völlig voneinander abweichen. Dies liegt einfach daran, dass bei LiFePO4 die Spannungsabweichung zu klein sind, und schon kleinste Abweichungen im Aufbau der Batterie, mit unterschiedlichen Übergangswiderständen zwischen den Zellverbindern, dazu führen dass der aktive Balancer, so er bei der kleinsten Spannungsabweichung anfängt auszugleichen, Energie sinnlos zwischen Zellen verschiebt. Lies Dich doch bitte mal in das Thema ein. Es gibt hunderte von Berichten dazu im Netz. Deshalb wird auch die Diskussion über aktive Balancer sehr kontrovers geführt.
Dies ist ein Beispiel wo dieses Problem ganz gut erklärt wird.
@ egn
Ich habe bislang noch keine Spannung/ Kapazität Diagramm von dir gesehen was die Aussage belegt. Erst sind es bei 3,4 Volt Zellenspannung 90 % Kapazität jetzt schon 100% Kapazität!
Jetzt kommst du auch schon wissenschaftlich daher.
Nach meiner Erfahrung hat die Zelle halt "nur" 80% Kapazität.
Und bitte wie ich meine Beiträge schreibe überlässt du bitte mir ohne deine Kommentare.
Danke
Gruß Volker
Zitat:
@roomster5 schrieb am 14. September 2021 um 17:43:44 Uhr:
..wie ich meine Beiträge schreibe, überlässt du bitte mir, ohne deine Kommentare..
Aber @egn hat doch recht. Was soll denn auch das völlig unnötige Zitieren des Beitrages direkt vor deinem Beitrag?
Ein Kapazitätsdiagramm habe ich doch oben schon verlinkt, und auch eine Tabelle der Ruhespannung bei verschiedenen Ladeständen.
Jede Spannung über der Ruhespannung führt zur weiteren Ladung der Zelle. Und wenn die Ruhespannung für 90 % Ladestand unterhalb 3,40 V ist, wird die Zelle bei 3,4 V weiter geladen, auch wenn der Ladestrom noch so klein ist. Und gerade mit PV im Wohnmobil werden die Zellen oft mit sehr kleinem Strom geladen. Hat man dann z.B. bei einer 12 V Batterie die üblichen 13,6 V als Float eingestellt, wird die Zelle zu nahezu 100 % voll und wird auf diesem hohen Ladestand gehalten. Das ist ganz schlecht für die Lebensdauer.
Die üblichen Angaben zur Ladespannung für LiFePO4 beziehen sich auf eine bestimmte feste C-Rate im Bereich von 0,3C - 0,5C. Liegt der tatsächliche Ladestrom deutlich darunter dann ist die Zelle schon bei deutlich niedriger Spannung voll.
Es gibt dazu eine Vielzahl von Informationen im Netz:
https://diysolarforum.com/threads/lifepo4-voltage-chart.3156/
https://diysolarforum.com/.../
https://docs.google.com/.../edit#gid=968848831&range=C2
https://nordkyndesign.com/.../
Natürlich gibt es zwischen den Produkten leichte Unterschiede in den Spannungen, da sich die Elektrolyte leicht unterscheiden. Aber die Tendenz stimmt. Da die Spannungsunterschiede sehr klein sind empfiehlt es sich nach der Einstellung der Spannung am Ladegerät die tatsächliche Absorptions- und Floatspannung nachzumessen. Selbst bei einem Unterschied von 100 mV bei der Batteriespannung macht das bei der Zellspannung schon viel aus.
Leider gibt keine perfekte Ladeanweisung für LiFePO4 um einen bestimmten SOC zu erreichen, da es zu viele Einflussfaktoren gibt. Deshalb ist für mich die Lösung nur soviel zu laden wie nötig und lieber mehr Kapazität vor zu halten, anstatt immer auf 100 % zu laden. Die Preise sind in letzter Zeit erheblich gefallen. Mittlerweile bekommt man die kWh schon für knapp 100 € in China (+Zoll und Transport) oder für etwas mehr als 150 € (alles inklusive).
