Dieser Faden ist durch Teilen eines Fadens entstanden , in dem sich unglücklicherweise 2 verschiedene Themen überkreuzt haben. Um beiden Themen und OP einen verständlichen Rahmen zu geben, habe ich mit Einverständnis der Poster den Faden aufgetrennt. Allerdings liessen sich die Posts nicht ohne kleine "Brüche " trennen. Notfalls hilft es, den anderen Faden kurz anzusehen.
Sorry das ist kein memory Effekt. Den gibt es bei Life nicht. Das ist genau der Ladevorgang mit balancer, den ich beschrieben habe. Charakteristisch ist dabei, dass mit Beginn der fallenden Spannung die Gesamtspannung des Akkus gleich bleibt, weil das Ladegerät von der CC live in die CV Kurve geht. Ab da MUSS die Spannung einzelner Zellen fallen, sonst kann die der anderen nicht ansteigen. Sie fällt aber wegen dem fallenden Strom, und/ oder wegen laufendem balancing.
Ich habe diesen Effekt schon mindestens 10mal auf diesem Board gesehen und erklärt.
Ich bin kein Amateur, aber ich lerne trotzdem noch.
Bürokratie schafft man nicht durch neue Regeln oder Gesetze ab.
Ich bin auf diesen Effekt übrigens im Detail aufmerksam geworden, weil ich sei ~ einem Jahr die insgesamte Balancing-Ladung pro Zelle überwache. Für meinen Pack "A" sieht das beispielsweise im Moment so aus:
Zelle 16 hat also gegenüber den anderen Zellen eine etwas erhöhte Selbstentladung und dürfte deswegen praktisch keine "Balancing-Ladung" aufweisen. Die 4 Ah die trotzdem unnötigerweise aus dieser Zelle ( und damit auch aus allen anderen Zellen) entnommen wurden, entstehen durch die Wechselwirkung von "Memory Effect" und "dummem" Balancing-Algorithmus.
Ich bin auf diesen Effekt übrigens im Detail aufmerksam geworden, weil ich sei ~ einem Jahr die insgesamte Balancing-Ladung pro Zelle überwache. Für meinen Pack "A" sieht das beispielsweise im Moment so aus:
Zelle 16 hat also gegenüber den anderen Zellen eine etwas erhöhte Selbstentladung und dürfte deswegen praktisch keine "Balancing-Ladung" aufweisen. Die 4 Ah die trotzdem unnötigerweise aus dieser Zelle ( und damit auch aus allen anderen Zellen) entnommen wurden, entstehen durch die Wechselwirkung von "Memory Effect" und "dummem" Balancing-Algorithmus.
Ich denke, das hat nichts mit dem von dir beschriebenen und verlinkten Memory Effekt zu tun: dann müsste er bei allen Zellen gleich auftreten, und nicht nur bei einer. Sie haben doch die gleiche Entlade Historie.
Allerdings verstehe ich auch dein Diagramm des Balancing Bedarfs nicht.
Ich weise daraufhin, das je nach eingestellten Balancerparametern der Balancer bereits bei zu hohem Strom einsetzen kann und die Balance außer tritt bringt, was dann bei niedrigem Strom wieder korrigiert wird.
Und, auch bei ausgeschaltetem Balancer und gutem balancing kann der vom OP beobachtete Effekt auftreten. Dass ist dann eine reine Frage unterschiedlicher Widerstände, da passt das Thema Alterung dazu.
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Sorry das ist kein memory Effekt. Den gibt es bei Life nicht. Das ist genau der Ladevorgang mit balancer, den ich beschrieben habe. Charakteristisch ist dabei, dass mit Beginn der fallenden Spannung die Gesamtspannung des Akkus gleich bleibt, weil das Ladegerät von der CC live in die CV Kurve geht. Ab da MUSS die Spannung einzelner Zellen fallen, sonst kann die der anderen nicht ansteigen. Sie fällt aber wegen dem fallenden Strom, und/ oder wegen laufendem balancing.
Ich habe diesen Effekt schon mindestens 10mal auf diesem Board gesehen und erklärt.
Bezogen auf LFP halte ich deine Aussage schlicht für falsch. Bitte ließ die den verlinkten Artikel oder das offizielle paper dazu mal durch: https://www.nature.com/articles/nmat3623
In der Plateauphase aus meinem Beispiel für Pack "A" liegt der effektive Ladestrom der Zellen ohne Memory Effect bei wenigen mA und der Zellen mit Memory Effect bei ~ 90 mA. Bei Zelle 8 und 16 fällt also über Stunden die Spannung, obwohl die Zellen weiter geladen werden.
Ich denke, das hat nichts mit dem von dir beschriebenen und verlinkten Memory Effekt zu tun: dann müsste er bei allen Zellen gleich auftreten, und nicht nur bei einer. Sie haben doch die gleiche Entlade Historie.
Die Sensibilität der einzelen Zellen für diesen Memory Effect ist offensichtlich unterschiedlich.
Zudem kommt dazu, dass mein Pack "A" wohl aus refurbished Zellen besteht, bei denen ich aber nicht genau weiß, wo die vorher eingesetzt wurden und davon ausgehen muss, dass die 16 Zellen vorher auch nicht im gleichen Gerät ( Bus in China ... ) verbaut waren.
Der Effekt zeigt außerdem auch eine sehr starke Hysterese "höherer Ordnung", hängt also von der Ladungshistorie der vergangenen Tage ab.
Könnte man das als Mangel in der Zelle, also an den Verbinder
Ein Mangel an den Verbindern, also ein unerwünschter zusätzlicher ohmscher Widerstand, läßt sich einfach darüber nachweisen oder widerlegen, dass dabei eine direkte lineare Abhängigkeit vom Strom auftreten muss. Die kann ich in deinen Bildern nicht erkennen.
Die These, dass bei Zelle 13 die fallende Spannung im Zeitfenster ~ 12:20 bis 13:30 durch die Reduktion des Ladestroms von ~ 25 A auf 0 A über einen ohmschen Widerstand verursacht wird, ist deswegen nicht haltbar, weil dann im Zeitraum 10:30 bis 12:20 die Ladestromreduktion von ~ 80 A auf 25 A eine noch viel größere Spannungsreduktion verursacht haben müßte.
können da auch beide du und carolus recht haben. Für mich als Nicht-Experte stellt sich der "Mechanismus" ähnlich wie bei einem Mosfet dar. Also ab erreichen einer bestimmter Spannung wird durch eine ungewollte Materialkonstellation z.B. an den internen Verbindern ein "Schalter" umlegt, welches dann eine weitere Ladung verhindert und sogar zu einem zellinternen Spannungsabfall führt.
Entsprechend der "Chemie" Erläuterung wäre der Memorieeffekt durch Zeitablauf rückstellbar.
Allerdings verstehe ich auch dein Diagramm des Balancing Bedarfs nicht.
Das Diagramm zeigt schlicht wieviel Ah pro Zelle durch das Balancing aus den Zellen entnommen wurde ( über den Zeitraum der letzten ~ 12 Monate ).
Aha. Ich unterstelle einen Aktiven Balancer? Auch wenn nicht:
Dann habe ich eine Vermutung... Da stimmt was nicht. Es ist vollkommen unlogisch, dass allen Zellen entnommen wird.
Im Einzelfall : entweder du hast eine Zelle zu niedrig, dann musst du allen anderen was entnehmen. ( Passiv).
Oder du hast eine Zelle zu niedrig, entnimmst allen anderen und füllest damit die eine. (Aktiv).
Das Ergebnis ist aber das gleiche: einer schlechteren Zelle, die immer zu niedrig ist, sollte nie entnommen werden.
Bei dir wird aber allen Zellen entnommen.
Schlussfolgerung: deine Balancerparametern sind so,fraß auch zu Zeiten balanciert wird,cwenn die höchste Zelle garnicht erkennbar ist.
Das ist natürlich unter 3,4 V ( das wissen alle) und bei höherem Strom ( das vergessen alle) so.
Die guten alten Pedelec BMS, deren Nachfolge daly, viele jbd und auch jk sind, habe eine Einstellung Static Balance.... Bei der nur gegen Ladeende und bei geringem strom balanciert wird.
Und wenn die Leute balancing Probleme haben, meist selbstverschuldet, kommen sie auf die Idee, auf Charge Balance umzustellen.... "Damit das balancieren früher beginnt".
Leider verwischt der Strom, durch verschiedene Spannungsabfälle, dabei die Erkennung, welche Spannungen die Zellen haben... Und so wird munter "rumbalanciert" .
Ich hoffe, du ahnst was... Man verschlimbessert das ganze....
Wie es jetzt bei dir aussieht, bin ich gespannt.
PS: Wie ermittelt du die balancerarbeit pro Zelle?
Ich bin kein Amateur, aber ich lerne trotzdem noch.
Bürokratie schafft man nicht durch neue Regeln oder Gesetze ab.
können da auch beide du und carolus recht haben. Für mich als Nicht-Experte stellt sich der "Mechanismus" ähnlich wie bei einem Mosfet dar. Also ab erreichen einer bestimmter Spannung wird durch eine ungewollte Materialkonstellation z.B. an den internen Verbindern ein "Schalter" umlegt, welches dann eine weitere Ladung verhindert und sogar zu einem zellinternen Spannungsabfall führt.
Entsprechend der "Chemie" Erläuterung wäre der Memorieeffekt durch Zeitablauf rückstellbar.
Wenn ich Carolus dahingehend richtig verstanden habe, dass er von einem rein "ohmschem Effekt" ausgeht, dann geben das meines Erachtens deine Bilder schlicht nicht her. ( Das bitte nicht als Aussage gegen eine Person verstehen, mir geht es hier rein um die Sache ) Der Memory Effect bei LFP ist nach allen Information, die mir dazu vorliegen, völlig reversibel. Ich bin mir sehr sicher, dass wenn du mit einem Labornetzteil deine Zelle 13 mit ~ 500 - 1000 mA zusätzlich lädst ( während sie in der Plateauphase abfällt) wirst du die Zelle auf deine Wunschspannung bringen können. Das Problem wird dann aber sein, dass zukünftig die Zelle beim Vollladen mehr und mehr durch erhöhte Spannung auffallen wird und dein Balancer wird der Zelle wieder Ladung entnehmen, so dass wir nach einigen Wochen oder Monaten wieder beim Status Quo sind. So ist mir das im letzten Jahr bei Pack "A" ergangen.
Es gibt verschiedenen Möglichkeiten damit umzugehen:
a) Man lebt mir der reduzierten ( und sich vermutlich weiter reduzierenden ) nutzbaren Kapazität. b) Man muss beim Volladen den Ladestrom so weit reduzieren, dass der "dumme" Balancer die Zelle(n) mit Memory Effect nicht "fälschlicherweise" entläd c) Wenn man einen starken aktiven Balancer hat, kann dieser vor bzw. am Beginn der Plateauphase Ladestrom von den Zellen mit Memomry Effect zu anderen umleiten und später in der Relaxationphase diesen Zellen wieder zuführen.
Damit Du meine Messwerte besser einschätzen kannst, zunächst einige Details zu meiner HW bzw. Auswertung:
Ich nutze passives Balancing mit einem Peak-Strom von ~ 220 mA. Das Aktivieren erfolgt immer exakt in Vielfachen von 1 Sekunde Allerdings mit deterministischen Unterbrechungen innerhalb dieses 1s Pulses, um die Zellspannung möglichst rückwirkungsfrei messen zu können. Der effektive Strom während dieses 1s Pulses liegt damit bei ~ 180 mA, also ~ 50 uAh pro Puls.
Die gesamte Balancing-Ladung ergibt sich also schlicht als die skalierte Anzahl der Pulse pro Zelle.
Die in meinen Graphiken gezeigte Zellspannung ist keine einfache "Terminal-Spannung", sondern ein Schätzwert für die "elektrochemische Zellspannung". Mein BMS misst( streng genommen schätzt ) den ohmschen Zell- und Verbinderwiderstand, und bei jeder Zellspannungsmessung wird zeitsynchron auch der Strom gemessen. Damit kann man ( in erster Näherung ) den durch ohmschen Widerstand induzierten Effekt, rausrechnen und landet bei der "elektrochemischen Zellspannung". Auch die Entscheidung über Balancing findet bei mir auf Basis der "elektrochemischen Zellspannung" statt ( je nach Pack ab 3400 -3420 mV ), so dass die von dir zurecht angesprochenen Probleme mit "falschem" Balancing auf Basis von ( möglicherweise sogar stark unterschiedlichen ) Spannungsabfällen über unterschiedliche ohmsche Widerstände in den gemessenen Zellpfaden hier praktisch keine Rolle spielen.
Der berechtigten Skepsis, wieviel man Ergebnissen bei soviel "Schätzen" und "Rausrechnen" noch trauen kann, möchte ich damit entgegentreten, dass ich Zugang zu Präzisionsmessequipment habe, um Spannungen, Ströme und Widerstände auch unabhängig von der BMS HW messen zu können.
Hmm, das ist ja ein ganz interessanter Effekt - kannte ich bei LFP auch noch nicht. Habe das jetzt hier wissenschaftlich nicht ganz so genau verfolgt, aber was ich auch bei klass. Li-ion-Zellen festgestellt habe, sind sowas wie 'Plateau-Effekte': Ab einer best. Ladespannung (bei Li-ion oft in der Nähe von 4,0V) tun sich manche Zellen schwer über diese Schwelle (Plateau) zu kommen. Man muß die Ladespannung deutlich höher schrauben, damit die Zelle weiterhin Ladung annimmt. Wenn sie dieses Plateau überwunden hat, lässt sie sich oft weiter bis 4,2V laden - fällt dann nach dem Laden aber oft wieder recht schnell zurück, tlw. sogar unter die 4,0 V (alte Zellen mit erhöhter Selbstentladung). Vermutlich gibt es einen ähnlichen Effekt bei (Vor)-geschädigten LiFePO ebenfalls?
Zumindest scheint diese Zelle 13 schlechter zu sein als die anderen und auch eine geringfügig reduzierte Kapazität zu haben. Wenn sie beim Laden schneller 'voll' wird und beim Entladen schneller 'leer', dürfte die Kapazität wohl verringert sein. Zusätzlich kommt evtl. noch eine erhöhte Selbstentladung ins Spiel.
Würde die Zelle einmal separat untersuchen und - wie schon vorgeschlagen - mit Labornetzteil auf 3,45 oder 3,5 V bringen und dann einige Tage/Wochen stehen lassen und den Spannungsabfall kontrollieren. Gute, neue Zellen sollten kaum unter 3,45V fallen und die Spannung übe Wochen halten. Es gibt aber wohl auch neue Zellen (die auch sonst keine Mängel haben), die schneller in Richtung 3,4V fallen. Jede Zelle ist halt doch etwas unterschiedlich (kleinste Verunreinigungen im Herstellungsprozess, Fehler im Separator/ Elektrolyten etc. etc.). Oder die Zellen hatten eine unterschiedliche Vorgeschichte?
Was hier "nicht stimmt" ist schlicht durch den "Memory Effekt" verursacht:
Bei meinem Pack "A" neigen in den beiden betroffenen Zellen ~ 20 Ah der gesamten Zellladung ( also die Lithium-Ionen ) nach vielen Teilzyklen dazu in einen Zustand zu gelangen, in dem mehr Energie ( höhere Spannung ) notwendig ist, um sie beim Laden von der Kathode zur Anode zu bewegen.
Ich zitiere dazu einmal aus dem von mir verlinkten Artikel: "Beim nächsten Ladezyklus (Fig.f) werden erst die Lithium-ärmeren und dann auch die „verzögerte“ Gruppe der Lithium-reicheren Partikeln über die Barriere gebracht. Die für Letztere zusätzlich nötige Energie führt zu der Überspannung, die den Memory-Effekt kennzeichnet."
Wenn man nach vielen Teilzyklen erstmalig wieder vollläd, führt diese Überspannung zu dem Fehlschluss, die Zelle sei schon voll, und der Balancer entnimmt der Zelle Ladung, bei der nach dem Relaxationprozess dann aber klar wird, dass sie der Zelle doch fehlt. Da man beim passiven Balancen nur Ladung entnehmen kann, kann man den Fehler nicht rückggängig machen und muss in der Folge nun allen anderen Zellen Ladung entnehmen. Deswegen sieht meine Statistik auf den ersten Blick so unplausibel aus
Hmm, das ist ja ein ganz interessanter Effekt - kannte ich bei LFP auch noch nicht. Habe das jetzt hier wissenschaftlich nicht ganz so genau verfolgt, aber was ich auch bei klass. Li-ion-Zellen festgestellt habe, sind sowas wie 'Plateau-Effekte': Ab einer best. Ladespannung (bei Li-ion oft in der Nähe von 4,0V) tun sich manche Zellen schwer über diese Schwelle (Plateau) zu kommen. Man muß die Ladespannung deutlich höher schrauben, damit die Zelle weiterhin Ladung annimmt. Wenn sie dieses Plateau überwunden hat, lässt sie sich oft weiter bis 4,2V laden - fällt dann nach dem Laden aber oft wieder recht schnell zurück, tlw. sogar unter die 4,0 V (alte Zellen mit erhöhter Selbstentladung). Vermutlich gibt es einen ähnlichen Effekt bei (Vor)-geschädigten LiFePO ebenfalls?
Ist das denn reversibel ( tritt also beim nächsten Zyklus garnicht mehr oder stark abgemildert auf ) ?
Das wäre charakteristisch für den Memory Effect, ebenso wie die Relaxation ( das langsame Abklingen der Spannung auch unter weiterem Vorliegen von geringem Ladestrom ).
Darüber läßt sich übrigens Memory Effect gegen Selbstentladung abgrenzen. Bei fallender Spannung ( im Bereich < 3.4 V bei LFP ) und effektiven Ladeströmen >> 10 mA kann es sich eigentlich nicht um Selbstentladung handeln.
"Gute" 280 Ah LFP Zellen haben bei mir Selbstendladeströme von << 1 mA, meine schlechten Zellen ~ 2 mA.
können da auch beide du und carolus recht haben. Für mich als Nicht-Experte stellt sich der "Mechanismus" ähnlich wie bei einem Mosfet dar. Also ab erreichen einer bestimmter Spannung wird durch eine ungewollte Materialkonstellation z.B. an den internen Verbindern ein "Schalter" umlegt, welches dann eine weitere Ladung verhindert und sogar zu einem zellinternen Spannungsabfall führt.
Entsprechend der "Chemie" Erläuterung wäre der Memorieeffekt durch Zeitablauf rückstellbar.
Wenn ich Carolus dahingehend richtig verstanden habe, dass er von einem rein "ohmschem Effekt" ausgeht, dann geben das meines Erachtens deine Bilder schlicht nicht her.
Die Bilder sind kein Beweis für den rein Ohmschen Effekt. Die Bilder snd aber die gleichen, die ich schon gefühlte 10mal oder häufiger Kommentiert habe kommentiert habe - und IMMER liefen Abfall des Stromes und Abfall der bewussten Zellenspannung Hand in Hand. Ich habe den Spannungsverlauf "Quirl" genannt, mit dem Suchwort müsste man ein paar finden können.
Aber, in dem Akku ist nichts, was etwas anderes als einen ohmschen Effekt machen kann. Mosfet (oder hierfür besser: Zenerdiode) gibts nur in komplex strukturierten und dotierten Halbleitern. Davon ist aber nichst da. Es gibt die beiden Plattenlegierungen, und eine Isolierfolie mit merkürdigen Eigenschaften der Ionenleitfähigkeit. Da gibt es einen Spannunhsdurchbruch an der grenze der isolierfähigkeit, aber der ist zerstörerisch. Also nicht das, was wir hier sehen.
Ich beschäftige mich damit schon länger. Vor etwa 2 Jahren habe ich mit einem Selbstentladeakku den Versuch gemacht: Volladen, Balancieren, halb entladen, 1 Woche liegenlassen, wieder Volladen. Der Verlust in der Selbstentladerzelle war im Rahmen meiner Messgenauigkeit genauso, als hätte ich ihn vollgeladen liegen gelassen. Das spricht zwar für einen Konstantstrom (und nicht einen Ohmschen Effekt), aber das liegt innerhalb meiner Messgenauigkeit. Ein Zenereffekt war nicht erkennbar.
Bald habe ich weitere Versuchsobjekte in der hand, da wiederhole ich das.
Ich bin mir sehr sicher, dass wenn du mit einem Labornetzteil deine Zelle 13 mit ~ 500 - 1000 mA zusätzlich lädst ( während sie in der Plateauphase abfällt) wirst du die Zelle auf deine Wunschspannung bringen können.
Ganz im Gegenteil. Meine Vorhersage.
Meine Vorherage ist, dass bei laden mit gleichbleibendem Strom -und am besten bei abgeschaltetem Balancer, wenn gut balanciert ist) der Effekt nicht auftritt.
Das Problem wird dann aber sein, dass zukünftig die Zelle beim Vollladen mehr und mehr durch erhöhte Spannung auffallen wird und dein Balancer wird der Zelle wieder Ladung entnehmen, so dass wir nach einigen Wochen oder Monaten wieder beim Status Quo sind. So ist mir das im letzten Jahr bei Pack "A" ergangen.
c) Wenn man einen starken aktiven Balancer hat, kann dieser vor bzw. am Beginn der Plateauphase Ladestrom von den Zellen mit Memomry Effect zu anderen umleiten und später in der Relaxationphase diesen Zellen wieder zuführen.
Man braucht überhaupt keinen Balancer. Die hohe Spannung kommt dann von Spannungsabfall ( beim höheren Strom) an höheren Widerständen.
Dazu einfach der Versuch: Konstantstrom 2 A. oder 1 A. Wenn dann der effekt nicht Auftritt, ist der SOC richtig und das balancing gut.
Dann mit ausgeschaltetem balancer wiederholen. und immer noch gut. Und dann hohen strom, balancer immer noch aus. Effekt ist wieder da.
genau sowas habe ic gemacht.
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