Also, um Mal zusammen zu fassen, wenn ich die Fachleute hier richtig verstehe:
Wir haben es mit zwei verschiedenen Effekten zu tun, die beim Vollladen wie Selbstentladung aussehen.
Einmal die richtige Selbstentladung, die zellspezifisch pro Zeiteinheit eine immer gleiche Menge an Kapazität kostet bzw vernichtet bzw. Entlädt.
Und einmal den memoryeffekt, der die Spannung der Zelle nach Ladeende fallen lässt, aber nicht durch Entladung, sondern durch Einfinden auf der richtigen Spannung, die dem SOC entspricht, den sie hat. Die Zelle war garnicht voll, obwohl die Spannung so aussah.
Soweit richtig?
Ich bin kein Amateur, aber ich lerne trotzdem noch.
Bürokratie schafft man nicht durch neue Regeln oder Gesetze ab.
SOC ist ein NTCV Parameter
Ich fürchte mit so wenigen Sätzen bekommt man diesen Themenkomplex nicht gefaßt.
Ich probiere mich jetzt selber mal an einem Entwurf, der gerne korrigiert, ergänzt und verfeinert werden kann:
Selbstentladung:
- Ladungsverlust durch Entladung innerhalb der Zelle
- Bei einer 280 Ah LFP Zelle typischerweise in der Größenordnung von einigen 100 uA bis vielleicht 10 mA
- Die wenigen 100 uA bei guten Zellen sind in einem ESS völlig vernachlässigbar und mit einfachem Equipment schwer genau messbar.
- Die Spannungsabnahme durch die Selbstentladung ist in der Regel gering ( bzw. wird von anderen Effekten überlagert ). Es ist schwierig und langwierig sie eindeutig zu messen.
- Eine schlechte Zelle im Pack kann im Jahr > 10 Ah verlieren, die vom Balancer oder durch manuelles Laden korrigiert werden müssen.
- Liefert der Balancer eine Statistik der pro Zelle korrigierten Ladung, äußert sich eine Zelle mit erhöhter Selbstentladung dadurch,
dass eine Zelle praktisch keine Balancer-Arbeit erfordert und alle anderen eine erhebliche und untereinander sehr ähnliche Balancer-Arbeit erfordern.
Relaxation:
- Immer vorhandener Prozess beim und nach dem Laden. Wird sichtbar durch mehr oder weniger starkes Spannungsabklingen nach jedem Ladungsabbruch auch ohne Belastung der Zelle
- Die Höhe/Stärke des Abklingens variert stark mit Zelltyp, individueller Zelle, SOC, Ladestromstärke ...
- Am Ende des Abklingens nimmt die Zelle ihre Ruhespannung ein.
- Bei 3.34 V Ruhespannung kann eine LFP Zelle bereits zu 97.5% voll sein, bei 3.36 V bereits zu > 99%, ab ~ 3.375 V wird man nominale 100 % erreichen
Memory Effect:
- Äußerst sich durch Spannungsüberhöhung beim Ladevorgang ( die Spannungsüberhöhung kann sich nach einem Ladeabbruch in der Rücksetz-Phase aber auch bis in die Relaxations-Phase ziehen )
- Kann grundsätzlich in jedem SOC Teilbereich auftreten, und zwar genau in dem Bereich in dem wiederholt ein Ladeabbruch mit folgender Haltephase vor der nächsten Entladung stattfindet.
- Ist reversibel
- Die Stärke des Effektes hängt erheblich von Zelltyp und auch der indivuellen Zelle ( möglicherweis auch deren "Lebensgeschichte" ) ab
- Wird eine Batterie anhaltend mit flachen Zyklen z.B. um 90% SOC betrieben, äußert sich der Effekt beim nächsten Vollladen, überlagert von den Effekten die beim Volladen sowieso auftreten.
Für diesen Fall und einen Pack in dem Zellen erheblich unterschiedlich starken Memory Effect aufweisen, würde eine Balancer-Statistik eine erhebliche und recht ähnliche Balancer-Arbeit für alle Zellen aufzeigen, da der Balancer die bis über 3.5 V Ladespannung, die eine Zelle beim Rücksetzen eines Memory Effektes im hohen SOC-Bereich benötigt, fälscherweise zunächst als ein "Überladen" interpretiert. Die vom Balancer während dieser Rücksetz-Phase diesen Zellen entnommene Ladung fehlt den betroffenen Zellen zukünftig und muss in der Folge dann auch den anderen Zellen entnommen werden.
Plattenkapazität:
- Der physische Aufbau der Batterie ( große Fläche nahe beieinander liegender elektrisch leitfähiger Platten ) stellt einen Kondensator da mit typischerweise ? mAh
Man muss zumindest gelegentlich in den Bereich 3,5 V.
Ich möchte die Zeit bei 3,5 V aber so kurz wie möglich halten, da bei höherer Spannung die Zerfallsprozesse im Elektrolyt schneller ablaufen.
Genau die Sorge habe ich auch ein wenig, befürchte aber ich halte meine Zellen zu kurz in dem Bereich.
Was wären für dich Kriterien um zu sagen, "es reicht", und die Spannung wieder zu reduzieren? Wäre die die von nordkyn angenommene cutoff current von 0,023C bei 3,5V ausreichend für einen memory release?
Was wären für dich Kriterien um zu sagen, "es reicht", und die Spannung wieder zu reduzieren? Wäre die die von nordkyn angenommene cutoff current von 0,023C bei 3,5V ausreichend für einen memory release?
Die 0.05C bei 3.65 V linear fallend zu 0.0 A bei 3.37 V von nordkyn sind mein reguläres Kriterium für 100% SOC. Wenn eine Zelle erheblichen Memory Effect hat, gilt das in dem Moment für diese Zelle aber nicht mehr.
Hier ist ein Screenshot vom Ende des "Memory Effect Reset" oder präziser dem finalen Angleichen an 100% SOC. ( Die Zacken in der Kurve for Zell 16 sind ein Artefakt vom Balancen. Die muss man sich wegdenken )
Gegen 17:00 hat sich Zelle 8 den anderen praktisch völlig angenähert. Zu diesem Zeitpunkt beträgt der effektive Strom in Zelle 8 nur noch wenige mA. Die Zelle hat also praktisch eine Ruhespannung von 3.415 V und liegt damit nach dem "nordkyn Kriterium" im Bereich von 100.1 - 100.2 % SOC, also etwa 200 - 500 mAh über dem 100% Referenzpunkt. Dieses Maß an "Überladen" ist für mich gelegentlich vertretbar.
Zelle 16 hat gegen 17:00 noch einen effektiven Ladestrom von ~ 90 mA, damit ist die wirkliche Ruhespannung auch noch leicht unter 3400 mV. Eigentlich müßte man hier also noch ~ 200 mAh "reindrücken", um exakt auf das Niveau der anderen Zellen zu kommen. Da lasse ich dann aber auch schon einmal "5 grade sein".
Wenn ich mich also auf ein Kriterium für voll festlegen müßte, dann Ruhespannung im Bereich > 3370 mV
Meiner Erfahrung nach sind die 3500 mV zum Resetten auch nicht in Stein gemeißelt, je niedriger die Spannung, desto geringer der Strom, desto länger dauert es. Wenn man z.B mit 3450 mV kaum noch etwas in die Zelle bekommt, die Ruhespannung aber später auf z.B. 3360 mV fällt, muss man mehr Spannung zulassen.
Bei meinem WR kann man die Ladespanung sowieso nur in 100 mV Schritten wählen.
Man sieht hier in der Endphase ja auch gar keine Überspannung mehr bei Zelle 8 und 16, weil der eigentliche Memory Effect an den Vortagen bei Spannungen von um die 3500 mV schon entfernt wurde.
Ich stelle beim laden tatsächlich fest, dass einzelne Zellen tatsächlich die Effekte zeige, die im memory Effekt beschrieben sind. Es handelt sich aber nur um etwas wie max 1 % der Kapazität. Die Problematik der Zellen ist tatsächlich ein teilweiser massiver Anstieg des DC Innenwiderstand. Ob der AC Innenwiderstand sich erhöht hat, muss ich nochmals messen. Beiläufig habe ich kleine Ungenauigkeiten der Spannungsmessung im BMS Gefunden. Das kommt aber daher, dass ich die Zellenzahl umprogrammiert und danach nichtneu kalibriert habe.
Neuer Akku: erste Ladung Balancer aus.
Ausgangsspannung gleich, Ladung endet mit minimalen Unterschieden. Eine Zelle fällt deutlich ab , 25 mV, und zeigt den Effekt des memory Effektes, mit der sehr langsamen Relaxation wie von Nimbus beschrieben.
Ich versuche das jetzt zu beseitigen, bevor ich den einsetze.
Ich bin kein Amateur, aber ich lerne trotzdem noch.
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SOC ist ein NTCV Parameter
Als hier vor ~ 5 Wochen über den Memory-Effect bei LFP Zellen diskutiert wurde, konnte ich leider keine anschaulichen Bilder vorzeigen, die die sich stark verändernde Ladekurve von Zellen mit "aḱtivem" und am nächsten Tag dann "zurückgesetztem" Memory-Effect im Vergleich zeigen.
Ich habe meinen betroffenen Pack für die letzten ~ 40 Tage um 80% SOC gehalten. Insbesondere in dieser Zeit nie über 90% geladen. Gestern habe ich dann den Pack wieder auf 100% geladen und heute ein weiteres mal. Wegen des stark bewölkten Wetters war der Ladestrom heute aber etwas "wellig" . Während der ganzen Zeit war jegliches Balancing deaktiviert. Der Batteriestrom ist als weiße Kurve den Zellspannungen überlagert.
Beim Rücksetzen des Memory-Effects zeigt die Ladekurve das Laden von insgesamt ~ 40 Ah, wobei der Memory-Effect vorwiegend die letzten ~10 Ah betrifft. Die "Potential-Barriere" ( sichtbar als Spannungsbauch ), die hier bei Zelle 8 und 16 für die letzten ~10 Ah überwunden werden muss, wird im Bild geradezu greifbar.
Besonders zu beachten ist, dass die Spannungsbäuche sich erst dann wirklich ausprägen, wenn der Ladestrom stark abfällt und sich über 1h auch bei Restladeströmen von < 2 A halten. Streng genommen sind die Spannungsbäuche sogar der Grund für das starke Abfallen des Ladestroms, da zu diesem Zeitpunkt CV mit ~ 54.4 V geladen wurde. Alle alternativen Erklärungsversuche über Spannungsverluste an ohmschen Widerständen sind also nicht haltbar.
Am Tag nach dem Zurücksetzen umfaßt die Ladekurve nur die letzten ~12 Ah , also genau den Bereich, in dem am Vortag die Potential-Barriere auftrat. Zelle 8 und 16 zeigen zwar nach wie vor einen minimalen Spannungsbauch und eine ausgeprägte Relaxationsphase, aber in der Intensität um Größenordnungen reduziert.
Das hier ~10 Ah betroffen sind liegt an den ~40 Tagen zwischen den Memory-Effect-Resets. Nach vielen Monaten habe ich bei diesem Pack auch schon ~ 20 Ah beobachtet. Bei nur wenigen Tagen würde die Ladungsmenge vermutlich bei deutlich weniger als 10 Ah liegen.
Was bedeutet Ladungsmenge 10Ah ? Was bedeutet Laden von 40Ah ?
Es werden technische Sachverhalte versucht darzustellen und dabei Grundlagen nicht verstanden, bzw. mündet das in Unfug, nimmt man das ernst beim Lesen.
Die Akkukapazität bleibt konstant. Die kann nicht ge/entladen werden, nicht reingedrückt oder sonstwas.
Damit wird das Gegenteil erreicht und Dinge Falsch vermittelt, Falsches wird vermittelt......
Es werden technische Sachverhalte versucht darzustellen und dabei Grundlagen nicht verstanden, bzw. mündet das in Unfug, nimmt man das ernst beim Lesen.
Grundsätzlich richtig. Wobei ich mir nicht sicher bin, wen du meinst....
Was bedeutet Ladungsmenge 10Ah ? Was bedeutet Laden von 40Ah ?
1 Ah sind 3600 (A * s) oder 3600 Coulomb.
1 Coulomb sind 6.241509×1018 Elementarladungen
Bezogen auf die Bilder bedeutet "Beim Rücksetzen des Memory-Effects zeigt die Ladekurve das Laden von insgesamt ~ 40 Ah", dass das gesamte Integral unter der weißen Stromkurve im ersten Bild etwa 40 Ah beträgt.
"wobei der Memory-Effect vorwiegend die letzten ~10 Ah betrifft" bedeutet, dass das Teilintegral der Stromkurve im ersten Bild von ~ 12 - 17 Uhr, also dem Bereich mit Spannungsbauch bei Zelle 8 und 16, etwa 10 Ah beträgt.
Die "Potential-Barriere" ( sichtbar als Spannungsbauch ), die hier bei Zelle 8 und 16 für die letzten ~10 Ah überwunden werden muss, wird im Bild geradezu greifbar.
Besonders zu beachten ist, dass die Spannungsbäuche sich erst dann wirklich ausprägen, wenn der Ladestrom stark abfällt und sich über 1h auch bei Restladeströmen von < 2 A halten.
Ich hatte dir schon gesagt, dass ich den Effekt bei meinem Akku nicht nachvollziehen konnte. Wenn überhaupt, dann minimal. Ich kann auch bei diesem Bild eigentlich nicht erkennen, warum das nicht eine normale Nachladekennlinie für fehlenden SOC ( aus welchem Grunde auch immer, ob Selbtentladung oder Magie) sein soll.
Geändert:
bei welcher Spannung startet eigentlich der Balancer ? um 3,42 V ? oder Tiefer ? Ein NEEY?
Hast du mal einen Spannungsverlauf, mit strom, bei etwa 80 % SOC ? Ich habe einen Verdacht.
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SOC ist ein NTCV Parameter
bei welcher Spannung startet eigentlich der Balancer ?
Das ist der entscheidene Punkt:
Balancing war für die gesamten gezeigten Zeiträume deaktiviert(!!!)
Im ersten Bild mit den Bäuchen haben die Zellen also bis ~ 18:30 keinerlei ( bis auf die beiden kurzen Glitches ) Entladestrom gesehen.
Das Absinken der Zellspannung von Zelle 8 und 16 von über 3500 mV bis ~ 3390 mV ist also nicht Ergebnis von einem Balancer sondern reine Relaxation in der Folge des Rücksetzen des Memory-Effects.
Alleine zwischen 13:25 und 14:30 haben die Zellen noch fast 2 Ah aufgenommen, die Zellspannung für 8 und 16 ist aber bereits um fast 70 mV gefallen. ( bei delta_I von 2.5 A und delta_U von fast 70 mV müßte man Widerstände von > 20 mOhm herdiskutieren, um das darüber zu erklären )
Balancing war für die gesamten gezeigten Zeiträume deaktiviert(!!!)
Die spannende Frage ist : Während der gesamten 4 Monate Betrieb, seit dem Vollzustand davor, einschliesslicher der Zeit für die Kurven, die du hier zeigst ?
Das wurde allerdings meinen "Verdacht" NICHT erhärten..
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SOC ist ein NTCV Parameter
Bei allen Bilder aus den letzten Tagen von mir gibt es keinerlei Einfluß von irgendwelchem Balancing.
Das ist alles "pures natürliches" Verhalten der Zellen.
Das war im übrigen eine ganz bewußte Entscheidung meinerseits, da ich hier keine Diskussion darüber führen wollte, ob ein aktives Balancing einen wesentlichen Einfluß auf das gezeigte Verhalten hat.
Ich hoffe aber das klar ist, dass ein schwacher Balancer mit z.B. 100 mA, das Verhalten kaum beinflußen könnte ( also nur wenig "Schaden" anrichten würde ), weil er in der relevanten Zeit des Spannungsbauches nur ~ 300 mAh in die "falsche Richtung bewegen" würde.
Ein starker Balancer mit z.B. 4 A würde vermutlich den Memory-Effekt größtenteils verschleiern:
Der Spannungsbauch würde vom Balancer "plattgedrückt" indem der Ladestrom fast völlig um die betroffenen Zellen herumgeleitet würde.
Sobald diese Zellen dann soweit relaxiert haben, dass ihre Spannung unter den anderen liegt, würde der Balancer dann Ladung wieder nachfüllen.
Ob es dann zu einem vollständigen Rücksetzen des Memeory-Effects in einem vertretbaren Zeitraum kommt, hängt vermutlich von der Zielladespannung ab.
Bei 3.42 V vermutlich eher nein, bei >= 3500 mV sicher ja.
Es wird also unter den Nutzern von starken Balancern mit eher hoher Zielspannung vermutlich einige geben, die schlicht nicht wissen, dass einzelne Zellen einen Memory Effect zeigen.
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