Hallo zusammen,
wer seine Akkus Liebt der sie Schont und deshalb gilt ja die Fausformel dass man den Akku nur zwischen 20-80% seine Kapazität bewegen sollte. Ein Akku der 500Zyklen zwischen 0-100% hat erreicht damit so 3500Zyklen (Zwischen 10-70% also gleiche nutzbare Kapazität sind es 5000, das ist aber ein anderes Thema).
So was mir nun nicht klar ist wie man den nun wirklich dies Limitiert, das kann doch nur über die Spannung sein. ??
Allerdings habe ich irgent wie bisher nichts Sinnvolles im Netz gefunden oder übersehen oder ich bin zu Blöde.
Auch Andreas spricht ab Minute 8
von einem Spannungsbereich der Akkus von 3,4-3,9V (die Angabe hab ich mehrmals im Netz gefunden).
Ich verwenden quasi neuwertige Panasonic NCR18650B
https://asset.conrad.com/media10/add/160267/c1/-/en/001436402DS01/datenblatt-1436402-panasonic-ncr18650b-spezial-akku-18650-li-ion-37-v-3400-mah.pdf
Minimale Kapazität
3250mAh
Nominale Kapazität
3350mAh
Nennspannung
3,6V
Ladeschlussspannung
4,2V
Entladeschlussspannung
2,5V
Nach meinem Verständniss wären 2,5V = 0% und 4,2V = 100% Kapazität
Wenn ich mich also zwischen 20 und 80% bewegen möchte spricht man von 2,84 bis 3,86V
Ist das Richtig oder wie wäre es ggf Richtig?
Ich Plane aktuell mit Vitron MultiPlus diese haben folgende Werte:
DC-Eingangsspannungsbereich 12 V - 9,5–17 V 24 V - 19–33 V 48 V – 38-66 V
„Konstant“-Ladespannung (absorption) 14,4 / 28,8 / 57,6 V
„Erhaltungs“-Ladespannung (float) 13,8 / 27,6 / 55,2 V
Lagermodus 13,2 / 26,4 / 52,8 V
Da der Akku ein 48 V System werden soll:
DC-Eingangsspannungsbereich 48 V – 38-66 V
„Konstant“-Ladespannung (absorption) 57,6 V
„Erhaltungs“-Ladespannung (float) 55,2 V
Lagermodus 52,8 V
Muss ich nur noch herausfinden welche Bedeutung „Konstant“ / „Erhaltungs“-Ladespannung sowie Lagermodus hat 
Wer kann mir da auf die Sprünge helfen?
Basierend auf meinem akt Verständniss Liebäugle ich aktuell mit einem 16S Akku den der Spannungsbereich vom Vitron würde wie ein natürlicher Schutz gegen Über und Unterspannung wirken (ok nicht ganz). Den 38V / 16 = 2,375V sowie 66V / 16 = 4,125V
In meinen Augen will ich vor allem Überspannung verhindern, eine zu niedrige Spannung tötet zwar auch meinen Akku aber da ist die Brandgefahr erheblich geringer bzw. wäre mich nicht bekannt dass dadurch der Akku in Flammen aufgehen kann (sofern ich ihn danach nicht einfach Auflade als ob nichts gewesen wäre).
Vielen Dank
Ralph
Hi,
Lager und Absorbtion sind Modi für Bleiakkus, die brauchst Du bei LiIon nicht, stell die immer identisch ein wie Float.
Den 20 - 80% Nutzspannungsbereich kannst Du leicht nach oben verschieben, da der untere Spannungsbereich kaum noch Energie hat und der obere auch weniger schädlich für die Zelle ist.
idR wird oft 3,3V bis 4,0V genommen. Dadurch verlierst Du dann nach meinen Messungen recht genau 20% Kapazität.
Ein noch engerer Spannungsbereich ist dann nochmal schonender zu den Zellen.
Das musst Du mal im Handbuch von Deinem Victron Laderegler und auch im Batteriewechselrichter nachschauen, ob Du die Spannungswerte manuel anpassen kannst, dann stell die genau so ein, dass sie zu Deinem 16s System passen.
Was Du dahingehen noch beachten musst ist, dass wenn Deine Akkuspannung bei 16x 4,0V = 64V max. liegt, die PV-EIngangsspannung darüber liegen muss, damit der Laderegler den Akku laden kann. Die gängigen Laderegler haben keinen Step-Up sondern können nur niedrigere Spannungen ausgeben, als sie rein bekommen.
Danke für den ersten und letzten Teil der Antwort.
Hast du irgent welche Quellen zur Aussage dass der obere Spannungsberiech weniger schädlich ist für die Zelle?
Mein "Wissen", das weiter unten besser ist, mit dem 10-70% Bereich habe ich von
https://pushevs.com/2018/04/27/battery-charging-full-versus-partial/
DB der Zelle https://pushevs.com/2018/04/27/battery-charging-full-versus-partial/
Das Originaldokument habe ich nicht gefunden, werd denen mal schreiben
Mein "Wissen", das weiter unten besser ist, mit dem 10-70% Bereich habe ich von
https://pushevs.com/2018/04/27/battery-charging-full-versus-partial/
Sehr interessant, das war mir bisher neu. Sehr anschaulich
Zum selben Batterietyp habe ich ergänzend noch das hier gefunden
Link zu dem Dok von Stefan
https://www.beam-verlag.de/app/download/30737467/meditronic-Journal+3-2018+I.pdf
Das zellendatenblatt
http://www.datasheet-pdf.com/PDF/ICR18650-26F-Datasheet-Samsung-829619
Ladeschlussspannung: 4,2V
Entladeschlusspannung: 2,75V
Zyklenanzahl: 299
Also rechner wir mal etwas
Kapa in % Spannung in V
100 4,2
90 4,055
80 3,91
70 3,765
60 3,62
50 3,475
40 3,33
30 3,185
20 3,04
10 2,895
0 2,75
Die blauen 500 zyklen hat man also durch einen Bereich von 15 (2,97V)-100% (4,24V) erziehlt, 1500 (rot) durch 20(3,065)-95% (4,13) 2000Zyklen (grün) durch 30(3,17)-95(4,13) und 6000Zyklen (Violett) durch 40-80% (3,26 - 3,935V) Schaut irgent wie so aus als ob Samsung den oberen Spannungsbereich inkl der Toleranz ausgeschöpft hätte (gibt dann ja mehr Kapa)
In dem Dok das ich gefunden haben ist ein Spannungsbereich von 3,0 bis 4,2% als 0-100% angegeben mit 500Zyklen somit deckt sich das schon mal weitestgehend.
Somit gilt dann die Umrechnung für Spannung und Kapazität
Kapa in % Spannung in V
100 4,2
90 4,08
80 3,96
70 3,84
60 3,72
50 3,6
40 3,48
30 3,36
20 3,24
10 3,12
0 3
Na dann vergleichen wir mal
Cycling from 100 to 0 % we get 500 cycles (3,0 - 4,2V)
Cycling from 100 to 10 % we get 500 cycles (3,12 - 4,2V)
-> stimmt soweit überein
Cycling from 90 to 0 % we get 1.500 cycles (3,0 - 4,08V)
Cycling from 90 to 10 % we get 1.500 cycles (3,12 - 4,08V)
-> 3,065V liegt in der mitte, 4,13V um 0,05V darüber
Cycling from 90 to 20 % we get 2.000 cycles (3,24 - 4,08V)
-> 3,17V liegt 0,07V darunter, 4,13V um 0,05V darüber
Cycling from 70 to 20 % we get 6.000 cycle (3,24 - 3,84)
-> 3,26V stimmt fast überein, 3,935V um 0,1V darüber
Für mich ergibt das durchaus ein Bild den ein Hersteller wird Tendenziell die Besten Werte angeben und die Daten sind doch recht nahe beisammen.
Von daher kann man MMN durchaus den Angaben von BMZ Vertrauen dass es wohl für die Lebensdauer des Akkus besser ist wenn man ihn im unteren Spannungsbereich bewegt
Cycling from 100 to 0 % we get 500 cycles
Cycling from 100 to 10 % we get 500 cycles -> Cycling from 90 to 0 % we get 1.500 cycles -> Gleiche Energiemenge aber Lebensdauer *3
Cycling from 100 to 20 % we get 1.000 cycles -> Cycling from 80 to 0 % we get 3.000 cycles -> Gleiche Energiemenge aber Lebensdauer *3
Cycling from 90 to 10 % we get 1.500 cycles -> Cycling from 80 to 0 % we get 3.000 cycles -> Gleiche Energiemenge aber Lebensdauer *2
Cycling from 90 to 20 % we get 2.000 cycles -> Cycling from 70 to 0 % we get 5.000 cycles -> Gleiche Energiemenge aber Lebensdauer *2,5
EDIT:
Zusammenfassung bei Idealer Spannungsbereichswahl
Verzichtet man auf 10% der Kapazität verdreifacht sich die Lebensdauer
Verzichtet man auf 20% der Kapazität versechsfacht sich die Lebensdauer (weitere 10% gibt Lebensdauer * 2)
Verzichtet man auf 30% der Kapazität verzehnfacht sich die Lebensdauer (weitere 10% gibt Lebensdauer * 1,66)
Verzichtet man auf 50% der Kapazität verzwölffacht sich die Lebensdauer (weitere 20% gibt Lebensdauer * 1,2)
Damit istauch relativ klar auf wie viel Kapazität man verzichten solte um die Lebensdauer zu maximiren bzw. so weit zu erhöhen dass die Kalendarische Alterung der Hauptfacktor ist.
Auch noch gefunden.
https://ei.uni-paderborn.de/fileadmin/elektrotechnik/fg/nek/Kairies/2019_Kairies_Batteriealterung_TU_Paderborn.pdf
Seite 33
Wenn man einen Akku im oberen und auch im unteren Spannungsbereich (10%) betreibt altert er gleich Schnell.
Längste Lebensdauer mit höchster Kapazität bei 45-55%
20-30% ist besser als 70-80% sowohl von der Kapazität als auch von der Lebensdauer.
Das ganze bestätigt auch die Untersuchung vom BMZ.
Ich glaube man sollte dies zusammenschreiben und einen neuen sprechenderen Beitragsnamen verpassen damit das mehr Lesen.
PS: Seite 39 finde ich erschreckend, vermutlich für die die sich ein Speichersystem direkt gekauft haben, leider steht hier nicht mehr dabei um welche 16 Systeme es sich handelt.
Basirend auf meinen Recherchen habe ich mit
https://www.accure.net/
Kontakt aufgenommen.
Ich habe ihnen geschrieben:
ich beabsichtige den Bau eines Akkuspeichers aus 18650 Zellen und beschäftige mich nun mit dem idealen Kapazitäts/Spannungsbereich für die maximale Lebensdauer. Nachzulesen hier (MobilesInMobile): https://forum.drbacke.de/viewtopic.php?f=9&t=1484&p=12173#p12173 Im zuge meiner Informationssamlung bin ich auf ihren Vortrag bei der Uni Paderborn gestossen und in weiterer Folge hier gelandet:) Meine Frage ist ob Sie mir weitere Informationen zum Alterungsmechanismen von Lithium-Ionen Batterien, im Speziellen 18650 Zellen wären von Interesse, zukommen lassen können. Insbesonders würde mich Interessieren in welchem Spannungs/Kapazitätsbereich ich die Akkus betreiben muss um eine optimale Lebensdauer zu erreichen? Gehe ich nach den Informationen die ich zusammengekratzt habe (siehe Link) dann ist wohl ein Bereich zwischen 10-70 (tendiere zu 15-75%) ideal. Ich würde mich ggf auch nur über eine kurze Bestätigung oder Korrektur sehr Freuen.
Die erfreulich lange Antwort eines Senior Battery Expert der seit 12 Jahren an Akkus Forscht, wofür ich mich Herzlich Bedanken möchte, gebe ich als Zusammenfassung wieder (keine Anhnung wie das ist mit der Veröffentlichung von einem Mail, ich will mir nicht die Finger Verbrennen.
Eine allgemein gültige Anwort gibt es nicht da die Alterung von sehr vielen Parametern bestimmt wird.
Daumenregeln beachten:
a. Lange Zeiten bei hohen Temperaturen vermeiden
b. Lange Zeiten bei hohen Ladezuständen vermeiden
c. (schnelles) Laden bei geringen Temperaturen vermeiden
d. Tiefe Zyklen vermeiden -> Damit ist wohl nicht die Entladetiefe sondern die genutzte kapazität gemeind)
e. Qualitativ hochwertige Zellen verwenden
Favoritisieren würde er den Bereich von 10-70% (und nicht 15-75%) oder auch darunter sofern das BMS akkurat genug ist und das System keine Notfallreserven benötigt (wenn sich also z.B. das BMS aus dem Akku versorgt).
ggf könte man auch das Pack noch großer und das Fenster noch kleiner machen, dagegen würden aber schnell die Kosten und der Platzbedarf sprechen.
Ein wichtiger Punkt ist die Qualität der Zellen, nur Zwellen mit "automotive quality" haben ein richtig gutes Alterungsverhalten.
Er hat mir auch noch zwei Links zukommen lassen zu freien Puplikationen da leider das meiste nicht Öffentlich ist 🙁
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0378775314001876 (Er halte diese für sehr wertvoll)
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0378775320317067 (relativ nah an meiner Fragestellung)
Leider kosten die ein paar Euronen.
Hab damit als Basis aber noch was gefunden
https://www.mdpi.com/2071-1050/11/23/6697/pdf Seite 9
UND
https://www.researchgate.net/publication/312352016_Fading_analysis_of_the_LiNiCoMnO2_battery_under_different_SOC_cycle_intervals Das ist relativ genau das was ich möchte nur mit einem kleineren Bereich
Zelle jeweils Geladen und Entladen zwischen 0-30%, 40-70%, 70-100% sowie 0-100%
Cell number Cycle interval Discharge rate Cycle count
1 SOC = (0,0.3) 1C 4200
2 SOC = (0,0.3) 2C 4200
3 SOC = (0.4,0.7) 1C 4200
4 SOC = (0.4,0.7) 2C 4200
5 SOC = (0.7,1) 1C 4050
6 SOC = (0.7,1) 2C 2850
7 SOC = (0,1) 1C 550
8 SOC = (0,1) 2C 450
Average capacity fading
rate of the cells Cell #1 #2 #3 #4 #5 #6 #7 #8
Average fading capacity (%) 0.14 0.13 0.2 0.47 0.49 0.69 4.17 5.34
Zusammenfassung: Unterer Kapazitätsbereich gewinnt.
3 der 4 Whitepapers habe ich bereits auch schon gelesen gehabt, danke für das 4. ^^
Desweiteren bin ich noch auf das Video gestoßen:
Daher werde ich meine 18650er nur noch im <4.0V bis 3.4V betreiben.
Für meine Powerwall sollen folgende Limits verwendet werden:
3.98v max
3.95v <- combined max charge & balance start voltage
3.45v min
3.50v <- combined max discharge
Wenn ich merke, dass meine künftige Powerwall doch stets gut geladen ist, werde ich die maximale Spannung etwas herunter nehmen.
Danke für das Video.
Ich weis jetzt nicht welche Zellen du hast aber warum wilst du die Zellen nur auf 3,45V entladen und nicht weiter runter (und dafür die obere Schwelle auch runter nehmen)?
Bei meinen Zellen (2,5-4,2V) würde ich mich bei diesen Spannungen zwischen 55% und 85% SOC bewegen. Dementsprechen würden die Zellen relativ viel Zeit in einem relativ hohen Ladezustand verbringen.
Alles bunt durch gemischt. Laptop Akkus ebend. Auf der Seite kannst du den Spannungsverlau eines Akkus gut nachverfolgen: https://lygte-info.dk/review/batteries2012/Common18650comparator.php
Als Beispiel nehme ich gerne die Samsung ICR18650-24F *, bei kurz nach 3.45v siehst du, wie die Spannung kurz schlagartig nach unten geht. Über diesem Schwellwert möchte ich bleiben & mir eine kleine Kapazitäts-Reserve übrig lassen. Bis her ist das aber auch nur eine Idee, die erst in die Tat umgesetzt werden muss. Vermutlich wird sich daran noch etwas ändern.