Ich habe mich nun nach langer Recherche hier angemeldet, da ich bislang keine Lösung für mein Problem gefunden habe (weder durch ChatGPT noch durch Google). Ich komme aus dem Bereich FPV-Drohnen und habe mir einen LiIon Akku zum "Feldladen” meiner anderen Akkus zusammengebaut.
Hier die Rahmeninfos zum Akku:
Samsung 53G1-5300mAh (neu gekauft & verbaut) 21700 als 7s9p Konfiguration
Zellen punktgeschweißt mit 0,15x8mm Nickelband (Parallel geschaltete Zellen sind doppellagig geschweißt)
XT90 mit AWG10 als Hauptstromanschluss
geladen wird mit einem ISDT K4 Air
Rein nach Datenblatt, dürfte der Akku problemlos eine Dauerlast von ca. 95a mitmachen.
Ich ziehe beim Feldladen im Schnitt 10-25a aus dem LiIon und habe das Problem, dass dieser ab ca 3,6v einen immer größeren Zellendrift entwickelt. Bis zum Entladeschluss bei 3.0v sind es teils 0.25v Differenz zwischen den Blöcken.
Auffällig ist dabei, dass immer die Reihe 1 und 7 die Differenz gegenüber der inneren Reihen aufweist. Sprich 2-6 haben eine ähnliche Spannung und 1+7 haben eine ähnliche Spannung. Ohne Last erholt sich der Zelldrift ein wenig, aber nicht so das es mich in Ruhe lässt.
Der LiIon wurde bereits vollständig auseinandergebaut, die Zellen umsortiert und wieder zusammengebaut. Das Problem betrifft weiterhin Reihe 1 und 7.
Ist kein BMS verbaut. Wird über ein 7s Balance Stecker mit dem ISDT K4 jeweils beim Vollladen gebalanced. Zellen haben nach Ladeschluss auch alle genau 4,1v.
Trotz des fehlenden BMS dürfte der LiIon aber doch nicht so einen hohen Zellendrift über die Entladung aufbauen oder?
Das ist Kapazitätsunterschied, keine Drift. Am einfachsten den fraglichen Blöcken noch kleinere Zellen parallel schalten, oder so laufen lassen.
Update: ups, habe nächste Posts nicht gesehen.
Nein. Damit hat ein bms nichts zu tun. Irgendein Trick bei Aufbau oder verdrahtung.
Poste mal bilder der Verdrahtung mit den Anschlüssen.
Und entlade mal mit nur 3 A. Gleiches Problem?
bei 10% Restkapazität ist man im steilen Teil der Li-Ion Entladekurve, das wirkt wie ein Vergrößerungsglas für Ladungsunterschiede, nicht überbewerten. Jetzt kommt der interessante Teil,
wenn man davon ausgeht, dass
die Zellen identisch sind (Tausch hat das verifiziert)
der Lade-/Entladestrom durch alle Zellen (Zellblöcke) gleich durch fließen muss
bleibt eigentlich nur noch der Balancer als Erklärung. Was unterscheidet Block 1 und 7 von den anderen? Ein fettes Anschlusskabel an einem Pol mit niedrigem Innenwiderstand. Die anderen haben Nickelverbinder zwischen den Blöcken mit vermutlich höherem Spannungsabfall. Wie misst du beim Einsatz, kann das K4 auch dabei die Zellspannungen messen? Balanciert es dabei auch oder nur beim Laden?
Ist der Balancierstrom einstellbar? Dann nimm mal den Minimalwert und prüf ob das etwas ändert. Ansonsten mal bei hohem Ladestrom den Spannungsabfall der Nickelverbinder messen, also Pluspol Zelle 1 zu Minuspol Zelle 2 u.s.w., jeweils direkt an der Zelle, so dass man die Schweißverbindungen mitmisst. Das Multimeter wird ein paar mV anzeigen.
@carolus Das hatte ich zuerst vermutet. Einen Kapazitätsunterschied kann ich jedoch durch den Austausch der Blöcke ausschließen. Bilder poste ich heute Nachmittag mal, den Akku mit 3a zu entladen dauert Ewigkeiten bei meiner Nutzung
@carbo Den Balancer hatte ich auch schon im Verdacht und bin ebenso zu dem Schluss gekommen, dass es irgendwas mit dem Kabel zu tun haben sollte. Wie du schon schreibst, sind die fetten AWG10 Anschlusskabel nahe den Balancekabeln der Reihe 1 & 7, während die anderen weit davon entfernt sind.
Beim Entladen messe ich mit einem ISDT Batterie Checker am Balancer.
Mit dem K4 wird der Akku ja nur geladen und gebalanced. Balance Strom sind 1,5a, ändert aber auch nichts da alle Zellen im vollgeladenen Zustand bei 4,1v sind.
Ebenso kann ich nachtragen, dass die Drift unterhalb von voll technisch vollkommen Wurscht ist. Allenfalls ein Schönheitsfehler. Wenns Kapazität wäre, ein Verlust von ausnutzbarer Kapazität.
20 Stunden. Nachmittags anschließen, morgens nachsehen. Und wenn du ein bms hättest, wäre das auch ungefährlich.
Einfach mal gute Bilder. Am liebsten auch Ausschnitte, wo die position der Anschlüsse der Leistungskabel zu sehen ist.
Das rettet deinen Akku nicht, wenn du mal nicht aufpasst. Wenn es dir eine Zellgruppe umdreht oder unter 0,5 V bringt, ist schluss mit lustig. Vor allem wenn du es nicht bemerkt hast.
@carolus Bei Voll gibt es wie gesagt kein Drift, erst beim Entladen. Das K4 schafft maximal 1,6a Entladen glaube ich. Aber werde ich testen. Bilder kommen heute Nachmittag, ich bin gerade unterwegs.
Die Ladegeräte zum Feldladen haben alle eine Schlussspannung eingestellt. Die bringt mir aber nichts, wenn Reihe 1 2,9v hat während Reihe 2-6 noch bei 3,15v sind. Genau deswegen versuche ich das Problem ja zu lösen.
Nachtrag: Ein BMS wäre natürlich der nächste Schritt. Aber auch das Schützt nur vor dem Problem und löst es ja erstmal nicht
Na klar. Ich wollte mir einen Ausweg offenlassen, wenn meine Hauptvermutung falsch ist.
Aber bitteschön:
Es geht um die Stromverteilung ab deinem Anschlusskabel. @Carbo hat das oben auch angedeutet.
Ich sehe das aber nicht beim balancieren, sondern beim Entladen.
Soo hier einmal die Bilder, bitte steinigt mich nicht
Edit: Der Akku ist gerade voll geladen. Sowohl die Messung über den Balancer Stecker als auch die Messung am Nickel direkt bestätigt, dass alle Zellen 4,1v haben. Das Problem besteht also ausschließlich beim entladen.
Edit 2: Ohne Last gemessen mit dem Multi (an Balancer und Nickel die gleichen Werte): 4,105 / 4,121 / 4,121 / 4,124 / 4,111 / 4,117 / 4,110
Miss doch mal die Ruhespannung der Zellenblöcke ohne Last im entladenen Zustand. Bleibt die Differenz dann erhalten?
Es ist oft so, dass genau die Endblöcke mit den dicken Lastleitungen auffällig sind. Habe ich auch schon bei vielen alten ebike-Akkus gesehen. Evtl. bekommt der Balancer auch verfälschte Werte dadurch?
Ich hab kaum Ahnung von der Materie, aber vielleicht bringt die Idee ja doch was: Kann es ggf. an Temperaturunterschieden liegen? Die äußeren Zellen tendenziell kühler als die inneren, was immer das zur Folge hat? Haben die Zellen am Rand jeder 9er Reihe ggf. auch einen anderen Zustand nach dem Entladen als die in der Mitte? Ggf. ne Thermokamera, um da mal drauf zu schaun, wie es sich mit den Temperaturen verhält?
@paddy72 Die Differenz bleibt großteils erhalten. Dann werden aus 0,25v vielleicht 0,2v. Aber gemessen über den Balancer. Ich entlade den Akku mal und messe über das Nickel selbst. Ich habe die Balance Leitung bewusst mit etwas Abstand angebracht, in der Hoffnung dieses Problem nicht zu haben
@jensdecker Die Vermutung hatte ich ebenso schon, allerdings müsste das Verhalten dann ohne das Gehäuse deutlich besser sein, da die Zellen dann mehr Kühlung bekommen. Bleibt aber alles beim alten.
Das ist ein guter Punkt von Carlos und vermutlich das Hauptproblem!
Die Lastleitungen sollten zu allen Randzellen mit gleichem Querschnitt und Abstand verbunden sein, so dass sich überall der gleiche Leitungswiderstand ergibt. Durch die direkte Nähe der Randzellen zu den Lastleitungen ist hier der Widerstand am geringsten und deswegen werden sie am stärksten entladen. Stimmt zwar nicht ganz, weil der Strom ja duch alle Zellpakete muß, aber bei den anderen fällt halt mehr Spannung auf den Leitungen ab. Und deswegen mißt der Balancer falsch.
