Andy vom Youtube-Kanal Offgrid Garage erzählt uns seit langer Zeit, dass es ungut ist, einen Active Balancer dauerhaft verbunden/aktiv zu lassen.
Die Firma Gobel Power vertickt große 15kWh Batterie-Packs mit PaceBMS und separatem Heltec 5A Active Balancer.
Ich hab zwei solcher Packs und sehe keine Probleme mit dem Active Balancer der dauerhaft aktiv ist. Ich hab bei Andy nachgefragt woran er das fest macht und ob er das nicht mal im Detail testen kann. Er hat dann extra wegen meiner Kommentare eine kleine Videoreihe begonnen: https://www.youtube.com/watch?v=PtWVDVF80Pc (der von der er im Video spricht bin ich ).
Andy argumentiert, der Balancer würde auch in "flat curve", also da wo die Spannungskurve eher flach ist, balanced und damit das Top-Balancing versaut. Hat einer von euch da Expertise und kann das technisch erklären?
Ich bin bis dato der Meinung: Der Balancer gleicht Spannungsunterschiede aus, indem er Ladung in mAh von Zelle A auf Zelle B verschiebt bis die Zellen ausgeglichen sind was deren Spannung angeht.
Sollte es da nicht egal sein wann das passiert?
Ich hab die serielle Schnittstelle des Pace BMS der Batterien mit NodeRed verbunden und da eine Zeit lang die Abweichung der Zellspannungen beobachtet. Ich sehe im unter 20A Last Bereich eine Abweichung von unter 10mV. Bei rund 50A geht Richtung 30mV und in extremfällen wenn ich mal mit 200A pro Pack lade oder entlade, dann geht's auch mal Richtung 50mV.
Aber sobald der Strom-Stress wieder zurück geht, legt sich das wieder und binnen weniger Minuten sind wieder <10mV, meist 1-3mV eingestellt.
Mittlerweile, weil ich einfach sehen will wie sich die Zahlen zueinander verhalten (Spannung des Packs, Spannungen der Zellen, Ströme, SOC, ...) hab ich angefangen alle Daten beider Packs im Sekundentakt aufzuzeichnen und via InfluxDB aufzuschreiben und mit Grafana zu visualisieren.
Ich kann mir nach wie vor keinen Reim drauf machen wie der Balancer das Top Balancing verhunzen soll... Denn was macht denn der Balancer: Er gleich die Spannungen der Zellen aus. Und das macht er auch im oberen Volt-Bereich der Zellen.
Ein Argument das ich im Grunde verstehe ich folgendes: Wenn ich mit 100 oder 200A Lade/Entlade, dann ist das sooo viel, dass der Balancer mit seinen 5A nicht mehr hinterher kommt. ABER ich kann das bei mir nicht beobachten. Entweder hab ich verdammt gute Zellen, oder ich mach was falsch, oder die Fraktion "Dauerhaft Balancen ist böhse" liegt falsch.
Das einzige das ich mit zwei Packs bisher beobachten kann: Die zwei Packs laufen hinsichtlich Kapazität nicht immer 100% synchron. Aber die treffen sich eigentlich bei 100% SOC wieder, bzw. gleichen sich da wieder aneinander an. Ich muss dazu sagen: Die Packs haben ein Altersunterschied von rund 7-8 Monaten zueinander.
Aber im Endeffekt hat das nix mit dem Balancer innerhalb eines Packs zu tun.
So, wie sind eure Erfahrungen?
Gruß
Nuja, anhand der Spannung im flachen Bereich der Kurve kann man leider keine wirkliche Aussage über den Ladezustand der Zellen machen (also nur weil die Spannung in Zelle A > Zelle B ist, muss das gleiche aber nicht für den Ladestand gelten), daher ist es eher kontraproduktiv Ladungen hin und her zu schieben im Spannungsbereich < 3,45V.
Wie gut oder schlecht dein TopBalancing ist, sieht man eigentlich erst ab > 55,2V Packspannung.. bzw. wenn die ersten Zellen über 3,45V gehen.
PS: Ich selbst nutze neben dem Seplos BMS den NEEY-- eingestellt auf 2A - er startet ab einer Differenz von 5mV ab einer Zellspannung von 3,45V-- abschalten tut er bei mir aktuell glaube bei 3,37V - Das Balancing dauert dann so max 15min bei einer Packspannung von 55,2 bis wieder eine Zelldifferenz von <= 5mV erreicht ist. Ich denke mal alles gut--
Meiner Ansicht nach hätte Gobel gut daran getan den NEEY als Standard zu verbauen.. ist am Ende aber wohl eine Kostenfrage gewesen.
Edit: ich bin auf jeden Fall gespannt auf das Ergebnis, was Andy nach seinen Tests präsentieren wird.
Das Video wollte ich auch schon verlinken da ich mit @Carolus erst letztens erst eine ausführliche Unterhaltung darüber hatte. Weil es aber erst der erste Teil ist wollte ich noch warten...ich bin gespannt was rauskommt und auch der Meinung das es funktionieren kann. Und offenbar sogar bei zumindest einem hier im Forum bereits auch funktioniert. Das was @mdkeil beschreibt ist halt der Standart wie es überall steht, aber anders versucht hat es halt fast keiner ?. Die Test Methode von Andy ist aber ausbaufähig und finde ich nicht sehr Aussagekräftig egal was dabei raus kommt. Man sollte mMn schon eine Disbalance mit rein bringen und dann das ganze einmal mit Balancer immer an und einmal ab 3,45V.
Falls es interessiert, hier die Theorie und Unterhaltung darüber, und auch wenn es ursprünglich um LTO gehen sollte steht da mMn alles dazu drin:
(einfach weiter lesen bis zur letzten Seite, es haben nur Carolus und ich darüber diskutiert)
Hab das Video gestern erst gesehen und bei mir sowieso alles wegen Ihm so eingestellt wie es jetzt ist und bin gespannt, da der kommende Winter der erste mit Akku wird, wie es läuft.
Deine Auswertung ist natürlich ein Segen für diese "Forschung" und ich bin gespannt, wie es sich bei dir im und nach dem kommenden Winter verhält und ob es dann z.b. bei den ersten 100% Ladungen nächstes Jahr "Probleme" gibt oder nicht. Ich denke nicht, dass sich vorher Anzeichen ergeben werden.
Bitte die Aufzeichnung unbedingt so beibehalten und uns hier darüber infrmieren, wenn das ok für dich ist.
Der interessante Aspekt ist ja: Der Balancer ist permanent verbunden. Er er balanced nur dann, wenn es etwas zu balancen gibt. Ist ja nicht gesagt dass er im flachen Teil der Kurve permanent große Mengen umherschiebt...
Mehr als 3,45V und 55,2V brauch ich mit meiner Batterie nicht. Ist auch der Wert den Andy oft und lange gepredigt hat. Und diese Tests macht er dann mit 58V?! Versteh ich nicht warum.
Mit meiner feinauflösenden Aufzeichung und visualisierung mit Grafana seh ich mehr und mehr Zusammenhänge. Auch nett ist ein Histogramm der letzten 12 Stunden bzgl. der Abweichungen:
P1 ist die neuere Batterie, P2 die, die schon 8 Monate bei mir läuft.
Daraus schließe ich unter anderem: Es gibt nicht soooo oft sooo viel zu balancen. Die größe Imbalance hat er, wenn er kurz vor "voll" ist. Da ist der Drift zwischen den Zellen am größten. Aber der Balancer schiebt da die Werte schnell wieder auf das richtige Niveau.
Was mir immer noch keiner erklären kann bzw. konnte: WIE und WO würde ich denn das von Andy prohezeite Verhalten bzgl. dem Ungleichgewicht sehen? Der Balancer eliminiert ja schnell wieder jedes Ungleichgewicht. Oder gibt es echt Fälle wo die Zellspannungsabweicung mehr als sagen wir 50mV ist und der Balancer das nicht in den Griff bekommt?! Bei mir konnte ich das jedenfalls noch nicht beobachten.
Werde, jetzt wo ich so präzise Werte aufzeichne, die Tage mal ganz genau auf den "flachen Teil der Spannungskurve" achten und da die Abweichungen kurz vorher, währenddessen und kurz danach beobachten.
Da hab ich (mit Balancer) um die 20mV. Schätze nicht, dass ich da noch viel weiter runter komme. Mehr als 55,2V bzw. 3.45V muss bei mir auch nicht sein. Will ja nicht das allerletzte Quäntchen Leistung rausquetschen. Mit rund 30kWh Gesamtkapazität ist es fast egal ob ich 2-3kWh mehr oder weniger hab.
Aber unterm Strich sagt du: Solange ich nicht mehr als 55,2V bzw. 3,45V einstelle, werde ich das von Andy prohezeite Verhalten nicht sehen?
Das hat mir jetzt keine Ruhe gelassen und ich hab weiter gesucht. Bin dann auf dieses Video von Andy gestoßen: https://www.youtube.com/watch?v=KlFiftghghI
Bei min 9:30 hat er den Vergleich:
Drei Batteriebänke. Links und rechts mit Active Balancer 24x7, und in der Mitte ohne.
Links rund 30-40mV, in der Mitte rund 11mV und rechts über 160mV.
Klar, der 160mV Wert ist indiskutabel. Den kann ich nicht reproduzieren. Links mit 30-40mV... Ja, das bekomm ich auch hin.
Und in der Mitte mit 11mV... Das ist schon krass wenig.
Und jetzt kommt das ABER:
Sind denn 30-40mV "tragisch"? Ich meine, was wollen wir von so einer Batterie:
Ich bekomm die angegebene Kapazität raus wie ich es brauche und haben will
die Zellen driften nicht arg ab und es ist sicher und langlebig die Batterie so zu benutzen.
Spätestens wenn der Ladestrom wieder abfällt kommt der Balancer und gleicht das wieder aus auf <10mV.
Mal noch was anderes: Selbst zwischen meinen zwei identischen Batterien mit dem selben Balancer gibt es sichtbare Unterschiede. Die laufen nicht 100,00% synchron. In einem Paper von Texas Instruments hab ich gelesen, dass schon ein anderer Batch der Batterieproduktion 15% Abweichung in Sachen Impedanz und Lade/Entladeverhalten liefern kann.
Hab mal mit Pylontech Batterien (hab da zwei im Zugriff) vergleichen: Da sehe ich Abweichungen von 20-30mV wenn sie voll sind.
Die sind zu tausenden im Einsatz. Und sind sicher nicht spürbar schlechter oder viel besser ...
Mich beschleicht das Gefühl, dass wir Nerds hier, die sich mit den ganzen Details befassen, hier versuchen auf die x-te Nachkommestelle zu optimieren... Was aber im Endeffekt so gut wie nix bis überhaupt nix bringt.
Täusche ich mich da etwa?
[Update]
Hat mal einer drüber nachgedacht es es für Messequipment und Finanziellen Aufwand braucht um auf 50mV (und weniger) genau zu messen?
Bei 3,4Volt mal 50mV in der Messung daneben zu liegen... Mit einem "massenprodzierten BMS" und teils unterschiedlich langen Kabeln die zur Batterie gehen. Und seit den neueren Gobel-Batterien ist da auch nochmal eine weitere Steckverbindung zwischen BMS und Batterien... Also ich weiß nicht.... Aktuell tippe ich mal drauf dass alles unter 50mV absolut unkritisch ist?! Oder kann jemand anderes belegen?
Bei dir scheint auch alles soweit in Ordnung zu sein.. aufgrund dessen, dass der Balancer glaube mit bis zu 5A schiebt, kann er auch größere - gffs auch durch ihn selbst erzeugte Abweichungen - schnell wieder ausgleichen. Dadurch, dass wir die Batterien eigentlich auch ständig laden und entladen und das mit sehr unterschiedlichen Leistungen, ist glaube die Chance durch einen 24/7 aktiven Balancer das Balanceing extrem zu verschlechtern bestimmt eher gering.. anders würde es ggfs aussehen, wenn die Batterien einfach nur auf idle rumstehen und munter gebalanced wird, wobei ja nicht auszuschließen ist, dass der Balancer auch erst ab einer bestimmten Abweichung überhaupt was macht. Am Ende kann es auch einfach wieder eine Grundsatzfrage sein, genau wie die Sache mit dem Verspannen der Zellen..
Was man durch das Top-Balanceing vermeiden möchte, dass die Zellen bereits zum Ende des linearen Teils der Ladekurve, stark und schnell auseinanderlaufen.. das würde sich dann ja ab 3,4V+ einstellen-- Solange man die Absorption-Phase (bei vielen um 55,2V) relativ kurz halten kann, sprich der Balancer es ausgleichen kann, ist eh alles in Ordnung, da wir dann ja schon von ~98% SOC sprechen.. Aber ja, das profezeite Verhalten wird bei 3,45V/55,2V meiner Ansicht nach nicht zeigen.. denke, wenn dann eher so ab 3,50V+
Bei 3,4V kann eine Zelle zwischen 73% u. 95% SOC liegen.
Daher macht Balancen erst Sinn, wenn man in der steilen Spannungskurve ist.
Wenn du unterhalb der steilen Spannungskurve balanced, dann kannst du deine Zellen weiter auseinder bringen. Daher muss der Balancer unterhalb 3,45V deaktiviert werden.
ich habe hier etwas mitgelesen und hätte da eine Frage bezgl. des Neey.
Seit ein paar Tagen werkelt ein Neey 4A bei meinem Selbstbau 12s Lionen Akku (max.49,3 V).
Habe den bei Ali über Hankzor bestellt, nach einer Woche bekommen und verbaut.
Bei der Inbetriebnahme ist mir aufgefallen, dass das Teil nicht piepst, sondern nur die rote und blaue LED blinkt.
Über die App zugegriffen, den Neey eingestellt und LED sprang auf grün und das Teil arbeitete. Nur gepiepst hat er bis heute noch nie, obwohl in der App aktiviert.
Das nächste wäre eben, wenn sich die Zellen innerhalb der eingestellten Range befinden, bei mir difVol 0,015, sollte das Balancing doch erst bei einem Drift von 0,015 los gehen, dann aber darunter stoppen, oder?
Würdet ihr das bei Hankzor reklamieren?
Ich hänge zwei Screenshots mit an, vielleicht könntet ihr mir da mal drüber schauen.
Gobel verkauft seine Batterien mit einer Default-Pack-Spannung von 55,2V. Und mittlerweile eben auch mit dem Active Balancer.
Deiner Aussage nach, bräuchte es überhaupt keinen Balancer, da ja bis 3,449999V der Balancer eh ausbleiben muss und laut Gobel-Einstellung die Batterie nur bis 3,45V aufgeladen wird.
Ich bleib dabei: Für Otto-Normal-Batteriebenutzer der nur bis 55,2V bzw. 3.45V geht spielt das alles keine Rolle und der Balancer macht nichts wirklich schlechter. Ob er es soooo viel besser macht... Wer weiß.
Hab ich Netz mal allgemein dazu gegoogelt. Unter anderen hab ich Abhandlungen bzw. wissenschaftliche Arbeiten von Texas Instruments gefunden. Da stand bei keinem, dass erst ab Spannung XYZ der Baöancer laufen muss.
TI hat auch fertige ICs für das Cell-Balancing. In deren Datenblatt hab ich auch nix gefunden. Scheint kein großes Thema zu sein. Wäre auch etwas unwahrscheinlich dass ein Australischer Youtuber da nun DIE Wahrheit entdeckt hat und alle andere nix davon wissen
Ich will gar nicht behaupten dass bei >3,45V da nix passiert. Ich hab nur meine Zweifel das das bei einer "konservativen Batterie/BMS Einstellung" eine Rolle spielt.
Ach ja: Eins noch: Wenn ich das bei Andy in den Videos richtig gesehen habe, hat er, als die Batterie bei 58V war und "unbalanced" Erscheinungen hatte, den Balancer aktiviert hat und gewartet hat bis sie wieder "top balanced" war. Hätte man da nicht einfach den Balancer dran lassen können? Früher oder später wäre ja wieder alles ausgeglichen. Der Balancer braucht halt etwas Zeit. Wenn man die ihm nicht gibt: Blöde Sache.
Wenn du einen 16S Akku hast, dann werden deine Zellen immer eine Drift haben wenn sie in die Steile Ladekurve kommen, weil eine Zelle immer die Erste ist, die voll wird.
Und die wird dann über die 3,45V gehen, weil andere erst bei 3,43V sind oder weniger.
Das ist auch garkein Problem. Alles muss aufs Millivolt gleich sein ist eine verschlimmbesserung von Ahnungslosen.
Du liest viel, ab leider versuchst dunicht energisch genug, das Problem selbst zu verstehen. Man hat dir die richtigen Denkanstöße gegeben:
Unterhalb von 3,4 V sagt die Spannung nichts über den Ladezustand aus. Was soll ein balancer denn da richtiges machen?
Aber die Spannung der Zellen verändert sich z.b durch fließenden Strom. Um bis zum hundertfachen der der Differenz, auf die der Balancer anspricht.
Wenn es also kleinster Differenzen der zell innenwiderstände oder Verbindungswiderstände gibt, reagiert der balancer. Wegen des Stroms. Wie soll das richtig sein?
Also geht top balancen nur bei niedrigem Strom und nicht unter 3,4 V.
von 280AH Lifepo4 Bänken (EVE) mit vorangegangenem Top Balancing. SOC= 100%.
Wenn man einen immer angeschlossenen AKTIVEN BALANCER (5A Heltec) nur Zeit genug lässt (!!!! - Unordnung zu schaffen)betragen die Ungleichgewichte der Zell-Ladung im linearen Teil zwischen den unteren und dem oberen Knie nach 4 Wochen bei meinen Bänken bis zu 4,5 AH - ca 2%.. Das nächste Top Balancing wird so zur Herausforderung.
Die Spannungen bleiben während dieser Zeit im linearen Teil natürlich immer wunderbar exakt gleich.
Hintergrund:
- Der SOC (die AH) der einzelnen Zellen hat-wie von den Vorredner gesagt - im linearen Teil absolut nichts mit der Spannung zu tun . Dito umgekehrt: die Spannung......
Ergänzen möchte ich hier meine neue Erkenntnis, dass die Ruhespannungen - also wenn die LFT Bank tagelang weder lädt noch entlädt - weit auseinander laufen können. Hier bilden sich u.U. ganz unterschiedliche Oberflächenspannungen und der Heltec arbeitet und arbeitet..wenn man ihn lässt.
Übersicht Aktiver Balancer immer an oder nur im oberen (oder unteren) Knie:
1. Immer an und Betrieb nur im Linearen Teil: Nachteil: eingeschränkte Akku Kapazität durch Ladungsunterschiede. Kein Ausradieren des Quasi Memory Effektes.
2. Vermeidung der Nachteile von 1. wenn der Aktive Balancer nur oben angeschaltet wird. (Die Hersteller haben jetzt reagiert)
Ps: Ein 5A Heltec schaufelt nicht Ladung von der vollsten Zelle zur tiefsten sondern bearbeitet alle Zellen gleichzeitig.
(16 Caps werden mit den jeweiligen Zellspannungen geladen - dann alle miteinander kurzgeschlossen - dieser Mittelwert wird darauf an alle 16 Zellen zurückgeschickt. Alles mit hoher Frequenz: Schalter auf - Schalter zu usw). Jegliche Aussi Strommessversuche an nur einer Leitung sind da nicht zielführend 😀 Es fließen Gleichstrompakete mit hoher Frequenz auf allen 16 Leitungen dieses aktiven Balancers.
Dass mir Kapazität beim Entladen dadurch fehlt, kann ich nicht beobachten. Werde das aber im Auge behalten.
[Update]
Ein paar Anmerkungen:
Ladespannungen >3,45V sind mir Schnuppe. Ich hör bei 3,45V auf zu laden. Mir reicht das, mehr brauch ich nicht. Schafft auch ausreichend "Reserven" für ein langes Batterieleben. Und die zur Verfügung stehende Kapazität von 280Ah bzw. rund 15kWh pro Batteriepack kommt da auch recht gut hin. Hab noch keinen präzisen Kapazitätstest gemacht. Interessiert mich auch wenig ob ich 14,6 oder 15kWh raus bekomme. Solange es keine 13 und weniger sind, reicht mir das. Da ich zwei Batteriepacks habe, sind es also knapp 30kWh...
Top Balancing: Interessiert mich wenig. Ich hab den Balancer damals als Option mit dazu gebucht (gibts die Gobel Batterie überhaupt noch ohne??), weil ich wusste dass er Balancer im BMS alleine ein bisschen "lächerlich" ist. Aufpreis war marginal. Der Balancer soll einfach dafür sorgen, dass keine Zelle abhaut. Ob das im vollen Zustand der Batterie (=55,2V mit reingepumpten 280Ah) dann nicht mehr 100,00% top-balanced ist: Ist mir Schnuppe. Mir ist wichtig dass die Zellen nicht davon laufen. Ob da bei 3,45V oder bei 2,5V oder irgendwo dazwischen der Balancer eingreift und ausgleicht: Ist mir Schnuppe. Ziel ist dass auf Dauer keine Zelle davon läuft und es irgendwie "gefährlich wird". Und das funktioniert in genau diesem Modus seit 8 Monaten. Mit kleinen als auch großen Lade/Entladeströmen (mein BMS packt immerhin 200A (und ich hab zwei Batterien, also zusammen theoretische 400A) und meine PV Anlage kann bis fast 280A liefern, Und WR können bis 210Ah abrufen) ohne dass ich krasse Abweichungen habe.
Ergo hat der Balancer für meinen Anwendungszweck sein Ziel erfüllt. Und er darf auch dauerhaft an bleiben. Bis auf weiteres. Solange sich nichts an der Datenlage ändert. Einen krassen Zelldrift der sich über die Zeit verschlimmert kann ich zumindest bei mir mit meinen zwei Packs nicht feststellen. Schon gar nicht in der Größenordnung wie es unser Wahl-Australier im Extremfall darstellt... nach nur wenigen Tagen. 30mV Abweichung sind finde ich "verschmerzbar" während die Batterie auf die letzten %te vollgepumpt wird. Es erholt sich bei mir immer wieder. Von daher, kann ich damit leben und sehe keine Nachteile in meinem Kontext durch den permanent eingeschalteten Balancer.
Wer über 3,45V hinaus geht, für den wird's vielleicht eher kritisch und da glaub ich auch, dass der Balancer an seine Grenzen stoßen wird und der Zelldrift spürbar wird. Aber bei mir mit meinen Zahlen und Werten ist das halt nicht so.
Danke fürs zeigen ? ... und ja laden über 3,45V ist unnötig, ich lade sogar nur bis 3,425V und habe die volle Kapazität zur Verfügung. Wenn mein Akku in der CV-Phase ist habe ich sogar 70mv Zellendrift... dann so 5-12mv schwankend je nach Strom auch mal über 20mv... dann wider lange Zeit maximal 5mv. Völlig unauffällig also, und auch wurscht ob im Betrieb nun 5mv oder 20mv da der Strom dir die genaue Anzeige eh versaut. Solange keine Zelle gegen Ladeschluss in die OVP vom BMS läuft (bei mir 3,55V) ist für mich alles im grünen Bereich. Mich würde es auch wundern wenn Gobel sich den Schuh anzieht und seine Akkupacks mit dauerhaft aktiven Balancer verkauft, am Ende das ganze aber garnicht funktioniert. Die werden das getestet haben und wissen genau das wenn man nur bis 3,45V/Zelle lädt, der Balancer immer aktiv sein kann. Noch dazu der Vorteil das es schonend für die Zellen ist.
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