Beunruhigende Nachrichten, explodierende Stromspeicher! - Allgemeine Diskussion

Akku, BMS und Ladegeräte Defekte, Schäden, Ausfälle
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Schwierig hier für mich die richtigen Worte zu finden. Erstmal herzlichen Dank fürs Teilen dieser Beschreibung - und natürlich gute Besserung an dich. Ihr hattet wirklich extremes Glück, dass hier nichts Schlimmeres passiert ist. An den Spekulationen würde ich mich an deiner Stelle auch nicht beteiligen, aber auf Gefahren hinzuweisen, finde ich sehr wichtig und dein Fall regt sicherlich so manchen zum Nachdenken an. Ich versuche, was mir so an Infos zusammentrage, mit entsprechenden wissenschaftlichen Artikeln bzw. Fachartikeln zu hinterlegen.

Wenn Lithium(ionen etc...) mit Wasser reagiert, dürfte das relativ schnell und heftig reagieren / knallen. Vermutlich - wird man das nicht über längeren Zeitraum beobachten können, wie du hier beschreibst. Beim Thermal Runaway hingegen entsteht ein Gas aus ca. 30% H2, und etwa 50-60% CO2 + CO sowie diverse andere, teils sehr toxische Stoffe (siehe angehängte Studie). Explosionsfähig ist Wasserstoff in einem Mischungsverhältnis ab ca. 18% H2 in Luft - daher muss sich dieses Gas erst verdünnen. Grund ist, dass beim direkten Austritt keine Luft vorhanden ist, sondern vielmehr CO2 was erstmal eine "Reaktion verhindert". Daher, das ausströmende Gas muss sich verteilen bzw. verdünnen, bevor es zur Explosion kommen kann. Für mich war das bisher aber schwer vorstellbar, auch weil ich mir denke, dass es dann ganz andere Sicherheitsmaßnahmen / Empfehlungen geben müsste. Zudem erschien es mir (siehe Mengen an Gas, die bei einem Akku mit bestimmter Leistung entstehen) unwahrscheinlich, dass einzelne ablassende Zellen so etwas auslösen können.

Als Fazit für mich ziehe ich, dass H2 als Zersetzungsprodukt beim Thermal Runaway als auch bei der Reaktion diversen Bestandteilen der Akkus mit Wasser entstehen kann. In beiden Fällen kann es zu explosionsfähigen Gemischen kommen. Das mit dem Bodenablauf ist bei dir wohl kein Thema, ich würde aber empfehlen, solche Dinge auch im Auge zu behalten, wenn es um den Aufstellungsort der LifePo4 geht. (In vielen Kellern - auch in Neubauten - ist z.B. im Waschraum ein Bodenablauf). Und Fachartikel, wo vor Wasser in Kombination mit LifePo4 (bzw. Lithium Batterien allgemein) gewarnt wird, gibt es bzw. habe ich bereits verlinkt.

Bzgl. Thermal Runaway - und hier möchte ich betonen (was ich bereits früher angemerkt habe, daher kein Bezug zu einem Fall), dass ich dringend empfehle, die Steuerungen bzw. Scripte zu überdenken, mit denen das (China) BMS die Regelung vollständig übernimmt. Das BMS liefert zum einen Angaben zur Spannung (übernimmt die Laderegelung) und sichert gleichzeitig die Zellen (z.B. gegen Überspannung). Passt da etwas - z.B. wenn das BMS nur falsch kalibriert ist - kann das fatale Folgen haben. (Deswegen bin ich zurück zum Victron Shunt und nehme das BMS nur zur internen Überwachung).

Thermal-runaway_experiments_on_consumer_Li-ion_bat.pdf (1.22 MB)

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Moin Moin....

Nachdem Basti hier ja einiges richtig gestellt hat und auch der Brandgutachter scheinbar den thermalen Runaway ins Spiel bringt kann man doch ganz anders diskutieren.

Bei Basti seiner Nennung der Ölheizung, ist mir automatisch so ein Geruch in die Nase gestiegen. Ich habe da so ein paar Erfahrungen, sicherlich 30 Jahre alt, aber ich denke nicht völlig überholt. Oft entstehen beim Filterwechsel oder Wartungsarbeiten so kleine "kleckereien" ,die oft über Monate ausgasen und zu dem typischen Ölheizungsgeruch führen. Ohne Spekulationen anheizen zu wollen mal eine Frage an die Chemiker und Verfahrenstechniker hier.

Könnte so eine Kombination der Kohlenwasserstoffegase in Verbindung mit dem H2 des Runaway die extreme Explosion erklären. "Basti ich will dir keinen unsauberen Keller unterstellen!!!!!!"

Ein anderer Gedanke ist. Sollten wir nicht lieber anstatt über wilde Lüfter und Warnkonstruktionen nachzudenken uns Gedanken darum machen wie wir einen Runaway verhindern????? Nach allem was ich über das Thema gelesen habe, wird soetwas durch hohe Ströme, Spannungen oder Überladung ausgelöst. Korrigiert mich gerne. Aber dann wäre es doch dringend nötig uns mal Gedanken zu machen mit welchem Strömen (0.5c oder sogar 1c) wir arbeiten oder wie weit wir an die Max Spannungen 3.6-3,65 V rangehen nur um die letzten 3% Kapazität noch rauszukitzeln? In welcher Zeit regeln BMS und Wechselrichter oder Laderegler wirklich runter oder liegt bei extrem schwankenden PV Leistungen nicht immer mal eine latend höhere Spannung an. Ich persönlich bin immer sehr konservativ mit meinen Einstellungen umgegangen aber habe heute morgen alles nochmal etwas nach unten korrigiert. Leider lese ich aber oft etwas anderes.

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Willkommen bei den wilden Spekulationen und beim Kaffeesatzlesen (oder soll ich Ölsatz schreiben?). Sorry aber der musste nach deiner Eingangskritik sein ?

Ja den Gedanken nach dem Betriebszustand der Anlage zum Unfallzeitpunkt hatten sich schon mehr, deswegen warten wir mal auf die Daten aus dem VRM. Zumindest zur Gesamtspannung und Strom (auch C Raten) sollte uns das etwas Aufschluss bringen. Sofern das BMS mit dem Cerbo kommunikativ verbunden war, sogar etwas mehr Informationen zur minimalen und maximalen Zellspannung und Temperatur.

Sofern sich retrospektiv noch eine ursächlicher Betriebszustand finden lässt, dann können wir uns auch konkrete Gedanken machen wie er verhindert werden kann. Da bin ich voll bei dir, ich fokussiere auch immer lieber die Ursache als das Symptom zu bekämpfen (Rauch).

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@Rolli84. Was du bezüglich der Verbindung BMS Laderegler geschrieben hast, finde ich gut und ganz ganz wichtig.

Ich will versuchen das mal etwas zu verdeutlichen. Bei allen Prüfungen zum Beispiel im Finanzwesen gilt immer das 4 Augen Prinzip. Auch bei sonstigen Sicherheitsrelevanten Systemen wird immer nochmal extern geprüft. Auch in der seriösen Wissenschaft wird eine neue Erkenntnis eigentlich erst veröffentlicht wenn sie extern bestätigt wurde.

Bei all diesen Geschichten hilft es nicht, wenn einer vom anderen, wie soll ich es jetzt nennen??? "ABSCHREIBT" . Nur bei unseren PV Speichersystemen fördern wir es noch. Anstatt uns eine zweite externe "Instanz " zu schaffen

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Bezüglich Thermal Runaway und zeitlicher Verlauf bei LiFePo4 habe ich das hier gefunden => Radware Bot Manager Captcha

Kannst du das mal näher erklären ? Dass eine BMS Fehlfunktion (einzelne Zelle wird überladen) zum thermischen Durchgehen führen kann verstehe ich. Diese Einzelzellüberwachung muss aber doch so oder so das BMS übernehmen. Ich habe auch Victron Multiplus und ein Seplos BMS. Das Seplos BMS überwacht ja sowohl die einzelnen Zellspannungen als auch die 16S-Gesamtspannung. Wo setzt du einen Victron Shunt rein und was macht der ?

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@Baxter Jupp den hatte ich wohl verdient. Aber trotzdem finde ich die Diskussion hier eine andere als gestern. Ich habe auch ganz bewusst eine Frage gestellt und nicht spekuliert. Aber sei es drum

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[quote data-userid="13545" data-postid="160879"]
Ein anderer Gedanke ist. Sollten wir nicht lieber anstatt über wilde Lüfter und Warnkonstruktionen nachzudenken uns Gedanken darum machen wie wir einen Runaway verhindern????? Nach allem was ich über das Thema gelesen habe, wird soetwas durch hohe Ströme, Spannungen oder Überladung ausgelöst. [/quote]

Zuimindest werden (soweit ich das sehe) die meisten Versuche zu Thermal Runaways so durchgeführt, dass die Zellen gezielt überladen werden. Dem Überöaden kann man durch zusätzlichen Elektronikaufwand sicherlich was entgegensetzen. Thermal Runways können aber wohl auch einfach so unerwartet bei internen Kurzschlüssen in der Zelle auftreten. Dann hilft wohl nur Lüften und Warnen.

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Aber die größte Gefahr lese ich ist das überladen......oder ist das so falsch

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Nochmal zum Thema Kommunikation BMS Laderegler. Ich will mich jetzt ausdrücklich auf Victron beziehen, weil ich mich damit "etwas" beschäftigt habe.

Überwachung OHNE Kommunikation:

Ich begrenze die Ladespannung im Victron bei 16S habe ich da 54,8 V . Wenn im oberen Spannungsbereich irgendwo bei 3,4 V eine Zelle nach oben wegbricht bin ich sofort an der Range und Victron regelt ab. Das ist nicht sicher aber schon mal ein Grundprinzip.

Sollte das nicht reichen mißt das BMS noch mal völlig getrennt, Gesamtspannung oder einzelne Zellspannungen und macht im Zweifelsfall dicht.

Wenn das BMS aus welchen Gründen auch immer falsche Werte degeneriert, Victron hält sich trotzdem an die 54,8

Sollte Victron aufgrund eines Kabelbruchs einer nicht sauberen Verbindung eine falsche Spannung haben, macht das BMS dicht. "Feierabend bis hier und nicht weiter!"

Überwachung MIT Kommunikation:

Die Messung und Angaben des BMS fällt aus,ist fehlerhaft oder was auch immer. Was passiert???

Der einzige Vorteil der Kommunikation ist die Soc Erfassung und die ist/war bei mir über Daly sowieso eine Katastrophe und dafür dann das shunt

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Es gibt ja dieses viel geliebte "SerialBattery" Tool, das ich auch verwende - vor dessen Verwendung ich aber gerne auch warne!

Euch muss bewusst sein, wenn ich dieses Tool einsetzt, dass ihr euch dann vollständig auf die Messung vom BMS verlasst. Das betrifft z.B. die Spannungen, Ladeströme etc... Teils erlaubt das BMS hier sogar eine Kalibrierung, daher Manipulation dieser gemessenen Werte.

Das Problem, das ich hier sehe ist folgendes:

  1. BMS misst eine Spannung, liefert diese an den Laderegler (Multiplus bzw. MPPT Tracker), wodurch die entsprechende Ladespannung aufgebaut wird. Stimmt diese Messung nicht, merkt das das Victron System nicht und liefert eine höhere Spannung. Diese kann (korrigiert mich hier, falls Victron da noch einen Sicherheitslayer hat den ich nicht kenne) auch höher sein, als die Ladespannung die Ihr z.B. via VE Configure angegeben habt.

  2. Nehmen wir mal an, dass BMS hat eine Messabweichung von 10%, die Konstantspannung ist auf 55,2V (3,45V bei der Einzelzelle) gestellt - dann würdet ihr tatsächlich mit ca. 61V den Akku laden --> 3,8V Zellspannung). Wenn die Konstantspannung ggf. höher ist, weil man eben die letzten paar Prozent mehr Kapazität rauskitzeln will, reicht es, wenn die Messabweichung entsprechend geringer ist.

  3. In so einem Fall, kann es dazu führen, dass der Akku als gesamte Einheit überladen wird, daher mehrere Zellen gleichzeitig ablassen. Aufgrund der in dem von mir verlinkten Artikel angegebenen Mengen an Gasen, die bei einem Thermal runaway entstehen, halte ich es eher für unwahrscheinlich, dass einzelne Zellen ausreichen, um so eine heftige Explosion zu verursachen. (Das gehört aber definitiv untersucht, welche Mengen es da dann wirklich benötigt).

  4. Mit dem Shunt habe ich ein Gerät drinnen, dass die Spannung zuverlässig misst und dementsprechend eine Überladung unterbindet. Zwar kann es dann immer noch unterschiedliche Zellspannungen geben, aber das dann beschränkt auf einzelne, vermutlich defekte Zellen. Ein generelles Überladen mehrere Zellen bzw. kompletter Akkupacks sehe ich da eher als unwahrscheinlich an.

  5. Das BMS verwende ich zur internen Regelung / Balancing sowie auch zur Datenübertragung (via SerialBattery). Die übertragen Daten sind aber nur für mich zur Info, sozusagen um den Gesundheitszustand des Akkus selbst manuell prüfen zu können (ohne da ans BMS zu gehen). Sämtliche Regelung (insbesondere Batteriewächter) habe ich auf den Shunt gestellt. DVCC ist bei mir zudem aus, Controlling BMS auf "No BMS control".

Wenn Ihr das Setup nicht richtig findet, gerne diskutieren. Elektrisch bin ich weniger fit als in der Verfahrenstechnik. Was ich hier bei mir anwende, ist aber das Sicherheitsdenken, das man in der Chemieindustrie hat (mit Sicherheitslayern etc...). Das hat bei mir auch letztlich zu der Entscheidung geführt, dass der Akku in die Garage muss (worst case: Tod mehrere Personen / meiner Familie). Ich hatte beruflich bedingt bereits mal eine Kohlenmonoxidvergiftung und habe das nur mit viel Glück überlebt. Flusssäure kenne ich ebenfalls nur zu gut - ein absolutes Teufelszeug. (Das entsteht ebenfalls beim Thermal Runaway, in dem verlinkten Artikel hatten die aber keine geeignete Methode, das zu messen).

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Mit einer alten Ölheizung etc... würde ich hier definitiv keine Zusammenhänge darstellen wollen. Für mich persönlich war das eine Wasserstoffexplosion, auch wegen der Heftigkeit der Druckwelle, die ich hier vermute in Kombination mit der Tatsache, dass kein Brand entstanden ist. Wenn Kohlenwasserstoffe (Propan etc...) explodieren, dann sieht es anders aus.

Bzgl. Zellspannung habe ich gerade bereits meinen Teil geschrieben. Ich habe bei mir 55,2V als Konstantspannung und 54,0V als Erhaltungsspannung gewählt. Balancer startet bei 3,45V. Mit diesem Setup fahre ich, denke ich, sehr gut - überwacht wie gesagt vom Shunt.

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@Roli84 Sollte auch keine Spekulationen einer reinen Kohlenwasserstoff-Explosion sein. Das sieht anders aus, das weiß ich. Ich dachte an eine Kombination, aber sei es drum

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Das geht aber auch eleganter.

Ich habe auch noch einen BMV700 aus Blei Säure Batteriezeiten zusätzlich zu meinem REC BMS in Betrieb.

Bei mir bleibt aber das BMS als Batteriemonitor in der Victron Welt aktiv. Der BMV hat ein Relais das ich nutze.

Das kann man sehr gut als Notbremse nutzen. Ich habe im BMV die Spannung auf 58,4V eingestellt, aber dieser Spannung öffnet das Relais, damit wird die Spannungszufuhr zum Trennrelais vom BMS unterbrochen und der Akku ist getrennt.

Somit habe ich übers BMS die Zellenüberwachung und über den BMV eine unabhängige Akkuspannungsüberwachung mit Trennung des Akkus.

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@Sarowe1972

In Wirklichkeit ist das auch eine Kombination. Dieses Video (www.youtube.com/watch?v=2WqVnqV56eg) zeigt deutlich, wie eine solche Explosion ausgasender Lithiumzellen aussehen könnte – ohne (viele) Flammen, aber mit einer großen Druckwelle. Die Auswirkungen hängen von der Gasmenge im Verhältnis zur Raumgröße ab. Es könnte also hilfreich sein zu wissen, wie viele Zellen tatsächlich ausgegast wurden und wie groß das Raumvolumen war. Leider könnte es in diesem Fall genau das falsche Verhältnis gewesen sein

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Hi, unabhängig vom Grund des Ausgasens: wenn ich das hier lese, dann scheint sich der Wasserstoff unter der Decke angesammelt zu haben und der Rauch unten (so wie es die Physik vorschreibt ;-) ). Vielleicht könnte man, zusätzlich zu einem Rauchmelder, an einen Arduion o.ä. 2 Gas-Sensoren (z.B den MQ-2, ebay 143952419495) hängen, einen direkt unter die Decke und einen in Kniehöhe. Wenn einer der beiden anschlägt, dann wird ein Lüfter (brushless! und nicht per Relais) gestartet, der das Gas oben absaugt und nach draußen bläst. Vorteile: Ein Rauchmelder wird nicht angetastet, eine weitere unabhängige Sicherungmaßnahme (wenn man das so nennen möchte)
Gruß
Jürgen
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Ah, sehr interessant. Das BMV hat sozusagen noch ein Relais mit drinnen, bei dem du eine Spannung angeben kannst aber der getrennt wird? Bei mir trennt der nicht aktiv, sondern verhindert die weitere Ladung. Auch wenn ich die Verbindung vom Shunt trenne (habe ich mal getestet), wird nach kurzer Zeit nicht mehr geladen. Halte das auch für Sicher, aber die aktive Trennung bei einer gewissen Spannung ist natürlich nochmal besser.

Was für Vorteile siehst du darin, das BMS als Batteriemonitor zu wählen? Klar, REC BMS ist ne andere Klasse (da kannst du der Messung denke ich auch mehr vertrauen als beim JKBMS etc...) - aber ich sehe irgendwie die Vorteile nicht. Zellen werden bei mir super balanciert mit dem internen JKBMS Balancer sowie dem zusätzlichen NEEY.

Vorsichtig muss man auch sein, wenn man das BMS als Batteriemonitor wählt und ggf. zwei Akkus angeschlossen hat. Das habe ich auch schon oft gesehen.

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Vorsichtig muss man auch sein, wenn man das BMS als Batteriemonitor wählt und ggf. zwei Akkus angeschlossen hat. Das habe ich auch schon oft gesehen.
Ich habe das mal ausprobiert und habe sofort eine Fehlermeldung aufgrund der Zellspannung erhalten. Aufbau: 3 Daly BMS an 3 Packs und alle verbunden mit dem Venus OS und dem dbus Treiber.

Stelle ich nun das Daly 1 aus Pack 1 als Überwachung ein und Trenne vom Daly 3 eine Messleitung von der Zelle " Kabelbruch " geht die Anlage auf 0A Ladestrom und eine Fehlermeldung vom Daly BMS 3 erscheint. Jedoch war das evtl in einer Älteren Version des dbus Treibes. Man kann also nicht zu 100% sicher sein das es auch so läuft

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@gr33n93 - hast du DVCC bei dem Test angeschaltet? Mit aktivem DVCC (braucht man in dem Falle) müsste es klappen eines der BMS als "Regler" auszuwählen.

Wenn der Shunt Aktiv ist, braucht es kein DVCC - das ist primär für die Regelung via BMS da.

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Ich hätte mal eine Frage: welche Sicherheiten bietet das Seplos BMS? mit oder ohne Verbindung zum Ladegerät? Hat das Seplos eine Trennung zum Ladegerät im Fehlerfall eingebaut? oder wird das extra durch Schütz geregelt?

Ich komme vom REC und da wird ein extra DC-Schütz mit Precharge eingesetzt. Verwende aber wegen Erweiterung des Speichers jetzt ein Batrium, dort ist das ähnlich geregelt, jedoch kann man dort die Grenzen genau definieren.

Zur Sicherheit habe ich meinen Speicher in einen extra dafür gebauten Haus gebaut ca. 2x2m auf dem Grundstück 10m vom Haus entfernt. Heizung ist auch verbaut.

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Selpos BMS kommuniziert soweit ich es weis nur direkt mit dem Victron System, du brauchst daher keinen Umweg über z.B: dbus serialbattery (wie bei vielen anderen BMS Systemen). Ansonsten sind hier keine besonderen Sicherheiten verbaut. Übernimmt das Seplos BMS hier die Regelung und die Spannungsmessung passt nicht, kann es zu einer Überladung kommen, genau wie bei jedem anderen China BMS.

Das REC BMS gefällt mir immer besser, die haben sich mit dem DC-Schütz wohl was gedacht.

Um das auch mal klarzustellen: Wenn das BMS einen Fehler hat, ist das eher weniger ein Problem. Dann sendet es ggf. kein Signal mehr und die Ladung bricht ab. Wenn du Glück hast trennt dir das BMS noch aktiv die Verbindung zum System.

Probleme sehe ich, wenn Messwerte (Ladespannung) falsch gemessen bzw. übergeben werden. Oder aber, wenn man nicht weis was man da eigentlich konfiguriert und wie alle Parameter zusammenspielen.