Gesamtthema Balancierung

Ich habe dieses Forum eingerichtet, um die immer wiederkommenden gleichen Fragen, Antworten und Diskussionen zum Thema Balancieren zusmmenfassen zu können. Damit ergibt sich für Anfänger eine Fundgrube, um sich in das Thema ganz nach Wunsch einlesen zu können.

Ich möchte Vorschlagen, dass hier ne begonnene Fäden in der überschrift einen Hinweis enthalten, was der Inhalt ist.

Z.B.

Messungen - Verhalten von balancierung bei zellen it starker Selbstentladung.

Grundlagen - Vergleich von Top zu Bottom Balancing

Fehlerbehebung - seltsames Verhalten eines Akkus.

Ich will keine Liste vorgeben, fangt erstmal an. Wenn sich wiederkehrende Begriffe von euch finden, werde ich die hier ergänzen.

Aber macht selber einen, wenn keiner der bekannten Begriffe passt.

Bitte versucht für eure vorhandenen Fäden einen Begriff in die Überschrift aufzunehmen.


Ich lasse diesen Faden vorläufig offen für kommentaer und Verbesserungsvorscchläge.

Ich bitte um vorschläge, welche Fäden in den bisherigen Foren verstreut sind un hier gut hingehören würden.

einfach eine Post darin mit @Carolus , davon bekomme ich ja eine Glocke

3 „Gefällt mir“

In eigener Sache:

"alle hier" wissen, dass ich einer der (Mit) Verfechter der Regel bin dass man unter 3,4 V nicht balancieren "kann".

Das war in den letzten 2 Jahre eines der Hauptthemen in der Balanciererei: Weg vom parallelen Balancieren, weg vom Balancieren bei 3,65 V.

Ich selber habe eine Menge Versuche gemacht, wie "Tief man herunter gehen konnte", damit balancieren noch funktioniert.

Jetzt versucht U-F-O das Balancieren noch "tiefer zu legen". Er macht erste Versuche und dokumentiert das mit Auswertung.

Und ich unterstütze das AUSDRÜCKLICH.

Es ist mir vollkommen wurscht, ob "meine" 3,4 V Regel damit weggewischt, modifiziert oder in einen Rahmen wenn-dann aufgenommen wird. Ich habe das gepostet, was ich zum jeweiligen Zeitpunkt für das beste gehalten habe, was man machen kann. Wenn es jetzt noch besseres gibt: Prima. Ich helfe mit, ich unterstütze das.

Technik, und Erkenntnisse müssen sich weiterentwickeln dürfen.

Und ich werde meine alten Posts auch nicht ändern. Ich stehe zu dem, was ich zu dem Zeitpunkt als das beste angesehen habe.

Dieses Forum habe ich gerade deswegen eingerichtet, weil ich U-F-O unterstützen möchte, das Thema weiterzubringen.

Und das schliesst auch ein, dass ich seine Ergebnisse sachlich kritisch betrachten werde, damit sie Bestand haben (nicht weil ich sie weghaben will).

Und wenn er was neues findet, werde ich mit fliegenden Fahnen in sein Lager wechseln.

Und das schliesst auch ein, dass JEDER hier mithelfen kann und soll.

Und gleichzeitig soll dieses Forum dann ein Anlaufpunkt werden für Neulinge, sich das Thema laden und balancieren detailliert und in allen Varianten und Meinungen ansehen zu können.

1 „Gefällt mir“

Weggewischt ist sie ja noch nicht, und wird/sollte sie denke ich auch nicht sondern höchstens erweitert. Weil bisher ist das ja immer noch ein Test und somit ist die 3,4V Regel immer noch das beste. Und da ich ja immer gerne von den Standard Einstellungen meiner besten Lader ausgehe--> auch bei denen startet der Balancer i.d.R. erst bei CV -0,1V für Lifepo, alles andere ist für Leute die denken das sie es anders brauchen aus welchen Gründen auch immer (und mir macht es eben Spass neues zu erkunden :grinning:). Der Test läuft zwar bis jetzt vielversprechend und sehr gut, einem Anfänger würde ich es aber nicht empfehlen (zumindest noch nicht). Und deshalb ist es auch richtig zu empfehlen erst ab mindestens 3,4V/Zelle zu balancen weil es einfach funktioniert. Falls das weiterhin so gut funktionieren sollte was ich da gerade mache, gibt es eben mindestens zwei Möglichkeiten zu balancen, einmal über 3,4V/Zelle und einmal unter 3,4/Zelle (wobei ich hier bisher der Meinung bin das man das auch nicht irgentwie machen sollte, also zb. dauerhaft)... thats all :wink:. Fast alles was bisher geschah zum Thema unter 3,4V/Zelle zu balancen waren Meinungen und Theorie, wobei ein Lager der Meinung war das es nicht möglich bzw. zu empfehlen ist, und das andere Lager eben das Gegenteil. Das Balancing über 3,4V/Zelle gut funktioniert und man damit "auf der sicheren Seite" ist hat sich ja bereits auch praktisch erwiesen, nun gilt es zu prüfen ob man vielleicht nicht auch die andere Sache praktisch sinnvoll umsetzen kann.

Generell finde ich diesen extra Bereich super und sinnvoll ganz egal was da bei meiner Sache rauskommt :wink:.

:rofl:

Der Anfänger blickt jetzt gar nichts mehr. In den bisherigen How tos war immer die Rede von 3,65V.
Nö Sorry, das ist alles so extrem unübersichtlich, ich als Newbie hab völlig die Übersicht verloren. Da hilft auch kein stundenlanges Einlesen in die Materie...

Was fehlt ist ein simples Tutorial mit Dos und Don`ts. Und eine FAQ.

Also zu erst sollte man klären um welche Akku Chemie es geht. Ich denke ihr bezieht euch auf LiFePo4 Chemie.

Meine Ladeschlußspannung ist auf 3.45V eingestellt und Balancieren fängt das BMS bei >= 3.4V pro Zelle an und eine Zellendifferenzspannung von > 5mV.

Ich habe bewusst 3.4V gewählt, da nach längerem Aufnehmen der Zellenspannungen und der Differenzspannung, es eindeutig festzustellen war das erst ab 3.4V die Spannungskurven begannen auseinander zu driften. Oder anders ausgedrückt, die Differenzspannung der Zellen begann stärker abzuweichen. Und exakt das denke ich der korrekte Zeitpunkt mit dem Top-Balancing zu beginnen. Ich balanciere mit 2A aktiv.
Die Frage ab wann man nun Balancieren sollte hängt eben stark von den Zellen ab. Driften in einem Pack Zellen schon früher ab dann muß man eben füher beginnen zu balancieren. Driften die Zellen zb. nie ab dann braucht man auch niemals zu balancieren.

das kann nur falsch sein. 3.65V ist die Spannung die der Hersteller angibt die man niemals überschreiten sollte. Dort zu Balancieren ist Blödsinn da man im Grunde nicht an dieser Grenze arbeiten möchte.

Sicher, aber so eine Aussage verwirrt halt, impliziert, dass es mal ein Balancing bei 3,65V gab.

Was mich bei den ganzen Spannungsangaben am meisten verwirrt, sind die nun unter Last, beim Laden oder im Leerlauf gemessen? Selbst ich als Dummi weiss das das ganz unterschiedliche Welten sind.

Also: maximale Zellenspannung 3.65V laut Hersteller. Wenn man also eine Zelle auf 3.65V aufladen möchte dann legt man eine Spannungsquelle mit 3.65V an die Zelle an. Je größer die Spannungsdifferenz zwischen Spannungsquelle zu Zelle ist desto mehr Strom fließt und lädt die Zelle auf. Wenn die Zelle 3.65V erreicht hat fließt demzufolge ein Strom von exakt 0A.

Es ist also egal ob der Hersteller diese 3.65V bei einer Zelle misst, wenn sie geladen wird oder garnicht angeschlossen ist!

Nun stellt man sich die Frage, welchen Sinn ergibt es aus Sicht des Herstellers die Spannungswerte unter Last anzugeben? Keine.
Nur solche Sachen wie maximaler Lade-/Entladestrom entspräche einer Last-Angabe.

Simple, evtl. triviale Fragen:

Warum muss ich überhaupt manuell Balancen? Warum übernimmt das nicht mein BMS mit aktivem Balancer und macht das entsprechend der eingestellten Parameter vollautomatisch?

Nach der How to muss ich mir ein separates Netzteil kaufen und mit Autobirnen jonglieren. Ich verstehe das einfach nicht. Großes Sorry.

äh, mein BMS macht das so. Ich stelle es einmal ein und dann balanciert es wenn die gemssenen Werte zu denen der Konfiguration (also meinen Vorgaben) passen. Manuell ist da nur die einmalige Konfiguration des BMS :wink:

Natürlich könnte ich dem BMS mitteilen das es nicht automatisch balancieren soll, dafür hat es einen Schalter in der Software. Aber warum sollte ich das machen? Wahrscheinlich weil viele "Experten" im WEB sagen man sollte seine Akkus nur alle 4 Wochen balancieren. Blödsinn.
Frage diese Experten welche Nachteile es haben soll nicht immer dann zu balancieren wenn der Akku es nötig hat und es am ökonomischten ist.

Es gibt auch Experten die sagen: lade nur im Bereich von 20% bis 80% deine Akkus auf, balanciere nur alle Jahre mal und dann hält dein Akku statt 20 Jahre (Normalbedinungen bei 4000-8000 Zyklen) sonder 40 Jahre. Und wenn ich die Akkus einfach in die Ecke stelle und nur alle 5 Jahre eine Erhaltungsladung mache jo dann halten sie sogar vielleicht 1000 Jahre!! Oh wie schön aber was habe ich davon wenn die Dinger ungenutzt rumstehen?

Also kurz zusammengefasst wie ich das sehe:

  • es geht hier um LiFePo4 Chemie, andere Chemie andere Regeln
  • ich möchte den maximalen Nutzen aus meinen Akkus, wenn ich sporadisch im Haus 12kW Leistung benötige dann müssen das die Akkus liefern. Nichts wird kastriert das senkt die Kosten.
  • 3.45V Ladespannung
  • ab >=3.4V pro Zelle und Differenz > 5mV beginne ich mit dem Balancieren, immer und vollautomatisch
  • benutze aktives Balancing mit 2A. Bei passiven Balancer sieht meine Argumentation natürlich anders aus!
  • ca. 30min nach Beendigung des Ladevorgangs wechselt das BMS in den Floatmodus für die nächsten 6 Stunden, also im Grunde bis zum nächsten Tag. Es reichen mir 30min da ich bei meinen Messungen fest gestellt habe das nach ca. 6min der Akku ausbalanciert ist, also <= 5mV Zellenunterschied hat.
  • Entladeschlußspannung ist 2.8V also das wirklich untere Ende. Bisher konnte mir keiner der "Experten" erklären warum man nicht die Zellen richtig entladen sollte.
  • 0.5C Lade/Entladestrom oder sogar 1C wenn dies der Hersteller erlaubt
  • falls, wie bei mir der WR nun 240A Strom kann aber die BMS's zb. 200A = *2 = 400A dann stelle ich weniger Entladestrom pro BMS ein, bei mir 150A.
  • Ladestrom ist bei mir deutlich geringer, aber nur damit ich die Akkus erst im Peak der PV Produktion wirklich voll laden kann. Das ist bischen schwieriger da es im Grunde von der Wetter-/Ertragsprognose abhängt.
  • ich entlade so tief und lade so hoch damit das BMS seine SOC Berechnung kalibrieren kann. Bei einem guten BMS kann man einstellen bei welchen Bedingungen es seinen SOC korrigieren soll.
  • der Hersteller gibt bestimmte Daten vor, wie 4000 Zyklen wenn man die Zelle richtig belastet so wie es vom Hersteller auch vorgesehen ist. Exakt damit, und nur damit rechne ich meine Kalkulation. Das man den Akku mit Schonung eventuell statt 20 Jahre nun 25 Jahre hat ist belanglos.
  • man wählt ein BMS das mit seinem WR voll kompatibel ist und funktioniert
  • je bessere Zellen man gekauft/selektiert hat desto weniger Streß mit dem BMS und dem Balancing
1 „Gefällt mir“

Wow, das sind mal klare Infos! Also kann ich mir das ganze manuelle, initiale top Balancing sparen und einfach die 16 EVE MB31 Grade A(-) Zellen in das V4 EEL Gehäuse mit JK 2A Inverter BMS knallen und das ganze an den Deye 12kW WR anschließen und einfach sorgfältig konfigurieren?

Ja exakt das habe ich zweimal so gemacht da ich zwei Akkus mit dem JK-BMS aufgebaut habe. Dann per BT über die App alles eingestellt und fertig.
Natürlich habe ich die Akkus Streß getestet, sprich mit 12kW entladen und 12kW geladen, da hat schon einen Tag gedauert. Somit habe ich den Belastungstest für die Akkus/BMS/Deye Wechselrichter in einem Rutsch mit dem aller ersten Top Balancing durchgeführt. Das war alles, da alles lief, ist das jetzt im angedachten Normalbetrieb.

Ich habe vor dem Zusammenbau der Akkus natürlich überprüft das alle Zellen gleiche Spannung hatten. Sie wichen nur max. 15mV von einander ab (also kleinste Zelle zu größte)

Falls deine Zellen eine größere Spannungsdifferenz aufweisen sollten dann spielt das nur bei einer Parallelschaltung von Zellen eine Rolle. Wenn du ein 16S aufbaust kannst du die Zellen auch einfach verbauen. Dann würde ich nach dem ersten Einschalten und Konfiguration des BMS als erstes ein Balancing, ohne Ladung, anstoßen. Also temporär setzt du die Startspannung zum Balancing runter und lässt du Zellen erstmal ausgleichen bis der Unterschied <= 5mV ist. 10mV oder bisschen mehr gehen auch, nicht so dramatisch.

Achtung! beachte unbedingt die Reihenfolge wie man das JK-BMS an die Zellen schließt, du kannst es zerstören wenn du das falsch machst.

Edit: zuerst änderst du in der BMS-App den Wert der bei Akku-Kapazität steht auf zb. 331Ah. Danach entlädst du den Akku bis er wirklich leer ist. Das BMS hat nun ermittelt wieviel 0% SOC sind. Dann änderst du erneut die Kapazität auf zb. 330Ah und lädst die Akkus voll auf. Ab der eingestellten Spannung stetzt das BMS nun den SOC Wert für 100% und ändert die Kapazität von 330Ah auf denjenigen den es gemessen hat. So hast du auch die SOC Werte für 0% und 100% und die reale Akkukapazität ermittelt. Wenn du im Kapazitätseingabefeld der App was änderst wirst du feststellen das der SOC Wert springt. Das macht das BMS um die realen SOC Werte ermitteln zu können.
All dies machst du gleichzeitig mit dem oben erwähntem Streßtest.

Das würde ich auf keinen Fall machen. Ohne Ladestrom bei z.B. 3,25V zu balancen kann auch dazu führen, dass die Zellen danach schlechter gebalanct sind als vorher, z.B. wenn deren Zelltemperatur nicht exakt identisch ist.

Balancen nur über 3,4V oder unter 3,1V, wobei letzteres unüblich ist.

Michael

1 „Gefällt mir“

Nöö. Es geht hier ja nicht um den finalen Dauerbetrieb. Beim Dauerbetrieb stimme ich absolut mit dir überein.
Aber wenn man einen 16S aufbaut dann kann man selbst bei schlecht ausgeglichenen Zellen und einem aktiven Balancer die Akkus zusammenbauen und dann ohne Ladung ein Balancing anstoßen. Aber selbst das muß man im Grunde nicht. Man könnte die Akkus auch erstmal voll laden und dann ein Top Balancing machen. So muß man aber zweimal voll Laden und einmal komplett Entladen um die SOC Werte für 0% und 100% kalibrieren zu können. Also 2 Ladezyklen + 1 Entlade Zyklus im Vergleich zu 1x Entladen und 1x voll Laden.

Meine Aussage bezieht sich also nur auf das erste Zusammenbauen eines Akkus, und auch nur auf aktive Balancer.

Ich baue ja 2x16S also zwei EEL V4 Gehäuse mit je 16 Zellen parallel, also 16S2P. Hier die Frage wie man da am besten vorgeht. Einfach die fertigen Boxen parallel schalten geht sicher nicht. Also jede Box einzeln Balancen, Stresstest geht nicht mit 12 kW, da die Zellen nur 0,5C vertragen (150A).

In welchem Zustand sollen die Boxen "verheiratet" werden? Leer? Voll? Mit je ein paar Zyklen?

Ich möchte die 32 Zellen natürlich vor dem Einbau vermessen, also Spannung (Leerlauf) und Innenwiderstand (geht ein gutes Multimeter, Benning MM1-3?)

Dann möglichst je 16 ähnliche zusammen, bringt das überhaupt was, wenn die eh später parallel hängen?

Ok. Du baust 2x 16S1P. Das heißt in einem Akku sind 16 Zellen und alle sind in Serie und nicht parallel geschaltet.

Erstmal nur einen Akku anschließen. Wie oben kalibrieren, also entladen, laden, SOC/Kapazitäts-Werte errechnen lassen, voll laden und balancieren. Akku wieder trennen. Zweiten Akku gleiches Spiel. Danach beide zu Master-Slave verbinden und parallel an den Wechselrichter anschließen. Du bist dann eigentlich schon fertig. Bei einzelnen Akkus kannst du auch mit 0.5C arbeiten, also ca. 150A.

Nun könntest du nochmal einen Streßtest machen, so wie ich es oben mit den 12kW gemacht habe um zu testen ob beide Akkus korrekt zusammenarbeiten. ich habe bei meinem Test zb. auch mal einen der Akkus deaktiviert um zu sehen ob, und wie schnell, sich der Ladestrom ändert den der Wechselrichter dann benutzt. Dh. man hat ja den WR zb. per CAN-Bus angeschlossen (beim Deye empfehle ich das statt dem RS485 Bus) und möchte nun sehen das das Master-BMS dem WR mitteilt den Ladestrom von zb. 240A für zwei aktive Akkus auf zb. 120A bei nur noch einem Akku, zu senken.

Verheiraten wenn sie voll sind, bzw. wichtig ist nur das beide Akkus möglichst genau gleiche Spannungen haben, dh. der Ausgleichstrom zwischen den beiden Akkus beim Zusammenschalten möglichst klein bleibt. Somit ist es egal ob sie leer oder voll sind, Hauptsache gleiche Spannung.

Wenn es Grade A sind musst du da garnichts mehr messen. Natürlich solltest du die Spannung messen und vorsichtig werden wenn es da zu große Abweichungen zwischen den Zellen gibt. Sollte aber nicht der Fall sein.

Das Messen von Innenwiderstand/Kapazität jeder Zelle einzeln, ergibt nur Sinn wenn man schlechte Zellen gekauft hat. Dann macht man dies um Zellen zu selektieren.
Wenn du aber 32 Stück Grade A- Zellen hast, vom selben Händler und fast identischer Produktionscharge, dann baue das Ding einfach zusammen. Du wirst dann nicht viel verbessern können.
Ich habe meine Zellen bei NKON.NL gekauft, Garde A. Die MB31 haben reale 327Ah und die MB30 (304Ah) haben bei mir 312Ah. Deren Spannungsdifferenz bei Lieferung betrug nur unglaubliche 8mV. Also alles sehr gute Qualität.

Mit einem normalen Multimeter kannst du keinen Innenwiderstand messen und für die Kapazitätsmessung benötigst du auch zusätzliche Technik. Das lohnt sich nicht.

Und im Grunde hast du ja ein "perfektes" Meßgerät, das JK-BMS. Du kannst auch damit arbeiten und ermitteln welche Zelle in welchen Akku am Ende zu verbauen wäre. Also erstmal beide Akkus bauen. Dann Einrichten/Kalibrieren usw. Dann über eine längere zeit die Akkus benutzen und die Zellenspanungen aufzeichnen. Beonders immer dann wenn die Akkus fast entladen oder geladen sind. Du hast dann 32 Spannungsverläufe und sortierst sie nun so das die 16 Zellen die als erstes voll bzw. leer sind zusammen gehören. Dann baust du beide Akkus auseinander und verteilst die Zellen neu.
Am Ende hast du die Zellen nach Kapazität und Innenwiderstand selektiert. Die mit der gerineren Kapazität und größerem Innenwiderstand landen so in einem Akkupack und die besseren Zellen in dem anderen Pack.
Ob du dir das antun möchtest?

1 „Gefällt mir“

Eigentlich eher nicht. Und was hätte ich dann davon? Ja, ein gutes und ein schlechtes Pack, da aber beide so leben werden, richtet sich die Gesamtkappa doch nach dem schwächern Pack, oder nicht?

Also auch gar kein Spezialmessgerät für den Innenwiderstand anschaffen?

Ich glaub mit dem Bild hätte ich 16S2P besser erklärt, aber stimmt es ist 2 x 16S1P

Das mit dem Akku Master/Slave check ich noch nicht. Geht es um die Kommunikation der Packs (JK BMS) mit dem Deye WR?

Ich denke ich brauche wenn es soweit ist einen Coach und dann step by step.

Erst mal alles bestellen und lange warten, aber nochmals danke, das war sehr hilfreich!

Nee das ist nicht ganz richtig. Stelle es dir mal so vor. 16 Zellen sind nicht so dolle, sie haben zb. 10Ah weniger Kapazität als die anderen 16 Zellen.

Mischt du diese, also 8 Zellen der schlechten mit 8 guten dann werden beim Laden/Entladen in beiden Akku Packs immer 8 Zellen schneller ge-/entladen als die restlichen 8. Nun muß man also das BMS so einstellen das es schon frühzeitiger balanciert um ein wegdriften der 8 schlechten Zellen zu verhindern um so die volle Kapazität aller 16 Zellen im Pack nutzen zu können.

Nun stellen wir uns vor wir bauen 2 Akkus aber dieses mal die 16 schlechteren Zellen in ein Akku und die 16 besseren in den zweiten. Nun driften die Zellen in beiden Akkus nicht mehr so stark auseinander. Und ja, der eine Akku hätte weniger Kapazität als der andere. Aber in beiden Akkus muß weniger balanciert werden da die Zellen in ihren Werten besser aufeinander abgestimmt sind. Ach die Alterung der Zellen zueinander pro Akku ist besser aufeinander abgestimmt, langfristig wird der Drift also gleich bleibender sein.

Es sprechen also schon gute Gründe für eine Selektion. Aber, bei selektierten Zellen, und das sollte bei Grade A (-,+,++,+++) der Fall sein, sind die Zellen ja schon aufeinander abgestimmt worden, sprich eben selektiert worden. Da macht eine zusätzliche Selektion viel weniger Sinn.

Falls du in der Nähe von Hannover wohnst dann kann ich dir persönlich helfen. Es ist wirklich kein Akt, ich kann dich aber sehr gut verstehen das man bei einem Akkupack als Laie Ängste entwickelt, was auch gut ist.

Das war ein Gedankenfehler von mir, man könnte ja auch einen Verbund aus 16x 280Ah und 16x 314Ah parallel bauen, BMS und WR sehen Spannungen und nicht welche Ladung in welches Pack fließt.

Wenn ich also im Laufe der Zeit feststelle, dass sich 16 Champion Zellen finden, kann ich die Packs ja immer noch neu gruppieren. Ob ich dann Lust drauf hab weiss ich noch nicht.

Danke für das sehr freundlichen Angebot, Heidelberg ist etwas weit von Hannover, aber schön.

Man ist am Anfang heillos überfordert mit den vielen How tos, YT usw. Die einen so, die anderen so. Das klingt jetzt alles recht plausibel und sinnvoll. Ist wohl alles keine Raketentechnik wenn man das real sieht. Aber richtig, ich habe einen Heidenrespekt davor und möchte keine gravierenden Fehler machen.