How to - Manuelles Balancing und Verbesserung der Hardware einer "schlecht verarbeiteten Batterie"

@r-l Ja bei mir sind 4 Temperatursensoren drin und ähnlch wie bei dir mit max 27° ... . Die Ströme bei gleicher Leistung sind in meinem 48 V System nur halb so groß wie bei dir. Ich habe max . 150 A Laden und Entladen eingestellt. Doch das wird dann idealerweise nur 1/4 durch jede meiner 4 Batterien. Habe irgendwo gelesen: Geringe Ströme sind auf Dauer "Zellen schonend" . Wenn eine Batterie Stop Signal gibt, reduziert der DEYE den Strom um den Stromanteil dieser Batterie. Funktioniert super .. halt CAN Bus.

@tStudio Mit etwa 23kWp ist deine Anlage sicherlich keine Inselanlage. Mit der speist du wohl größere Mengen ein. Deine PV ist etwa das fünffache meiner PV. Wobei ich mit vielen Schatten, besonders zu Wintersonnenwende zu kämpfen habe. Wie hoch ist dein täglicher Ertag um die Weihnachtszeit?

@r-l Ich habe erst dieses Jahr im Juli die Erweiterung von 11 kWp auf nun 23 kWp vorgenommen. Daher kann ich zu dem Ertrag im Dez. mit den 23 kWp noch nicht sagen ... bin selber sehr gespannt. Und wie du vermutest keine Insel. Laut Zähler habe ich bisher für ca. 700€ eingespeist und das erst mit 23 kWh ab August. Doch die Erweiterung der Anlage ich meine das Choas mit meinem Netzbetreiber hat mehr Nerven als die Hardware - Installation (DIY) gekostet.

Ich hatte einen guten Kumpel (Dachdecker) der mit mir (in meinem alter) auf dem Dach DIY gemacht hat. Die elektrischen Angelegenheiten habe ich DIY gemacht und hatte dann zum Glück einen "vereidigten Elektriker" in the background.... :wink: Hatte ein wenig Zeit gekostet, aber die habe ich ja ... Nun habe ich auch die West-Nord Seite meines Daches mit 12 Platten // zu den 12 Süd Platten beflastert. Die andern 4 String sind alles 8-ter und liegen elektrisch ebenfalls parallel und zeigen nach OST und WEST.

Im Hochsommer kam mein DEYE mit seinen 10K von 8:00 bis 20:00 gar nicht hinterher ... also fast die ganze Zeit 10kW.

Aber nicht deswegen habe ich erweitert, sondern um im Winter möglichst lange den Hausverbrauch abzudecken, denn mit den 11 kWp ging das nicht. Mein Gründe dafür waren:

  • zu 90 -95 % autark zu sein.
  • Vorbereitung für eine WP
  • Vorbereitung für ein E-Auto
Gruß aus dem TStudio

Ja, und auch beschrieben.irgendwo.

Bei meinem ersten Akku schon. Versuche gemacht, ohne mit, unbearbeitete Öse, Plan geschliffene Öse.

Im Ergebnis kam raus das eine Öse keine Grate haben darf (fein flach abziehen), und die Paste bei niedrigerem Anzugsmoment schon bessere Widerstände erzielt. Das war besonders auffällig beim zweiten Akku mit M4 Gewindelöchern, die nur 0,2 Nm aushalten.

Ich werde Name der Paste und Foto nachreichen.

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@carolus

Bei meiner Batterie sind die Busbars mit den Polen verschweißt (GELB).

Die Anschlüsse für die BMS Messungen sind (GRÜN) gekennzeichnet.

Der MINUSPOL des Nutzstromanschlußes ist (BLAU) gekennzeichnet. An diesen Stellen habe ich nachgebessert.

Ich habe heute ab 95% SOC den Ladestrom auf 10 A begrenzt. Dieser teilt sich dann auf die momentan 3 angeschlossenen Battereien auf, sodaß die Falschmessungen des BMS (bei meiner Hardware) durch die geringen Ströme sehr klein ausfallen.

Außerdem gebe ich so den Balancern viel Zeit.

Das Resultat läß sich sehen: (gemessen kurz nach dem Cuttoff)

  • BAT1 : min 3505 mV max 3522 mV
  • BAT2 : min 3502 mV max 3530 mV
  • BAT3 : min 3454 mV max 3539 mV ( hier hängen die Zellen 9 und 13 etwas hinterher ) ich könnte da nach meiner Methode etwas nachladen.

12. Post : Meine Versuche die Kapazität meines BatteryArrays und die Genauigkeit des SOC zu prüfen
Ausganssituation war folgende:
Da es heute mit einen sehr sonnenreichen Herbsttag geben wird ist es ein idealer Tag um zu testen was mein BatteryArray so hergibt.
Es handelt dich um 3 * 10 kWh LV Batterien (BAT1 BAT2 BAT4) im Parallelschaltung.
Heute morgen nach nächlicher Versorgung meines Hauses hatte mein BatteryArray 78% SOC.
ENTLADUNG mit Beobachtung der Leistung

  1. 5:30 SOC wird mit 78% angezeigt (lt. HA wurden ab 100% SOC - 78% SOC 6.5kWh entnommen)
  2. 5:30 - 8:30 5.3kW Entladeleistung Hauslast & 4.5 kW Heizstab im Pufferspeicher
  3. 8:30 - 9:00 4 kW da nun die Sonne eine teil übernommen hat
  4. 9:00 SOC wird mit 22% angezeigt
    nun habe ich also folgende Energiemengen aus dem BatterieArray entnommen:

6.6 kWh (Berechnung durch HA) was bei 30kWh 22% ausmacht. Die SOC Anzeige hat das bestätigt SOC war 100-22=78%.

(5.3kW * 3h) + (4kW * 0.5h) = 17.9 kWh was bei 30kWh 58% ausmacht. Die SOC Anzeige hatte das fast bestätigt SOC war nun 78-58 ~ 22%.
Also ist die Anzeige des SOC relativ genau.
Da nun das Array schon recht tief entladen war bot es sich ein weiterer Versuch an.

3.9 kWh (Berechnung durch HA) was bei 30kWh 13% ausmacht. Die SOC Anzeige hatte auch das fast bestätigt SOC war nun 22-13 ~ 10%.

Entnommen habe ich in der Summe (6,5+17.9+3.9)kWh= 28.3 kWh Das entspricht mehr als der Nutzlast einer Batterie (9.2 kWh).
Post 13: Tiefentladen bis eine Abschaltung eingreift

SOC_D = der gemittelte Soc den der Deye anzeigt

V_array = Bat Spannungs die der Deye anzeigt

Entladestrom = momnetaner Entladestrom

max = Vom Bms max zulässiger Entlaestrom (wird angepasst)

Soc Bat1 Bat2 Bat3 = Einzel SOC der Batterien

* = Warning vom BMS der Einzelbatterien (rote LED blinkt dann an der jeweiligen Bat)

SOC_D V_array Entladestrom /max SOC BAT1 BAT2 BAT4 Warnings


22% 51.06 V 90 A 270 A
20% 51.09 V 55 A 270 A
18% 50.47 V 94 A 270 A
16% 50.36 V 90 A 180 A 20.5% 11.8%* 15.9% =CAPA Warn Bat2
14% 50.28 V 82 A 90 A 18.4% 10.4%
13.9%* =CAPA Warn Bat2
12% 50.53 V 44 A 90 A 15.8% 10.4%
11.2%* =CAPA Warn Bat2 und Bat4
11% 50.03 V 75 A 90 A 13.0% 10.4%
10.4%* =CAPA Warn Bat2 und Bat4
10% 49.80 V 70 A 0 A 10.5% 10.4%
10.4%* =CAPA Warn Bat2 und Bat4
10% 49.80 V 0 A 0 A 10.5% 10.4%
10.4%* *=CAPA Warn Bat2 und Bat4
10% Der Ladestrom wird von System (DEYE/BMS) nun auf NULL reduziert.
Doch es fließt ein kleiner Ausgleichstrom von Bat1 in Bat2 da eine kleine Spannungsdifferenz zwischen den Batterien besteht.

Dabei habe ich festgestellt das die Parameter der 3 Batterien nicht exakt identisch sind. Wenn man genau auf die Tabelle schaut fällt auf das Bat1 kein CAPA warn abgibt.
Bat1 hatte SOC Alarm = 11% SOC Protection 9%
Bat2 hatte SOC Alarm = 15% SOC Protection 10%
Bat4 hatte SOC Alarm = 15% SOC Protection 10%
Die Battery Setting im Deye hatte ich auf:
Shutdown = 5%
Low Battery = 8%
Restart = 15%
gesetzt um zum Test das BMS als erstes eingreifen zu lassen. Normalrweise steht das bei mir auf:
Shutdown = 8%
Low Battery =10%
Restart = 15%

Um überhaupt so weit entladen zu können, mußte ich auch noch im System WorkMode für meine Testzeit von

8:00-12:00 Uhr die Entladung bis zu 8% zulassen.
Normalerweise steht dort bei mir 12%.

Es wäre zu schön gewesen, wenn man bei der tiefen Entladung nicht nur angezeigte SOCs (wertlos), sondern die Zellenspannungen (wertvoll) erfahren hätte

Ja ich weiß genau das ist ja viel interessanter, wollte euch aber nicht zu sehr zu müllen. Ich hatte natürlich Fotos von den tiefentladenen Zuständen der Batterien gemacht.

Ich konnte keine Zelle mit einer auffälligen Abweichung erkennen war sehr froh und habe schnell den Post oben verfasst um nichts zu vergessen. Wenn man den Verlauf der LadeSpannungskurve zu Grunde legt, könnte man behaupten meine Batterien sind gut in Schhuß.

BAT 1:

Bat 2:

Bat 4:

Nun habe ich mich für die sonnige / dunkle Jahreszeit für folgende Einstellung entschieden:

BMS:

  • Bat1 -3 SOC Alarm = 10% SOC Protection 8%
DEYE:
  • Battery Setting: Shutdown = 5% Low Battery = 11% Restart = 15%
  • System WorkMode : bei allen Zeiten auf (12% sonnige 30% dunkle)

In

Batterie 2 fallen Zelle 9 und Zelle 14 mit 3115V auf. Dagegen gibt es Zellen mit 3155mV. Man sollte mal nach einer Entladekurve mit 20A suchen und die SOC Differenz für diese Spannungen feststellen. Auf dieser Seite das zweite Diagram mit der 0,35C (blaue Kurve) trifft das wohl einigermaßen. Man sieht, das die Kurve bei 3,1V sehr steil fällt. Bei deiner Entladung mit 0,1C dürfte sie da schon fast senkrecht fallen.

@R.L. Ja aber ich habe das auch bemerkt Ich schätze nicht alle Zellen haben hundertprozentig 200Ah. Kleine Differenzen bewirken dann das einige schwächere Zellen eher in den steilen Knick der Kurve geraten. Doch darf man nicht vergessen der Akku hat eine Nutzkapazität von 9.2 kWh und diese habe ich ja mit meinen Tiefladeversuchen gestern entnommen. Theoretisch wäre das ja dann sogar Entladung bis 8% SOC. Natürlich wäre es toll auch diese kleinen Differenzen auszugleichen. DOCH erst einmal bin ich zufrieden. Auf deiner Kurve 2 die du angesprochen hast erkenne ich nur ein sehr kleines Delta des SOC bei meinen Delta-Spannungen.

Im nächsten Schritt werden ich das Software Update des BMS Herstellers aufspielen.

Dann wird das BMS endlich auch alle meine 3 kritischen points mit Korrekturwiderstände einrechnen. Bevor das passiert halte ich die Spannungsmessung des BMS sowieso nicht ganz richtig. Inbesondere die Zelle 9 war immer falsch bemessen. (Die Messung mit dem Millivoltmeter zeigt da immer Unterschiede, hatten wir ja oben schon intensiv diskutiert)

Die Vergleichsmessung (BMS / MILIVOLTMETER) werde ich nach dem Update auch hier posten.

Irgendwie kann ich für LiFePo4 Zellen keine wirklich gute Spannungs- Ladekurve und Entladekurve im Netz finden. Die grafische Darstellung ist immer sehr schwammig. Ein wirklich detailiertes Diagramm sieht meiner Meinung nach anders aus. Entladekurven bei 8C oder 10C zeigen zwar wo der Trend hingeht, sind nicht das was wirklich interessiert. Besser wäre es zwischen 0.1C und 2C Spannungsverläufe, gerade in den steilen Bereich im TOP und DOWN Bereich, gezoomt darzustellen. Hat da vielleicht jemand ein genaueres Diagramm?

Kurven aus diesem Bereich habe ich leider keine.

Für das Extrem sehr kleiner Entladeraten ( < 0.01C ) habe ich hier aber ein Beispiel für den Bereich der Annäherung an 0% SOC:

Man kann hier z.B. grob abschätzen, dass zwischen 3.1 und 3.0 V noch ~ 7 Ah liegen

@nimbus4 Hallo Nimbus deine Grafik verstehe ich irgendwie nicht.

Ich sehe 16 Kurve mit Spannungsverlauf (y-Achse) über der Zeit (x-Achse). Das sollen wohl die 16 Zellspannungen sein. Davon reißen 2 Zellen extrem aus.

wie erkenne ich denn aus der Grafik dass zwischen 3.1 und 3.0 V noch ~ 7 Ah liegen?

Die weiße Linie ist der Strom ( rechte y-Achse ).

Es ist also nur eine Zelle ( Zelle 12 ), die deutlich weniger Kapazität hat und als erste die 3.0 V erreicht.

Diese Zelle fällt gegen 10:15 unter 3.1 V und erreicht gegen 14:05 3.0 V.

Der durchschnittliche Strom zwischen 10 und 14 Uhr liegt bei ~ 1.75 A.

Also ~ 1.75 A * 4 h = 7 Ah <=> ~ 7 / 287 = 2.4 % der Kapazität

@nimbus4 Hallo Nimbus4 nach deiner Erklärung habe ich bemerkt: Ich hätte genauer hinschauen sollen, dann wär ich selber drauf gekommen. Also danke für diese wirklich aussagekräftige Grafik und deren Erklärung dazu. Sicherlich sind das Meßwerte die du selber gemacht an deinem System genacht hast und danach so schön in das Diagramm gebracht hast.

Die Grafiken entstehen zum Glück praktisch automatisch. Ich muss nur zum richtigen Zeitpunkt einen Screenshot machen und den dann später auch wiederfinden.
Hier noch ein Beispiel zwischen ~ 98.3 und 99.9 % SOC.

Im oberen Graphen ist auch der SOC dargestellt, so daß man die inkrementelle Ladung zwischen zwei Zeitpunkten einfacher und genauer bestimmen kann.

( Das ist zwar der selbe Pack, zu dem Zeitpunkt war die Kapaziät aber noch nicht kalibriert. 100% SOC entsprechen deswegen hier nur 270 Ah. Es werden also hier ~ 4.3 Ah geladen )

@nimbus4
Hallo Nimbus ja das läßt sich sehen. Alles Zellen liegen zum Schluß um die 3.436V und die Gesamtspannung etwas unter 55V. Ich nehme an du hast sehr zellschonend 3.45V und 55.2V als Grenze im BMS eingestellt.

Die Ladung mit 4.3 Ah in ca. 15 min. erzeugen bei dir einen Spannungssprung von 3.33 V auf 3.44 V pro Zelle. Das ist sehr gut zu erkennen und oben der SOC dazu.

Da einer meiner Akkus nur 200 Ah hat muß ich die 4.3 Ah mit dem Faktor 200/270 korregieren. also wären das etwa 3.2Ah bei mir.

Das sind ja mal richtig gute Grafiken! :slight_smile: Erklär doch bitte mal wie man diese bekommt. Ist das Software eine Balancers? Und wenn du noch etwas Zeit findest interessant wäre auch: Wie du den SOC kalibriert hast.

Post 14: BMS Firmware Update von ShEnergy 16.4 auf 16.7

Nun habe ich Bat3 auch wieder im System also 40kWh. Und habe heute meine Firmware Updates der einzelnen BMS gemacht. Jetzt sollten alle 3 kritischen points mit Korrekturwiderstände eingerechnet werden. Ich hatte von ShEnergy per Whatsapp ein File zum Update bekommen.

Mir wurde gesagt das diese Update dann statt den 2 nun 3 Point zur Korrektur berücksichtigt. Und zwar so:


Here I give you a Chinese setting diagram for reference, the first "第5节补偿值" means to fix the fifth section of the connection piece compensation resistance value; The last two compensation points can be selected. But according to your diagram, it's 5, 9, 13. If the connection piece is the same, set the same resistance value.


Ich habe das kontrolliert und .... es funktioniert wie versprochen. Die Veränderung des Parameters 82 / 84 / 86 verändert sofort die Anzeige der zugehörigen Zellspannungen.

Ich habe folgendes eingestellt: 0.4 mOhm sind die Kabelstücken zwischen den Zellen (wie oben beschrieben)

  • 82 = 0.4m Ohm ( für point 5 )
  • 83 = 9
  • 84 = 0.4m Ohm
  • 85 = 13
  • 86 = 0.4m Ohm
Einen Vergleich (BMS / MILIVOLTMETER) werde ich auch noch machen.

Die Screenshots stammen von der "Web-GUI" meines BMS.

Wenn Dich Details interessieren, findest Du sie im Nachbar-Threads:

Das Kalibrieren der Kapazität erfolgt praktisch automatisch durch die Detektion der 0% und 100% SOC-Zustände.

Da bei mir das Coulomb-Counting ( Ladungszählen ) sehr genau ist, ergibt das Delta zwischen 0% und 100% SOC schlicht die aktuell nutzbare Kapazität des Packs.

Bei meinem Pack "D1" hat das zuletzt am 14.9. die 287.281 Ah ergeben. Daher stammt der erste Screenshot.

Der 2. Screenshot stammt aus einem Versuch, bei dem mein BMS einen Victron WR über CAN geregelt hat.

Die Zacken in der Strom-/ Leistungskurve, entstehen dadurch, dass das BMS da dem WR jeweils 100 mV mehr Ladespannung erlaubt hat.

Das war also nicht nur eine einfache CC/CV Regelung.

Die finale Ladespannung des WR wird bei 55.0 V gelegen haben. Bei am Ende nur noch ~3 A gibt es kaum noch Spannungsabfall über der Verkabelung.

Die Kompensation der DC-Widerstände erfolgt bei mir übrigens automatisch:

( Man sieht hier schön, dass meine Packs aus 4er Gruppen bestehen, zwischen denen jeweils Kabel sind )