Kleine Zyklen im Bereich 0 bis 50 % SOC - wie balancieren ? Bottom Balancing ! Prinzip Diskussion

Gerade wird schon länger :slight_smile: heiss diskutiert, kleine(re) Zyklen zu fahren, und jetzt neuerdings auch nicht im oberen, sondern im unteren SOC Bereich. Leider klappt dabei die Balancierung nicht - die muss man beim Volladen machen, was man ab und zu wiederholt.

Ist natürlich ärgerlich, weil man die Volladerei , Top balancing, jeweils von Hand auslösen muss. Schöner wäre , wenn das ganze automatisch im normalen Betrieb passiere würde. Keine Kontrolle, kein Service.

Also gut, schauen wir uns doch mal eine Kennlinie genauer an.

Quelle: Supervolt - Im Bild Ladekurve und Entladekurve

Ich zitiere mich mal selber:

Neues findet man, indem man Dinge hinterfragt, die vorher als gegeben angenommen wurden.

Schaut euch mal die Kurve an. Wenn man weiss, wonach man sucht, springt es einem direkt ins Auge.

Rechts sehen wir den kleinen steilen Anstieg, auf dem wir ab SOC 98 zum Top-balancieren herumreiten. Es gibt ja genug Ärger deswegen.

Und links sehen wir den Abfall der Kurve, wie sie aus dem flachen Kennlinienteil bei 50 %SOC herauskommt und immer steiler wird.

Seht ihr es ? lest nochmal:

Und links sehen wir den Abfall der Kurve, wie sie aus dem flachen Kenlinienteil bei 50 %SOC herauskommt und immer steiler wird.

Das bedeutet BOTTOM Balancing geht auch. Genau das, was man nie macht, weil der Akku nie leer ist. Und es geht viel besser als Top Balancing, weil......

die Kurve über 20 % SOC (von 10 bis 30) geschlagene 100 mV heruntergeht. 5 mV pro Prozent. 10 mV für 2% SOC.

Unterhalb von 10 % SOC wird es noch steiler und besser: 100 mV für 5% SOC . 20 mV pro Prozent.


AAAABER :

Erste Frage: kann man denn einen normalen Balancer überhaupt für Bottom Balancing benutzen ?

Man kann ja nur die Startspannung , nach Oben, und eine Differenz einstellen.

Um es Kurz zu machen: Ja.

Zwangsweise muss man die Startspannung auf..... 2,5 V einstellen. (Was sonst? )

(Aber da arbeitet der Balancer doch IMMER !) ------->> NEIN.

Denn wir haben noch die Differenzeinstellung. Und da wir hier so eine schöne langestreckte steile Kennlinie haben, stellen wir die Differenz so hoch, das alle Spannungsfehler durch STROM zu klein sind, um den Balancer zu starten. Sagen wir mal..... 25 mV?

und Voila ! Der Balancer arbeite nicht wegen Strom. Aber knapp 2,5 % SOC Differenz starten den Balancer unter 40 % SOC, und unter 10% SOC genügen sogar 1,25 % SOC Differenz.

Was heisst, man muss gar nicht so hart gegen die untere SOC Grenze fahren wie oben. Im Gegenteil !!

Betrachtet man den Bereich 0 bis 50 % SOC, dann arbeitet der Balancer in der grösten Teil dieses (50%)-Bereiches. Nämlich untrr 40 % Dauernd. Ein Paradies!

OK, nicht so präzise wie Top Balancing auf 0,x % SOC. sondern auf 2,5 % SOC genau, im ungünstigsten Bereich. Je tiefer man entlädt, umso geringer wird diese Ungenauigkeit.

Zweite Frage : geht das denn obwohl es ungenauer ist ?

Ja.

Ist das wichtig, wenn wir eh nur 50 % der Kapazität nutzen wollen ?

Wer will denn seinen Akku immer nahezu leer fahren?

Ab hier

weiterlesen.

ZB. hier : Macht Volladen wirklich Sinn? - #34 von paddy72 - Neue Ideen - Akkudoktor Forum

Ich habe die Beiträge abgetrennt, weil ich in diesem Faden nur über die neue Idee des Bottom Balancierens reden möchte.

Getriggert wurde das durch die Diskussion über lebensdauerschonende Zyklen unter 80 bzw 50% SOC. Siehe obige Links.

Ich war - wie wohl fast alle - der Meinung, dass Top Balancing das Mittel der Wahl für LiFePo ist.

Grund ist die Tatsache dass es tatsächlich nicht so leicht - und sinnfrei - aussah, Balancing bei 0 %SOC zu machen, "um dann mit leerem Akku dazustehen".

Genauso habe ich das gerade erst irgendwo auf diesem Board beschrieben.

Durch die Diskussion über Teilzyklen unter 80 bzw 50 % , bei denen dann zum Balancieren Volladen erforderlich ist, habe ich mir gefragt, ob Bottom Balancing IN DIESEM Fall nicht doch anwendbar ist.

Und DA beginnt die erste Post dieses Fadens.


Im Ergebnis:

  1. Bottom Balancing ist möglich beginnend unterhalb 40 % SOC (weil die Spannungskurve ab diesem SOC NICHT MEHR FLACH IST.)

  2. Jeder normaler Balancer mit den Einstellungen Startspannung und Differenz ist anwendbar.

  3. Die Balancing "Genauigkeit" ist nicht ganz so gut wie im oberen Teil der Spannungskurve ( welche unnötig genau ist)

Ich bitte euch in diesem Faden nur diese Idee zu diskutieren, nicht die Fragen der Anwendbarkeit. Anwendbarkeit hängt vom Gewünschten Betriebsverhaltens des Akkus ab.

Zuerst muss das (auch) mal praktisch probiert werden. Was ich demnächst mache.

Man hat doch um Tiefentladung, unter 3 V bisher genauso einen Bogen gemacht. Ist das nun state of Art das es dem Akku doch nicht schadet. Sind die Endladungsbalke null bis 2p % nun kein Tabu mehr. Meine Handy App ignoriert die schon seit Anfang, dann steckt dort viel mehr echtes Wissen um den allerdings LiIon Akku drinnen als im breiten diffusen Volkswissen. In einem völlig anderem forschenden Bereich wird sogar eine kpl. Entladung für mehrere Stunden angewandt um die Sei Schicht zu regenerieren. Mir persönlich ist es egal wo balanciert wird solange es nicht mehr schadet als nutzt.

Jetzt bleibe mal ruhig UND bei den Fakten. Wer redet von Laden bis NULL? DU !

3 V sind 4 %.

Ich rede von entladen unter 40% . Kannst du zustimmen, dass zwischen 40 % SOC und 4 % SOC genügend Raum für die Auswahl einer Spannung ist, die nicht unter 3 V fällt?

Das ist in der FORSCHUNG ERMITTELT und wird zügig in Diskussion sein. Die 80 % Lader haben doch auch schon längst das Regime übernommen.

Auch in der LiFePo technik wirst du dich daran gewöhnen müssen, dass es noch neues gibt.

Das ist NICHT Thema dieses Fadens. ich habe ausdrücklich gebeten, solche Diskussion im anderen Faden

zu führen.

Vollkommen richtig.

Und wird sich vermutlich auf einen kentnisstand von vor 2 Jahren stützen. Was morgen um noch einen Tag älter ist.

Wenns dir egal ist : Warum diskutierst du dann überhaupt darüber HIER?

Warum mache ich eigentlich 2 getrennte Fäden ?

Sorry, mir ging es eigentlich um den untersten bisher tabuiesierten Bereich. Vermutlich war es ursprünglich die vermutetete erhöhte Dendriten Bildung? Die abgebildete Keninie geht ja auch bis 2,5 V runter. Also praktisch Null. Solange die Zellenspannung Überwachung funktioniert und abschaltet ist es einfach in der nächsten Nähe des eigenen Betriebsbereiches am besten zu balancieren. Unten ist halt das Problem daß es schnell nach ganz unten geht sollte aus irgendwelchen Gründen keine Ladung erfolgen können. Was dann? 4% also die erwähnten 3 V sind aber genug Reserve.

Oben balancieren du oberhalb 98,5%.

Unten balancierst du unterhalb 40 %.

Siehst du da keinen Unterschied?

Oben, vor allem ständig balancieren ist klarer Mist. Ich balanciere unterwegs bzw. überwache sogar tw. nur und schalte ab. Ist noch 12 V mit unterschiedlichen Systemen. Ein schwacher JK 8-24 Z Balancer liegt in der Schachtel. Müsste ich aber vorher auf 24 V umbauen. Soll aber eher ein gelegentliches Diagnose Gerät wegen der Datenflut sein und soll z. B. den LTO 48 V Speicher mit internen Balancer ohne ext. Zugriff mal kontrollieren. Also nicht zusätzlich balancieren.

Und Zweifel am Sinn gehören nicht zur Idee?

Man sollte wohl nicht an einem Thread eines Admins teilnehmen...

Wohin denn abgetrennt? In den Mülleimer?

Zu einer Zwangsabtrennung gehört doch zumindest mal der Link des neuen Zwangsthreads.

Nein, die gehören in den Faden zu Anwendung, den habe ich extra abgetrennt

Warum denn nicht ? Deine Ansicht ist willkommen.

Aber es gibt in einem Faden auch ein Thema: das steht in der Überschrift.

Gerade bei neuen Idee muss man sich auf das Thema einlassen. Es gibt zwei verschiedene Themen: Das Prinzip, ob es überhaubt funktioniert, und die Möglichkeiten für die Anwendung.

Ein Atomkraftwerk fuktioniert schon. Aber die Anwendung im Auto ist etwas ungeeignet.

Du hast recht, das habe ich in diesem Faden vergessen. Entschuldigung.

Der ist hier: Kleine Zyklen im Bereich 0 bis 50 % SOC - wie balancieren ? Bottom Balancing - Diskussion Anwendung - Neue Ideen - Akkudoktor Forum

Ich habe es auch in der ersten Post eingefügt.

Nochmal zur Handy app. Habe die etwa 2 Jahre in Verwendung. Und wenn man sich weitgehend dran hält, laden bis 70 max. 80% und echtes Wissen aus der Zeit drinnen steckt zerfällt der Akku bevor er merkbar Kapazität verliert.


Ich finde es überaus nützlich wenn der Thread Starter vor allem bei längeren Themen den ersten Beitrag gelegentlich aktualisiert und eine Art Inhaltsverzeichnis mit wesentichen Punkten veröffentlicht. Habe ich früher so gemacht.

Das ist schon interessant, aber ich verstehe den Zusammenhang mit dem Inhalt der ersten Post nicht.

Ich auch. Ist ein guter Vorschlag, den ich vielleicht auch so gemacht hätte, aber die Erinnerung daran nehme ich gerne an.

Leider ist dafür momentan keine Zeit, da ich reichlich mit Posts beschäftigt bin, der Flut von Posts nachzukommen, die bei freundlichster Betrachtung OT wären. Oft schlimmeres.

Aber das wird sich schon legen.

Ein zugegeben mini Zusammenhang ist vorhanden. Es schließt top balancing in x s Akku Paketen aus wenn man der app Erkenntnis folgend konsequent Volladung vermeidet.

Dann sage ich Entschuldigung. Allerdings verstehe ich den Zusammenhang nicht.

Und jetzt, ausnahmsweise mal Posts zum Thema ?

Sorry dass ich frage......

Warum ist nicht die gleiche Balancierungsgenauigkeit notwendig wie beim Topbalancing ?

Naja, wer z.B. 10-80 fahren will, nutzt nur 70 % der Kapazität aus, dann merkt er Drift unter 30 % garnicht. Was eine weile dauern dürfte. Ok, wäre unerwünscht, die hohen Zellen haben dann ja höhere Spannung als 80 % SOC.

Aber wenn man mal...... 5 % als brauchbar ansieht, ist das im Vergleich zu Topbalancing ein ca 20mal grösserer Driftbereich. Und DAS dürfte die Balanciererei doch etwas entschärfen...

Update: schwer zu verstehen. Ich erkläre es nochmal andersherum: Wegen der superspitzen Kennlinie der LiFepo führt balancieren top ja dazu , dass die Zellen unter 0,5 % SOC unterschied haben. So genau ist garnicht notwendig, geht aber garnicht anders.

Wenn man garnicht von x-100 fährt, sonder x-80 hat man ja die "nicht genutzten 20 % SOC" als Toleranz des balancierens. Könnt ihr euch das vorstellen ?

Allerdings - man will ja wirklich x-80 fahren, nicht eine Zelle x+10- 80+10. Dann wäre die eine höhere Zelle ja bei 90. Aber an die Kapazität (80-x) kommt man komplett dran.

Bottom-Balancing hatte ich hier schon einmal vor über einem Jahr vorgeschlagen - wurde als unpraktikabel und Quatsch abgetan!

Warum soll man nicht beides kombinieren?

Im Sommer gerne mal Bottom-Balancing, im Winter eher Top-Balancing. Warum? Im Sommer hat man meist mehr als genug Sonne um den Akku bei Bedarf wieder beliebig voll zu bekommen und im Winter freut man sich, wenn der Akku mal nahe 100% ist und möchte ihn nicht für das Balancing leer fahren. Aus meiner Sicht wird das Thema Balancing ohnehin zu heiß gekocht - i.d.R. ist es sehr viel seltener nötig als die meisten denken. Insbes. bei relativ neuen Zellen ist es nur selten nötig, bei älteren und insbes. ungleichen Zellen natürlich öfter.

Die Idee dass Bottom-Balancing eine gute Alternative zum Top Balancing sein kann, wurde glaube ich schon seit vielen Jahren überlegt. Bei LiFePO4 haben wir uns wohl alle von Elon Musk beeinflussen lassen, der vor Jahren behauptete, dass man seine LFP-M3 ruhig voll laden könne und ich meine sogar stundenlang so stehen lassen dürfte und dass das sogar gut wäre.

Bei den Pylontech-Batterien steht meine ich auch irgendwo (sinngemäß), dass die hohe Zyklenzahl nur gilt wenn die Batterien nicht unter 10% SOC entladen würden. Gegen 100% steht da auch nichts drin. Das erweckt den Eindruck, dass man den unteren Ladebereich eher meiden muss, als den oberen.

Ich habe mit meinem 4 Pylontech alles so gemacht, wie es die letzten Jahre dem Stand des Wissens entsprochen hat. Keine sehr niedrigen Temperaturen, im Sommer schön klimatisiert, so dass 27° nie überschritten wurden. Ladespannung nicht sehr hoch, Anfangs 51,8 V für 15S, dann ne Zeit lang 52V, jetzt wieder 51,8V (empfohlene Ladespannung laut Pylontech 53,2V) , unterer SOC schlimmstenfalls knapp unter 40%, nur einmal versehentlich ganz kurz auf 17% entladen, im Winter war die Batterie auch nie unter 40% und sogar im Winter habe ich noch einmal wöchentlich mindestens balanciert.

Trotzdem ist der erste Pylontech schon nach 4,5 Jahren und unter 500 Zyklen am blähen. Habe vor paar Wochen zwei Threads zu dem Thema gemacht. Beim zweiten Pylontech laufen die Spannungen einzelner Zellen jetzt auch schon langsam aus dem Ruder. Muss den mal aus dem Rack ausbauen und schauen ob der sich auch schon aufbläht. Scheinbar war das gut gemeinte vorschriftsmäßige Batteriehandling gar nicht gut für die Zellchemie.

Und vor zwei, drei Wochen kam dann das erste amerikanische Video wo von einer Studie die Rede ist, dass die LiFePO4 Zellen wesentlich länger halten, wenn sie nur von 0 bis 25% gecycled werden. Paar Tage später kam dann unser "Batterieforscher", der sogar mit der Studienautorin sehr gut befreundet sein will und macht ein ähnliches Video auf Deutsch. Wobei die Studie auch ihre Schwachstellen hat. Was mir seltsam vorkommt, sind diese scheinbar willkürlich gewählten SOC-Bereiche. Warum wurde nicht ermittelt, wie sich das Alterungsverhalten im mittleren Bereich verhält? Oder noch systematischer: Eine Menge Zellen wird nur von 0 bis 10%, eine weitere von 10-20%, eine von 20-30% usw. behandelt. Kann man aus den so gemessenen Kennlinien nicht alle anderen Bereiche zusammensetzen?

Und warum kommen diese extrem abweichenden Erkenntnisse erst jetzt? Hätten die "Batterieforscher" das nicht schon viel früher herausfinden müssen? Immerhin haben die sich ja gigantische Zyklenzahlen von 6000-8000 "ausgedacht" und gewährleisten den Batterien relativ lange Lebensdauern.

Also Carolus, deine Idee, dass man schon ab unter 40% balancieren könnte, da man bereits hier Rückschlüsse auf den Ladezustand ziehen könnte, ist bei Betrachtung deiner Kennlinien einleuchtend.

Aber ich schließe mich Dreschers Frage an:

Warum ist nicht die gleiche Balancierungsgenauigkeit notwendig wie beim Topbalancing ?
Und noch was anderes:

Wenn die Zellen noch relativ neu sind und man die einzelnen Zellenspannungen auslesen kann, kann man ja recht früh erkennen, wann einzelne Zellen aus dem Ruder laufen. Mit etwas Glück hat man sehr gleichmäßige Zellen und man braucht nur alle paar Wochen mal zu balancieren. Dann hat man also nur selten Phasen wo die Zellen schnell altern. Wenn man in der Zeit dazwischen nur von sagen wir mal 20 bis 70% cycled, hat man noch einen akzeptablem nutzbaren Kapazitätsbereich, eine gewissen Mindestnotstromreserve für den Blackoutfall und man ist trotzdem selten im verschleißbehafteten oberen SOC und Spannungsbereich.