ich habe hier 8x105Ah Eve LiFePo4 Zellen in Reihe. Es ist ein 60 Ampere Daly BMS verbaut. Umgebungstemperatur konstant 24 Grad. Der Akku wird nur im Bereich 0,1C geladen/entladen. Irgendwie komme ich beim Laden nicht über eine Zellspannung von 3,395 Volt. Da bleiben die Zellen wie angenagelt stehen. Die Spannungen des BMS habe ich mit einem vernünftigen Digitalvoltmeter geprüft. Die sind i.O.. Unterbreche ich das Laden gehen die Zellen auf 3,35x Volt zurück. Ich habe den Eindruck das mir etwas grundsätzliches zum Laden mit niedrigen Ladeströmen fehlt. Welchen Ladelevel habe ich derzeit? Kann jemand die Zellspannungsdifferenz beim Laden, in Ruhe und Entladen in Abhängigkeit vom Ladestrom erhellen?
Den Akku nehme ich zum Überlauf und für sonstige mobile Zwecke. Ja, der wird mit einem Wandlernetzteil ungeregelt mit 8-12 Ampere geladen. Das mache ich wenn wie jetzt bei meinem Balkonkraftwerk Solarüberschuss besteht. Der Rest geht in einen geregelten Speicher. Und der Energieerhaltungssatz gilt auch hier. Wenn der Akku nicht speichern könnte müsste irgendwo Wärme entstehen. Davon ist aber bisher nix zu sehen.
Die Spannungsdiagramme für den Ladestatus beziehen sich nach Ausgleichzeit auf open circuit. D.h. mit 3,35x Volt hab ich etwa 90%. Bei angedacht schonendem Akkubetrieb sollte es dann ja nicht mehr sein. Also in gegebener Konstellation das Laden vor 3,4 Volt Ladespannung je Zelle unterbrechen. Ist das so richtig? Was mache ich mit dem passiven Balancing? Ich komme an die einzelnen Zellen dran. Dann lieber mit dem Labornetzteil manuell balancen?
Du must schon über 3,4 V gehen, um zu balancieren. Sonst geht das nämlich nicht, aus genau dem Grund , den du gerade erlebst. Und so pingelig muss man das Thema Lebendauer da auch nicht nehmen.
Und die Spannungsgrenze gilt ohne Strom, nicht unter Ladestrom wie bei dir.
Nimm doch mal hier sie Sufu mit "nordkyn", da findest du einiges zum Verständnis.
erst mal Danke für den “nordkyn”. Hat Einiges erhält und bestätigt. In aller Regel werden die LiFePO4 dann unnötig voll geladen. Verringere ich meinen Ladestrom von 10 auf 6 Ampere sinkt die Spannung an den Zellen etwa um 20mV. Macht dann R=U/I=0,02/4=50mOhm Innenwiderstand. Die Innenwiderstände tolerieren wohl um +/- 10%.Bei höheren Ladeströmen könnten das auch 100mV sein. D.h. um dem internen Spannungsabfall könnte ich auch über die 3,4 Volt gehen da dieser mit der Chemie der Zelle nix zu tun hat? Oder ich kann, den Spannungsabfall wissend, den Ladezustand gegenüber open circuit interpolieren? Ist das so richtig?
genau! Viel besser als eine Ladekurve geht in diesem Fall die Vorstellung, dass eine bauchige Flasche mit Amperestunden gefüllt wird. Das hab ich mal umgerechnet und sieht für eine 280Ah Zelle dann etwa so aus. 1mm Höhe entspricht 10mV, 1Ah entspricht 0,1 Liter:
Wie @auric habe ich auch nur ein Diagram für Winston Zellen. Die haben ein etwas höheres Spannungsniveau, das für LiFePo4 nicht angewendet werden soll. Aber in diesem Diagram sind auch Entladekurven für verschiedene Ströme enthalten:
Zwischen Ladung und Entladung gibt es eine Hysterese
Du bist schon auf dem richtigen Weg Man bekommt die Zellen nicht nur voll mit 3,4V, man kann sie dabei sogar überladen. Den Balancer sollte man ausnutzen, Dazu muss man aber wissen wie er funktioniert und wie sich das der Konstukteur gedacht hat. jeder Balancer kann nur arbeiten, wenn er eine Spannungsdifferenz feststellt. Und die muss man kennen. Auf jeden Fall muss man diese Spannung längere Zeit halten damit der Strom lange genug fließen kann. Oft sind es nur zweistellige mA Ströme. Deshalb muss die Ladeeinrichtung auch eine Spannungsbegrenzung und einen Innenwiderstand haben. Nur so kann der Strom zum kalkulierten Ende hin absinken bis der Balancer dagegen anarbeiten kann. Wenn mit Konstantstrom geladen wird, wird der bei erreichen einer festgelegten Spannung abgeschaltet. Für dich ist es jetzt wichtig, die Zellenspannungen zu beobachten. Es wird eine Spannungsniveau auftreten, in dem die Zellenspannungen immer schneller steigen. Logischerweise wird eine Zelle voreilen und wird dann kaum noch zu bremsen sein. Damit die Batterie in einem vertretbaren Zeitraum balanciert wird, kannst du die volleren Zellen mit einer KFZ 12V/55W Scheinwerferlampe entladen. Es ist vorteilhaft mehrere Lampen zu verwenden, die mit Leitungen und Krokodilklemmen versehen sind.
Die Hysteresekurven zeigen den Spannungsabfall am Innenwiderstand je nach Stromrichtung + oder -. Der Innenwinderstand bei den Winston-Zellen ist höher. Daher auch die Spannungsdifferenz. Open circuit liegt dann genau in der Mitte. Sehe da nichts was gegen eine lineare Interpolation spricht. Ist nur noch die Frage ob der Innenwiderstand mit der Chemie wechselwirkt.
Stimmt. Im Datenblatt steht AC Impedance resistance 1KHz ≤0.5mΩ was auch immer mir das sagen soll. Der Widerstand kommt dann überwiegend von den Anschlüssen?
Deine Zellen sind bei knapp 3,4V und du lädst mit 10A weiter und die Spannung an den Zellen ändert sich nicht? Wie mißt Du den Strom und wie hoch ist die Ladeschlußspannung eingestellt?
Das wäre sehr eigenartig. Bei 3,4V sind die Zellen auf 100% SoC, wenn der Ladestrom klein ist (0,1C oder weniger wie hier). Aber genau darüber beginnt der steile Bereich der Ladekurve, d.h. die Zellenspannung sollte jetzt schnell ansteigen (weil sie eben voll sind).
Dieser große Bauch im Flaschenhalsdiagramm liegt ziemlicih genau bei 3,35V - schon ab 3,37V steigt die Spannung steiler an. Deswegen kann man ab etwa 3,4V auch Balancieren. Solange Du beim Laden unter 3,45 … 3,5V bleibst ist da recht schonend für die Zelle.
Irgendwo gab es auch mal ein Diagramm das zeigt, wie die Ladeschlußspannung mit sinkendem Ladestrom ebenfalls sinken muß. Bei 0 Strom sind es eigentlich die 3,37V aus der Nordkyn-Studie. Bei 3,4V ist es aber praktisch auch (fast) unmöglich die Zellen zu überladen.
Ich hab das mal vergrößert und je einen Ausschnit der oberen Kurve um einen Linienabstand nach unten sowie den unteren Ausschnitt um einen Linienabstand nach oben geschoben. Da müssten die dann auf gemeinsamer Höhe die stromlose Line bilden. Tun sie aber nicht:
Der Innenwiderstand muss also in der Nähe des stromlosen Bereichs höher sein. Deshalb nimmt man auch den Wechselstromwiderstand als Innenwiderstand, auch Differentieller Widerstand genannt. Also ΔR= ΔU:ΔI
die Linearverschiebung kann auch am Innenwiderstand der Quelle/des Verbrauchers liegen. Für ne Näherung ist das ohnehin nicht so relevant. Und meine Bestrebung sind auch nicht die 100% sondern ein sicherer akkuschonender Betriebsbereich. Mit ner Aussage siehst du beim Laden nie die 3,4 Volt und du bist save wäre mir durchaus geholfen. Differentieller Widerstand angeben bei 1 KHz. Was soll da bei DC in dem Bereich schwingen? Ansonsten natürlich guter Beitrag!
da muss nichts schwingen. Es geht darum wie weit sich die Spannung ändert, wenn man den Strom ändert. Zum Beispiel bei pulsierendem Strom. Damit sich eine einzige Null-Linie ergibt, muss der Abstand der Linien bei kleinen Strömen größer sein. Und damit ergibt sich ein höherer Innenwiderstand in dem Bereich.
Nehmen wir mal an, du würdest nur bis 3,37V pro Zelle laden. Und der Balancer wäre ab 3,37V aktiv. Und er würde bei 10mV anfangen zu balancieren. Wenn er fertig wäre, hätten fast alle Zellen eine etwas geringere durchschnittliche Spannung als 3,35V und eine Zelle hätte fast 3,36V. Die Zellen mit der geringen Spannung werden dann alle einen unterschiedlichen SOC haben. Und die Zelle mit fast 3,36V hätte einen viel höheren SOC. Zum balnacieren müsse sich alle Zellen in einem Bereich befinden, in dem die Spannung mit dem SOC deutlich zunimmt. Ein Kompromiss ist, bis 3,43V pro Zelle zu laden und zu waren bis fertig balaciert ist. Und danach die Spannung zu senken. Die Spannung ist aber sehr abhängig von den Eigenschaften des Balancers. Viele Batterien werden so lange geladen, bis eine Zelle in Overvoltage bei 3,6V geht. Dann trennt der Balancer den Ladestrom und die Zellen können balanciert werden. Das EVE Standard Ladeverfahren lädt bei einem Strom von C/2 und es wird bei erreichen von 3,6V abgeschaltet. Die hohe Spannung scheint also nicht so schlimm zu sein, wenn sie nur kurzzeitig auftritt. Schädlich ist wahrscheinlich der hohe SOC
Ich betreibe mit Ladeendspannung 3,42 V und 20 mV Differenz im normalen Betrieb. Nur wenn der Akku länger ( uber eine Woche ) steht schalte ich die Ladung ab und entnehme bis unter 3,38 V.
Das ist vollkommen ok, lass dich der YT Panik nicht anstecken. Es gibt zu dem Lebensdauerthema keinen einzigen praktischen Fall, das stammt alles aus wissenschaftlicher Literatur, in der grundlegende Effekte beschrieben werden.
