LiFePO4 - Grundlagen Ladespannung und Balancierung

Bitte achtet auf die Wortwahl. Man kann gerne unterschiedlicher Meinung sein, aber bitte respektvoll und nicht andere wegen einer abweichenden Meinung persönlich angreifen oder abwerten.

So Sätze wie "was du absonderst" brauchen wir hier nicht. Gab noch zahlreiche andere Formulierungen, das nur beispielhaft. Überzeugt durch Argumente.

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Anon, lansam werden einige mogliche Wissensmängel deinerseits bemerkbar.

3,37 ist aus wissenschaftlicher Sicht, mit betrachtung der chemischen Vorgänge, die maximale Spannung, bis zu der man laden sollte. Und deswegen ist 3,37 V ( mit strom null) die Spannung, bei der der Akku voll ist.
Da sind deutlilich mehr als 99 % der verfugbaren Chemie geladen.

Benutze Mal die suchfunktion "durchladen".
Dummerweise ist die Ladekurve darunter schnell sehr flach, es ist nicht so dass man darunter nicht balancieren sollte: man kann es eigentlich nicht. Wenn sich die Spannung mit dem SOC nicht ändert, wie willst du dann balancieren?

Aus dieser sicht ist die von dir empfohlene Spannung 3,5 V zu hoch.

Lies auch mal mit der Such Funktion "nordkyn".

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An alle:
Ihr sollt höflich diskutieren, beweisen, nicht hässlich streiten.

BEWEISEN. Heisst das Wort.

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Hier endet der abgetrennte Teil des Fadens ( siehe Eingangspost).

Ab jetzt bitte Diskussion folgendermassen:

Pro Post nur EIN Original Zitat, auf das man sich bezieht, und das man diskutiert.
(Beispiele folgen)

Dazu seine eigene Meinung. Da das nicht mehr als 6 Themen sind, ziehe ich die dann nochmals auseinander.
Und Fakten und Beweise, es gibt doch genug Fäden auf diesem Board, die man als Referenz heranziehen kann...
Und Höflich und SACHLICH. ich werde keinen scharfen Ton mehr zulassen.

Zum einen ist die Zelle nach der Definition 100 % SOC = 3,37 V schon übervoll.
z.B. :

Und darüber kommt bis 3,65 V nichtmal ein Prozent Kapazität hinzu.
Selbst WENN man nicht 3,37 V als 100 % nimmt, sondern 3,65 V als 100 %: DANN wäre
3,37 V aber 99 %, nicht 80 %.

Die Zellenspannungen "driften" (über 3,37 V) nicht, sondern die verschiedenen ladezustände zeigen sich dadurch, dass die vollere Zelle eine genügend deutlich höhere Spannung hat als die leerere.
Zum anderen hat das mit Balancerleistung, nichts, aber auch garnichts zu tun. Weder ein passiver noch ein aktiver Balancer haben in der Leistung einen Unterschied in der Spannung.

Ich nenne folgende Ausnahmen : der rein passiver Balancer bei uralten Zellbalancern, die ab einer festen Spannung arbeiten, und die ( Kondensator) Differenzbalancer, die nur einen Ausgleich zwischen nachbarzellen schaffen.

Selbstverständlich KANN man in dem Bereich gut balanacieren. Unter Lebensdauereinbussen. Und die Spannunskennline zu SOC ist tatsächlich sehr schön steil .

ABER: ab 3,4 V ist die Kennlinie STEIL GENUG, um die SOC unterschiede erkennen zu können.

Herunterregeln von Zellen? Also mit Regeln hat das nichts zu tun.
Und Voll sind die Zellen ab 3,37 V, per definition, und per wissenschaftliecher Empfehlung begründet durch die zell Lebensdauer.
Und schliesslich, darüber isr nicht mal ein Prozent der möglichen Akkuladung.

Ja, das hat man früher so gemacht.

Das geht zurück auf die ersten Bastler, die ihre (Winston) LiFePo Akkus im PKW eingesetzt haben. Da im PKW locker mal 14,4 V von der Lima geliefert werden, ist die mögliche BETRIEBSspannung 3,6 V. Also musste der Akku bis dahin noch genau genug balanciert sein. Also hat man die Dinger parallel geschaltet und "balanciert".

Zumindest die Winston haben das klaglos weggesteckt, inwieweit die blauen das weniger mögen ist bisher nicht in praktischen fakten geklärt worden. Jedenfalls widerspricht das der wissenschaftlichen Ansicht, die Akkus nicht "durchzuladen".

Ich sehe keinen Nutzen darin, einen Akku/eine Zelle bei 3,65 V auf Strom 0 durchzuladen. ich habe es nicht gemacht.

Da haben wir es auf den Punkt: 3,37 V bei Strom null gilt als 100 %, und ist die nach Wissenschaft genau richtig Methode. Die hat nur ein kleines Problem: Fürs balancieren echt knapp. Das ist die "Macke" der LiFePo Chemie.
Zu balancieren muss man eben gelengentlich über die Spannung gehen.

Ich benutze als DAUER Ladespannung ( CC/CV) 3,42 V. Balancieren geht prima, und um die Lebensdauerverkürzung kümmere ich mich im Womo-Betrieb nicht.....

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Was ist denn eine Zellbalance ?
Balancieren sorgt dafür, dass alle Zellen gleichzeitig Voll sind. Als voll gelten sie ab 3,37 V. Sobald alle Zellen über 3,37 V sind ( EGAL WELCHE DIFFERENZ) ist der Akku also balanciert denn:
Darüber warten nur 1 % Kapazität, die man nach Wissenschaft (aus Lebensdauergründen) ja garnicht ausnutzen darf.

Und was davon soll jetzt "keine echte zellbalance" sein ?

Zellen mit weniger Kapazität brechen beim Entladen früher ein, WEIL sie weniger Kapazität haben und WENN sie mit den anderen richtig balanciert sind. Das ist doch genau das, was man mit Balancieren BEABSICHTIGT.

Die Tabelle mit den Abschaltspannungen zu Ladestrom finde ich hoch interessant.
Hat leider einen groben Fehler, genau dort wo der Kursor steht, 3,8 ist wohl eher 3,38V?
Habe mich eben gewundert warum sich da ein Test mit Überladung und tw. stark verringerter Kapazität einschleicht :wink:

Es reicht wenn man es textlich sichtbar erwähnt.

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Hallo zusammen,

ich habe mir jetzt nochmal den gesamten Verlauf durchgelesen und möchte das Thema aus meiner Sicht abschließend einordnen. Mir ging es von Anfang an um die korrekte Ladeschlussspannung bei LiFePO₄-Zellen unter Strom, nicht um die Ruhespannung nach Ladeende. Das scheint mehrfach verwechselt worden zu sein, was die Diskussion unnötig verkompliziert hat.

Was ich gesagt habe und auch nach wie vor vertrete:

  1. 3,65 V ist die vom Hersteller (zum Beispiel EVE, CALB, Winston) klar spezifizierte Ladeschlussspannung für LiFePO₄-Zellen. Diese Spannung ist technisch sicher, wenn sie sauber mit CV geladen und nicht dauerhaft gehalten wird
    Battery University: BU-409b: Charging Lithium Iron Phosphate - Battery University
  2. Wer dauerhaft nur bis 3,45 V oder weniger lädt, spart zwar Zellstress, verzichtet aber auch auf mehrere Prozent an nutzbarer Kapazität. Das ist legitim, muss aber zur jeweiligen Anwendung passen
  3. Balancing findet bei meinem BMS erst ab etwa 3,5 sinnvoll statt. Darunter sind die Spannungsunterschiede so gering und die Zellspannung so flach, dass kaum ein BMS eine nennenswerte Differenz erkennt. Frühzeitiges Balancing klingt theoretisch sinnvoll, ist praktisch aber kaum wirksam. Der Balancer kann erst im oberen Spannungsbereich gezielt eingreifen

Wichtig für unseren konkreten Anwendungsfall:

Mir ist die Lebensdauer der Zellen nicht relevant. Für unsere Anwendung ist die maximale nutzbare Speicherkapazität entscheidend. Das heißt, wir laden konsequent bis 3,5-3,55 V pro Zelle im CV-Modus mit sauberem Ladeabbruchstrom. Die paar Prozent zusätzlicher Verschleiß sind im Vergleich zur gewonnenen Energiemenge wirtschaftlich sinnvoll und für unseren Betrieb entscheidend

Fazit:

Wer korrekt laden will, lädt regelmäßig bis 3,5 bis 3,65 V, je nach Zielsetzung
Wer nur bis 3,4 V lädt, verliert nachweislich Kapazität und verhindert effektives Balancing
Balancing funktioniert sinnvoll nur im oberen Ladebereich
Die Unterscheidung zwischen Ladeschlussspannung und Ruhespannung ist technisch zwingend notwendig

Ich hoffe, das Thema ist damit fachlich klar und vollständig eingeordnet. Ob man eher auf Zellschonung oder auf Energienutzung setzt, ist eine bewusste Entscheidung. Entscheidend ist, dass man die Auswirkungen versteht und korrekt umsetzt

Viele Grüße
Dennis

hier noch eine handvoll Quellen:

PS:
Der Artikel

untersucht nicht direkt die optimale Ladeschlussspannung, sondern verwendet durchgehend 3.70 V. Dennoch zeigen die Ergebnisse klar:

  • Temperatur hat einen deutlich stärkeren Einfluss auf Alterung als Spannung allein.
  • Wer also Zellen schont laden will, sollte nicht nur die Spannung begrenzen, sondern auch auf moderate Temperaturen (0–15 °C) achten.
  • Eine Kombination aus niedriger Ladeschlussspannung und kühler Umgebung dürfte die Lebensdauer deutlich erhöhen.

Man findet dazu sicherlich noch weitere brauchbaren Informationen, aber für meinen Fall reicht das mehr als aus.
/over and out

Eigentlich bereits unter 15 Grad den Ladestrom deutlich reduzieren bis zu fast nix bei Null Grad.

Nein. Das ist die ZULÄSSIGE Ladeschlussspannung der Hersteller. Weil es ZULÄSSIG ist, so hoch zu laden.
BENUTZEN kann man jede Ladeschlussspannung, die man benutzen will. Und wenn man "Voll" haben will, sollte das nicht UNTER 3,37 V sein.
Und jetzt darf man sich ab 3,37 V aussuchen:

  • Da warten noch 1 % einladbare kapazität bei wissenschaftlich gesichertem (geringen) Chemischen Alterungsprozessen.
  • mit 3,65 V/Zell als max. Ladespannung wird die Balanciererei bei grösseren SOC unterschieden irgendwie schwierig. Wie stellst du dir den Vor, wie die Spannungsverteilung unter ladestrom aussehen soll : einige Zellen sind noch unter 3,65 V, einige darüber ?
    (Das ist noch der uralte Streit der YTber, die stärkere Balancer brauchten, um die zellen "niederzuhalten")

Ich weiss weder, welches BMS du hast, noch welche Differenz du verwenden willst. Jdenfalls sehe ich nicht, warum das BMS nicht genug differenz erkennen soll.

Ich habe früher auch mit 3,5 V angefangen.
Dann 3,45 V.
Dann 3,42 V. Mit 25 mV Differenz.
Die meisten stellen die Differenz viel zu NIEDRIG, und haben genau deswegen massive Balancingprobleme, weswegen sie dann die HÖHERE Ladespannung BRAUCHEN zum balancieren.

OK.
Das SOC diagramm darin ist falsch.
Du selbst sagst doch, dass oberhalb 3,37 V wenig kapazität ist.
Messe es doch mal nach:
Bestimme, wieviel kapazität oberhalb 3,37 V ist. Ich habe das oft genug genacht. Du weisst es eigentlich auch.
Oder miss eben mal nach.

Wo siehst du in diesem Bild 20 % Kapazität zwischen 3,37 V und 3,65 V ?

(PS: Achtung, das sind Entladekurven. Da ist die Spannungslage inkorrekt. Die Frage bleibt trotzdem gleich. )

Ich bin ja noch nicht so erfahren wie manch Andere hier, aber wie soll das, bei einer Reihenschaltung und nicht bei einer nackten Einzelzelle funktionieren?

Laut Datenblatt ist bei meinen LF105 Ladeschluss bei 25°C bei 3,65V und einem Strom von 5,25A. Mein JK BMS schafft 2A Balancerstrom. Wenn ich den kompletten Akku 16S mit 58,4 V laden würde, bin ich mir ziemlich sicher dass das BMS abschalten würde. Manche Zellen erreichen die 3,65V früher als die Anderen, in der Summe ist man dann immer noch unter 3,65V * 16 und damit wird weiter geladen. Wenn man jetzt noch mit mehr als 5A lädt hat das BMS doch gar keine Chance die Überladung der ersten Zellen zu verhindern außer durch hartes Abschalten.
Dann müsste man doch mit weniger Strom Laden, also < 2A was wiederum den 5A aus dem Datenblatt widerspricht. Bei größeren Zellen ist der Ladeschlussstrom bei 3,65V noch größer, bei LF280K 14A.

Langsam wird es wieder genauso verworren wie am Anfang. Aussagen werden durcheinandergebracht, verkürzt oder mir direkt im Mund umgedreht.

Nur zur Klarstellung: Ich habe nie gesagt, dass oberhalb von 3,37 V wenig Kapazität vorhanden ist. Was ich gesagt habe, ist, dass 3,37 V als Ladeschlussspannung zu niedrig ist, wenn man eine Zelle als voll bezeichnen möchte. Das ist ein technischer Unterschied, den man nicht ignorieren sollte.

Dass oberhalb dieser Spannung noch Kapazität kommt, ist selbstverständlich und steht überhaupt nicht zur Debatte. Es ging bei meiner Aussage um die Grenze, ab wann man von einem vollständig geladenen Zustand sprechen kann, nicht um die Verteilung der Kapazität an sich.

Dazu kommt, dass in der Diskussion wieder Dinge durcheinandergeworfen werden. Ich rede klar von Ladeschlussspannung unter Strom, nicht von Ruhespannung. Ich rede von Balancingverhalten im realen Betrieb, nicht von Labormessungen mit Einzelzellen. Und ich mache dabei immer deutlich, dass die Entscheidung zwischen Zellschonung und maximaler Kapazitätsnutzung eine bewusste sein muss, je nach Ziel und Anwendung.

Ich habe meinen Standpunkt mit Quellen, mit Anwendungskontext und mit technischer Differenzierung dargestellt. Wer das anders sieht, kann das gern so handhaben. Aber bitte keine Unterstellungen oder Zitate, die inhaltlich etwas völlig anderes aussagen als das, was ich tatsächlich geschrieben habe.

Verstehen, was man tut, ist wichtiger als das Festhalten an einem Dogma.

PS:
Ich habe 128 EVE LF280K (2P16S) (Weitere 128 Stehen hier und werden gerade vorbereitet)
3x MP 48/5000 (Upgrade gerade auf 3x 15000)
3x RS450/200
1x Deye 8k (48v version mit 16S LF280K EVE - Meine BMS Test Kiste ...)
1x Growatt SPF 6000 (mit 16S LF280K EVE - Meine BMS Test Kiste ...)
1x MP 48/5000 ebenfalls mit 16S LF280K EVE - Meine BMS Test Kiste ...
92x 450W (36x Trina Vertex S+ 450) Rest sind Luxen 450W Glas/Glas
Boostec BMS

Da steht bei Battery Universe: MAX Charge.
So habe ich das oben auch beschrieben.
Das heisst nicht, dass man das so machen muss.
Da steht nicht, dass die zellen nur so voll werden.
Da steht nicht, ob oberhalb von 3,37 ein bereich vorliegt, der für Zellen (geringfügig) schädigend ist.
Da steht auch nicht, dass man so balancieren soll. Und auch nicht, dass man das eigentlich garnicht kann.

Das kann sein. Aus sicht der Wissenschaft ist 3,37 Voll, weil die Spannung darüber (lebensdauer)schädigend ist.
Und wo es steht, ist wurscht: bestreitest du, dass oberhalb von 3,37 V nur ein Prozent der Kapazität ist ?

Das habe ich bei dir nirgendwo so gesehen.
Das ist das Nordkyn Thema.

Wir alle auch.

Ich klinke mich an dieser Stelle aus dem Thema aus.
Ich habe mehrfach erklärt, was ich meine, und worauf sich meine Aussagen beziehen. Leider werden diese entweder nicht vollständig gelesen, aus dem Zusammenhang gerissen oder einfach falsch wiedergegeben. Das betrifft nicht nur einzelne Punkte, sondern zieht sich durch die gesamte Diskussion.

Wenn dann zusätzlich noch Dinge behauptet werden, die ich so nie gesagt habe, und meine Differenzierungen ignoriert werden, entsteht bei mir der Eindruck, dass es gar nicht mehr um ein echtes Verstehen oder sachlichen Austausch geht.
Ehrlich gesagt fühlt man sich da irgendwann einfach nur verarscht.

Ich habe meinen Standpunkt mit Praxisbezug, technischen Hintergründen und Quellen erklärt. Wer das anders sieht, kann das selbstverständlich so machen. Aber ich steige aus, wenn es immer wieder im Kreis geht und der Inhalt nicht mehr im Vordergrund steht.

Allen weiterhin gutes Gelingen bei ihren Projekten.

Viele Grüße