Neues BMS / Kapazitäts-Prediction geplant und Frage an euch

[Akkudoktor]

Moin,
wie einige schon wissen, arbeite ich momentan an einem neuen BMS/Computermodellen von LiIonen Zellen und ich plane das auch mit meiner (hoffentlich bald) gegründeten Firma an den Mann zu bringen. Unser Plan ist grob gesagt:
Wir wollen der Community über Crowd Funding finanziert folgendes entwickeln (oder haben schon einiges):

Eine Webseite, bei der man von einer gebrauchten Zelle den internen Widerstand, die Bezeichnung und Hersteller und die Spannung nach der Entnahme eingibt (nicht unbedingt nötig) und dann Kapazität, Wahrscheinlichkeit auf 80% Restkapazität und eine Zustandsschätzung (also Spannungsverlust über 30d und Widerstandsbewertung ansich)

Die Webseite wird auch Batteriedaten und Vergleiche mit den Herstellern anbieten (also z.B. welcher IR Bereich ist noch gut für eine Zelle, oder wie ist wie gemessene Kapazität im Vergleich zur nominalen usw.

Im späteren Verlauf würden wir dann ein userinterface anbieten, also user können Ihre Messdaten einreichen und die werden dann mit in die Modelle aufgenommen

Wenn das alles läuft, dann würde ich eine Zustands und Kapazitätsschätzung für ganze Packs (also parallel geschaltet Pack) angehen. Also man würde angeben, welche Zellen in einem Pack verbaut sind und das Tool kann dir dann simulieren, welche Restkapazität und wie der Zustand des Packs ist. Möglicherweise kann man sogar Anomalien detektieren

Wenn das alles klappt. Dann würde ich die ganzen Modelle gerne in mein DIY BMS einbauen und als fertigen Bausatz+Software anbieten. Also das BMS würde dann noch um eine Widerstandsmessung erweitert (möglicherweise auch Balancing, mal sehen) und könnte dann die Sicherheit von unseren DIY Akkus erheblich steigern/Monitoring extrem verbessern.

Ganz am Ende, würden wir mit der Firma natürlich gerne an die Industrie herantreten und sehen ob die an ähnlcihen Systemen für E-Autos usw. interessiert wären. Aber das ist noch sehr weit weg.

Wichtig wäre mir, dass die Community mit in die Entwicklung einbezogen wird. Also Wünsche und Vorschläge direkt während der Entwicklung umgesetzt werden.

Wo mich eure Meinung mega interessiert:
Glaubt ihr, dass da Interesse besteht, auch international?
Denkt ihr, dass man sowas über Crowd Funding hinbekommt?
Wenn ja, würdet ihr sowas direkt als ganzes Crowd Funding Projekt präsentieren und dann über YT/die großen internationalen Foren oder eher kleinere Häppchen.
Habt ihr noch Ideen / Vorschläge / Kritik oder was auch immer?
Habt ihr Messungen? Ich bräuchte nur Zellname/Hersteller, gemessene Kapzität + interner Widerstand vor der Messung (wenn ihr habt, dann auch gerne der Spannungsverlust nach 30d oder 14 oder wie auch immer).
So langsam kennt man sich hier ja ganz gut (und viele von euch sind ja selbst selbstständig oder technisch super unterwegs), deswegen bin ich extrem auf eure Meinung gespannt.

[crazygo62]

Mhmm, das hört sich erst einmal sehr Interessant an, da die Zahl der DIY Leute steigt, wird an solchen Sachen( meine Meinung ) interesse bestehen.
Das mit dem Batterie Vergleich, also Akkzellen nach Wiederstandswerte zu bewerten, sollte grob funktionieren, wenn man genügend Werte einer Sorte hätte, sollte man das wohl gut auswerten können.
Einschätzung für Ganze Packs, das kann ich mir im mom. als Laie nicht so ganz vorstellen, aber wenn das funktionieren würde, wäre das schon ein großer Schritt nach vorne.
Dann eine DIY-BMS was Balancen können sollte, nach Möglichkeit mit guten Ampere-Werten so um 2A oder mehr, ( eher mehr) das man sich von der Masse nochmals abhebt.
Was super wäre, ( nur so eine Idee) wenn das BMS anhand des erzeugten Solar- und Batteriestrom Geräte Steuern könnte, also nicht nur Akku trennen, sondern, als Beispiel, Habe ( noch nicht, ist noch im Aufbau)eine Solaranlage mit Speicher, als Teil-Off-Grid, also keine Sonne, Batterie leer, schaltet das System auf Netzstrom um, das wenn ich eine Klimaanlage habe , diese nur läuft wenn genügend Batteriestrom vorhanden ist, nicht das die Klimaanlage bei jeder Wolke ausschaltet. Nur so als Idee, kann ja für viele Geräte genutzt werden.
Ich würde es, ja, wie ist es richtig, als fertiges Produkt vorstellen !?
Interesse, denke schon, wichtig wäre aber, das es für die breite Gemeinde, also auch die “Nicht-Programierkünstler” einfach aufzusetzen ist, da gibt es bestimmt viele, so wie mich, die durch Deine oder Andere Videos auf die Solargeschichte kommen, aber bei den “Programierungen” oder Bausätzen, wenn SMD gelötet werden muss, raus sind und sich dann was fertiges kaufen, wo die möglichkeiten dann wieder eingeschränkt sind !
Könnte mir gut vorstellen das dies klappen könnte.

Eine Liste mit Akkuzellen hätte ich, aber nur mit notierten Wiederstandswerten nach dem Messen, klar, welcher Typ, verbliebene mah, und Spannungsverlust nach 30 bis 60 Tagen, wann man halt zum Nachmessen gekommen ist. Falls Du diese benötigst, geb Laut :lol: :lol:

MFG Uwe

[Akkudoktor]

Moin Uwe,
ja ob das dann am Ende alles klappt, weiß ich noch nicht. Bei den Packs bin ich auch noch unschlüssig. Aber ich halte es für machbar, also wenn du die einzelkomponenten kennst, dann kannst du das Verhalten des Packs eigentlich simulieren. Aber mal sehen mit welcher Genauigkeit.
Mit der Steuerung stelle ich mir das so vor, dass man ein oder mehrere Relais schalten kann und dann daran anschließen was man will. Also das wird der Anwender machen müssen, da wir die genauen Anschlüsse und elektrischen Parameter ja nicht kennen können. Aber die Schnittstelle kann man auf jeden Fall einbauen.

Die idee das vorher schon zu veröffentlichen ist, dass dann die Community dann Einfluss auf die Entwicklung nehmen kann.

PS. Die Liste mit Zellen wäre mega hilfreich, immer her damit

[voltmeter]

das mit den zellen kann ich schwer einschätzen ob das gefragt ist.

zum bms wenn ich jetzt den kanal von stuart pittaway anschaue mit seinem bms und dann die abonnenten zahl sehe merke ich das da kein großes interesse besteht
möglicherweise wegen dem selbstbau ob das ein bms ändert was es zum kaufen gibt schwer zu sagen

vielleicht sowas ähnliches mit aktivem balancing und erweiterten funktion für can und rs485
ich glaube aber das sich diese ganze selbstbau akku geschichte im bescheidenen rahmen halten wird (die mainstream meinung kennst du ja im pv forum)
das promblem liegt an den menschen die für jeden mist einen fachmann suchen und vor allem angst haben
solange sich das nicht grundlagend ändert sehe ich da schwarz


ob die industrie das braucht das kann ich auch nicht einschätzen vielleicht ein neuer speicherhersteller der die bms sache dann extern abgibt

ich wünsche dir auf jedenfall viel erfolg mit dieser sehr sinnvollen geschäftsidee

[Akkudoktor]

@voltmeter: Ja da ist schon was dran, inwiefern die Nachfrage nach einem BMS besteht, weiß ich auch nicht. Der Megacellcharger z.B. zeigt aber schon, dass die Community da schon groß ist. Aber letztlich ist das schon ein guter Punkt, ich denke da muss man international auftreten. In Deutschland sehe ich da auch nicht den großen Markt.
Aber uns gehts tatsächlich auch mehr um die Kapazitäts/Lebensdauer Vorhersagen (auch von ganzen Packs) und ein BMS wäre eine sinnvolle Anwendung dafür.
Aber danke fürs Feedback, ist ein guter Punkt👍

[crazygo62]

Hoffe das Du mit der Liste noch ein wenig Zeit hast, muss da noch einiges “Rückmessen”, wenn die voll ist, dann lasse ich Sie Dir zukommen.

MFG Uwe

[Akkudoktor]

Na klar, sobald du was hast freue ich mich👍

[dentec]

Hallo Andreas,

deine Ideen finde ich sehr spannend und denke auch, dass es Potenzial für ein Geschäftsmodell gibt.
Die Vermarktung des BMS sehe ich eher schwierig, ähnlich wie @voltmeter schon schrieb.

Der DIY-Markt ist sicher nicht ganz klein, wenn man ihn weltweit erreicht.
Vielleicht sollte deine Technik aber spätestens dann reif sein, wenn größere Mengen an alten Akkus aus E-Autos anfallen.
Dann wird es vielleicht nicht ausreichen, sich auf die Daten des BMS des Fahrzeuges zu verlassen.
Eine exakte Diagnose des SOH kann bei großen Packs viel Geld wert sein.
Allerdings wird es wieder schwierig, die Zellen zu messen, ohne das Pack zu öffnen. Also vielleicht etwas für das “Second Life”.
So wie jetzt die “alten” Zellen aus Laptops und Ebikes für uns Bastler schon in grosser Menge verfügbar sind, wird es einen Punkt geben, an dem deutlich größere Packs auf ihr SecondLife warten. Dann könnte es einen neuen Markt für Heimspeicher aus ehemals Fahrzeugbatterien geben.
Gerade da wäre ein gründlicher Check der Zellen auch bezüglich Sicherheit wichtig. Wenn dein BMS dann die obere und untere Spannungsgrenze nach Alterung der Zellen variabel anpasst, um ein Höchstmass an Sicherheit zu bieten, dann wäre das ein “Verkaufsargument”.

Nur so ein paar Gedanken, keine Ahnung, ob ich dir damit helfen kann …

[gebrauchter-strom]

Sehr spannend. Markt (der wächst) gibt es sicher für BMS, nicht jeder traut den 50€ Dingern auf aliexpress. Und profi Lösungen wie REC kosten.
Ich würde es toll finden wenn das BMS über eine SD card die ganzen akku parameter loggen könnte (timestamp,V,A,cell voltages). Für Leute die nicht vernetzt sind und das mit excel mal anschauen wollen.
Wegen car battery test: https://aviloo.com/ <– von denen kannst ein OBD2 device für 180€ kaufen der deine SOH vom Fahrzeug diagnostizieren kann.
Von einem der Mitarbeiter dort hab ich meine 10kWh Li-Ion (aus BMW i3 raus) Zellen gekauft.

[stefanseiner]

Finde ich persönlich mega spannend und klingt super mega klasse.

Ich versuche mal, Deine Frageliste abzuarbeiten

Wo mich eure Meinung mega interessiert:
Glaubt ihr, dass da Interesse besteht, auch international? -> Interesse ja, aber wenn man sich die Internetquellen anschaut die es so gibt, also hier, PV-Forum, Secondlife, powerforum.co.cz , Youtube, goingelectric halte ich die Masse an Menschen, die mit AKkus basteln für sehr überschaubar.
Denkt ihr, dass man sowas über Crowd Funding hinbekommt? -> ich denke das wird schwiegig. Grund 1 s.o. und Grund 2 das ist sehr speziell, anders als beim Cellmegacharger (der im Grunde ja auch schon speziell ist), der hingegen für mehrere Zwecke genutzt werden kann
Wenn ja, würdet ihr sowas direkt als ganzes Crowd Funding Projekt präsentieren und dann über YT/die großen internationalen Foren oder eher kleinere Häppchen. -> kleinere Häppchen um auszuloten, wie groß das Interesse ist und um abschätzen zu können, ob Crowdfunding lohnt oder ab welchem ENtwicklungsstand es lohnt
Habt ihr noch Ideen / Vorschläge / Kritik oder was auch immer?
Habt ihr Messungen? Ich bräuchte nur Zellname/Hersteller, gemessene Kapzität + interner Widerstand vor der Messung (wenn ihr habt, dann auch gerne der Spannungsverlust nach 30d oder 14 oder wie auch immer) -> ich glaube, dass genau das der größte Stolperstein sein wird, dass das System darauf angewiesen ist, dass der Käufer / Benutzer zuerst wahnsinnig viele Daten erhebt und dann eingibt. Ich vermute, das wird viele abschrecken. Wenn Du eine Möglichkeit finden würdest, die Datenerhebung zu vereinfachen / zu beschleunigen dann sehe ich die Akzeptanz weitaus höher. z.B. ein Interface zu einem einfachen 12-fach Lader oder dem Cellmegacharger, der Spannung und IR in einem Schritt misst, wenn man den Lader mit Zellen gleichen Typs bestückt und dann aud Deiner Webseite aus einer Vorauswahl von 20 gängigen Zellen auf die jeweils passende klicken und zack sind die Messwerte in der Datenbank drin. Das wäre dann easy-Going

Noch dazu sehe ich im DIY Bereich die 18650er am Aussterben, durch den Preisverfall bei LiFePo und LTO Zellen wird schon jetzt gefühlt fast nur noch in diese Richtung gebastelt. Als nächstes werden dann wahrscheinlich gebrauchte E-Autobatterien den Weg zu uns Bastlern finden.


Wenn Du damit Geld verdienen willst würde ich eher versuchen, ganz gezielt auf die Schiene Recycling von E-Auto Batterien zu gehen.
Ich weiß nicht, wie VW die Akkus in ihrer Recyling-Pilotanlage testen oder ob sie sie überhaupt testen anstatt nur die Messdaten des BMS auszulesen, aber ich könnte mir vorstellen, dass hier großes Interesse besteht, Arbeitsprozesse zu beschleunigen und gleichzeitig qualitativ zu steigern, und dass dort auch weitaus mehr Geld zu holen ist, also bei "uns", die ja auch zu einem großen Anteil aus Kostengründen mit gebrauchten Akkus basteln. Hier hat auch niemand ein teures Batrium oder Rec BMS, im PV-Forum genausowenig bzw. kann man die an einer Hand abzählen.

Als Alternative evtl. in den Bereich Recycling von eBike Akkus. Hier wird meines Wissens noch absolut garnichts getan, die landen alle auf dem Müll und werden verbrannt.
Als einzige mir bekannte Verwertung gibt's nur die Akkuaufbereiter, und auch die entsorgen fast alle ihre ausgebauten Zellen ungetestet

[Akkudoktor]

Moin Stefan, auf deine Meinung war ich besonders gespannt und ich gebe dir das auch in allen Punkten Recht.
Tatsächlich wollen wir (wir sind 4 Leute) das aber nur als Startprojekt machen und zu allererst nur für die Community.
Das soll nicht unser “Hauptgeschäft” werden, eher ein Warm-up um miteinander warm zu werden.

Die Vorhersagen funktionieren bereits relativ gut und ich nutze die sogar schon für meine Zellen. Kapazität dauert jetzt ca. 10 sek. pro Zelle und eine Schätzung für die Spannung/Zustand gibt’s auch. Ich lasse die dann nochmal 5 Tage liegen und das war’s. Bisher sehr zuverlässig. Sogar eher etwas konservativ. Aber klar, noch mehr Daten wären super.

Der Industrie würden wir das eher als Tester zeigen, für das was wir können. Und die Modelle werden sich ohne Probleme übertragen lassen auf andere Akku Typen. Aber das müssen wir noch herausfinden.

Aber eure Anmerkungen bringen mich zumindest von den BMS wieder etwas weg. Also schonmal vielen Dank dafür und ich bin gespannt auf weitere Anmerkungen.

[nick81]

Hallo Andreas,

ich sehe das ähnlich wie Stefan. Sehe das so, wie du das beschrieben hast, auch nicht so als geldbringendes Geschäftsmodell. Wie du ja schreibst, soll euer Projekt ja eher als Testpilot laufen, für mehr sehe ich da auch kein Potenzial. Aber da kann ich natürlich auch komplett falsch liegen

Ich kenne mich nicht so sehr mit ML aus, aber vielleicht ist es sinnig, den Fokus etwas anzupassen und eher auf die “Langlebigkeit” von Batterien ein Modell zu entwickeln. Ich stelle mir vor, den SoC “besser” zu berechnen (besonders bei flachen Spannungskuven wie LFP/LiFePo4), ideale (dynamisch) Ladekurven aus solchen Modellen zu generieren, bei Berücksichtigung von Temperatur, IR, SoC, Spannungsunterschiede, Zellchemie, etc. Damit könnte man dann an die OEMs gehen und deren BMS damit füttern.

[Akkudoktor]

Danke für den Kommentar, denke das sind wertvolle Hinweise.
Erstmal gibt’s dann bald ein schönes Batterie Tool in Form einer Webseite. Ich werde den Forum Usern als erstes Zugang geben und das dann später auf YT veröffentlichten und dann irgendwann in den internationalen Foren.
Im Moment habe ich ca. 70 verschiedene Zelltypen die ich relativ gut Vorhersagen kann und gute Daten habe.
Wie gesagt, wenn ihr noch Daten habt, dann her damit😁 das wird nur besser dadurch.

Die Industrie müssen wir einfach befragen, also Marktforschung betreiben und sehen ob die Bock haben mit uns was zu entwickeln. E-Bike Akkus kann ich mir schon vorstellen, da dort die 18650 vermutlich noch länger verwendet werden. Das auch lifepo4 in dem Bereich durchsetzt, kann ich mir nicht vorstellen. Für sowas hat das zu massive Nachteile. Vielleicht auch e-Autos, aber mal sehen.
Eins nach dem anderen. Erstmal als schönes Projekt für die Community​:grin: wenn wir das genug Spenden für den Server zusammenbekommen, passt das

[stefanseiner]

mit wieviel Speicherkapazitäten rechnet ihr denn grob? Und habt ihr schon einen Hoster im Auge oder an der Hand? Ich bin bisher mit Host Europe sehr zufrieden und immer gut gefahren, habe aktuell privat einen Billighoster und werde wohl demnächst auch wieder zu HE wechseln. Die haben einen topp Support.

[Akkudoktor]

Wie brauchen vermutlich einen dedizierten Server oder virtuell, da wir die KI Modelle ja ausführen müssen und die sind in Python geschrieben.
Hosteurope wäre schön in Ordnung, um Moment ist eher die Frage wieviel Rechenpower benötigt wird. So ganz billig sind die Vorhersagen leider nicht. Ich schau aber mal rein, danke für den Tipp.

[sunap]

Moin Andreas,
dedizierte Server gibt’s auch z.B. in Deutschland ( ich meine Frankfurt oder Nürnberg ) bei Hetzner.

2 Freunde von mir haben eigene Unternehmen und benötigen reale Server und keine virtuellen Maschinen -
da die Software / Database / Application wie z.B. Navision oder so nicht auf virtuellen Servern läuft, wg. LizenzProblemen.

Die echten Server kostet oft wenig mehr als ein VPS.


Kannste ja mal schauen :

https://www.hetzner.com/de/

gruß
sunap

[sunap]

Moin Andreas,
nochmal ich.

Auch wenn eventuell die Automobil-Industrie zu “mächtig” wäre für eure KI / ML dann denke gern auch mal
an die vielen Leih-E-Roller oder auch E-Scooter. In einer Großstadt wie Hamburg stehen bzw. liegen diese
zu Tausenden rum … vielleicht wäre das auch ein Geschäftsfeld.

Meinen Vorschreibern schließe ich mich an, ich denke nur auf einen Akkutyp ( 18650 ) zu gehen könnte zu schnell
vorbei sein. Hier sind auch reichlich andere z.B. 21700, 26650, oder die zukünftige Tesla 4680.

Nicht zu vergessen das LifePo4 ( vielleicht auch LifeYPo4 ) sich verbreiten, da preislich immer interessanter.

Wenn eurer Tool gut und zuverlässig ist und auch ganze Packs testen kann -> denke auch an gewerbliche Zellentauscher, die auch
immer einen Prüfbericht als Ausdruck mitgeben. Z.B. : Firma Heskon, deutscher-akkuservice.de , akkuman.de, akkuzentrum.de oder
andere.


gruß
sunap

[Akkudoktor]

Moin Andreas,
nochmal ich.

Auch wenn eventuell die Automobil-Industrie zu "mächtig" wäre für eure KI / ML dann denke gern auch mal
an die vielen Leih-E-Roller oder auch E-Scooter. In einer Großstadt wie Hamburg stehen bzw. liegen diese
zu Tausenden rum ... vielleicht wäre das auch ein Geschäftsfeld.

Meinen Vorschreibern schließe ich mich an, ich denke nur auf einen Akkutyp ( 18650 ) zu gehen könnte zu schnell
vorbei sein. Hier sind auch reichlich andere z.B. 21700, 26650, oder die zukünftige Tesla 4680.

Nicht zu vergessen das LifePo4 ( vielleicht auch LifeYPo4 ) sich verbreiten, da preislich immer interessanter.

Wenn eurer Tool gut und zuverlässig ist und auch ganze Packs testen kann -> denke auch an gewerbliche Zellentauscher, die auch
immer einen Prüfbericht als Ausdruck mitgeben. Z.B. : Firma Heskon, deutscher-akkuservice.de , akkuman.de, akkuzentrum.de oder
andere.


gruß
sunap

Moin,
die Modelle sind tatsächlich auch für LiFePo4 gültig und (bei vorhandenen Daten) im Prinzip auch für jedes andere Format.
Letztlich kann du alles vorhersagen, du brauchst nur ein paar Messungen.
Die Idee mit den Scootern ist uns auch vorgestern auch gekommen, sowas wäre auf jeden Fall denkbar, also als eine Art "Schnelltest" für die Wartung oder einfach eine exaktere Vorhersage des Akkuzustands. Ich denke wir werden hier einfach mal (wenn die "Community" Version fertig ist) an verschiedene Firmen rantreten und dann mal sehen wer Interesse hat.
Theoretisch wäre ja auch ein Akkutester denkbar, du steckst den Akku rein, gibst Hersteller und Typ ein und kriegst sofort alle Daten ohne langwierige Testung. Zumindest als Schnellmodus wäre das cool. Aber mal sehen, erstmal die Community und dann schauen wir weiter. Außerdem müssen wir auch erstmal sehen wie gut das wirklich funktioniert.

[Akkudoktor]

Hehe ich kann jetzt auch vorhersagen an welchem Zyklus sich ein gemessener Akku befindet und Schätzungen über die restliche Lebensdauer machen.
X = Zyklen
Y = Kapazität
Der Punkt ist ein gemessener LiNiMnCoO2 Akku, das geht auch für LiFePo4, LiNiCoAlO2, LiCoO2 und LiTi. Das ist zwar eine relativ “grobe” Vorhersage, aber trotzdem kann man den Akku damit einsortieren und sehen wo der sich so ungefähr in seinem Lebenszyklus befindet.
Messungen bei 20°C, ca. 0.5-1C und 90%DoD.

[ascotthortersqu]

Hallo Andreas,
mich würde interessieren, ob du mit diesem Modell den tatsächlichen Messvorgang überflüssig machen möchtest, oder geht es eher darum, zweigleisig eine Zelle zu beurteilen? Also einmal real ausgemessen, Lade-Entladezyklen durchlaufen, Spannngsverlust, Wärmeverhalten testen und eine Einschätzung finden, ob diese Zelle für ein Pack geeignet ist oder nicht. und dann ergänzend vergleichen mit deiner Methode, ob eine Standard-Zelle, deren “Status” du anhand einer Statistik auswertest, mit der Wirklichkeit übereinstimmt. Oder gehst du soweit, dass deine Methode das gewöhnliche Messverfahren komplett ersetzen soll? Mir persönlich wäre das ein wenig heikel, denn jede Zelle ist in ihrer Laufbahn anders beansprucht worden, nicht dass das bei 99 Prozent nicht genau auskommen kann, aber was wir ermitteln wollen sind doch genau die 1 Prozent der Zellen, die einen Akkupack verderben wollen, also die Abweichler vom Standard.

Gruß Martin