"On the fly" Zellenaustausch und Erweiterung von 2p8s auf 3p8s

Akku, BMS und Ladegeräte DIY Akkus - Komponenten, Aufbau, Methoden, Problem
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Hallo zusammen,

bin ganz neu hier und könnte ein paar Tips gebrauchen. Eine kurze Vorstellung habe ich gerade in der "neu hier" Abteilung geschrieben.

Ich habe ein kleines Häuschen im Süden Mexikos, völlig Offgrid. Da bin ich jetzt nur für ein/zwei Monate im Jahr.
Vor ca 9 Monaten habe ich einen 25.6V LiFEPO4 Akku erstanden, von einem Bastler übers Internet. Mit dem gibts Ärger. Vorher hatte ich vom gleichen Verkäufer einen kleineren Akku über Mercado Libre gekauft, so eine Art Amazon Marketplace. Der Akku hat super funktioniert und ich wollte einen größeren.
Dummerweise hab ich die Kaufabwicklung für den zweiten Akku dann nicht mehr über diese Plattform gemacht und es gab von Anfang an Probleme. Der Verkäufer reagiert seit einiger Zeit nicht und ich muss so sehen was ich mit dem Akku mache.
Es ist ein 2p8s Akku, 25.6V 200 AH, aus 100 AH Zellen. Die Zellen sind von Anfang an extrem unterschiedlich. Entweder nicht gebalanced oder unterschiedlich alt. BMS ist ein JBD 100 A mit passivem Balancer mit 70 mA Balancerstrom. Das reicht anscheinend nicht um die Zellen in Balance zu bekommen. Ich hatte 2 Wochen lang den Laderegler auf 27.6V begrenzt, damit das BMS nicht so schnell wegen Zellüberspannung abschaltet. Das ging ganz gut. Seit einer Woche habe ich auf 28.4V Bulk und 27.2 V Float hochgesetzt. Und da variieren die Zellspannungen extrem. Beim Laden sogar mal über 4V. Wenn die ausgelesenen Werte stimmen. Wegen der Teilweise sehr hohen Spannung fürchte ich dass ein paar Zellen kaputt gegangen sind.. Vielleicht sind aber auch die Busbars nicht richtig verschraubt oder mittlerweile korrodiert. Bin leider nicht vor Ort. Erst im April fahre ich wieder hin.

Okay, hier meine Fragen:
Wie kann ich am besten und schnellsten kaputte Zellen identifizieren und dann flott austauschen?
Ich bin auf die Stromversorgung mit der Batterie dort angewiesen, vor allem Nachts. Die Reparatur sollte also innerhalb von ca 6 Stunden tagsüber zu machen sein.
Ich wollte Zellen aus China bestellen, die können bis April hoffentlich vor Ort sein.

Ich dachte ich nehme ein oder zwei Zellpaare raus welche die meisten Spannungssprünge machen, bringe Ersatzzellen vorher auf möglichst gleiche Spannung und baue die ein.
Dazu werde ich noch einen aktiven Balancer installieren mit 4A Balancerstrom.

Welches Equipment brauche ich dafür?
Macht ein Innenwiderstandsmessgerät Sinn, oder reichen die aufgezeicheten Zellspannungen? Ich kann über Bluetooth am Raspberry Pi mich zur Batterie verbinden und lese alle 5 Minuten die Zellspannungen und ein paar andere Daten aus.
Macht ein Batterie Tester wie EBC-A40L Sinn, oder reicht zum Laden auf definierte Spannung ein einfaches regelbares Labornetzteil für 50 Euro?

Ich überlege dann noch im zweiten Schritt den Akku zu erweitern, auf 3 parallele 100Ah Zellen. Wenn ich schon aus China bestelle würde sich das anbieten. In Mexiko sind Zellen sehr teuer. Das Erweitern würde ich aber erst machen wenn der Akku wieder gut funktioniert, einwandfrei mit hohen Strömen laden und entladen kann.

Oder kann ich innerhalb eines Tages alle Schritte auf einmal machen? Ein Gehäuse für den Akku gibts nicht, der Bastler hat einfach die Zellen mit einer Art Paketband zusammengewickelt mit Kunststoffplatten oben und unten. Sowas ähnliches würde ich wieder machen. Ist wohl Mexiko Style...

Was meint Ihr, welches Equipment brauche ich? Wie viel Zeit bräuchte ich zum kaputte Zellen tauschen, wie viel Zeit zum Erweitern von 2p8s auf 3p8s?

Viele Grüße
Diemei

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Hier Plots der Zellspannungen einmal der letzten 10 Tage, und dann ein Ausschnitt der letzten 2 Tage.
Komischerweise haben sich letzte Nacht die Zellspannungen angeglichen, ohne dass irgendetwas geändert wurde. Mal schauen wie sie die dann beim Laden verhält. die Uhrzeit ist dort 7 Stunden hinter unserer.

battvoltfeb
battvoltfeb4800×2400 214 KB

battvoltfeb10-12
battvoltfeb10-124800×2400 154 KB

Die Plots habe ich mit R gemacht. Ich werde auch mal den Ladestrom dazu plotten.

Die Ströme waren im ganzen Zeitraum aber überschaubar. Geladen in der Bulkpahse meist mit 5-10 Ampere, dann Float mit 1 oder 2 Ampere, wenn die Batterie nicht ganz ausgeschaltet hat. Entladen wurde nur mit 3 bis 5 Ampere nachts

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ich würde erst mal das BMS samt Balancer gegen ein JK-BMS ersetzen. Der Verdacht auf schlechte Balance ist schon recht hoch. Und dann unter Beobachtung laden. Wenn eine Zelle über 3,5V läuft, den Ladestrom reduzieren oder diese Zelle mit einer Auto Scheinwerfer Glühlampe immer wieder entladen. Man kann auch mehrere nebeneinaderleigende Zellen gleichzeitig belasten.

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Zum balancieren und testen - des 2 Zellen Akkus - empfehle ich:

  1. Balancieren nach dieser Anleitung.
    Howto - Seriell balancieren von Akkus

Da erfährst du schon ne menge über deinen Akku.

Dann einmal entladen. Gegen Entladeende siehst du den Unterschied in der Kapazität der verbundenen Zellen Paare.
Was man macht, wenn das zu arg ist, diskutiert man dann.

Dann wieder volladen, jetzt sollte die Balancierung passen, wenn nicht muss man einen Fehler suchen.

Imho kannst du so alles machen, um Probleme erstmal zuzuordnen, ohne den akku zu zerlegen. Also auch kein extra tester. Nur ein Ladegerät odet besser labornetzteil.

Ich würde den Akku nicht auf dreizellig umbauen. Was für ein nutzloser Aufwand! Einen funktionierenden Akku auseinanderreissen, um ihn dann mit neuen Brücken wieder zusammenzubauen. Und zu einm 3p.
Ich rate von 3p ab.

Bau die zellen mit einem eigenen bms zusammen, und schalte die beiden Blöcke parallel. Funktioniert, hat nur Vorteile.

So, jetzt bist du erstmal dran.

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Ja, das Balancing funktioniert nicht. Deswegen habe ich ein NEEY Balancer mit 4 A bestellt. liegt schon in MExiko. Das würde ich probieren und die Balancingfunktion vom JBD ausschalten.
Falls Hoffnung besteht dass die Zellen nicht kaputt sind...

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Geh erstmal davon aus, dass die zellen nicht kaputt sind. Ob du eunen 4 A balancer brauchst, wird man feststellen, meine Anleitung kannst du ohne machen.

Später im Betrieb ist das schon nützlich, aber nicht notwendig
Ich habe hier eine Frankenstein akku, bei dem ich 50 Ah mit 30 mA balanciere, und das reicht beinahe.
Sowas reicht aber nicht, um eine Erstbalancierung zu machen.
Wie gesagt, lies meine Anleitung.

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Okay ,besten Dank. Also erst einmal versuchen die Zellen zu Balancen, nicht gleich neue bestellen. Macht Sinn. Dumm nur dass ich, falls Zellen hin sind, dort erst wieder in einem halben Jahr oder so vor Ort hin komme.
Besser eine komplette neue zweite Batterie bauen als erweitern? Ich dachte bei 3p in einem Batterieblock wäre weniger Aufwand und wäre besser zu balancen weil alles an dem einen 8s Balancer hängt.
Aber wenn das gut geht wäre es handlicher als ein Riesenklotz. Und ausfallsicherer.

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Ja, besten Dank. Du kannst Dir also vorstellen dass die Zellen nicht hin sind? Das beruhigt. Ich glaube Deine Anleitung habe ich schon mal gelesen. Ich werde das so machen!

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Ja natürlich. Warum auseinanderreissen, wenn man garnicht weiss, ob's nötig ist. Du könntest, nach dem balancieren, und wenn er gut ist, immer noch die Entscheidung fällen, ihn auseinanderzureissen. Aber dann hast du grund gegen Aufwand. Jetzt auseinanderreissen, und hinterher feststellen: unnütz, ist nicht gerade lieblich.

Ich schaue mir die Kurven gleich mal an.

1 p ist viel leicher zu balancen als 3p. Sind eben 3 bms am werke.
Ich würde nichtmal 2p machen, sondern 2 einzelne 1p.
Aber was ist, wie es ist, würde ich erstmal untersuchen und verstehen.

Ein guter grund nicht 3p zu machen. Und ausfallsicher... Du kannst einen vorübergehend abklemmen und hast immer boch strom. Wenn auch etwas weniger.

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Also, xeine batterie sieht nicht nach Kaputten zellen aus, sondern nach losen schrauben.
Nach falschen parametern im bms.
Und ich weiss nicht was.
Als erstes: ist das ein liion oder ein Lifepo akku? Ich vermue letzteres.
Und dann dürfte die zellspannung zu keinem zeitpunkt uber 3,65 V gehen.
Und danach suchen wir jetzt zu allererst.

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Besten Dank fürs Daten checken. Das ist ein Lifepo4. Ja, die Spannung ist öfter mal bei ca 4V und das mal bei Zelle Nr 1, 3, 4 oder 8. Bei den anderen taucht das nicht auf.
Wegen der hohen Spannung war auch meine Befürchtung dass die Zellen hin sind.
Oder hoffentlich wie du sagst, schlechte Kontakte, schlecht zusammen geschraubt. Ich komme leider erst im April hin, da werde ich mit feinem Schmirgelpapier und Alupaste die Kontakte bearbeiten und mit Drehmomentschlüssel anziehen.

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Das spiel geht ganz anders. Das bms hätte die hohen Spannungen verhindern müssen.

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Ja, ein guter Grund für eine zweite Batterie. Aber dafür müsste ich jetzt auch Zellen bestellen damit die rechtzeitig vor Ort sind wenn ich auch da bin. Falls die Zellen nicht kaputt sind könnte ich mir das sparen. Leider habe ich niemanden vor Ort der die Kontakte überprüfen kann.

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Ja. Soweit ich mich erinnere ist für cell OVP 3.7V im BMS eingetragen. Auch schon hoch, aber es werden sogar Spannungen deutlich darüber registriert. Gerade eben wieder auch bei 3.9V

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Das darf nicht sein. Da stimmen mehrere Sachen nicht.
Dss beginnt damit, dass 3,7 V zu hoch ist.
Die bilder zeigen überhaupt keine gemeinsame oder nachvollziehbar gemeinsames verhalten. Besonders der 12. Die grune linie: mitte eta 3,3 V, davor und danach viel tiefer, abrupt. So verhalten sich Zellspannungen nicht. Und wenn, dann bildet sich der Strom in der Spannung ab, das muss dann aber in den anderen verschieden stark auch drin sein.
Und da du sagst, 5A, sowas sieht man nur sehr schwach in fen Spannungen. Allerhochstens 50 mV.
Diese Akku ist in seinem aufbau hochgradig verdächtig. Das kann man aber nur vor ort lösen. Nach defekten Zellen sieht das eher nicht aus.
Hast du die Einstellungen, wann der balancer arbeitet?

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PS: sind das Prismatische oder Tütenzellen?

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Das BMS sollte eine Ladung verhindern, also abschalten wenn eine Zelle drüber geht.
Meine persönliche Vorgangsweise für manuelle Schnell Balancierung.
Der 70 mA Balancer braucht ewig, eine außer Takt geratene Batterie auf gleich zu bringen.
Da muß noch nix kaputt sein.
Nachdem mehrere Zellen die hohe Spannung haben würde
Ich den Akku jetzt mal baldigst soweit entladen bis etwa 3,5 V drauf sind und dann möglicht die Zellen deren Spannung drunter ist.
Kann man auch mit Installationsdraht 7m recht schnell einzelne Zellen so behandeln. Etwa 30 A. Dabeibleiben! Draht kann heiß werden!
Hat man ein externes Ladegerät für Einzelzellen
Dann die Zellen mit geringer Spannung soweit einzeln nachladen bis die die Spannung auch erreichen. Geht auch mit irgend einen Akku 6-12 V plus Auto Glühbirne als Strombegrenzung, etwa 4 A.
Wichtig, dabei bleiben und Spannungswerte ständig im Auge halten.
Oder nun wieder den Block normal laden und mit dem Hand Balancer 7 m Draht darüber wachen wenn Zellen drüber schießen. Da reichen wegen der hohen Stromstärke oft Sek um eine einzelne Zelle bzw. hier Doppelzelle einzubremsen.

Um 3, 5 V deshalb weil hier eine Änderung der Spannung schnell erfolgt.
Kann man auch im unteren Bereich 3,2 V machen.

Den Balancer prüfen warum er nicht abschaltet.

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Danke fürs draufschauen. Der balancer sollte bei 3.45V losgehen. Ich schaue mal ob ich einen Screenshot der letzten Einstellungen finde.
Ja, alles sehr schräge Werte. Ich werde morgen noch den Strom dazu plotten.

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Tütenzellen kenne ich gar nicht. Muss mal googeln. Es sind die blauen Blöcke. Dachte das sind alles prismatische.

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Besten Dank. Für 3.5V muss ich nicht entladen. Kurz nachdem keine Ladespannung anliegt am Abend fallen alle zellspannungen auf etwas über 3.3 V.