Ich habe mich inzwischen auch etwas tiefer mit technischen Unterlagen von Texas Instruments sowie verschiedenen LiFePO₄-Dokumentationen beschäftigt, weil hier mehrfach diskutiert wurde, welche Spannungen technisch sinnvoll, notwendig oder zellschonend sind.
Dabei finde ich interessant, dass die Dokumente sowohl einige Aussagen von @nimbus4 und @deff stützen, gleichzeitig aber auch meine grundsätzliche Problematik durchaus nachvollziehbar erscheinen lassen.
Zum Beispiel beschreiben mehrere TI-Unterlagen ausdrücklich, dass LiFePO₄-Systeme häufig bewusst mit niedrigeren Spannungen im Bereich etwa 3.45–3.50 V/Zelle betrieben werden, um Zellstress, Drift und lange Aufenthalte im oberen Spannungsbereich zu reduzieren. Gleichzeitig sind Spannungen bis etwa 3.6–3.65 V technisch grundsätzlich möglich und liegen innerhalb typischer LiFePO₄-Ladeverfahren.
Der für mich interessante Punkt ist aber ein anderer:
Der Hersteller meines Systems hat sich selbst bewusst entschieden für:
- ca. 58.4 V Ladespannung,
- passives Balancing mit ca. 110 mA,
- Balancing ausschließlich während aktivem Laden,
- maximal vier gleichzeitig balancierende, nicht benachbarte Zellen,
- und einen Balancing-Start bereits ab etwa 30 mV Zellabweichung.
Gerade letzteres finde ich wichtig:
Wenn bereits ab ca. 30 mV aktiv balanciert werden soll, zeigt das aus meiner Sicht ja bereits, dass deutlich kleinere Zellabweichungen als erstrebenswerter bzw. normaler Zielbereich angesehen werden und nicht mehrere hundert Millivolt.
Und genau hier finde ich wiederum die TI-Unterlagen interessant:
Dort werden bei vergleichbaren BMS-/Balancing-Architekturen typische Balancing-Schwellen ebenfalls im Bereich von wenigen zig Millivolt beschrieben, beispielsweise etwa:
- Start des Balancings bei ca. 40 mV Zellabweichung,
- Stop des Balancings bei ca. 20 mV.
Wichtig ist dabei aus meiner Sicht:
Diese Werte stellen natürlich keine starre Defektgrenze dar. Aber sie zeigen durchaus die grundsätzliche Zielrichtung solcher Balancing-Algorithmen.
Denn die Idee dahinter ist ja gerade:
- Drift frühzeitig zu erkennen,
- aktiv gegenzuregeln,
- die Zellen wieder aneinander anzunähern,
- und eben zu verhindern, dass die Zellspannungen immer weiter auseinanderlaufen.
Und genau deshalb finde ich die Situation bei meinem System interessant:
Der Hersteller selbst gibt an, dass das Balancing bereits ab etwa 30 mV Zellabweichung aktiv wird. Das entspricht also grundsätzlich genau derselben Größenordnung, die auch in den TI-Unterlagen beschrieben wird.
Gleichzeitig werden aber später Spannungsdifferenzen von 150–300 mV noch als „normal“ bzw. „akzeptabel“ eingeordnet, obwohl gleichzeitig:
- einzelne Zellen regelmäßig zuerst 3.65 V erreichen,
- dadurch der Ladeabschluss dominiert bzw. begrenzt wird,
- der Ladeschluss teilweise deutlich unausgeglichen erfolgt,
- keine saubere kontrollierte CV-/Ladeendphase mehr stattfindet,
- und trotz vieler Vollzyklen keine nachhaltige Konvergenz eintritt.
Genau daraus ergibt sich für mich die eigentliche Fragestellung:
Wenn das System bereits ab ca. 30–40 mV aktiv gegen Drift arbeiten soll, warum wachsen die Spannungsdifferenzen dann trotzdem regelmäßig bis deutlich über 100–200 mV an, bevor einzelne Zellen die Maximalspannung erreichen?
Für mich wirkt das zumindest so, als ob:
- Balancierstrom,
- verfügbare Balancingzeit,
- Ladeendeverhalten,
- oder die konkrete Gesamtparametrierung
praktisch nicht ausreichend hinterherkommen.
Dabei geht es mir ausdrücklich nicht darum zu behaupten, dass eine Zelle niemals kurzzeitig hohe Spannungen erreichen dürfe oder dass 3.65 V grundsätzlich ein „falscher“ Wert seien. Solche Spannungen liegen technisch grundsätzlich innerhalb typischer LiFePO₄-Ladeverfahren.
Die eigentliche Frage ist für mich vielmehr, ob ein geschlossenes Herstellersystem im vorgesehenen Automatikbetrieb dauerhaft so arbeiten sollte, dass regelmäßig einzelne Zellen zuerst an die Spannungsgrenze laufen und dadurch den Ladeabschluss dominieren, obwohl das Balancing genau solche Driftzustände eigentlich frühzeitig begrenzen soll.
Und ja, ich weiß, dass ich manche Punkte inzwischen mehrfach wiederhole oder sehr ausführlich formuliere. Das mache ich teilweise auch bewusst, weil ich meine Gedanken möglichst sauber und vollständig ausformulieren möchte und mir gerade bei diesem Thema keine missverständlichen oder verkürzten Aussagen „in den Mund legen“ lassen möchte — insbesondere falls Hersteller oder Verkäufer hier mitlesen sollten.
Natürlich werde ich auch weiterhin über den weiteren Verlauf berichten und euch auf dem Laufenden halten — unabhängig davon, wie die Sache am Ende ausgeht.
Ein Nebenziel dieses Threads ist für mich inzwischen auch, andere Nutzer für dieses Thema zu sensibilisieren. Vielleicht schauen dadurch andere Besitzer ähnlicher Systeme genauer hin, teilen ihre Erfahrungen oder erkennen vergleichbare Auffälligkeiten bei ihren eigenen Speichern.
Quellen / technische Unterlagen:
- Texas Instruments – LiFePO4 Design Considerations (SLUAAR1)
- Texas Instruments – Using the bq24650 to Charge a LiFePO4 Battery (SLUA565)
- Texas Instruments – Cell Balancing With BQ769x0 Battery Monitors (SLUA749)
- Texas Instruments – BQ76952 Technical Reference Manual

