Hallo,
Ich habe seit ca. 2 Jahren einen selbstgebauten 2P16S LiFePo4 Akku mit Eve LF280k Zellen und 123SmartBMS in Betrieb. Seit einiger Zeit sah ich Ungereimtheiten bei den Min und Max Zellenspannungen die ich über den Victron Cerbo in meinem Homeassistant einsehen kann.
Um das etwas genauer ansehen zu können, habe ich die Einzelspannungen im Homeassistant mal in eine Influxdb geloggt und in Grafana betrachtet.
Ich hänge mal den Spannungsverlauf an und bin mal gespannt auf Kommentare.
Poste mal bitte deine Balancer Einstellungen.
Man sieht das bei beginn der CV-Phase Zelle 5 um bis zu 100mv in der Spitze nach oben abhaut, und gegen Ende beim entladen die Spannung dieser Zelle schneller einbricht, etwa 25mv. Könnte ein Kontakt Problem sein, prüfe mal die Verbindungen. Du könntest auch mal mit einem Multimeter direkt am Pol gegenmessen...
Könnte auch sein Zelle5 hat etwas an Kapazität verloren: wird als erste voll und als erste wieder leer. Das muß man mal unter Belastung beobachten und dabei mal den Spannungsabfall über den Anschlüssen/Polverbindern messen.
Da irrst du dich, geringere Kapazität siehst du nur beim entladen.
Beispiel:
Du hast vier 100Ah Zellen und eine Zelle davon hat aber nur 80Ah. Jetzt entlädst du 80Ah... die Zelle mit nur 80Ah erreicht nun zuerst die Entladeschlussspannung und begrenzt somit die entnehmbare Kapazität auf 80Ah, der Rest hat aber noch 20% Kapazität. Jetzt lädst du wieder 80% rein und alle Zellen haben wieder gleichzeitig 100% (bei vernünftigen Balancing).
Zuerst mal vielen Dank für die Kommentare.
Ich habe letzte Woche den Akku mal leergefahren bis die erste Zelle unter 2,9V war und danach mal ohne Last wieder geladen. Laut meinem BMS wurden 25,9kWh in den Akku geladen bis alle Zellen über 3,4V waren und der SOC auf 100% gesprungen ist. Deshalb denke ich auch nicht, dass das 5er Zellenpaar eine deutlich geringere Kapazität hat.
Ich kam erst vor 2 Wochen dazu, mir die Einzelspannungen mit einem ESP32 parallel zum Cerbo am UART des BMS abzugreifen und in die Influx zu loggen. Jetzt habe ich den "seltsamen" Verlauf ein paar mal in der Datenbank und fange nun an, nach und nach den Fehler einzugrenzen.
Ich denke, dass ich als erstes mal das BMS board des 5er Zellenpaares mit einem Benachbarten tausche, um zu sehen ob es evtl. die Platine ist.
Die Balancer Einstellungen muss ich mit der App mal auslesen und kann sie dann per Screenshot hier einstellen.
Ich habe mir auch schon Gedanken gemacht, ob das 123SmartBMS System mit seinem 1A passiven Balancen für einen 560Ah Akku nicht etwas zu schwach ist.
Allerdings hat es die letzten beiden Jahre funktioniert, diesen Effekt haben wir zum Jahresanfang zum ersten mal beobachtet.
Anbei mal noch ein Foto des Aufbaus
@U-F-O: Da hast Du wohl Recht. Das liegt am Top-Balancing. Würde man Bottom-Balancing machen, wäre es umgekehrt.
@markus15 : Du lädst mit Victron MPPT. Das BMS ist nicht für das Lademanagement zuständig, sondern nur als Notabschaltung und Sicherung für den Akku. Die Ladeparameter werden über das Ladegerät eingestellt und das kannst Du beim Victron MPPT prima einstellen: Bulk, Absorption und Float! Wichtig für das Balancing ist die Absorption time und der sog. Schweifstrom/Ladeschlußstrom; wenn der unterschritten wird geht die Ladeprozedur in den Float-Modus. Sowohl Absorptions- als auch Floatspannung kannst Du ebenfalls einstellen. Poste doch mal die eingestellten Parameter über die Victron Connect App
der Andi von der Offgrid Garage behauptet das man erst bei 3.45V mit dem balancieren anfangen könnte, und dazu muss man schon einige Zellen über 3.45V laden.
bei einem Batterie mit 560AH Zellen sollte ein 70€ Neeeey mit 4A Leistung schon drin sein, ansonsten gibt den auch grösser.
Allein aus der tatsache dass die Spreizung bei Strom=0 unterhalb 3,3V über 50mV ist, spricht für extrem schlechte Balance. Jedenfalls wenn das Diagram stimmt. Man sollte sich zur Kontrolle auch die numerischen Werte ansehen. Weiter ist ab 12Uhr bei starkem Ladestrom (über 100A??) eine Umkehr der Verhältnisse zu sehen; Die rote Linie war bis dahin immer unten, danach oben, während die grüne zuerst im unteren Drittel und dann im oberen Drittel zu finden ist. Man sollte das Diagram besser aus die auffallenden Zellen ausdünnen. Dieses Verhalten ist auf eine Summe aus nicht identischen Innenwiderständen der Zellen und Kontaktwiderständen zurückzuführen. Daraufhin sollte man die Verbindungen von Zelle zu Zelle bei starkem Strrom auf Spannungsabfälle untersuchen. Da es sich um eine 2P Schaltung handelt, sind die Spanungsdiffernzen an den Polen der Parallelverbindungen besonders kritisch: Sie können schon bei fast nicht messbaren Spannungen eine sehr große unsymetrie der Ströme bewirken. Das fiel mir beim Umbau meiner 2P4S aus 320ah Zellen zur 1P8S auf. Die daraus folgernden SOC-Diffenenzen lassen sich nur durch lange Verbleibzeit bei Spannungen oberhalb 4,2V ausgleichen. Bei untersschiedlichen Kontaktwiderständen von Parallelschaltung zu Parallelschaltung kann der Balancer ebenfalls für eine Umkehr sorgen, wenn er auf Grund des hohen Stroms Spannungsuntersschiede feststellt und auf SOC-Diffenenzen schließt. Diese würde er bekämpfen wollen und sorgt dadurch für imbalance. Ein stärkerer Balsncer würde diesen Effekt ebenfalls verstärken. Deshalb errst Messungen durchführen.
Ich würde hier erstmal nach den Zellverbindern schauen, die sind hier nicht flexibel.
Dass sich Zellen beim Laden ausdehnen ist doch bekannt. Starre Zellverbinder können das nicht ausgleichen. Hier kann man doch gut erkennen, dass die Zelle bei viel Strom mit der Spannung höher liegt und bei wenig Strom abfällt. Ich würde beim Laden mit größerem Strom einfach mal die Spannungsdifferenz von Batteriepol zu Batteriepol messen, dann sieht man was an der Verbindung verloren geht. @paddy72
Ein BMS kann das viel besser steuern/regeln, denn es kann den Laderegler abregeln wenn eine Zelle vorraus eilt. Ohne diese Funktion ist es ungleich schwerer zu Balancen.
auch die messen Spannungen die von der Summe der Innenwiderstände und der Kontaktwiderstände herrühren. Und können dadurch aktiv werden, ohne dass überhaupt eine SOC-Differenz vorliegt.
Eine Frage am Rande zu obigem Satz: Wäre es nicht angebracht, bei starren Zellverbindern, die vielleicht ein wenig zu Knicken, wenn es die Langlöcher hergeben?
In der Mitte ein Knick und an den Verschraubungen jeweils ein Gegen-Knick, der für flache Auflage an den Polklemmen sorgt?
Wenn man das Spiel durch die Langlöcher der Verbinder ausnutzt (an meinem Envision 4 Zellen Kit 280 Ah 4 mm Spiel).
Wenn man dem "Dach" eine "Firsthöhe" von 10 mm verpasst, kann der Verbinder 4 mm auseinandergezogen werden, bevor er wieder flach liegt. Kann natürlich sein, dass die "Federkraft" so groß ist, dass das auch nicht hilft, besser, als ein komplett flach liegender Verbinder ist es aber allemal...
Ich habe die Zellen in Längsrichtung mit Gewindestäben etwas vorgespannt, weshalb ich davon ausging, dass die Zellen nicht viel Spiel haben um sich auszudehnen.
Die Zellverbinder habe ich aus 20x3mm Kupferschienen gebaut, die ich dann verzinnt habe.
Also mit biegen, wie von Martin vorgeschlagen, ist hier nichts drin.
Ich denke auch, dass das vorliegende Phänomen nicht unbedingt von den Zellen kommt und tippe eher in Richtung Kontaktschwierigkeiten oder einer defekten Platine.
Ich werde am Wochenende ein paar Messungen machen, mir die Verschraubungen mal genauer ansehen und ggf. zwei der Boards gegeneinander austauschen und wieder ein paar Tage mitloggen.
Drum gefallen mir die mehrlagigen dünnen Kupfer Bänder mit Gupf. Die Belastung bei starr verspannt dürfte gigantisch sein.
Ein hoher Gupf vom Guglhupf für starre verursacht in Summe wieder hohe Widerstände.
Ich würde heute Silikonplatten und starr bei hohen Strömen machen.
Meine alten 22 Ah Zellen habe ich damals mit 1mm Luft, Verspannen war damals noch nicht "state of Art" , und starren Alu Schienen gemacht.
Sollte eh auf 24 V überarbeitet werden, dann wohl so.
Du hast es noch nicht ganz verstanden denke ich. Um bei meinem Beispiel zu bleiben: Es liegt nicht am Balancing selbst, der Balancer kann ja nicht 20Ah ausgleichen. Der Balancer gleicht nur Ladungsunterschiede aus die zb. durch Selbstentladung usw. entstehen. Selbst wenn du eine Zelle mit nur 10Ah in einem Verbund mit 100Ah Zellen hättest wären alle immer gleichzeitig voll.
, funktioniert wunderbar.