Test eines Winston LiFeYPO Akkusystems nach 8,5 Jahren im Berieb

[egophil]

Hallo,

ich habe mir gedacht, dass ich einen kleinen Report über den Zustand meiner Winston LiFeYPo4 Zellen schreibe, welche ich seit gut 8,5 Jahren im Einsatz habe. Die getesteten Zellen wurden im Juni Jahr 2014 produziert. Die Batterien stammen alle aus der selben Produktionslinie und haben durchgehend aufsteigende Seriennummern ohne Unterbrechung.

Im Betrieb genommen wurden die Batterien im August 2014 an einem Victron Multiplus 5000 48V (ESS mode) mit einer PV-Leistung in Höhe von 3kWp (Victron Multiplus PV-Inverter AC-OUT gekoppelt). Insgesamt hat die PV Analage ca. 24000kW/h(Eingenverbrauch + Einspeisung) geliefert wobei die Batterien ca. 11000kW/h gepuffert haben. Ladezyklen kann ich leider nicht lückenlos bestimmen, da ich nicht zum Anfang über eine Protokollierung verfügt habe.

Die Batterien wurden mit einem BMS (Litrade BMS 16S-PMOS Jahr 2014) betrieben, dass bei 3.45V den Zellenausgleich vorgenommen hat (balancing). Die Batterien wurden so konfiguriert, dass sie im Bereich 20%-95% Prozent geladen und entladen wurden. Einmal im Monat fand ein Ladungsausgleich (erzwungenes voll laden) statt.

Daten zu den Batterien:

Typ: WB-LYP260AHA

Produktion Juni 2014

Nummerierung: fortlaufend

Kapazität: 260Ah

Spannung: 3.3V

SOC: 20%-95%

Umgebungstemperatur im Betrieb: Garage: 0° Celsius bis 35°Celsius

(Garage wird nicht kälter als 0° Celsius, da sie beheizt ist)

Testumgebung:

Die Zellen wurden mit einem ISDT P30 Charger im Parallelmodus(ISDT nennt es so) geladen. Der Lader wurde an einem Rigol DP832 Labornetzteil betrieben.

Ladeprogramm: LiFe

Ladeschlussspannung: 3,65V

Ladestrom: 50A

Umgebungstemperatur der Testumgebung: konstant 20 °C

Nach dem Laden wurden die Zellen mit Hilfe einer elektronischen Last getestet.

Hierfür kam ein Rigol DL3031 zum Einsatz, dass 2023 kalibriert wurde.

Entladestrom: 60A

Abschaltspannung: 2.8V

Umgebungstemperatur der Testumgebung: konstant 20 °C

Ein Wort noch zur Innenwiderstandsberechnung der Batterien. Ich verfüge über kein eigens für den Zweck gebautes Testgerät. Ich habe den Widerstand der Zellen folgendermaßen bestimmt. Ich habe die Ruhespannung im vollgeladen Zustand gemessen und nachfolgend einer bekannten Last (60A) angeschlossen. Nachdem die Last an lag habe ich die Klemmspannung mit einem Siglent SDM3065x (zuletzt kalibiert 2022 3. Quartal) gemessen. Ruhespannung minus Klemmspannung und geteilt durch die anliegende Last in Höhe von 60A sollte annähernd den Widerstand der Batterie wiedergeben. Das Gleiche habe ich nochmal gemacht, nachdem die Batterien entladen waren. Mich hatte es einfach interessiert, ob der Ladezustand der Batterie einen Einfluss auf den Innenwiderstand hat. Aufgrund der Resultate und Messtoleranzen würde ich meinen es hat keinen Einfluss. Auswertung siehe Bilder

Zugegebenermaßen habe ich die Testdauer ein wenig unterschätzt insgesamt habe ich ca. 12 Tage gebraucht, um alles zu ermitteln. Das Laden, Entladen, festhalten von Messungen, aufbereiten der Messungen und der menschliche Schlafzyklus sind nicht zu unterschätzen. Ich verfüge nicht über die Technik, um die Zellen mit 0.5C zu laden und zu entladen aber vielleicht dienen die Ergebnisse dem Einen oder Anderen als Orientierung für seine eigenen Projekte.

Ich habe leider im Jahr 2014 keinen Zugang zur Testtechnik gehabt, um solch einen Kapazitätstest auf die Beine zu stellen. Sicherlich wäre es interessant zu wissen, inwiefern sich die technischen Parameter der Batterien über den Zeitraum verändert haben. Auch hinsichtlich einer Prognose wie lange man solche Batterien betreiben kann.

so long,

Phil

[gebrauchter-strom]

sehr cooler Test. DANKE !!
cells nur ca. 5Ah verloren (2%) das ist echt Hammer.
Die halten noch 20 Jahre!

[carolus]

Wenn ich richtig kalkuliert habe, grob gerechnet 1000 Zyklen.

Auch wenn es Winston Zellen sind, vielleicht relativiert das die aktuelle Lebensdauer Angst bezüglich Spannungen über 3,4 V etwas.

Danke für das Teilen der Daten.

[leverkusen3]

Hallo Phil

Vielen Dank für das teilen deiner Daten.

Was mir auffällt, ist das geringere Spannungsniveau der Winston Zellen, gegenüber den bekannten blauen Bechern.

In den Kurven weiter oben bleiben die Zellen lange bei etwa 3,1 V. Da sind Zellen ohne " Y " schon fast leer.

Das verwundert mich um so mehr, weil die Winston Zellen mit einer höheren Maximalspannung angegeben werden als normale LiFePo4.

mit freundlichen Grüßen

Thomas

[egophil]

@leverkusen3

Mhh, ich denke ich habe vergessen anzugeben welchen Querschnitt und Länge das Kabel hatte mit dem ich den Lasttest durchgeführt habe. Denn dadurch ergibt sich ein Spannungsabfall, der den Offset erklären könnte.

Kabel:

A= 50mm²

Material: Kupfer

Länge 2.5m

so long,

Phil

[autoschrauberix]

Ich habe hier 5 Jahre alte Winston Zellen und die haben leider schon -7% bis -9% Kapa obwohl die sehr wenige Zyklen haben. Mir scheint das Altern nicht nur von der Zyklenzahl sondern auch von den restlichen Bedingungen abzuhängen. Meine wurden mit hohem SOC gelagert, das scheint die Alterung zu beschleunigen. Das wusste ich zu dem Zeitpunkt nicht und hab ohne groß darüber nachzudenken das gleiche gemacht wie sonst auch. Akku voll eingelagert. {green}:crying:

Allerdings sind es gemessen auf die Nennkapazität nur ca. 3% Verlust, ich hatte aber einzelne vor dem Einsatz gemessen und die hatten so 5% höhere Kapa als angegeben. Ich will das gute Ergebnis nicht schmälern, aber ich denke dass auch hier ein Teil der Alterung in der vorher größeren Kapa steckt. Genaueres wissen wir in ein paar Jahren.

Trotzdem gehe ich davon aus dass die Nutzungsdauer locker 20 Jahre + X wird.

[carolus]

Kannst du noch bitte ergänzen, was deine Lagerbedingungen waren ? Spannung, Temperatur, Dauer ?

[u-f-o]

Erstmal danke für den schönen und interessanten Test nach 8,5 Jahren Betrieb.

Falls meine Winston nach 8 Jahren auch nur ~5% Verlust hätten wäre ich Mega Happy ?.

Wenn du keine 4 Leiter Messung beim laden/entladen nutzt macht das auf jeden Fall einen enormen Unterschied beim Ergebnis. Dein Rigol DL3031 hat doch wenn ich es richtig sehe Sense Anschlüsse die genau dafür gedacht sind die reale Klemmspannung zu messen um so den Spannungsabfall zu kompensieren. Warum hast du die nicht genutzt? Deine 50mm² Kabel kompensieren zwar schon etwas den Spannungsabfall aber ausreichen tut es trotzdem nicht vorallem da sie auch noch 2,5 Meter lang sind.

Ich vermute auch ganz stark das deine Zellen schon als du sie Neu hattest eine Überkapazität hatten. Wenn du Lust hast und es möglich ist kannst du ja nochmal eine Entladung mit den Sense Anschlüssen vom Rigol machen. Ich glaube das Ergebnis wird dich wundern da du auf jeden Fall sogar noch die Nennkapazität erreichen und übertreffen wirst. Würde mich sehr interessieren was dann raus kommt...

Hier mal eine Entladung eine meiner Winston 160Ah Zellen mit 40 Ampere Last. Kabel waren nur 6mm² (etwa 25cm lang) dafür aber plus Balancer Kabel worüber der Lader (Junsi 4010) die Klemmspannung misst und sich bei der Abschaltung richtet. Entladeschlussspannung war 3V... wie du sehen kannst hätte der Lader ohne Sense Leitung schon bei rund 150Ah abgeschalten während die Zellenspannung in Wirklichkeit hier aber noch bei 3,17xV lag. Bei 3V Abschaltspannung konnte ich so über 190Ah entnehmen, das ist schon ein gewaltiger Unterschied.

[egophil]

Hi,

es tut mir Leid. Ich habe schlicht und ergreifend nicht daran gedacht die Sensingkabel zu verwenden. Wenn ich mich nicht verrechnet habe ist ein Spannungsabfall von ca. 0.1V auf dem Kabel anzunehmen. Darüber hinaus habe ich auch kein Zugriff mehr auf das Rigol, denn ich hatte es mir leihweise beschafft, um den Test durchzuführen. Da ist mit einfach ein wirklich dummer Fehler unterlaufen, dass mich selber sehr ärgert.

Zum Thema Überkapazität. In der Tat sagt man das den Winston/ThunderSky Zellen nach, dass sie mit Überkapazität ausgeliefert werden. Jedoch müsste man die Kapazität von Beginn an ermitteln. Also wenn die Zellen "frisch und neu" sind. Daher lässt sich im Nachhinein nur spekulieren wie viel an Kapazität die Zellen über die Jahre verloren haben. Ich vermute schon, dass man hier in der Größenordnung von 10% liegt.

so long,

Phil

[u-f-o]

@autoschrauberix

Das ist der Grund warum ich auch im Betrieb für einen SOC zwischen 20-70/80% plädiere. Wechselrichter Abschaltung bei 20% SOC habe ich schonmal in Griff, bleibt nur noch das der Laderegler das auch noch nach SOC könnte... das wäre ein Träumchen.