Ein sehr provokanter Titel, oder?
Ich selbst habe nicht mal so ein China BMS und bin von dem Problem nicht mal betroffen aber ich möchte auf etwas Hinweisen.
In der Whats App Grp zum Deye WR häufen sich in den letzten Tagen/Wochen die Berichte dass sich der SOC sprunghaft geändert hat, das BMS plötzlich abgeschaltet haben und viel Schlimmer dass Akkus Tiefentladen sind. Ich möchte hier etwas Aufklärung leisten.
Hintergrund:
Ein BMS bestimmt den SOC indem bei trigerung bestimmter Schwellwerte der SOC auf 100% gesetzt wird. Danach wird über die bekannte Kapazität und den vom Shunt gemessene Strom der aus bzw. in den Akku geflossen ist berechnet wie viel "Saft" im Akku ist (die Spannung ist bei LiFePo ja sehr Linear und ein ausgesprochen ungenauer Indikator, kann/wird aber vermutlich je nach BMS auch in die Berechnung einfließen.)
Ein Shunt ist ein (Präziseons) Widerstand. Fließt über diesen ein Strom so kommt es zu einem Spannungsabfall den man auswerten kann. Kennt man den genauen Widerstandswert und die Spannungsdifferenz die zwischwen der einen und der anderen Seite des Widerstandes herst kann man den Strom entsprechend berechnen. In dem man erkennt ob "links" oder "rechts" vom Widerstand der Spannungsabfall ist weiß man ob Strom in den Akku fließt oder entnomen wird. Jeder Widerstand erwärmt sich wenn Strom über ihn Fließt und dadurch verändert sich sein Widerstandswert. Rein prinzipiell kann man mit qasi jedes Material für einen Shunt verwenden. Idealerweise hat das verwendete Material aber eine geringe neigung seinen Widerstandswert bei Temperaturänderung (vor allem im Betriebstemperaturbereich) zu ändern. Wie überal gibt es dementsprechend gute und weniger gut dafür geeignete Materialien die entsprechend billiger oder Teuerer sind.
Kennlinie von einem normalen und Präzisions Shunt Material (https://www.nikkohm.com/technical/technicalnote_tcr_of_shunt_resistors_e20161103.pdf)
oder auch direkte Vergleich
Die Messung und Auswertung der Spannungsdifferenz geschieht über darauf spezialisierte IC's. Die geringen Spannungswerte müssen ja erst einmal gemessen werden, wir sprechen hier von NANO Volt und dann in einen Strom Wert umgerechnet werden. Hier gibt es natürlich ebenfalls Bauteile die entsprechend Präziser Messen und eine höher Auflösung (welche Spannungsänderung ist ervorderlich um einen niedrigeren/höheren Strom zu erkennen) aufweisen als andere. Was natürlich auch wieder eine Frage des Preises ist.
Und nun zur Ursachenbeschreibung:
Wir haben festgestellt dass BMS weis eigentlich nur ein mal ganz genau wie hoch der SOC ist und zwar wenn der Akku voll geladen ist - sprich 100%.
Danach Rechnet es nur mit der hinterlegten Kapazität der Zellen und dem gemessenen Strom. Jetzt ist es aber so dass man getrost annehmen kann dass der verbaute Shunt nicht der höchstwertige ist und dass dies wohl auch für den Auswerte IC gilt.
Beispiel von Seplos BMS FAQ Sammlung - Seplos BMS - Akkudoktor Forum
Das sollte ein 200A BMS sein, verbaut ist ein 300A Shunt was schon mal OK ist. Der Shunt ist mit 75mV angegeben was ein Indikator dafür ist dass er nicht so Präzise ist bzw. seine Verlustleistung ist dadurch höher (300A x 0.075V = 22,5 Watts Verlust, wäre es ein 50mV Typ wäre der Verlust nur 15W). Und wie oben steht führt eine eine Erwärmung dazu dass sich der Widerstandswert ändert und es somit zu einer Fehlmessung kommt.
Verbaut müste so was sein CG FL-P Maßgeschneiderter 1 % 100 A 75 mV Shunt Ohm integriert auf Leiterplatte 150 A 200 A 300 A 400 A 500 A mit der Batter gebunden Kupferwiderstand DC-Shunt - AliExpress 1420. Ein dezidiertes Datenblatt habe ich nirgens gefunden aber 1% ist jetzt nicht die Welt an Genauigkeit. Ich habe z.B. so etwas verbaut https://uk.rs-online.com/web/p/shunts/8233570 ist mit 0,25% deutlich genauer aber auch noch nicht das bestmögliche.
Leider sind die Fotos zu gering aufgelöst um eventuell den Auswerte IC herauszufinden aber es hat sich schon mal wer die mühe gemacht und von ein paar BMS erfasst wie genau sie den Auflösen können siehe BMS Comparison - Google Sheets
Jedes mal wenn der Akku also Geladen und Entladen wird kommt es zu Messfehlern, je ungenauer der Shunt, der Auswerte IC und desen Auflösung ist. Dies Summiert sich im Laufe der Zeit zusammen. Im Sommer wenn der Akku immer wieder bis zur Spannungsgrenze wo das BMS sagt SOC=100% ist dies kein Problem. Im Winter aber wo über Wochen der Akku nicht voll geladen wird ist es eines da dann aus heiterem Himmel der SOC abstürzen kann wenn plötzlich vom Pack oder einer Zelle die Unterspannungsbegrenzung getriggert wird. Anm: Einen Shunt in ein Gehäuse einzubauen das dann ggf noch mal in einem Gehäuse sitzt ist ausgesprochen Kontraproducktiv den ein Shunt sollte möglichst kühl bleiben damit er möglichst präzise Misst.
Ein zusätzliches Problem ist dass das BMS so manche Entladeströme gar nicht mitbekommt weil die Auflösung, siehe Link oben, zu klein ist.
Lösung:
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Den Akku im Winter immer wieder mal aus dem Netzt aufladen um den SOC zu Resetten
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Den Akku am Winteranfang bei so 30-50% SOC "einlagern" sprich komplett vom WR und BMS trennen
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Externen Shunt verbauen
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ein BMS dass dieses Problem nicht hat (Präzisere Auswertung und Externer Shunt)
Und nun Fröhliches Steinewerfen
PS: Ich hätte auch versucht herauszufinden was den das für SMD Shunts sind, ich kann aber nur Vermutungen hegen und die laufen darauf hinaus dass die Messung nicht unbedingt Präziser geworden ist. Vor allem da an sich jeder Shunt seinen eigenen Auswerte IC benötigen würde damit nicht die unweigerlichen minimalsten Unterschiede zu einer zusätzlichen Fehlmessung führen und ich es einfach stark anzweifle dass hier 8St von einem eher teuren Bauteil verbaut sind nachdem man wohl auch schon beim Shunt Kosten gespart hat.
