Dienstag, 2. August 2011

Bei zweiter Ladung Batterien ungleich

Was die Batterien angeht ist jetzt wieder alles beieinander. Das Ex-Pert Pro arbeitet jetzt auch. Nur mit dem Laden klappt es nicht so wie vorher. Einige Zellen setzen sich ab in Richtung 4,0 bis 4,1 Volt.

Bei max 3,9 Volt sollte eigentlich Schluss sein

Auch diese Zelle nimmt zuviel auf





Während andere um 0,15 Volt schwanken





So hätte ich mir das vorgestellt


Die Gesamtspannung nach Messgerät ist:


Das wären bei 52 Zellen eine Konstante von 3,5298 Volt. Wie aber oben zu sehen ist haut das nicht hin. Die Zellen schwanken jetzt beim zeiten Mal sehr stark wenn das Ladegerät arbeitet.

Und das Ladegerät arbeitet hier nur mit 0,9A.


Ex-Pert Pro zeigt 183,7V
Mal schauen, über Nacht lasse ich die Batterien jetzt einmal ruhen, dann messe ich die stärkeren Zellen nochmals nach.

 Bei gleicher Ladung von 52 Zellen müßte ich 187,2 Volt gesamt bekommen.

Jetzt sind es 0,1 Volt mehr

Der DLS- 55 von Iota arbeitet auch wie man an der Spannung erkennen kann.

Hier noch einige Bilder

Selbst gebaute Batterie Hebevorrichtung

Fürs bequeme Ein- u. Ausheben der Batterie Pakete

Bestücken des Batteriefachs

Alle drin und Rahmen drauf

Hinterer Schaltkasten

Hier ist noch Arbeit nötig





























































































Kommentare:

  1. So ungewöhnlich ist die Spannungsdifferenz
    auch wieder nicht. Bei 4,1V ist man halt schon
    im Bereich des Knicks der Kennlinie, sprich
    diese Zellen sind jetzt voll und die Spannung steigt schnell an. Jetzt musst Du Dich wohl entscheiden, ob Du "oben" oder "unten" oder
    gar nicht ;-) balanzierst.
    Bis jetzt ist da ja noch kein BMS dran,
    das Dir diese Arbeit (+ Entscheidung) abnimmt.
    Auch wenn ich der Meinung bin, dass eine
    Einzelzellenüberwachung + Energiezähler
    vollkommen ausreicht,
    so will ich Dir da nicht dreinreden.

    Aber es geht in Riesenschritten voran!
    Weiter so! Sieht gut aus!

    mfG
    Franz

    p.s. guck mal wieder auf meinem Blog vorbei,
    der Energiezähler ist mittlerweile fast
    fertig (nur noch Kleinigkeiten + Kosmetik)
    und Michael testet ihn schon in der Praxis

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  2. Hallo Franz,
    Ja die Differenzen, ein BMS wollte ich zuerst auch verwenden. Aber nach dem Video von J. Rickart werde ich keines einbauen. Vielmehr werde ich die Zellen nach unten, so gut es geht mauell, balanzieren und dann wieder voll laden.

    Danke für Deine Aufmunterung "Es geht in Riesen schritten voran", ich finde, es sind eher Trippel- Schritte. Aber ich tue was ich kann.

    Ich verfolge Deinen und den Blog von Michael dauernd. Habe auch deine "Franz Box" beim Arbeiten gesehen. Respekt!!
    Ich glaube ich kann soetwas auch gebrauchen.

    Übrigends ein sehr guter Kommentar den Du auf Michaels Blog abgegeben hast:

    "Think big! Der Fahrer muss die Geschwindigkeit
    bestimmen, und nicht ein zu knapp
    bemessener Motor! Dann machts Spass!"

    Gruß
    Achim

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  3. Ganz egal, wie Du balanzierst oder überwachst,
    eine Überwachung des unteren Grenzwertes solltest
    Du haben. So bei 2V oder so....
    Die Akkus sind nicht durch Spannungen unter
    2,nochwas Volt gefährdet, sondern durch
    das Umpolen, wenn einzelne Zellen nicht mehr
    dagegen halten können.
    die 2,5V werden beim Beschleunigen durchaus mal
    unterschritten, ohne dass das einer geladenen
    Zelle was ausmacht.

    Apropos Franz-Box..... ich werde wohl keine
    "Serienproduktion" aufziehen, aber ich habe
    einige Platinen über....
    Ich schätze mal so im Spätherbst dürfte
    das eine oder andere einsatzbereite
    Exemplar verfügbar sein.....mal sehen!
    Ich kann Dir dann ja mal ein Testexemplar
    zukommen lassen......Geduld bitte....
    Eigentlich brauchst Du nur einen
    LEM-HASS200 Stromwandler auf eine
    Hauptleitung stecken.
    (und Versorgung etc. anschliessen natürlich)

    Bis wann ich die Einzelzellenüberwachung
    einbaufertig habe kann ich aber noch überhaupt
    nicht sagen. In der Box läuft das aber
    vom Programm her schon incl. serieller
    Schnittstelle.

    mfG
    Franz

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  4. Moin Achim,

    das kenne ich nur zu gut. Ich habe vor der Rallye im März zwei Nächte mit zwei H4-Glühlampen, drei Messgeräten und einem Freund über den Zellen gehockt, um die "Außreißer" gleich wieder zurückzuholen ;)

    Sehr mühsam.

    Die Zellen sollten übrigens nicht über 3,6V geladen werden!!!
    Ich habe 3,45V für mich als Schnitt gewählt, dadrüber ist eh nicht mehr viel an nutzbarer Energie zu holen.

    Besuch mal den Blog von Tim (BMW Z3), er hat ebenfalls die SkyEnergy und das gleiche Ladegerät. Vielleicht kannst Du da auch noch ein paar Tipps aufgreifen, denn wenn ich mich richtig erinnere, ändert sich z.B. die Ladeendspannung, wenn Du jetzt am Ladestrom rumspielst.

    Und noch ein Hinweis, ich habe noch einen LEM-HAS200 liegen, falls Du einen brauchst.

    Gruß,
    Micha

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  5. Servus Micha,
    habe gerade nochmal auf Tim´s Blog nach gelesen bzgl. des Ladegerätes bzw. Spannungseinstellung usw.
    Ja, die Zellen sollen max. Ladestrom 3,6 Volt erhalten. In der Beschreibung von CALB steht es so. Bei erreichen von 3,9 Volt ist cut off angesagt. Die Float- Spannung ist 3,4 Volt.

    Das ist noch ein hartes Stück Arbeit was da vor mir liegt.
    Aber intuitiv habe ich schon mal die Batteriene "ruhen" lassen.
    Aber ich habe beim Shunt den gleichen Fehler begangen wie Tim. Ich habe auch "nur" einen 500A Shunt.
    Brauche jetzt mal die Abmessungen von Tim, ob ich den evtl. noch umbauen kann.

    Gruß
    Achim

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  6. Ähm jetzt bekomme ich bestimmt viel zu hören....

    Aber was hat denn Jack Rickart so heraus gefunden, dass gegen ein BMS spricht? Sicherlich kann man sich nicht 100% darauf verlassen, jedoch ist ein schlechtes Balancing besser als gar keins, oder? Allein zur Zellüberwachung ist es doch Gold wert. Meine Thundersky-Zellen können 4.0V ab werden aber üblicherweise nur auf 3.8V geladen. In deinem Fall z.B. hätte mein BMS den Ladevorgang abgebrochen bei 3.9V und damit die Zelle vor Überladung geschützt. 4.1V sind garantiert nicht so gut für deine Zellen. Genauso würde mein BMS-Alarm schlagen wenn die Entladeschlussspannung unterschritten wird. Ob man dann darauf reagiert ist einem ja selbst überlassen. Das ein Top-Balancing kontraproduktiv sein kann ist mir schon bewusst. Jedoch nimmt es erst mal viel Arbeit ab und bei geringer Drift, sollte man auch alle Zellen gut nutzen können. Man muß sich dann halt unten "etwas Platz" lassen. Wenn man mehr möchte, muß man etwas tiefer in die Tasche greifen und ein aktives BMS einsetzen. Bin schon sehr gespannt auf die Lösung von Daniel.

    VG,

    Bernd

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  7. Hallo Bernd,
    schau Dir doch mal das Video vom 13.Nov. 2009 an.
    Und irgendwo im Blog von Jack gibt es auch ein Video von einer Vorlesung zu diesen LiFePo4 Batterien.
    Ich glaube mittlerweile auch das das nur Beiwerk ist wo einige etwas verdienen können. Wie sagte Jack: Batterien sind keine elektronischen Geräte, sondern chemische Geräte. Und die muß/sollte man anderst Hand haben.

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  8. Hi Achim,

    das habe ich gerade getan. Also ich würde das Video kritisch sehen! Sicherlich hat er recht mit der Aussage, dass 300A bei einer leeren Zelle mehr Schaden anrichten, als meinetwegen 5A Ladestrom bei einer Vollen. Jedoch liegt er meiner Meinung nach falsch mit der Aussage, dass das Überladen einer Zelle gar nix ausmacht?! Was passiert? Die schwachen Zellen werden noch schwächer, quasi kaputt geladen. Denn die erreichen beim Laden, zuerst die Ladeschlussspannung.

    Ziel sollte es sein beides zu verhindern. Überladen und zu starkes Entladen. Um es mit seinem Beispiel zu erklären: Der kürzeste Stab gibt die Kapazität des Batteriepacks an. Sobald die erste Zelle eine Ruhespannung von ~2.9V erreicht sollte man aufhören zu fahren. Sofern alle Zellen ungefähr die gleiche Kapazität haben, hat man auch mit Top-Balancing fast die maximal mögliche Batteriepack-Kapazität.

    Es gilt: Batteriepackkapazität = Kapazität der schwächsten Zelle mal Zellanzahl.

    Mehr kann man nur mit einem aktiven BMS rausholen. (schwache Zellen werden geschont, Starke mehr belastet)

    Der andere Schwachpunkt der Shunt-Methode (mögliche Überhitzung), lässt sich meiner Meinung nach auch simpel lösen:

    - Die Teile nicht überlasten, sondern die Batterien nur mit normalen Strömen laden
    - (sicherer) Mit einem Kühlkörper auf den Shunts.
    - (todsicher) Mit einer Temperaturüberwachung des Kühlkörpers, die den Ladevorgang abbricht, falls die Shunts zu heiß werden. (geht bei mir recht einfach, da alle Shunts an einer Stelle sind)

    Leider erwähnt Jack in seinem Video nicht, dass Zellen driften können. Also obwohl er mit viel Mühe manuell balanced (nur eben unten), können die Zellen nach einer Weile unten ähnliche Abweichungen haben, wie beim top-balancing. Dann muss er wieder ran!

    Also meiner Meinung nach, soll das ein Gerät für mich erledigen. Und jetzt kommt der unschlagbare Vorteil des BMS. Die Zellen werden ständig überwacht! Sollte die erste Zelle langsam aufgeben, geht bei mir z.B. ein Licht an. Bleibt das Licht auch bei geringeren Strömen an (bei konstanter Geschwindigkeit), wird es allerhöchste Eisenbahn nach Hause zu fahren. Bei einer guten Planung, und genügend „Reserve“ sollte das nie passieren.

    Eines meiner späteren Ziele ist die Überwachung (inkl. Aufzeichnung des Spannungsverlaufs) und Anzeige jeder Zellspannung.

    Mir gefällt an seinem Beitrag überhaupt nicht, dass er behauptet ein BMS zerstöre die Batterien! Das wirkt für mich unseriös. Sicherlich kann ein defektes Gerät Zellen zerstören. Jedoch gilt das für alles was man an die Batterien anschließt! Aber die Behauptung das Top-Balancing Batterien zerstört ist für mich schlichtweg falsch. Es ist das Entladen bis zum "geht-nicht-mehr"!!! Die Gesamtspannung des Packs ist doch vollkommen egal! Sie gibt allenfalls einen Hinweis auf den Ladezustand der Batterie! Wichtig ist die schwächste Zelle im Auge zu behalten und diese zu schützen (oder falls sie vollkommen aus dem Rahmen fällt, zu ersetzen). Die Balancing Methode ist dafür egal! Nur kann man mit Balancing mehr Pack-Kapazität nutzen als ohne! Sollte die schwächste Zelle nämlich nach „oben“ driften, kann man weniger Kapazität nutzen (ohne Schaden anzurichten). Mit aktiven Balancing geht natürlich mehr!

    Klar kann man ein wenig Geld sparen, indem man die Zellen manuell angleicht. Mir wäre das jedoch zu viel verlorene Zeit ;)

    VG,

    Bernd

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  9. Jack Rickard und kein Ende......
    Man muss ihm dankbar sein für all seine
    Versuche, aber man braucht nicht alles
    kommentarlos zu übernehmen, was er sagt,
    und er redet gern und viel..........
    (meine Zeit reicht nicht, alles anzuhören)
    Wenn er sagt, man muss "unten" balanzieren, um
    an der Spannung zu sehen wann Schluss ist,
    dann hat er recht, aber deshalb alle
    BMS-Systeme zu verteufeln, weil aus irgend
    welchen Gründen schon ein paar Autos
    während des Ladens abgefackelt sind......
    Das geht zu weit!
    Wenn man so schaut, was da so an "Balancern"
    auf dem Mart ist, dann kann einem aber auch
    Teilweise "Angst und Bang" werden und
    man braucht sich nicht wundern wenn da mal
    was raucht! Da hat er wieder mal Recht!
    Fakt ist:
    Die schwächste Zelle zählt!
    Man soll nicht überladen,
    und man soll die Zellen nicht
    leerfahren bis sie zusammenklappen.
    Wenn die schwächste Zelle zuerst voll
    und dann auch zuerst leer ist, dann
    reichts mit Balanzieren.
    Aktiv Balanzieren ist meiner Meinung
    bei den Strömen wie sie im Auto auftreten
    nicht sinnvoll, weil so viel Energie
    gar nicht so schnell "umgeschaufelt"
    werden kann.
    Ein gutes BMS lädt also ordentlich
    auf, bis die erste Zelle voll ist,
    schaltet dann zurück auf ein paar Ampere
    und lädt dann ganz gemütlich alle
    Zellen voll bis da hin, wo
    der Knick in der Kennlinie anfängt.
    (nicht weiter, das bringt nichts mehr)
    Der Schaltpunkt muss auch über die
    Spannung vom Ladegerät aus überwacht
    sein, falls mal eine Messung versagt.
    So wird auch kein Shunt heiss, und
    es wird nichts sinnlos verbraten.
    Technisch ist alles schon auf
    verschiedenste Arten gelöst worden.
    Da muss man das Rad nicht neu erfinden!

    Also bleibt locker und gelassen
    und misshandelt euere Akkus nicht,
    sondern geht sorgsam und
    gewissenhaft damit um und überlasst
    das Balanzieren ruhig einem
    ordentlich konzipierten BMS.
    Das passt dann schon!

    mfG
    Franz

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  10. Hi,

    vielleicht kam mein Beitrag zu drastisch rüber :) Ich wollte die Aussagen von Jack nur kritisch hinterfragen... Ich finds gut was er macht und bin dankbar für viele Anregungen. Ich glaube jedoch, dass noch mehr Wege nach Rom führen. Hab jetzt extra nochmal nachgelesen wieviel Überladung so eine LiFePo4 Zelle aushält. Leider habe ich keine genaue Antwort gefunden. Sie können definitiv mehr ab als Lipos, aber wieviel Schaden sie beim Überladen nehmen konnte ich nicht finden.

    Stimmt, wenn man den Ladezustand von der Gesamtspannung ableiten möchte, muss man unten balancieren. Nur stimmt die Anzeige auch nur dann. Wer sagt wie die Zellen sich nach 20 oder 50 Zyklen verhalten haben? Die Drift soll wohl gering sein, aber wie lange bleiben die Zellen akzeptabel balanciert?

    Warum nicht einfach eine Franzbox nehmen ;), die entnommene Energie aufaddieren und rechtzeitig aufhören zu fahren? Das ist sicher genauer als die Gesamtspannung zu benutzen.

    Bleibt die Gefahr, dass die Kapazität der Zellen irgendwann abnimmt. Dann wird der Sicherheitsbereich kleiner. Noch sicherer ist nur noch eine Einzelüberwachung der Zellen.

    Deine Methode des Ladens (zum Schluss kleiner Strom), nutze ich so ähnlich zur Formierung meiner NiCd Zellen. Die Zellen in Reihe werden mit kleinen Strömen geladen(0,1C). Dabei werden die Zellen, die zuerst die Ladeschlussspannung erreichen mit Absicht überladen, um den anderen Zellen das Aufholen zu ermöglichen. Im Prinzip ist dann die Batterie der Shunt, da die Zelle nicht mehr Energie aufnehmen kann.

    Ist das dann nicht auch eine Top-Balancing Methode? Ich meine, wenn man sich das bottom-balancing erhalten möchte, sollte man dann nicht aufhören zu laden sobald die erste Zelle die Ladeschlussspanung erreicht? (Oder deutlich früher?)

    Mit oder ohne BMS ist glaube ich nicht so wichtig. Auch wo man balanciert ist glaube ich egal (sagt mir wenn ich etwas übersehe). Ein genaues Beobachten der Zellen, ist jedoch bestimmt sehr zu empfehlen.

    VG,

    Bernd

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  11. @ Bernd:
    Das absichtliche Überladen, wie Du
    da gegen Ende schreibst geht halt leider
    nur bei Blei und NiCd -Zellen
    (Blei gast dann, NiCd wird warm)
    und Was Jack damals als Beispiel anführte, das waren Shunt-Regler OHNE!!!! Überwachung
    der Zellenspannung beim Entladen.

    Auch die Franz-Box braucht eine
    Einzelspannungsüberwachung um
    nachlassende Zellen zu erkennen!
    Das ist halt so......

    ...und wenn man ein Ladegerät nimmt,
    das nicht mitbekommt was in den Zellen
    passiert, dann liegt halt am Ende
    der volle Strom an den Shunts und
    heizt sinnlos alles auf.

    Das können wir ja mal auf meinem Blog
    weiter diskutieren, wenn Du willst.

    Wichtig ist meiner Meinung, dass das
    Akku-Management ein Gesamt-Paket ist,
    das ZUVERLÄSSIG alle gefährlichen
    Zustände verhindert.

    Oben zu Balanzieren ist technisch
    viel einfacher zu lösen,
    und wenn man Laden und Balanzieren
    ein bisschen voneinander trennt
    dann geht das durchaus auch ohne
    heisse shunts.
    Und was aktive Systeme anbelangt, so machen
    die in anderen Anwendungen durchaus Sinn,
    nur wenn man sich mal vor Augen hält,
    welche Energiemengen in welcher Zeit
    verschoben werden müssen wenn der
    Entladevorgang in ca einer Stunde
    abläuft, dann sehe ich hier einfach
    Probleme.Man müsste ja schon
    vorher wissen, welche Zellen man
    wie stark unterstützen muss!
    Ich habe meine Versuche
    in diese Richtung erst mal hinten
    angestellt.

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  12. Hi Franz,

    ich hab die Diskussion mal in ein Forum auf meiner Seite geschoben und dir geantwortet.

    http://e-cabrio.de/node/39

    Du kannst aber gern auch bei dir ein Thema dazu erstellen...

    VG,

    Bernd

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