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Mittwoch, 9. März 2011

Hiobsbotschafte aus Shenzhen

Aus China kam heute die Mitteilung, dass es einen Grund für die ausstehende Lieferung unserer sieben CALB Zellen gibt. Sie sind lapidar als "zerstört" gemeldet worden und es sind neue Zellen auf dem Weg ...Das bringt uns natürlich in Schwierigkeiten, denn wir benötigen die Zellen so schnell wie möglich, um sie an unser bestehenden Baatteriepack anzugleichen.

Die Zellen müssen mit den bestehenden "balanziert" werden, also auf ein Niveau gebracht werden. Dazu gibt es die unterschiedlichsten Ansätze, wovon ich die zwei gängisten mal kurz erklären möchte:
"Top-Balancing":
Die Zellen werden alle an das obere Ende der Ladekurve und auf eine möglichst gleiche Ladeendpannung gebracht.
In unserem Fall 3,5V, die nach einigen Minuten auf 3,3V absinkt.

"Bottom-Balancing":
Die Zellen werden alle an das untere Ende der Ladekurve und auf eine möglichst gleiche Ladeendspannung gebracht.
In unserem Fall 2,6V.

Die Vor- und Nachteile:
"Top-Balancing" ist einfacher, da wir die "alten" Zellen bereits auf dem Niveau geladen haben und das Laden einzelner Zellen auf das gleiche Niveau relativ einfach ist.
Der Nachteil ist hier, dass jede einzelne Zelle eine leicht unterschiedliche Kapazität hat und bei der Entladung die "kleinste" als erstes in den roten Bereich kommen könnte, ohne es zu bemerken. Ein schneller Zellentod könnte die Folge sein.

Das versucht man mit dem "Bottom-Balancing zu umgehen, da hier alle Zellen eine definierte Kapazität aufnehmen und alle relativ gleichzeitig das Ende der verfügbaren Kapazität erreichen.

Ich habe das mal für ein amerikanisches Forum illustriert:Das sind erstmal sehr theoretische Abweichungen und Annahmen, die wir bisher noch nicht so gesehen haben. Unsere Zellen liegen auch nach den knapp 2000km sehr dicht beisammen, aber das könnte sich im Laufe der Zeit ändern.
Also: immer schön auf die Batterien acht geben ;-)

Kommentare:

  1. zum ewigen Thema Balanzieren
    oben oder unten......

    Um jede einzelne Zelle möglichst voll
    zu bekommen hat man anfangs
    "selbstverständlich" oben balanziert.
    Eine Reihenschaltung richtet sich aber
    nach dem schwächsten Glied der Kette.
    deshalb ist hier "unten" balanzieren
    die sinnvollere Variante,weil sich
    das viel einfacher gestaltet.
    Um allerdings das letzte bisschen
    Energie aus dem Akkupack
    herauszuquetschen bräuchte man
    eine aktive Balanziervorrichtung,
    die sich an der durchschnittlichen
    Spannung orientiert und das
    Akkupaket immer balanziert,
    egal welcher Betriebszustand....

    Ich arbeite grad dran,(....ich hatte
    da mal eine Idee mit einer
    zusätzlichen Zelle......) es stellt
    sich nur die Frage, ob sich der
    ganze Aufwand überhaupt lohnt.
    Solange die Zellen schön beieinander
    liegen wohl kaum, und wenn sie erst
    mal auseinanderdriften ist wohl
    ohnehin das Ende sehr nahe.

    Auf eine Überwachung aller Zellen
    sollte man aber keinesfalls
    verzichten.Gefährlich wirds dann,
    wenn eine Zelle so leer ist, dass
    sie ganz einbricht oder gar
    umgepolt wird.

    mfG
    Franz

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  2. Ja, wir würden am ehesten auch einmalig am unteren Ende balancieren, aber der Aufwand ist dafür recht hoch. So werden wir wohl alle auf 3,5V bringen, in Reihe schalten, fahren, bei ~ 110Ah stoppen.
    Die restliche Kapazität unter Beobachtung der Zellspannung per Heizung (serieller Pack) oder einzeln (Zelle) auf ~2,8V oder ~ 2,6V bringen.
    Wenn alle auf dem gleichen Niveau sind, dann evtl. einmal alle parallel schalten und warten, sonst direkt wieder seriell verbauen und auf 3,5V x 45 Zellen = 157,5V laden.

    In der Regel nutzen wir die Kapazität nur zu ~50%-60% aus, daher wohl auch die guten Werte, so dicht zusammen.

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  3. Zum Entladen ist doch Deine Heizung ideal!
    Und gemütlich warm in der Garage wirds dabei auch gleich.......
    Dass sich die Akkus "wie von selbs" ausbalanzieren haben andere auch schon
    festgestellt aber jetzt wirst Du halt mal
    ein bisschen nachhelfen müssen um die neuen Zellen an die alten anzupassen.
    Ich glaube nicht, dass Du den Aufwand
    betreiben musst, alle parallel zu schalten.
    Als Paket vielleicht, Die Neuen an gleich
    viele Alte, das könnte sogar gehen, aber
    dann bringst Du die durcheinander.....
    Spar Dir das, und gleiche sie möglichst
    weit "unten" an. Fahr Dein altes Pack leer,
    und mach das neue Paket genau so leer,
    dann sollte das eigentlich passen.

    Wenn der Ladungsausgleich bei parallel
    geschalteten Zellen tatsächlich gut klappt,
    dann wäre meine etwas gewagte Balancer-Idee
    funktionsfähig. Ich möchte eine
    "Transport-Zelle" ständig zwischen der
    Zelle mit der höchsten Spannung und der
    Zelle mit der niedrigsten Spannung
    hin und herschalten.Das dauernde Takten
    soll per Mosfet, das Auswählen der zu
    korrigierenden Zelle per Relais erfolgen.
    Problematisch ist vor allem die wechselnde
    Polarität des zu schaltenden Stromes,
    das können Relais einfach besser ;-)
    aber mit 8 Mosfet, immer zwei gegeneinander
    in Reihe und galv. getrennt angesteuert
    sollte das klappen! (weil die auch
    "rückwärts leiten" wenn sie durchschalten)
    Die Bestimmung der höchsten und niedrigsten
    Zelle klappt in meinem BMS schon prima.
    Ich kann das aber erst in ein paar Wochen
    mal testen.Zur Zeit sind andere Dinge
    viel wichtiger......
    mfG
    Franz

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  4. Ich habe mir nach nunmehr 14 000 km mit Lithiumpolymer in meinem AX ohne Balancing auch mal Gedanken gemacht. Vorweg, ich hab schon nach oben und auch schon mal nach unten per Hand balanciert.
    1) wenn man vom oberen Wert und vom unteren Wert wegbleibt, ist die Drift sehr gering und die Zellen werden geschont!
    Ich lade nur bis 4,11 Volt maximal und höre beim Entladen meist schon bei 3,7 Volt auf. Das kostet zwar Reichweite aber da muss der Pack halt entsprechend groß gewählt werden, die Akkus danken es auf alle Fälle mit sehr geringer Drift.
    2) Ich lade Spannungsgeführt, mein Ladegerät schaltet ab einer (einstellbaren Spannung einfach ab)
    3) Nun werde ich mir die schwächste Zelle aus meinem Pack raussuchen und diese einzel nochmals überwachen, denn die Kette ist nur so stark wie das schwächste Glied und es ist unwahrscheinlich, dass die schwächste Zelle im Pack mal besser wird, und eine andere schwächer wird, also brauch man nur diese eine Zelle zu überwachen!!!!!!
    Gruß

    Peter

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  5. Danke für den kurzen Erfahrungsbericht, Peter.
    Ich sehe das auch so und werde wohl nach diesem Balanzieren so schnell kein zweites brauchen, denn wir halten uns ebenso von den beiden Enden fern.
    Im Moment stehe ich im Carport und es laden die letzten Blöcke. W
    enn das soweit durch ist (noch ca. 20min), dann lade ich den gesamten Pack wieder voll.

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Vielen Dank.