LiFePO4-Batterie (4 x 280Ah-Zellen + Daly BMS) bricht unter Last stark in der Spannung ein

Hallo Herr W.,

das klingt nach einen sehr kleinen Problem, um dass Sie Sich keine Sorgen zu machen brauchen, denn vermutlich haben Sie es in 10 Minuten selbst gefunden und beseitigt, wenn ich Sie nur auf den richtigen Weg bringe. Was ich hiermit gern versuchen möchte. 😊

Ich vermute wie Sie, dass der Fehler innerhalb der Batterie zu finden sein wird. Das kommt übrigen bei Batterien mit selbst zusammengebauten Einzelzellen relativ häufig vor. Ich zähle die Fehler mal in der Reihenfolge ihrer Häufigkeit auf:

1. Ein oder mehrere Zellenverbinder haben schlechten Kontakt zu den Batteriepolen, oder es liegen Wackelkontakte vor. In beiden Fällen ergeben sich durch mangelhafte Kontaktpressung erhöhte Übergangswiderstände, weshalb es dort, unter der Last größerer Ströme, zu erheblichen Spannungsabfällen kommt. Ganz besonders gern passiert das bei LiFePO4-Zellen mit Gewinde-Sacklöchern, die ja nur eine begrenzte Tiefe für die Schraubenbolzen haben. Verwendet man hier zur Kontaktierung Schrauben mit Köpfen, besteht immer das Risiko, dass die Schrauben bis ans Ende der Gewindesacklöcher eingedreht werden und dann bombenfest erscheinen. In Wirklichkeit stecken die Schrauben aber oft nur im Gewinde fest, ohne jedoch auf die Zellenverbinder und Ringkabelschuhe einen ausreichenden Pressdruck auszuüben. Entsprechend schlecht sind die Übergangswiderstände und oft ergeben sich hierdurch sogar Wackelkontakte. Oft werden die zugehörigen BMS durch diese Übergangswiderstände bei höheren Strömen sogar zur (zeitweiligen) Abschaltung gebracht, weil einzelne Zellenspannungen dann unter die Abschaltschwelle fallen.

Abhilfe: Sämtliche Schrauben und insbesondere alle Zellenverbinder und Ringkabelschuhe auf bombenfesten Sitz überprüfen. Dabei nicht nur mal ein wenig dran wackeln, sondern wenn nötig auch mal die Schrauben ein kleines Stück lösen und wieder festziehen und währenddessen schauen, ob sich die Zellenverbinder und Ringkabelschuhe dann lösen und wieder korrekt festziehen. Auf diese Weise kann man solche Fehler meist leicht entdecken. Ferner sollte man bei Sacklochgewinden niemals Schrauben mit Kopf verwenden, sondern stets nur Gewindebolzen, auf die dann die Zellenverbinder und Ringkabelschuhe mit Bundmuttern aufgeschraubt werden. Bei solchen Schraubbolzen/Bundmutter-Kombinationen besteht nicht das Risiko, dass die Schraubverbindung mangelhaft ist und die Zellenverbinder dann nicht fest genug auf die Zellenanschlüsse gepresst werden.

2. Manchmal taugt die Verpressung/Vercrimpung von Ringkabelschuhen nichts, welche die Kontaktierung zu den Batteriekabeln gewährleisten sollen. Ziehen Sie ruhig mal kräftig an den Kabeln. Haben Sie diese dann aus den Kabelschuhen gezogen, taugte die Pressung nichts und Sie haben auch nichts kaputtgemacht, was vorher in Ordnung gewesen wäre. Denn es war ja vorher schon Mist! In Kabelschuhen verpresste Kabel dürfen sich auch bei kräftigem Zug nicht einfach lösen. Prüfen Sie die dicken Stromkabel, sowie auch die dünnen Balancerkabel des BMS gleichermaßen. Misslungene Vercrimpungen von Kabelschuhen sind eine sehr häufige und leider oft nur schwer aufzuspürende Fehlerquelle.

Abhilfe: Am besten (ich weiß, das schreibt sich jetzt leicht...) gleich professionell vercrimpte Batterie- und Balancerkabel kaufen! Für deren Herstellung benötigt man mindestens professionelle Crimpzangen bzw. elektrohydraulische Pressmaschinen und professionelle Kabelschuhe (nicht diesen Bastler-Murks aus dem KFZ-Zubehör oder vom Chinamann...), dessen Kauf sich für seltene Bastelprojekte kaum lohnen wird.

3. Sinngemäß dasselbe gilt für alle Ringkabelschuhe und sonstige Kabelkontaktstellen auf dem Weg zwischen Batteriezellen und Verbrauchern. Wackeln und ziehen Sie kräftig an allen Kabeln, die im Stromzweig liegen. Oft sehen Verschraubungen von Ringkabelschuhen bei oberflächlicher Betrachtung einwandfrei aus. Schraubt man sie dann aber zur Kontrolle ab, stellt man nicht selten fest, dass an der Montagestelle der Lack nicht vom Karosserieblech entfernt wurde, oder sich an der Kontaktstelle Korrosion gebildet hat.

Abhilfe: Alle im Strompfad liegenden Ringkabelschuhe abschrauben und die Kontaktstellen genau überprüfen, wenn nötig reinigen und etwas einfetten.

4. Ebenfalls alle Sicherungen, Steckverbinder und Schalter im Strompfad überprüfen. Oft lassen sich solche Fehler durch Augenschein allein nicht finden, sondern man muss die Spannungen zwischen Ein- und Ausgang messen. Natürlich immer unter Last, denn ohne größere fließende Ströme misst man natürlich keine an Widerständen abfallenden Spannungen.

Sollten Sie bis hierher wider Erwarten keine Fehler gefunden haben, hilft nur eine Diagnose durch Messungen der Spannungen an den verschiedenen Systemteilen. Ich schrieb es schon: Bitte stets unter der Last eines fließenden Stroms von wenigstens mehrere Ampere, damit an (Übergangs-)Widerständen auch messbare Spannungen abfallen (U=IxR).

So, ich denke, damit sollte der fiese Fehler leicht aufzuspüren sein. Sollte ich mich irren, können Sie mich auch gern anrufen. Ich bin zwischen 7.00 und 21.00 Uhr (05722-981967) fast immer im Büro anzutreffen, regelmäßig auch an Feiertagen.

Viele Erfolg und Grüße!

Tom Rücker

Tom Rücker

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