Hilfe: Batterie schaltet schon bei etwas mehr als 100A ab!

Hallo Albin,

im Video ist zu erkennen, dass das BMS zum Zeitpunkt der Abschaltung einen Strom von 103A, sowie den Status „Zellenspannung niedrig“ meldet. Zugleich wird Zelle Nr. 4 mit einer Spannung von 2.863V gemeldet, die sofort nach Entlastung wieder auf 3.265V ansteigt.

Einerseits dürfte diese Meldung bei meiner Grundkonfiguration der minimal zulässigen Zellenspannung von 2,5V bei 2,863V noch nicht auftreten.

Andererseits ist aber der drastische Spannungsabfall um 402mV bei nur 103A an sich bemerkenswert, denn das ist der eigentliche Fehler! Hier liegt auf jeden Fall ein stark erhöhter Innenwiderstand von Zellen Nr. 4 bzw. deren elektrischer Außenbeschaltung vor. Sollte die Ursache dieses erhöhten Innenwiderstands tatsächlich innerhalb der Akkuzelle liegen, handelt es sich klar um einen Sachmangel der Zelle selbst, welcher einen Zellenaustausch rechtfertigen und das Problem lösen würde.

Wenn jedoch die Außenbeschaltung in Form des Zellenverbinders bzw. der Verschraubung oder Kontaktierung im Allgemeinen hierfür die Ursache ist, liegt kein Sachmangel vor, sondern ein Montagefehler. Ein Zellentausch würde dieses Problem dann auch nicht lösen können, jedenfalls wenn nicht zugleich der Fehler des Zellenverbinders beseitigt würde.

Ich schlage daher vor, dass Du als erstes zu ermitteln versuchst, ob hier die Zelle selbst für den Fehler ursächlich ist, oder die Kontaktierung des Zellenverbinders bzw. dessen Kabelanschlüsse, denn die Rücksendung der betreffenden Zelle macht ja keinen Sinn, wenn der Fehler nicht in ihr selbst zu finden ist. Sollte sich bei dieser Messung herausstellen, dass Zelle Nr. 4 tatsächlich einen Fehler aufweist, bitte ich Dich, nur diese Zelle zurückzuschicken, da das BMS den Bereich dieser Zelle ja bereits als Ursache des Spannungsabfalls identifiziert hat. Die Rücksendung der Zellen 1 bis 3 wäre in diesem Fall verzichtbar.

Zelle Nr. 4 ist die direkt mit Batterieplus verbundene Zelle.

Sollte Dir eine tiefergehende Prüfung nicht möglich sein, kannst Du die betreffende Zelle selbstverständlich auch direkt zur Überprüfung zurückschicken. Dann würde ich die Zelle selbst auf Einhaltung der Herstellerdaten überprüfen. Dies dauert allerdings ein paar Tage, da ein Probeaufbau angefertigt werden und wenigstens ein kompletter Lade-/Entladezyklus durchlaufen werden muss. Leider wird danach mit hoher Wahrscheinlichkeit das Problem auftreten, dass die ausgetauschte Zelle einen abweichenden Ladezustand als die anderen drei Zellen der Batterie aufweisen würde, der dann zunächst wieder ausgeglichen werden müsste, bevor die Batterie wieder ihre volle Kapazität erhält.

Ich hoffe, ich konnte bei der Lösung des Problems weiterhelfen.

Viele Grüße und viel Erfolg!

Tom Rücker

Nachtrag:

Das Problem lag tatsächlich wie vermutet in der unzureichenden Montage des Zellenverbinders, der unter hoher Last einen deutlich erhöhten Spannungsabfall verursachte und sich dabei sogar merklich erwärmte. Nachdem die Kontaktflächen gereinigt und der Verbinder mit dem korrekten Drehmoment (10Nm) angezogen war, hatte sich das Problem erledigt.

An dieser Stelle muss ich aber auch mal eine Lanze für die 302Ah-CATL-Zellen brechen, denn von diesen Zellen habe ich bis heute immerhin über 1.800 Stück verkauft und keine einzige wies bisher auch nur den winzigsten Mangel auf: Keine Beule, keine Probleme mit den Anschlussgewinden und absolut stabile Werte bei Innenwiderstand und Kapazität. Fazit: Perfekt in jeder Hinsicht! Ich bin daher nach wie vor zu 100% von diesen Zellen überzeugt.

Probleme mit Zellenverbindern kommen in Kundenhand aber erstaunlich häufig vor!

Was auch nicht verwundert, denn einerseits fallen hier schon geringste Fehler durch die genaue Spannungskontrolle der bei Lithium-Zellen obligatorischen BMS auf - was bei Bleibatterien ja nie der Fall war - und andererseits erfordert die korrekte Montage von Zellenverbindern etwas Erfahrung und auch das richtige Werkzeug (Drehmomentschlüssel!). Wer die Verbinder zum ersten Mal montiert kann kaum wissen, worauf er achten muss: Saubere Kontaktflächen und ein ausreichender Pressdruck der Verbinderschraube bzw. -Mutter. Klingt zwar beides trivial, ist es aber nicht! Gerade beim Drehmoment der Schraube kann man schnell des Guten zu viel tun und ruiniert dann das empfindliche Gewinde im Zellenanschluss. Oder man hat genau davor Angst und zieht die Schrauben dann viel zu wenig fest an. In beiden Fällen sind überhöhte Spannungsabfälle unter Last die unvermeidliche Folge. Zum Glück kommen die CATL-Zellen mit aufgeschweißten M6-Gewindebolzen, die viel weniger empfindlich sind als die früher meist verwendeten M6-Sacklochgewinde, bei denen man schon bei nur geringfügig zu hohem Anzugsdrehmoment schnell mal die Aluminium-Gewinde beschädigt.

Grüße, Tom