Akku oder Bms defekt?

Was sagen denn die einzelnen Zellspannungen in den verschiedenen Stadien, daran kann man einen ersten Indiz auf die einzelen Zellen bekommen. Auch die Zelldifferenz ist interessant.

Stell doch mal von ganz leer und ganz voll die Screenshots des Daly ein.

Leider fließt im Bild ein Ladestrom von 13,4A, aufgrund dessen man nicht erkennen kann, ob die Spannungen der Zellen zwei, drei und vier wirklich so hoch sind (sie erscheinen mehr oder weniger voll aufgeladen), oder ob die hohen Zellenspannungen durch Spannungsabfälle des Ladestroms an den Widerständen der Zellen oder der Außenbeschaltung hervorgerufen werden. Um hier tiefer einsteigen zu können, werden also mindestens zwei Bilder benötigt: 1. Ein Screenshot der Zellenspannungen während kein Stromfluss stattfindet und 2. ein Screenshot der Zellenspannungen, während ein Ladestrom oder Entladestrom im zweistelligen Bereich fließt, damit die tatsächlichen Zellenspannungen von den Innenwiderständen der Zellen bzw. der Außenbeschaltung unterscheiden kann.

Grüße, Tom

Die Screenshots mit und ohne Last müssen natürlich zeitnah miteinander erfolgen. Andernfalls leidet die Aussagekraft.

In den Beispielbildern oben ist aber schon ein ungewöhnlich starker Spannungseinbruch von 600mV bei einem Laststrom von nur 12,1A bei einer immerhin 100Ah großen Batterie zu erkennen. Das dürfte kaum normal sein. Auch die Werte der Einzelspannungen spreizen sich bemerkenswert stark auseinander. Weshalb ich dazu rate, sich die Kontaktierung der Zellenverbinder mal genauer anzuschauen. Dort dürfte die Ursache des Problems liegen.

Grüße, Tom

Die Zellenspannungen sehen aber gar nicht so aus, als würden die Bilder kurz hintereinander gemacht, oder die Reihenfolge stimmt nicht:

Nimm mal Zelle Nr. 4: In Bild 1 hat sie noch 3,309V, in Bild 2, unter Ladestrombedingung (!) hat sie dagegen nur (noch?) 3,051V, ist also nahezu leer. Da kann ich mir so gar nicht vorstellen, dass beide Bilder zeitnah hintereinander gemacht wurden - außer es liegt wirklich ein übermäßig hoher Widerstand im Zellenverbinder vor und die Bilder wurden vertauscht.

Grüße, Tom

Also überladen sollte da nichts werden, weil da BMS die Ladung unterbricht, bevor Überladung einsetzt. Ich hoffe das tut es soweit auch bei Dir.

Achso: Das was ich in Bild 2 für einen Ladestrom gehalten habe, trägt erkennbar ein Minus vor der Stromangabe. Es handelt sich daher natürlich nicht um einen Lade-, sondern um einen Entladestrom. Sorry, mein Fehler!

Jetzt wird auch die bei Entlade-Stromfluss deutlich niedrigere Zellenspannung von Zelle Nr. 4 erklärlich. Entweder ist Zelle Nr. 4 defekt, oder, was ungefähr tausend mal wahrscheinlicher ist, die Verdrahtung ist Mist. Also der Zellenverbinder hat keinen guten elektrischen Kontakt, oder ein Ringkabelschuh hat nen Wackler.

Grüße, Tom

An den Zellen wird es meiner Erfahrung nach nicht liegen, sondern es liegt in der Regel an mangelndem Kontakt der Zellenverbinder.

Als erstes müsste man überprüfen, ob die Zellenverbinder von den Schrauben wirklich fest auf die Zellenanschlüsse gepresst werden. Werden hierfür Schrauben mit Kopf verwendet, ist das oft nicht der Fall, weil die Schraubenbolzen zuweilen schon am Ende der Gewindesacklöcher aufsitzen und dann zwar gefühlsmäßig bombenfest sitzen, aber trotzdem die Zellenverbinder nicht ausreichend fest auf die Zellenanschlüsse pressen. Also nicht nur prüfen, ob die Schrauben festsitzen - sofern denn Schrauben verwendet werden - sondern insbesondere, ob die Zellenverbinder auch wirklich fest auf den Zellenanschlüssen sitzen. Ggf. eine Unterlegscheibe mehr unter die Schrauben legen, damit das Schraubgewinde nicht so tief in das Sackloch eintachen muss. Aber Vorsicht: Nicht das Alugewinde ausreissen...

Sehr sinnvoll ist es daher auch, für diesen Zweck generell keine Kopfschrauben zu verwenden, sondern nur Gewindebolzen und Bundmuttern. Die Gewindebolzen werden mit einem Inbusschlüssel tief bis zum Anschlag in die Sacklochgewinde geschraubt, sitzen dann bombenfest und greifen perfekt in die Alugewindegänge der Zellenanschlüsse. Dann kommen die Zellenverbinder mit etwas Kupferpaste und, wenn erorderlich, Ringkabelschuhe drauf und zuletzt wird alles mit Bundmuttern sicher und fest verschraubt.

Sollte der Fehler hier nicht zu finden sein, kann der Kontakt auch wegen Schmutz oder oxidierten Kontakten schlecht sein. Am besten beide Seiten an den Kontaktstellen leicht mit feinem Schmirgelleinen anschleifen, dann sauberwischen, mit etwas Kupferpaste bestreichen und dann wieder montieren. Die Kupferpaste verbessert den Kontaktwiderstand durch den in ihr enthaltenem Kupferstaub, dessen Parikel sich beim Anschrauben zwischen die Kontakte quetschen, in die Kontaktmaterialien eindringen und zudem vom Fettanteil der Paste dauerhaft gegen Feuchtigkeitszutritt versiegelt werden. Da rostet es dann auch nie wieder.

Zuletzt alles Ringkabelschuhe auf guten Kontakt zu den in ihnen verquetschten Kabeln überprüfen. Es ist unglaublich, was für einen Schrott sich mancher so zusammenquetscht, wenn diese widerlichen KFZ-Quetschschuhe verwendet werden. Es hat schon seinen Sinn, dass ich alle BMS und Batterien mit Balancerkabeln mit hochwertigen vergoldeten Ringkabelschuhen ausrüste, die zudem noch dauerhaft wasserdicht verschrumpft sind. Kein Vergleich zu diesem Heimwerkermist.

Dasselbe gilt sinngemäß auch für die Anschlüsse der Batteriekabel: Auch hier wohnt der Fehlerteufel oft in haarsträubend ausgeführten Vercrimpungen. Also nur sauber ausgeführte Arbeit abliefern und man wird damit nie Probleme haben.

Grüße, Tom

Um die Zellen zu prüfen werden sie zunächst randvoll aufgeladen. Dazu am besten die Zellenverbinder entfernen, alle vier Zellen hart parallel schalten und über mindestens 24h mit 3,65V aufladen, bis sie sich komplett ausgeglichen haben. Dann werden die Zellen voneinander getrennt und einzeln vermessen. Das kann man entweder mit einem Mikroohmmeter wie dem LQ1050S machen (damit kann man den Milliohm-Wert direkt ablesen und vergleichen), oder, wenn man so ein Gerät nicht besitzt, kann man hilfsweise auch einen Lastwiderstand wie z.B. eine 12V/50W-Halogenlampe verwenden. U.a. für solche Zwecke habe ich eine Lampe mit Kabelanschlüssen und Krokodilklemmen verbunden, was in der Verwendung sehr praktisch ist.

Diese Lampe nimmt bei 12V etwa 4,2A auf. Man kann sie aber auch gut für Einzelzellen mit nur 3,2V verwenden. Zwar sinkt dann die Stromaufnahme auf nur noch 2,2A ab, aber zur Messung des Zellen-Innenwiderstandes reicht das völlig aus.

Zur Messung besorgt man sich am besten einen Helfer, weil man dafür vier Hände braucht. Oder man ist Fingerakrobat und schafft es dann auch mit den Fingern der eigenen beiden Hände. Man muss nämlich einerseits die beiden Lampenanschlüsse auf die Akkupole des zu messenden Akkus drücken und andererseits die Messspitzen eines Spannungsmessgerätes ebenfalls. Dabei dürfen sich die Messspitzen des Messgerätes und die Anschlussklemmen der Lampe aber nicht berühren, da andernfalls der Spannungsmesswert unzulässig verfälscht würde. Mann kann die Lampe auch über Schrauben mit dem Akku verbinden. Die Messspitzen des Messgerätes müssen aber unbedingt direkt auf den Zellenanschlüssen aufliegen und dürfen die Schrauben nicht berühren.

Das soll dann in etwa so aussehen:

Messung 1 mit 2,2A Last. Abgelesener Wert: 3,251V

Messung 2 ohne Last. Abgelesener Wert: 3,266V

Wir haben nun zwei Spannungswerte und einen Stromwert und können nun den Innenwiderstand der Zelle berechnen. Die "Formel" hierfür ist supersimpel und lautet schlicht R=U/I, also

Innenwiderstand in Ω (Einheit Ohm, Formelzeichen R) gleich Spannung (Einheit Volt, Formelzeichen U) geteilt durch Strom (Einheit Ampere, Formelzteichen I).

Der Spannungsunterschied zwischen beiden Messungen mit und ohne Laststrom beträgt 15mV, also 0,015V. Der Strom beträgt 2,2A. Daher gilt:

R=U/I, also 0,015V / 2,2A = 0,0068Ω = 6,8mΩ.

Der Innenwiderstand dieser Zelle beträgt demnach: 6,8mΩ. Dieselbe Messung führst Du nun mit den anderen drei Zellen durch und wirst am Ende vier Werte für deren Innenwiderstand besitzen, die Du miteinander vergleichen kannst. Alle Zellen sollten in etwa dieselben Werte aufweisen, wobei Abweichungen um +/- 20% insgesamt noch unkritisch sind. Bei größeren Abweichen empfiehlt es sich nochmals zu prüfen, ob alle Zellen in etwa gleich aufgeladen sind (der Innenwiderstand der Zellen steigt mit sinkendem Ladezustand an) und ob man vielleicht andere Messwerte herausbekommt, die dann meistens auf Kontaktierungsproblemen bei der Messung zurückzuführen sind.

Grüße, Tom

Nachtag:

Wer dieselbe Messung mit einem Mikroohmmeter wie dem LQ1050S durchführt, wird erstaunlicherweise völlig andere Messwerte erhalten. Dies ist durch die Art der Messung bedingt! Denn während es sich bei der oben beschriebenen Messung um eine sogenannte "DC-Messung" handelt, also eine Messung bei reinem Gleichstrom, führen die meisten Mikroohmmeter üblicherweise sogenannte "AC-Messungen" bei Wechselstrom mit einer Messfrequenz von ca. 1kHz durch. Da bei der AC-Messung Wechselstrom verwendet wird, werden auch kapazitive und induktive Blindwiderstände mitgemessen, welche am Ende einen "Scheinwiderstand" bei 1kHz ergeben. Beide Messungen sind für Vergleiche zwischen Zellen aber in etwa gleich aussagekräftig, da es nur auf die relativen Unterschiede zwischen den Messungen ankommt, nicht jedoch auf deren absoluten Werte.