LiFePo4 Zellen miteinander verbinden. Länge und Art der Verbinder relevant?

  • Ich hoffe das Phänomen gibt keinen Grund zur Sorge.

    Ach, wie gut kann ich nachvollziehen, dass die Autohersteller die Kühlwassertemperaturanzeigen schon seit Jahrzehnten dahingehend modifiziert haben, dass sie nur noch dann von der 100%ig exakten Mittelstellung abweichen, wenn das Wasser entweder eiskalt ist oder der Kühler vor Dampf zu platzen droht: Denn die verängstigte Kundschaft ist bis dahin dauernd wegen Kühlwasseranzeigen, die nur eine halbe Zeigerbreite von der Mittelstellung abwichen, in die Werkstätten gepilgert und hat energisch Abstellung dieses "Mangels" gefordert. :doing: Exakt dasselbe ist es heute, mit dieser Zellenspannungsanzeige bei LiFePO4-Batterien: Was bei Blei- oder Notebookbatterien nie jemanden gestört hat - oder hat die Zellenspannungen jemals einer nachgemessen? - bringt heute selbst technisch geschulte Leute ins schwitzen: Geringste Abweichungen der Zellenspannungen. Schätze, wenn es fein auflösende Rollwiderstandsanzeigen der Räder eines Autos gäbe, oder Leuchtstärkeangazeigen von Rücklichtern, dann würden Bremssättel deutlich öfter gangbar gemacht und Glühlampen schon ausgetauscht, bevor sie 10 Stunden Lebensdauer erreicht hätten. Aber die Kunden würden auch faustschüttelnd in den Läden stehen und sich beschweren, sie hätten Mist bekommen, weil die neu gekauften Lampen um 3% in der Lichtstärke von einander abweichen.


    Oder wie Heinz Rühmann mal so treffend in der Feuerzangenbowle zum Besten gab: Ballldrian, Ballldriaaan! Also entspannen wir uns. :D


    Grüße, Tom

  • Haha... O.K. das beantwortet meine Frage.

    Jetzt beim Laden zeigt das Smart BMS 3.375 bei dieser Zelle an, bei den anderen lediglich 3,34. Mit dem Multimeter nachgemessen sind alle Zellen bei 3,34. Wer soll das verstehen?

    Wie auch immer. Ich bastel jetzt noch was an dem Kasten und wie die Zellen nebeneinander stehen und dann lass ich das System einfach laufen. Scheint ja gut zu funktionieren!

    Frohe Ostertage wünsche ich!

  • So... nach 4 Monaten melde ich mich mal wieder! :D

    Ich habe nun ein paar Zellen dazu gekauft (8 Stück) und möchte generell die komplette Einheit überarbeiten.


    Worum geht es? Und was habe ich getan?

    Ich habe zwischen alle Zellen eine dünne Gummimatte (ca. 1,5 mm) gepackt. Die ist ein bisschen elastisch. Ganz einfach habe ich Fessnapfunterlagen aus dem 1-Euro laden zerschnitten und zwischen die Zellen gepackt.

    Generell sind die Einzelzellen nun gut miteinander "verpresst". Da wackelt nix mehr, die sind richtig schön in der Holzkiste zusammengepresst.

    Hier ergibt sich nun meine erste Frage: War das eine gute Idee?

    Oder kann es sein (Holz arbeitet ja), dass sich die Konstruktion je nach Temperaturschwankung so zusammenzieht, dass die Zellen zu sehr zusammengedrückt werden?

    Eigentlich müsste sich das Holz im Winter und bei höherer Luftfeuchte ja eher auseinanderdehnen und die Kiste somit größer werden, aber ich bin trotzdem nicht ganz davon überzeugt, dass das so eine gute Idee war.


    Eine andere Frage:

    Ich habe meine alten Zellen nach dem Auseinanderschrauben mal gemessen. Alle hatten eine Spannung von 3,34 Volt. Außer eine Zelle, die hatte lediglich 3,31 Volt. Sprich 39 Zellen befinden sich im gleichen Spannungsbereich, lediglich 1 einzige Zelle ist weniger geladen, bzw. hat eine niedrigere Spannung.

    Woran kann das liegen?

    Sollte ich die Zelle austauschen? Ich habe zwar keinen Ersatz zur Hand, könnte aber Ersatz besorgen.


    Über eine Antwort würde ich mich sehr freuen :)

    Ich arbeite morgen fleissig weiter, Aluminiumverbinder müssen geschnitten und gebohrt werden. Ich habe jetzt auch einen Körner, damit sollte der Abstand der Löcher genauer werden.

    Anbei noch ein aktuelles Foto.


    Viele Grüße! :)

    Marlon

  • Naja, wegen drei tausendstel Volt Abweichung wird man sich keine eine neue Zelle kaufen. Es ist darüber hinaus gut möglich, dass das BMS nicht halb so genau misst, wie Du abliest. Aber ich weiß: Ziffernanzeige verleiten immer dazu, ihnen viel zu viel Glauben zu schenken.


    Diese Zellen kannst Du sehr stark zusammenpressen, da passiert gar nichts. Aber wozu? Die LF90 blähen sich nur bei übler Misshandlung auf und dann nützt Dir zusammenpressen auch nichts mehr.


    Grüße, Tom

  • HI Tom!

    Danke für deine ehrliche Meinung!

    Ich möchte trotzdem nochmal erwähnen, dass es sich um drei hundertstel Volt handelt, nicht drei tausendstel.

    Und ich messe mit meinem Multimeter. Ich habe öfter gemessen, auch an unterschiedlichen Kontaktstellen.

    39 Zellen messen 3,34, eine und dieselbe Zelle 3,31.

    Zum Thema Zusammenpressen: Soll ich jetzt alles so lassen? Ich bin irritiert. Du meinst es passiert gar nix? Also ist es keine "Misshandlung"?

    Ich wurde verleitet. Ich habe zwei Videos auf meinem Youtubekanal gemacht über das Thema "Akku selber bauen". Die Reaktionen waren zwar gut, aber mehrere Leute haben geschrieben, dass weil ich die Zellen nicht zusammenpresse ich an Zyklenfestigkeiten einbüssen werde, weil die Zellen so nicht so lange halten würden.

    Wie auch immer... ich lerne stetig. Aber: Was würdest DU tun?

    Oder andere Leute, die diesen Thread lesen? :)

    Viele Grüsse aus Ungarn,

    Marlon

  • Du hast natürlich recht: Hundertstel, nicht tausendstel.


    Meines Wissens nach verlieren die Zellen ohne extra zusammengepresst zu werden nicht an Lebensdauer, sondern höchstens an Form: Prismatische Zellen lassen sich eben schlecht montieren, wenn sie die Form von Fußbällen aufweisen. Aus diesem Grund schreibt CATL im Datenblatt der LF280 z.B., dass die dort genannten Abmessungen nur bei einem Pressdruck von 300kg (3000N) Gültigkeit haben. Im Datenblatt der kleinen LF90-Zellen findet sich dieser Passus bemerkenswerterweise nicht. Ich nehme an, dass das daran liegt, dass diese Zellen aufgrund ihrer günstigeren Abmessungen generell kaum Neigung zum Aufblähen haben. Das Zusammenpressen schadet den zwar Zellen nicht, aber ob es die Lebensdauer verlängert, glaube ich eher auch nicht.


    Grüße, Tom

  • Also lass ich alles so wie es ist und hoffe dass die Zelle, die aus der Reihe tanzt nicht das komplette System umwürfelt. Eine neue Zelle würde ca. 90 Euro kosten. Aber klar, der Preis sollte auch gerechtfertigt sein.

    Vielleicht ist es ja weniger dramatisch.

    Danke für die Tipps und die Info!

  • Nicht wirklich. Es hat sich eine Schraube gelöst, tatsächlich ist ein Gewinde kaputt.

    Jetzt kann ich gar nicht mehr festschrauben.

    Also jetzt sollte ich wirklich eine neue Zelle kaufen?

    Oder ist es möglich, dass ich Lötzinn da reinfülle?

    Gibt es eine Möglichkeit das zu retten, dass es zuverlässig hält?

    Weisst du da weiter, Tom?

  • Kein Beinbruch, sowas hatte ich auch schon öfter. Ich hatte mir so geholfen, dass ich eine selbstschneidende Blechschraube ins Loch gezwungen habe. Klappt prima, da es sich bei den Zellenpolen um weiches Aluminium handelt.


    Z.B. so etwas hier:



    Muss man allerdings zuvor etwas kürzen, damit sie nicht sinnlos im Gewinde-Sackloch aufsetzt, sondern den Zellenverbinder anpresst.


    Grüße, Tom

  • Der Hammer! Sowas gibt es? Muss ich mir besorgen.

    "Temporär" habe ich mir jetzt so beholfen, dass ich eine Schraube mit Inbuskopf (im Gewinde) reingeschraubt habe, bis es locker handfest war (mehr geht ja nicht, weil es sonst überdreht).

    Dann habe ich Unterlegscheiben und eine Sicherungsmutter dazugeschraubt und irgendwie hat es so verkantet, dass es fest angedreht werden konnte.

    Es hält jetzt erstmal so, die selbstschneidenden Schrauben werde ich mir trotzdem mal besorgen und somit das Gewinde (auf M5?) erweitern.

    Strom läuft erstmal wieder :)

    Viele Grüße,

    Marlon

  • Vielleicht sollte man auch einfach nicht zu viel dran rumschrauben, dass die Gewinde empfindlich sind liest man ja mehrfach; Daher never touch a running system.

    By the wy, wegen Hundertstel Abweichung würde ich schlummern wie ein Bär, was soll denn da passieren, zumal du ja die Genauigkeit deines Multimeters nicht mit angegeben hast.

  • HarryHase. Ich sehe das genauso. Die Gewinde sind viel zu empfindlich, da Alu.

    Als Informatiker habe ich mir noch gedacht: "Never touch a running system!".

    Allerdings haben sich schon die einzelnen Zellen nach oben gebogen. Also die Zellen an den äusseren Enden waren zu sehr gespreizt. Eben weil sie unten nicht richtig eingespannt waren. Das war dann eine tickende Zeitbombe.

    Und bei der Gelegenheit habe ich angespartes Geld (welches ja immer weiter entwertet wird) in Zellen investiert und in das System integriert.

    Jetzt möchte ich es erstmal nicht mehr anfassen.

  • Ich melde mich nach über einem Jahr wieder zurück. Das System läuft soweit ganz gut.

    Allerdings ist mir aufgefallen, dass als jetzt nach langer Zeit die Batterie mal komplett entladen war (24,4 Volt), ein Zellenblock 3,19 Volt angezeigt hat. Die anderen zwischen 3,03 und 3,04, also ziemlich gut ausbalanciert.

    Dieser Zellenblock, der aus der Reihe tanzt, hat auch wenn die Batterie "fast" voll geladen ist eine Spannung von ca. 3,63 Volt, die anderen dümpeln bei 3,34 Volt rum.

    Das BMS misst diese Spannung und auch mein Voltmeter.

    Weiss jemand (Tom? :), was hier nicht in Ordnung ist?

    Ich entschuldige mich im Voraus, wenn genau diese Frage in der Vergangenheit bereits beantwortet wurde.

    Der Zellenblock ist mir in der Vergangenheit schonmal ins Auge gefallen, aber da war die Abweichung meiner Meinung nach nicht so hoch. Das hier jetzt kommt mit allerdings ein bisschen komisch vor. 3,19 mal 8 sind 25,52. Da sind doch noch ca. 10% in der Batterie. Bei 24,28 Volt (8*3,035) ungefähr 5%?

  • Dieser Zellenblock, der aus der Reihe tanzt, hat auch wenn die Batterie "fast" voll geladen ist eine Spannung von ca. 3,63 Volt, die anderen dümpeln bei 3,34 Volt rum.

    Das BMS misst diese Spannung und auch mein Voltmeter.

    Weiss jemand (Tom? :), was hier nicht in Ordnung ist?

    Ich entschuldige mich im Voraus, wenn genau diese Frage in der Vergangenheit bereits beantwortet wurde.

    Der Zellenblock ist mir in der Vergangenheit schonmal ins Auge gefallen, aber da war die Abweichung meiner Meinung nach nicht so hoch. Das hier jetzt kommt mit allerdings ein bisschen komisch vor. 3,19 mal 8 sind 25,52. Da sind doch noch ca. 10% in der Batterie. Bei 24,28 Volt (8*3,035) ungefähr 5%?

    Genau das ist bei Lithium-Eisen-Phosphat-Batterien der Trugschluss, denn ganz anders als bei Bleibatterien befinden sich über 90% der gesamten Zellen-Kapazität in einem Spannungsbereich von nur etwa 200mV:

    Unterhalb von 3,2V hat man höchstens noch 10% Kapazität und oberhalb von 3,45V sogar nur etwa 3%. Darum ist es mit dem Balancieren ja auch so ein nahezu unlösbares Problem, wenn man nicht gerade nur die momentane Zellenspannungen betrachtet (die sich natürlich problemlos auf einen Unterschied von 0mV bringen lassen), sondern man sich wünscht, dass die Zellenspannungen doch bitte über den gesamten Ladungsverlauf, gleich einer Choreografie, alle gleich sein mögen. Das wird einerseits schon allein deshalb nix, weil die Zellen alle ein bisschen verschieden sind, ganz genauso wie die Schrauben in einer Schraubenschachtel, oder das Waschpulvermischungsverhältnis der Pakete auf einer Palette von Waschpulverkartons. Nur dass die Zellen, anders als die Schrauben oder das Waschpulver, mit einer millivoltgenauen Überwachung im BMS ausgerüstet sind und manche Leute ihren Blick nicht davon abwenden können (muss wohl sowas wie ein moderner "Zwang" sein...:rolleyes:).


    Die Zellenspannungen werden sich also in der normalen Praxis und ein vernünftiges Maß an den Anspruch des Verwenders an deren Präzision mal vorausgesetzt, innerhalb der mittleren 90% der Kapazität meist unauffällig verhalten und recht eng beieinander stehen. Wenn aber die erste Zelle beim Entladen fast leer ist, bzw. beim Laden fast voll, dann laufen die Zellenspannungen entsprechend stark auseinander, weil ein Batterieblock, der aus mehrere in Reihe geschalteten Einzelzellen besteht, immer aus Zellen mit etwas verschiedener Kapazität besteht. So weisen die Zellen einer durchschnittlichen 12V/100Ah-LiFePO4-Batterie durchaus Kapazitäten zwischen 99 und 105Ah auf. Da braucht es nicht zu verwundern, wenn die schwächste Zelle eben als erste leer oder voll ist und dann mit ihrer Spannungslage aus dem Verbund heraussticht.


    Da ist dann nix kaputt, sondern das ist völlig normal.


    Grüße, Tom

  • Ich danke dir sehr für die detaillreiche Antwort, lieber Tom!

    Natürlich kenne mich mit der Ladekurve und dem Verhalten aus, aber so wie du es mir hier beschrieben hast, war es dann doch wieder mal sehr einleuchtend für mich und hat mir einige Fragen beantwortet!

    Ich wundere mich nur, dass beim Laden die Zelle als erstes voll ist und beim Entladen noch am meisten hat. Wenn es die schwächste Zelle wäre, so müsste sie doch beim Entladen am wenigsten haben? Oder sehe ich das falsch?

  • Nein, das siehst Du völlig richtig. In diesem Fall liegt dann in der Tat eine gewisse Fehlbalance vor. Wird denn ein richtiger Equalizer verwendet, oder tutr nur der normale Balancer des BMS Dienst? Bei letzterem kann so etwas schon mal vorkommen.


    Grüße, Tom

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