Ladeparameter des 16S/16kWh-Heimspeichers

Hallo Martin,

sehr gern. 😊

Es gelten die normalen Werte, wie sie bei Lithium-Eisen-Phosphat-Zellen (LiFePO4/LFP) zur Anwendung kommen:

Ladeschlussspannung: 3,65V

Entladeschlussspannung: 2,5V

Bei einer sechszehnzelligen LiFePO4-Batterie beträgt die Ladeschlussspannung also maximal 16 x 3,65V = 58,4V. Spätestens dann wird das BMS die Ladung beenden. Meist wird die Spannung aber schon deutlich vorher beendet, weil aus technischen Gründen praktisch nie alle Zellen gleichzeitig randvoll sind und deshalb einzelne Zellen zwangsläufig früher voll werden als andere. Hierdurch wird der Zeitpunkt des Ladeschlusses der Gesamtbatterie bestimmt. Je nachdem „wie gleich“ die Zellen sind und wie gut der Zellenausgleich arbeitet, wird also der Punkt, an dem das BMS erkennt, dass die erste Zelle randvoll ist, bei einer Batterie-Gesamtspannung zwischen 54V und 58,4V erreicht sein.

Ich empfehle immer, die Entscheidung darüber, wann die Batterie voll aufgeladen ist, dem BMS zu überlassen. Denn anders als bei Bleibatterien, die ja kein BMS besitzen, kennt nur das BMS sämtliche Zellenspannungen und deshalb kann auch nur das BMS sinnvoll entscheiden, wann genau eine mehrzellige LiFePO4-Batterie voll ist oder leer. Unter diesem Gesichtspunkt ist es natürlich erforderlich, die in der Ladestromquelle eingestellte Ladeschlussspannung auf mindestens 58,4V einzustellen, damit die Ladestromquelle der Entscheidung des BMS nicht durch eigenmächtige und eventuell verfrühte Abschaltung vorgreift.

Wenn man im BMS aus Gründen der Lebensdauerverlängerung der Zellen niedrigere Zellen-Ladeschlussspannungen eingestellt hat, gilt bei der oben dargelegten Überlegung dann natürlich die tatsächlich im BMS eingestellte maximal zulässige Zellenspannung, multipliziert mit der Zellenzahl. Wenn man also z.B. eine maximal zulässige Zellenspannung von 3,55V eingestellt hat, kann die Ladeschlussspannung der sechszehnzelligen Gesamtbatterie nicht höher als 16 x 3,55V = 56,8V sein. Dann stellt man im Solar-Laderegler 56,8V ein.

Oft gesehenes Praxisproblem:

Viele Ladegeräte und Solar-Laderegler für Lithium-Batterien sind aber unsinnigerweise so konstruiert, dass sie, wie es bei Bleibatterien seit jeher üblich war, anhand der Batteriespannung selbst entscheiden wollen, wann die zu ladende Batterie voll aufgeladen ist und das kann manchmal ein Problem sein, wenn der Laderegler bei Ladestromabschaltungen durch das BMS irgendwelche Fehlermeldungen ausgibt. Wenn man an so einen Laderegler geraten ist, bleibt zur Vermeidung solcher Fehlermeldungen nichts anderes übrig, als dessen Ladeschlussspannung auf einen niedrigeren Wert als beim BMS einzustellen, um zu vermeiden, dass das BMS dem Laderegler nicht die Batterie vor der Nase wegschaltet. In solchen Fällen würde man den im Laderegler eingestellten Ladeschluss ein paar Volt niedriger legen als im BMS, müsste dann aber damit leben, dass die Batterie nicht mehr zu 100% voll aufgeladen wird. Dabei kann es dann aber zu Problemen mit der korrekten Anzeige der Ladezustandsanzeige (SoC) des BMS kommen, weil dessen korrekt Funktion immer eine regelmäßige Kalibrierung des 100% SoC durch Erreichen einer gewissen Mindest-Ladeschlussspannung erfordert. Die Folge ist dann oft ein erheblicher Fehler bei der Anzeige des Ladezustands.

Es kann also sein, dass man bei dieser Methode etwas mit den Einstellwerten von BMS und Laderegler experimentieren muss. Das Problem lässt sich aber meist nach ein paar Versuchen mit Änderungen der maximalen Zellenspannung im BMS bzw. der Ladeschlussspannung im Laderegler lösen.

Im Übrigen sind die im Solarregler eingetragenen Ladeschlussspannungswerte für die Gesundheit einer Lithium-Batterie mit BMS nicht kritisch, weil das BMS als überwachende Instanz je stets die Oberhoheit über die Einhaltung aller Sicherheitsrelevanten Werte behält.

Grüße, Tom