Teilladung von in Reihe geschalteten Li-Ionen Akkus

  • Hallo zusammen,

    ich habe aus einem alten Bastelprojekt einen Akku übrig, der aus insgesamt 13 li-ion Zellen (3,7v, Typ: Samsung INR21700-50e) aufgebaut ist.


    Diese 13 Zellen sind in Reihe geschaltet, wodurch der Akku eine Spannung von ca. 48V hat.


    Der Akku verfügt über kein BMS, ich habe ihn immer mit einem Labornetzteil mit 48V geladen.


    Für ein neues Projekt benötige ich nun 41V und möchte dafür wieder den besagten Akku verwenden, in Verbindung mit einem 42V Netzteil.


    Ich möchte den Akku ungern auseinanderbauen, sondern einfach nach 11 Zellen die Spannung abgreifen (40,7V).


    Nun zu meiner Frage:

    Was passiert hier nun mit den letzten zwei Zellen?

    Es werden ja nur die ersten 11 Zellen be-und entladen, aber welchen Einfluss haben die beiden nicht benutzten Zellen auf die 11 benutzten?


    Und ist mein Vorhaben so überhaupt realisierbar, oder besteht hier die Gefahr, dass hier etwas gehörig schief geht?


    Ich danke euch schonmal für die Hilfe :)


    Viele Grüße aus Wiesbaden!

  • Du hast einen etwas gealterten Akku mit Zellen, die vermutlich nicht mehr die exakt gleiche Kapazität haben. Durch die Serieschaltung wird beim Laden durch alle der gleiche Strom durchgedrückt. Die schwächste Zelle wird die höchste Spannung annehmen. Sie darf aber *nie nicht* über 4.2V steigen. (1)


    Beim Entladen wird durch alle Zellen der gleiche Strom entnommen. Die schwächste Zelle wird am tiefsten entladen - möglicherweise unter *2.5V* oder (*würg*) umgepolt. (2)


    (1) und (2) werden durch ein BMS, auch ein billiges aus China, überwacht und zuverlässig gesperrt.


    Ohne BMS lade Deinen Akku nur im Betonbunker in der sandgefüllten Munitionskiste, denn er wird irgendwann hochgehen. Muss nicht dann sein wenn Du etwas dagegen machen kannst. Wenn Du Taucher bist, kann es dann unangenehm werden wenn Du die Bombe am Körper trägst.


    Ein Equalizer wie auch vom Forenbetreiber hier angeboten gleicht die Zellen untereinander aus und hält alle auf dem gleichen Spannungsniveau, was dem Akku sehr gut tut.


    Gut an Deinem Ansatz ist, dass Du nur bis 42/11=3.8V laden willst. Die zwei nicht angeschlossenen Zellen am Ende Deiner Kette werden im wesentlichen nix machen.

  • Diese 13 Zellen sind in Reihe geschaltet, wodurch der Akku eine Spannung von ca. 48V hat.

    Der Akku verfügt über kein BMS, ich habe ihn immer mit einem Labornetzteil mit 48V geladen.

    Servus Taucher01,

    bist Du sicher, dass Deine Rechnung stimmt?

    13x 4.1V = 53V

    Was immer das für ein Projekt ist, ( Aqua scooter ? )

    die Akkus wurden mit 48V nie geladen, die waren immer an der Nennspannung 3.7V

    Samsung INR21700-50e

    just my 2cents

    Manfred

  • Üblicherweise rechnet man bei Batteriespannungen mit der Summe der Zellen-Nennspannung. Das wären bei Lithium-Ionen-Zellen jeweils 3,6V. Bei einer Batterie, die aus 13 in Reihe geschalteten Zellen besteht also eine Nennspannung von 13 x 3,6V = 46,8V. Dies nur des Korinthenkackertums halber. oO)


    Um auf die Frage selbst einzugehen: Natürlich muss man nicht alle Zellen verwenden und im Grunde würde es nichts ausmachen zwei Zellen einfach sich selbst zu überlassen. Allerdings kann ich mich Manfred nur anschließen, dass man nämlich die Ladung und Entladung solcher Li-Ion-Batterien ohne BMS lieber bleiben lassen sollte, da das garantiert schief geht. Denn anders als die altbekannten Bleiakkus sind Li-Ion-Zellen nicht in der Lage, bei Überladung Energie abzuführen und so zu verhindern, dass ihre Spannung immer weiter ansteigt. Bleiakkus beginnen dann einfach zu gasen und verhindern so, dass die Zellen "durchgehen". Zugleich ergibt sich auf diese Weise bei Bleibatterien ein automatischer Zellenausgleich, der bei Li-Ion-Batterien ohne BMS nicht wirksam werden kann. Es wird daher bei Li-Ion-Batterien zwangsläufig schon nach kurzer Zeit zu einer schweren Unbalance kommen, die zu starkem Kapazitätsverlust bis hin zum Ausfall einzelner Zellen führt. Aus diesem Grund sollte man bei allen auf Lithium basierenden Akkusystemen in jedem Fall ein BMS verwenden. Alles andere wurde schon endlos ausprobiert und hat jedes Mal mit unbefriedigendem Ergebnis und defekten Zellen geendet. Es ist daher sinnlos, es nun noch zum drölfhundertsiebten Mal zu probieren.


    Man könnte im Fall des Fragestellers aber durchaus ein BMS für 11-zellige Li-Ion-Batterien verwenden, welches die zwei letzten Zellen schlicht unberücksichtigt lässt. Mit einem BMS für 13-zellige Batterien wird das natürlich nicht funktionieren. Solche einfachen BMS sind übrigen schon für erstaunlich kleines Geld zu bekommen, wenn man nicht gerade Riesenströme darüber fließen lassen möchte oder besondere Ansprüche an die Ausstattung stellt.


    Grüße, Tom

  • Dies nur des Korinthenkackertums halber. oO)

    Servus Tom,

    sorry,

    ich wollte hier nix falsches sagen.

    Der Thema Ersteller ladet seine 13 in Serie INR21700-50e LiIon Zellen mit 48V.

    IMHO werden die Zellen so nicht voll geladen.

    Daher der Einwand.

    Ich lade meine TALA 1S LiIon's bis 4.1V.

    siehe auch link oben.

    Wo siehst Du die ideale Ladeendspannung bei LiIon?

    BMS oder geeigneter Modellbaulader mit Balancer ist natürlich bei mehr als 1S Pflicht.

    Passt dieser hier

    https://www.microcharge.de/lif…lfplifepo4-batterien.html

    können die nicht benötigten Kanäle einfach freigelassen werden, ohne dass die Funktion gestört wird?

    just my 2cents

    Manfred

  • Ich wollte Dich nicht kritisieren, nur eben auf die Nennspannung hinweisen, damit man richtig rechnet.


    Laut Datenblatt dürfen die genannten Zellen bis 4,2V geladen und bis hinunter auf 2,5V entladen werden. Um eine korrekte Vollladung der 11zelligen Batterie zu gewährleisten, müsste die Ladeschlussspannung daher mindestens 11 x 4,2V = 46,2V betragen. Diese wird natürlich nur dann erreicht, wenn alle Zellen sehr gleich und perfekt balanciert sind, weil das BMS andernfalls schon bei Erreichen der Ladeschlussspannung der ersten Zellen den Ladestrom abschalten muss.


    Ich verwende am allerliebsten ganz normale Labornetzteile zum Laden beliebiger Akkus und Batterien, weil diese eine optimale universelle Eignung für wirklich alles und jedes was sich laden lässt mitbringen, wenn man die Zusammenhänge und Grenzwerte (Ladeschluss, max. Ladestrom) kennt. Modellbaulader tun es aber auch ganz gut. :)


    Für die o.g. Batterie würde ich eher ein einfaches BMS mit integriertem passivem Balancer verwenden, schon aus Kostengründen. Der verlinkte 16S-Euqalizer ist da doch eher für deutlich größere und wertvollere Batterien gedacht.


    Grüße, Tom

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