Selbstbau LiFEPO4 Akkupack 100Ah - Problem beim entladen.

  • Hi,


    Ich hab mir vor 2 Jahren einen Akkukoffer mit 4x 3.2V Lifepo4 Zellen und einer Gesamtkapazität von 100AH gekauft (Ich hab es als Set mit Daly BMS schon vorkonfiguriert) gekauft.

    Den Akkupack habe ich in einen kleinen Koffer gebaut, inklusive Messshunt.

    Der Akku hat funktioniert, ich habe den Akku voll aufgeladen und dann den Messshunt kalibriert für eine Anzeige der korrekten 100% Batteriekapazität.

    Soweit so gut. Man muss sagen. Damals steckte ich noch sehr tief in der Materie drin, da ist jetzt aber leider einiges Wissen verloren gegangen in 2 Jahren.


    Dann kam der Akku jedenfalls niemals zum Einsatz und lag fast 2 Jahre rum. Dabei ging die Kapazitätsanzeige vom Shunt langsam bis auf etwa 80% runter. Soweit ja kein Problem dachte ich.


    JETZT Hab ich endlich einen Einsatzzweck für diesen Batteriekoffer (möchte demnächst nen Campingtrip starten) und wollte den Akku testen. Dazu wollte ich ihn einmal komplett entladen und dann wieder voll aufladen. Habe also einen recht starken Verbraucher angeschlossen und schon nach 2h ging der aus. Obwohl sowohl der Messshunt und das Daly BMS vor der Abschaltung noch lange nicht im Bereich um 0% angekommen sind.


    Ab der Abschaltung war auch der Messshunt ohne Strom und das Display dunkel.


    Also hab ich wieder aufgeladen und als der Messshunt wieder Strom bekommen hat zeigte er mir irgendwas um 50% Kapazität an, genauso wie das Daly BMS.


    Was ist also das Problem?


    Ich vermute der Zellendrift ist im Verlauf des Entladens zu weit auseinander gewesen so dass es ausgeschaltet hat?

    Was kann ich tun? Brauch ich einen aktiven Balancer? Bin mir nicht sicher ob noch einer Platz hat in der Kiste.


    Gruß Flo


  • Hallo,

    das Problem ist vermutlich, dass Batteriecomputer ebenso wie BMS zwischenzeitlich von der Batterie getrennt wurden und dann "kalt gestartet" wurden. Und da man den Ladezustand einer LiFePO4-Batterie nicht einfach durch messen ihrer Spannung ermitteln kann (außer sie ist ganz voll bzw. ganz leer), zeigen beide den Kaltstart-Standardwert von 50% an.


    Wenn die Batterie beim Laden erstmals ihre Ladesschlussspannung erreicht, werden BMS und Batteriecomputer sofort 100% Batteriekapazität anzeigen. Soweit beide über die korrekte Nennkapazität der Batterie informiert sind, wird auch die weitere Anzeige der Relativkapazität korrekt sein.


    Grüße, Tom

  • Danke Tom!


    Ich will jetzt einfach mal sichergehen dass der Akku funktioniert wie er soll, damit ich beim Campen keine bösen Überraschungen bekomme. Deshalb hier mal meine Einstellungen.


    Hier erstmal so wie es jetzt im Daly BMS aussieht. Ich denke das BMS hat komplett abgeschaltet weil beim entladen der Zellendrift zu stark war. Einen Aktiven Balancer hab ich ja wie gesagt nicht. Bedeutet das, dass eine Zelle kaputt ist?


    Aktueller Daly Screen:


    Meinen Einstellungen::


  • Nein. Es ist bei einer Reihenschaltung mehrerer Zellen nur so, dass eine Zelle nun mal immer die schwächste Zelle ist. Diese Zelle wird vorhersehbar immer diejenige sein, welche bei Entladung als erste leer ist. Und da der Spannungsverlauf von LiFePO4-Zellen stark unlinear ist, ergibt sich im entladenen - ebenso wie im voll aufgeladenen - Zustand eine scheinbare Unbalance. Die ist aber eben nur scheinbar, weil sich die Zellenspannungen, sobald die Aufladung erst mal einen Ladezustand von 10% erreicht hat, wie von Zauberhand wieder ausgleichen. Auch das liegt am stark unlinearen Spannungsverlauf von LiFePO4-Zellen:

    Am besten Du lädst die Batterie jetzt einmal randvoll auf und protokollierst dabei, wie viel Kapazität sie fasst. Dann bekommst Du schon mal einen brauchbaren Hinweis auf ihre im Betrieb zu erwartende Kapazität. Wer es ganz genau wissen will, macht einen Kapazitätstest mit einem entsprechenden Messgerät.


    Grüße, Tom

  • Ich bin dir wirklich dankbar, aber so ganz schlau werd ich noch nicht draus.

    Was ich jetzt jedoch mache: Einmal komplett vollladen bis zur Abschaltung. Dann mal abwarten was der Integrierte Balancer so macht, wobei dass ja kein Aktiver ist. Dauert also ne Weile. Dann werd ich den Messshunt mal wieder auf 100Ah einstellen (also auf VOLL Kalibrieren) und nochmal schauen was bei Entladung passiert.


    Du meinst es ist nicht nötig einen aktiven Balancer zu kaufen und zu installieren? Würde mir der bei meinem Problem nicht helfen?

  • Was hast Du denn nicht verstanden?


    Stell Dir das so vor, als hättest Du vier etwas verschieden große Flaschen. Flasche A fasst 0,9l, B und C jeweils 1l und D 1,1l. Wenn man alle Flaschen randvoll auffüllt und dann aus allen Flaschen genau 0,9l entnimmt, ist Flasche A zuerst leer, die Flaschen B und C sind noch mit jeweils 0,1l gefüllt und Flasche D sogar noch mit 0,2l. Jetzt schau Dir oben den Spannungsverlauf über den Ladezustand an und dann siehst Du sofort, dass mit dieser Konstellation der unterschiedlichen Ladezustände der Zellen auch unterschiedliche Zellenspannungen einhergehen. Das ist unvermeidlich und kann auch von einem Equalizer nur gedämpft, aber kaum wirklich verhindert werden.


    Da der passive Balancer im BMS nur bei fließendem Ladestrom arbeitet, wird er nach erreichen der Vollladung und Abschaltung des Ladestroms durch das BMS gar nichts mehr tun. Da lohnt es deshalb nicht noch länger auf irgendwas zu warten. Was Du statt dessen machen kannst ist, den Ladestrom so niedrig zu wählen, dass die Aufladung möglichst langsam geht und der Balancer möglichst viel Zeit hat wirksam zu werden. Natürlich muss das BMS den fließenden Ladestrom noch erfassen können, sonst schaltet der Balancer wieder ab. Also darauf achten, dass über die App immer ein Ladestrom angezeigt wird (es gibt da eine gewisse Grenze an Mindeststrom, unterhalb dessen ein BMS den Strom nicht mehr erfassen kann und dann fälschlich Null Ampere misst).


    Ich kenne Dein genaues Problem noch nicht. Wenn es nur die - zeitweilig - auseinanderlaufenden Zellenspannungen sind, ist ein Equalizer hier zwar recht wirksam, weil er diesen Effekt dämpft. Aber komplett beseitigen kann ihn auch ein Equalizer nicht. Das liegt daran, dass die Zellenspannungen im Bereich des Entladeschlusses und Ladeschlusses bei LiFePO4-Zellen immer erstaunlich stark auseinanderdriften, weil die Zellen eben alle etwas verschiedene Kapazitäten haben. Kaputt muss dafür aber nichts sein, denn das ist ein völlig normales Verhalten.


    Grüße, Tom

  • Danke. Ich habe dass jetzt mit der Zellendifferenzspannung verstanden.

    Was ich jedoch nicht verstanden habe, wieso das BMS komplett abgeschaltet, obwohl laut Aili Batteriecomputer noch deutlich über 40% Restkapazität vorhanden hätte sein müssen.


    Meine Vermutung ist eben, dass bei der Entladung der Zellendrift eben schon über den Schwellenwert eskaliert ist bevor der Akku überhaupt leer werden konnte. Des sollte so ja eigentlich nicht sein, kann aber meiner Meinung nach durchaus auch daran liegen dass der Akku jetzt 2 Jahre ohne Akkupflege rumstand und die Zellen dadurch grundlegend schonmal bereits vor dem Entladen auseinandergegangen sind.


    (es gibt da eine gewisse Grenze an Mindeststrom, unterhalb dessen ein BMS den Strom nicht mehr erfassen kann und dann fälschlich Null Ampere misst).


    Korrekt. Gerade lade ich den Akku mit einem Solarmodul und wegen aktuell noch Schatten lädt der Victron Energy nur mit 0.8A was im Daly BMS noch gar nicht angezeigt wird.


    Ich melde mich nochmal wenn der Ladevorgang abgeschlossen ist und ich mehr sagen kann. Danke schonmal Tom.

  • Beim Laden und Entladen kontrolliert das BMS ständig die Zellenspannungen. Sobald die Spannung einer Zelle den zulässigen Bereich zu verlassen droht, müssen Ladung bzw, Entladung beendet werden, um die betreffende Zelle vor Beschädigungen zu schützen. Hier sind also ausschließlich die Spannungen maßgeblich und nicht das, was die Ladezustandsanzeige (SOC) anzeigt.


    Die zeigt - aus technischen Gründen - ohnehin manchmal Unsinn an, weshalb sie unter normalen Umständen zwar ein sehr praktisches Werkzeug ist, aber manchmal eben auch nicht. Das ist auch meist das erste, was LiFePO4-Neulinge lernen... 8o


    Grüße, Tom

Jetzt mitmachen!

Sie haben noch kein Benutzerkonto auf unserer Seite? Registrieren Sie sich kostenlos und nehmen Sie an unserer Community teil!