Unterschiedliche Zellspannungen, wie kann man das ausgleichen

  • Hallo Tom,


    wie du mir geraten hast, habe ich mir den Votronic 30 A Ladebooster besorgt und jetzt versuche ich die vier 176 Ah Zellen initial zu laden.

    Dabei stoße ich auf das Problem, dass eine der Zellen > 3,7 V Spannung aufbaut, während ich bei den anderen drei Zellen < 3,5 Volt Spannung sehe (siehe Screenshot). Die Spannungen kann ich auch mit dem Voltmeter verifizieren. Das Daly BMS unterbricht daraufhin den Ladevorgang, logisch, denn die Zellspanungsschutzabschaltung habe ich bei 3,7 Volt eingestellt. Eine Ausbalancierung der Zellen findet offensichtlich nicht statt. Was kann ich tun?


    Schon mal Danke.

    Gruß

    Jürgen




  • Das was Du hier erlebst, ist im Bereich der Vollladung völlig normal: Eine Zelle ist nun mal immer als erste voll und liegt in der Spannung am höchsten. Bei 3,5V sind die anderen drei Zellen auch voll, nur liegen sie in der Spannung nicht so hoch. Also völlig normal.


    Hier einmal der normale Spannungsverlauf der Zellen einer vierzelligen LiFePO4-Batterie über den gesamten Ladezustand:



    Man erkennt, dass die Zellenspannungen im niedrigen und im hohen Ladezustand auseinander zu laufen beginnen. Das ist normal und nicht zu verhindern, wenn die Zellen entweder schlecht ausgeglichen sind, oder etwas unterschiedliche Kapazitäten aufweisen. Auch mit einem noch so guten Equalizer ist dieses typische Verhalten nicht abzustellen! Wichtig ist viel mehr, dass die Zellenspannungen im Ladungsbereich zwischen 20 und 90% gleich groß sind, dann hat man schon das Optimum für die Batterie heraus geholt. Also keine Panik: Alles OK so weit. :)


    Im übrigen ist auch die "Fehlermeldung" des Daly-BMS die ganz normale Meldung am Ende der Vollladung, denn es ist eben immer so, das eine Zelle als erste mit der Spannung die programmierte Spannungsgrenze (meist 3,65 bis 3,75V) überschreitet und genau dies ist dann der Punkt, an dem das BMS die Ladung beendet. Insofern handelt es sich im Grunde auch nicht um eine Fehlermeldung, sondern eher um eine Statusmeldung. Das BMS könnte genauso gut Vollladung melden,. Es besteht daher kein Grund für irgendeinen Aktionismus. Also alles gut! :saint:


    Grüße, Tom

  • Ich hab's mal neu hochgeladen, jetzt sollte es klappen.


    Das Diagramm zeigt, wie die Zellenspannungen an den Bereichsenden auseinanderlaufen und dass das völlig normal ist. Wichtig ist immer die Spannungsgleichheit der Zellen im mittleren Ladungsbereich bei 3,2 - 3,3V/Zelle.


    Grüße, Tom

  • Hallo Tom,


    ich möchte hier noch mal nachhaken.


    Sowohl in der BMS-App wie auch in meinem Batterie-Monitor (shunt) sehe ich, dass die Stromstärke beim Laden stark schwankt. Im Motorleerlauf fließen z.T. knapp 30 A, dann wird der Ladevorgang unterbrochen (0 A), dann sehe ich einstellige Werte, dann steigt das wieder an, bricht wieder ab und so geht das hin und her. Ich habe Ninthcit Akkus mit 176 Ah Kapazität, ein Daly 4S, einen Votoronic 1212-30 und einen aktiven Balancer.

    Liegt das daran, dass die Zellspannung in einer Zelle immer wieder kurzfristig über die im BMS eingestellte Schutzspannung ("Zellenspannung Schutzabschaltung") steigt (kurzfristig geht das in einer Zelle auf > 3,8 Volt) und das BMS dann den Ladevorgang abbricht, sich dann die Zellspannungen wieder ausbalancieren, und wieder Ladestrom fließt, bis in einer Zeile die Spannung wieder über die Schutzspannung ansteigt? Ist das normal oder liegt da ein Defekt vor?


    Eigentlich würde ich gerne die "Zellenspannung Schutzabschaltung" so einstellen, dass der Akku nur zu etwa 80 % vollgeladen wird, um ihn zu schonen (140 Ah reichen mir auch). Aber wenn ich den Wert auf 3,4 Volt setzt wird gar nicht mehr geladen, auch wenn laut BMS die Zellspannungen alle unter 3,4 Volt sind. Das finde ich auch merkwürdig.

  • Wenn Du da einen aktiven Balancer (Equalizer) dran hast, dann hat eine der Zellen offenbar eine deutlich geringere Kapazität als die anderen drei. Dann kommt es naturgemäß immer wieder zu diesem Problem, weil die schwache Zellen viel früher voll ist als die anderen und das BMS dann zwangsläufig abschalten muss. Der Equalizer wird das allein nicht ausgleichen können, besonders dann nicht, wenn tiefe Zyklen gefahren werden. Dem würde ich mal nachkriechen und die schwache Zelle gegebenenfalls erneuern.


    Grüße, Tom

  • Hallo Tom,

    danke für die schnelle Antwort.

    Ich habe inzwischen nochmal geprüft, wie ich den Booster angeschlossen habe, und gesehen, dass ich den Anschluss D+ des Boosters nicht angeschlossen hatte. Das war vermutlich ziemlich dumm., denn in allen Konfigurationen die Votronic vorgibt, muss D+ angeschlossen werden. Dann habe ich testweise den Booster überbrückt und siehe da, dann fließt ein konstanter Ladestrom von ca. 8 A bei Motorleerlauf. Es hat also offensichtlich was mit dem Booster zu tun.

    Im nächsten Schritt werde ich den Booster korrekt anschließen, indem ich auch seinen D+-Anschluss anschließe (über den D+ des vorhandenen Trennrelais) und vielleicht funktioniert es dann korrekt.

    Gruß

  • Ohne D+-Signal wird der Booster vermutlich die Spannung an der Starterbatterie auswerten, um immer dann zu laden, wenn ein gewisser Spannungswert an der Starterbatterie überschritten ist und abschalten, wenn dieser unterschritten wird.


    Grüße, Tom

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