Aktive/ Passive/ gar keine Balancer

Wenn man ein BMS hat, welches einen passiven Balancer mitbringt, dann braucht man unter normalen Umständen eigentlich keinen Equalizer mehr. Allerdings mögen es viele Leute nicht so gerne, wenn die Zellenspannungen nicht 100%ig parallel verlaufen und bauen sich dann aus Gründen der "persönlichen Harmonie" einen Equalizer ein. Das sind dann eher keine technischen Gründe, aber wie so oft ist das auch in diesem Fall der vermutlich wesentlichste Verwendungsgrund.

Natürlich hilft es bei "angeschossenen Zellen" sehr, wenn man einen leistungsstarken Equalizer hat, weil der dann den Mangel einer teilweise deutlich erhöhten Selbstentladerate einzelner Zellen kaschiert. Man braucht dann nicht die ganze Batterie zu zerlegen und die betroffenen Zellen austauschen, sondern schaut nur von Zeit zu Zeit, ob noch alles im Lot ist. Ist so in etwa wie einen Flicken auf einen Fahrradschlauch zu kleben, statt einen neuen Schlauch zu kaufen.

Ganz auf einen Balancer zu verzichten führt bei Lithium-Zellen allerdings zwangsläufig zu einen ständig steigenden Kapazitätsverlust, weil die Selbstentladeraten der Zellen alle verschieden sind und der Ladezustand der Zellen deshalb immer weiter auseinanderlaufen wird. Denn anders als bei Bleizellen findet bei Lithium-Zellen ohne Balancer oder Equalizer kein Ladungsausgleich bei Erreichen der Vollladung statt, denn Lithium-Zellen können ja nicht gasen, wodurch bei Bleizellen der Weiterfluss von Ladestrom möglich ist, wodurch die anderen Zellen, die noch nicht voll sind, dann weiter geladen werden können. Lithium-Zellen würden dagegen in der Spannung immer weiter ansteigen, bis die Zellen zerstört werden. Was natürlich nicht passieren kann, wenn ein BMS verwendet wird, welches die Batterie bei Über- bzw. Unterspannung abschaltet. Aber dann laufen die Ladezustände der Zellen natürlich auseinander, was bei der Gesamtbatterie zwangsläufig zu Kapazitätsverlust wegen schlechtem Zellenausgleich führt. Das ist natürlich kein permanentes Problem, denn dieser Kapazitätsverlust wird nach einem manuellen Zellenausgleich wieder verschwunden sein.

Fazit: Ja, man benötigt einen Balancer, aber ein einfacher passiv arbeitender Balancer eines BMS reicht meistens völlig aus. Jedenfalls wenn man nicht die Flöhe husten hört.

Grüße, Tom

Da zum Glück nichts kaputtgeht, wenn die Zellen spannungsmäßig etwas auseinanderlaufen, ist das eigentlich überhaupt kein Problem. Es ist aber eben so, dass die Gesamtkapazität der Batterie dann nachlässt, eben weil eine Unbalance vorhanden ist. Die GIF zeigt, was gemeint ist:

Bild: Kapazitätsverlust durch Zellen-Unbalance

Sobald die erste Zelle an die Grenzen des zulässigen Spannungsfensters stößt, schaltet das BMS die Batterie als ganzes ab. Die Folge: Kapazitätsverlust, weil dann nicht mehr alle Zellen voll ausgenutzt werden können.

Ausgleichsladungen mit kleinem Strom haben sich bei mir auch sehr bewährt. Wichtig ist natürlich, dass der Ladestrom nicht nennenswert größer ist, als der Ausgleichsstrom des Balancers, sonst ist die Ladezeit zu kurz und der Balancer kann seine Arbeit nicht beenden.

Meistens werden passive Balancer ab etwa 20mV in Funktion gesetzt. Equalizer (also aktive Balancer) regeln meist auf +/-1mV genau und laufen deshalb dauerhaft, außer man schaltet sie manuell ab.

Die Daly Active Balancer sind beliebt bei Leuten, die gerne über die Smartfon-App alle Werte kontrollieren und am besten auch noch daran herumdrehen möchten. Das geht ja mit dem Active-Balancer von Daly. Allerdings erwärmt er sich bei größerer Unbalance merklich und ist relativ ausfallträchtig. Deshalb hatte ich diese Geräte bisher auch nie im Shop, obwohl eine ganze Kiste davon hier schon seit Jahren herumsteht. Ich werde sie mal reinstellen, wenn ich Langeweile habe.

Die Equalizer von Helltec arbeitet unauffällig und dauerhaft, genauso stelle ich mir das vor. Da gibt es ja auch eigentlich nichts dran herumzustellen, außer dass man sie vielleicht ein- oder ausschaltet, wenn Batterien für längere Zeit nicht verwendet werden.

Grüße, Tom

Zitat von Luca

Ich empfehle dann immer eine "Ausgleichsladung" mit 13,6-13,8Volt, das ist jedoch den Normalen Kunden nur selten möglich, da hat der aktive Balancer Definitiv Vorteile

Der eine ist der Meinung es muss ab 0,15mv gebalanced werden, andere Anbieter haben mir erklärt, das die Normalen BMS erst ab einem Delta von 0,45mv das erst überhaupt zuverlässig ermitteln können. (Was sind deine Erkenntnisse hierzu ?).

Servus Luca,

was ist eine Ausgleichsladung?

Bei 13.8V Ladeendspannung wird meine LiFePo nicht voll, der interne Daly Balancer würde vielleicht gar nicht arbeiten. Mein Daly ist auf 3.6V / 14.4V eingestellet. Und der MPPT auf 16V. Der MPPT ist irrelevant, könnte auch auf 20V stehen. Die Batterie bestimmt die Spannung, und wird über das BMS begrenzt. Da will ich nicht, dass der MPPT vorher den Ladestrom abschaltet, bevor das Balancen fertig ist. Das ist die Aufgabe des BMS.

0.15mV ist schon ein sehr guter Wert, mein Voltmeter könnte das gar nicht messen, das beginnt erst ab 1mV also ca dem 7fachen was da vorgeschlagen wird.

Ich habe einen screenshot von meinem passiven Daly Balancer angefügt.

Ich kann jetzt keine Auffälligkeiten erkennen. Auch kann ich nicht erkennen, warum der interne Daly Balancer so schlecht bewertet wird.

Das ist meine Meinung und Erfahrung, welche sich nicht mit den Meinungen und Erfahrungen anderer decken muss und wird.

lg

Manfred

lg

Manfred

13,6 bis 13,8 Volt Ausgleichsladespannung hat vor allem bei kompakten LiFePo4 Energiespeichern mit integriertem Balancer/BMS nachvollziehbare Gründe, weil diese nicht selten folgenden preiswerten Controllerbaustein verwenden.

Dieser aktiviert exakt in dem schmalen Spannungsbereich den passiven Balancer, wo man dann über viele Stunden mit kleinen Strömen am Labornetzteil alle Zellen langsam ausgleichen kann. In letzter Zeit frage ich mich allerdings sehr oft, ob es sich wirtschaftlich noch lohnt diverse LFP Speicherblöcke selber anzufertigen, weil zahlreiche unterschiedliche Großserienprodukte allmählich immer "bezahlbarer" werden. Schon seit Jahren suchte ich eine 4 zellige 12,8V 70Ah LFP Starterbatterie als Testexemplar für unterschiedliche Anwendungen, unter anderem zur Gewinnung von Erfahrungswerten an diversen PKW und Nutzfahrzeugen unter 3,5 Tonnen. Handelsübliche 12V 70Ah Billig-Starterbatterien liegen bei durchschnittlich 65 Euro Einstandspreis, folglich war meine persönliche Schmerzgrenze für 12,8V 70Ah LiFePo4 Starterbatterien bei max. 195 Euro. Die von zahlreichen Anbietern begehrten Mondpreise zwischen durchschnittlich 300 bis astronomische 700 Euro waren bisher ein absolutes No-Go. Aber vor wenigen Wochen fand ich überraschend von einem Chinesen mit Firmensitz in der Schweiz und Auslieferungslager in Polen eine 12,8V 70Ah LPF Starterbatterie für 190 Euro und als nette Draufgabe sogar noch kostenlosen Versand. Weil in nächster Zeit vermutlich noch nicht mit deutlich günstigeren Angeboten zu rechnen ist, habe ich zugeschlagen und so ein Exemplar erworben.

Meine bisherigen Messungen entsprachen weitgehend den Angaben vom Händler, kein Vergleich zu früheren ultraleichen Motorrad Fake LFP Starterbatterien welche nicht selten nur bescheidene 1,85Ah oder 25Wh Nennkapazität aufwiesen. Dafür wurden solche Brocken aber häufig deutlich über 100 Euro an ahnungslose Motorradfahrer verhökert.

Zitat von Luca

Die 13,6-13,8 damit gleichen wir die Zellen aus, nur das kannst halt keinem Kunden Schreiben, das er mit ein paar mah und so einer Spannung laden soll der nicht über ein Labornetzteil verfügt.

Was Definitiv immer wieder viele Fragen aufwirft, sind die einzelnen Zellspannungen bei Kunden, da wird dann wg. jedem abweichendem mV am liebsten eine Reklamation ausgelöst.

Servus Luca,

bist Du ein Branchenkollege von Tom?

Ich gleiche nicht aus, das macht das interne BMS von Daly, hier gekauft bei Tom's Firma.

Ich habe auch die aktiven Balancer von Tom getestet.

Ausgleichsladung hat Tom sehr gut erklärt, dazu werden alle Zellen vor dem Zusammenbau als 1S xP parallel geschaltet und über längere Zeit auf 3.6V gehalten.

Hier im Supportforum von microcharge.de Akku-Elektronik habe ich schon viel lernen dürfen.

lg

Manfred

Zellenspannungsabweichungen im Mikrovoltbereich zu messen ist absurd. Selbst der Millivoltbereich wird bzgl. Zellen-Unbalance erst ab 50mV wirklich relevant und das auch nur im mittleren Ladungsbereich. Denn im oberen und unteren Ladungsbereich laufen die Zellenspannungen ja wegen der immer etwas verschiedenen Zellenkapazitäten zwangsläufig auseinander. Das ist aber keine Zellen-Unbalance, sondern einfach der LFP-Kennlinie geschuldet und entsprechend auch nicht ausgleichbar.

Der eigentliche Kern des "Balance-Problems" besteht ja einerseits aus der heutigen Möglichkeit die Zellenspannungen bis hinunter auf 1mV genau angezeigt zu bekommen und andererseits aus der verbreiteten Unfähigkeit, die gemessenen Zellenspannungswerte korrekt zu bewerten. Denn wenn man nicht weiß, ob die Höhe einer Abweichung ein Problem darstellt, ist man nur dann zufrieden, wenn man entweder keinerlei Abweichung hat, oder sie nicht sehen kann.

Oh, wie glücklich waren wir doch mit diesen widerlichen Bleibatterien, die schwer waren, nichts von der Roste zogen und schnell verschlissen.

Warum?

Na, weil wir da die Zellenspannungen nicht sehen konnten mussten.

Grüße, Tom

Dann könnte man die App-Anzeigen einfach etwas grober gestalten, so dass nicht mehr einzelne Milivolt angezeigt würden, sondern nur noch hundertstel Volt. Aber ob das viel nützen würde?

Es ist wohl eher wie mit allem in der Moderne: Wir müssen lernen, mit der Informationsflut umzugehen. Ich würde mich jedenfalls instinktiv zu wehren versuchen, wenn ich merkte, dass mir Informationen ganz bewusst vorenthalten werden (wie z.B. bei KFZ-Kühlwasser-Temperaturanzeigen, wo die Hersteller die häufigen Kundenreklamationen wegen leicht aus der Mitte herausgewanderter Zeiger durch eine "computeroptimierte" Anzeige stark gesenkt haben).

Andererseits merke ich, wie froh ich über zusammenfassende und zeitsparende KI-Aussagen bei der Google-Suche bin und wie verzweifelt, wenn die KI bei gar nicht mal so wenigen Aussagen hemmungslos Falsches zusammenfantasiert. Den Unterschied zwischen beidem zu erkennen und sich, wenn erforderlich, selbst entsprechend zu korrigieren und zu informieren, halte ich für DIE wichtigste geistige Gratwanderung der Gegenwart.

Im Gegensatz dazu mache ich mir keine Sorgen über Apps mit zu genauen Spannungsanzeige. Die sind wenigstens nicht gleich existenziell.

Grüße, Tom