LiFePO4 Akkus

    Ich habe mal einen eigenen Thread gemacht. Wie gesagt bin ich an einem solchen Projekt auch gerade dran.
    Ein Freund hat mir diesen Link geschickt, den ich recht interessant fand, weil er technische Perspektiven und wirklich günstige Gesamtkosten eröffnet.

    Hui, eine sehr windige Konstruktion.
    Der Balancer ist für 18650er-Packs gedacht, ob der auch große Zellen ausgleichen kann, wage ich zu bezweifeln.
    Die "Kapazitätsanzeige" ist keine. Dafür braucht es einen Batteriecompuer, der ein-und ausgehende Ströme bilanziert und so den extrem wichtigen Ladezustand errechnet.
    Ich sehe keine UVP/OVP-Abschaltung.

    Ja, der VW-Bus Mensch hat sehr viel Wert auf Low-Cost gelegt.
    Aber die Balancer sind doch bereits ein Überspannungsschutz. Wozu noch einen? Die Anzeige im Link ist nicht recht brauchbar. Aber ein Bleiakku hat ja auch keine Kapazitätsanzeige und funktioniert. Der LiFePO4 in meiner Aprilia hat auch keine und geht einfach

    Der Balancer macht Überspannungsschutz und Überstromschutz ... was die aber genau machen und wie ist mir noch nicht klar geworden

    Der Balancer sorgt für eine gleiche Spannung der 4 Zellen.


    Die UVP/OVP realisieren manche mit 2 Solit-state relays die vom Batteriecomputer gesteuert werden.
    Und verhindern so das überladen und das tiefentladen.



    Wie hoch sind die Winston Akkus mit montierten Balancer?

    Nein, der Balancer sorgt für eine maximale Spannung an der Zelle und ist damit ein Überspannungsschutz. Über jeder einzelnen Zelle übernehmen dann die Balancer auch den gesamten Überspannungsschutz

    Zitat von Sigi_H

    Der Balancer macht Überspannungsschutz und Überstromschutz ... was die aber genau machen und wie ist mir noch nicht klar geworden

    Ich verstehe den gesamten Aufwand nicht!


    Kann bitte auch ein wenig elektrisches Grundwissen in diesen Thread einfließen?


    Als Mechaniker habe ich stets die elektrischen Besonderheiten gemieden. Es scheint sich zu rächen?

    LiFe(Y)PO4-Zellen zerstören sich bei Spannungen unter 2,5V und über 4,0V. Deswegen müssen sie vor Unter- und Überspannung geschützt werden. Das macht ein Batterie Management System (BMS), indem es das gesamte Pack aus 4 Zellen (12V System) oder 8 Zellen (24V System) bei Über- oder Unterspannung einer einzelnen(!) Zelle vom Netz nimmt. Somit müssen die Zellen einzeln überwacht werden.
    Die 3,2V (nominal) -Zellen werden in Reihe geschaltet, um die Systemspannung zu erhalten, dabei driften die einzelnen Zellen mit jedem Lade- und Entladevorgang ein kleines bisschen auseinander, weshalb sie balanciert werden müssen. Das machen die Balancer, die im Bereich kurz vor UVP und OVP die einzelnen Zellspannungen angleichen. Ohne Balancer würden sich die Zellspannungen immer weiter voneinander entfernen, was dann irgendwann zur Abschaltung über das BMS oder zum Tod der Zelle führen würde.
    BMS und Balancer können auch in einem Gerät integriert sein.
    Der Ladezustand (SoC) kann nicht über die Spannung beurteilt werden, weil sich diese im Nutzungsbereich zwischen 90 und 10% SoC kaum ändert. Deswegen benötigt man zwingend einen bilanzierenden Batteriecomputer, an dem sich der Ladezustand exakt erkennen lässt.

    Zitat von Mario

    LiFe(Y)PO4-Zellen zerstören sich bei Spannungen unter 2,5V und über 4,0V. Deswegen müssen sie vor Unter- und Überspannung geschützt werden. Das macht ein Batterie Management System (BMS), indem es das gesamte Pack aus 4 Zellen (12V System) oder 8 Zellen (24V System) bei Über- oder Unterspannung einer einzelnen(!) Zelle vom Netz nimmt. Somit müssen die Zellen einzeln überwacht werden.
    Die 3,2V (nominal) -Zellen werden in Reihe geschaltet, um die Systemspannung zu erhalten, dabei driften die einzelnen Zellen mit jedem Lade- und Entladevorgang ein kleines bisschen auseinander, weshalb sie balanciert werden müssen. Das machen die Balancer, die im Bereich kurz vor UVP und OVP die einzelnen Zellspannungen angleichen. Ohne Balancer würden sich die Zellspannungen immer weiter voneinander entfernen, was dann irgendwann zur Abschaltung über das BMS oder zum Tod der Zelle führen würde.
    BMS und Balancer können auch in einem Gerät integriert sein.
    Der Ladezustand (SoC) kann nicht über die Spannung beurteilt werden, weil sich diese im Nutzungsbereich zwischen 90 und 10% SoC kaum ändert. Deswegen benötigt man zwingend einen bilanzierenden Batteriecomputer, an dem sich der Ladezustand exakt erkennen lässt.

    Lieben Dank für den Input! :thumbs_up:
    Gibt es schon Erkenntnisse, wie lang diese Technologie die vorhergenhende überleben kann?

    Zitat von Mario

    Nein.

    Warum nicht? Nach meinem Verständnis begrenzt der Balancer die maximale Ladespannung jeder einzelnen Zelle und gleicht auf diese Art den Ladezustand der Einzelzellen an. Wenn er das bei einer macht, dann machen das 4 in Reihe geschaltete bei einem Gesamtsystem doch auch. Es ist aber schon klar, dass Balancer das System nicht vom Netz nehmen können. Mit Gewalt kann ich sie also schon überfordern.

    Ich kann davon ausgehen das dein Batteriekasten jetzt auch nicht mehr original ist? :thumbs_up:


    Die Stromaufname bei Temperaturen unter 0 ist ja bei LiFePO4 Zellen nicht möglich, Bei den Winsten LiFeYPO4 solles ja etwas besser sein.
    Nun ist Wintercamping bei dir ja schon ein Thema. Vertraust du da auf das Y (yttrium) oder verlegst du warmluft in den Kasten?

    Das ganze Thema ist doch recht komplex, aber nicht undurchschaubar. Ein guter Artikel in der Elektronikpraxis zum Thema Balancing
    Man muss viel umdenken, wenn man mit Bleiakkus gross geworden ist. Die sind einfach deutlich robuster und verzeihen viel mehr.
    Auf der anderen Seite geht es bei der Elektronik in Li-Akkus häufig darum, alles so effizient wie möglich zu machen und das Maximale raus zu quetschen.
    Würde man das Gleiche bei Bleiakkus wollen, müsste man auch gehörigen Aufwand treiben.
    Spätestens mit LiFePO4 sind Li-Akkus ja eigensicher geworden und damit sinkt auch der unbedingt nötige Schutzaufwand schon mal.

    Zitat von Quer....

    ...


    Die Stromaufname bei Temperaturen unter 0 ist ja bei LiFePO4 Zellen nicht möglich ...

    Warum? Woraus schliesst Du das? Sie mag reduziert sein, aber meine Erfahrung mit dem Motorradakku sagt was anderes. Da würden mich weitere Infos interessieren.
    Meine Erfahrung ist, dass der Akku mit jedem bisschen Strom der fliesst (egal ob positiv oder negativ) erwärmt wird. Jede kleine Ladung sorgt also für die Erwärmung, die mehr Strom möglich macht.

    Arlo:
    Bleiakkus gibt es seit 150 Jahren, das wird schwer zu toppen sein. Technologien entwickeln sich ja immer rasanter.
    Seit 20Jahren verwenden wir die Lithium-Akkus. Energiedichte und kurze Ladezeiten bei geringer Masse lassen für die Bleitechnologie nur noch lowtec-Anwendungen offen.
    In naher Zukunft wird's bestimmt wieder was besseres geben.


    Siggi:
    Die einfacheren balancer verbraten die relative Überspannung einer Zelle so lange, bis die anderen aufgeholt haben, und so sich ein gleiches Niveau ergibt.
    Ausgeklügeltere Versionen können ihren Ladestrom auch an die anderen Zellen umleiten.
    Balanciert wird auch am anderen Ende, beim Entladen in Richtung UVP.


    @Quer:
    Der Batteriekasten ist Eigenbau.
    Die Winston-Zellen dürfen bis -45°C geladen werden.

    Zitat von Mario

    @Siggi:Die einfacheren balancer verbraten die relative Überspannung einer Zelle so lange, bis die anderen aufgeholt haben, und so sich ein gleiches Niveau ergibt.
    Ausgeklügeltere Versionen können ihren Ladestrom auch an die anderen Zellen umleiten.
    Balanciert wird auch am anderen Ende, beim Entladen in Richtung UVP.

    Alles was ich bisher las sagt, dass aktives oder passives Balancing in der Praxis eigentlich nur nach oben stattfindet. Ist auch verständlich, denn bei den hohen möglichen Entladeströmen hätte man bei Balancing gegen Entladende das Problem, dass man die hohen Ströme an der bereits entladenen Zelle vorbei schleusen muss.
    Laden geht ja idR immer mit niedrigeren Strömen vonstatten. Ob man aktives oder passives Balancing verwendet hängt also auch immer mit dem Anwendungsfall zusammen. Will man so lange stehen können, dass auch solar geladen werden kann, ist aktives Balancing sinnvoll, weil es erheblich effizienter arbeitet. Lädt man sowieso immer oder hauptsächlich mit der Lima, ist passives Balancing völlig ok.


    Ich bin übrigens der mit nur einem "g" :smiling_face:

    Der Screenshot mag für diese Zelle gelten, aber ich würde daraus nicht ableiten, dass eine Ladung unter 0° unmöglich ist. Bei LiFePO4 geht laden unter 0°
    Wie geschrieben, sorgt jede Ladung auch für interne Erwärmung, die wiederum mehr Ladung ermöglicht.