Batteriezellen balancieren

Leute ihr driftet vom Thema ab. Das "Balancieren" oder "kalibrieren" hat nichts mit der schlechten & ungenauen Reichweitenberechnung zu tun.

Natürlich hat ein balancing Auswirkungen, eine einzelne Zelle die weg driftet kann eine komplette Batterie in der Kapazität runter ziehen, denn diese Zelle ist das schwächste Glied in der Kette. Das kann ich sogar bei meinem Bleispeicher mit 24 Zellen beobachten und hab da mittlerweile ein Gefühl entwickelt wann ein Equalize notwendig ist.
Als "Normalsterblicher" musst du dir aber keinen Kopf machen, da während des Ladevorganges das BMS das Balancing macht und du das eh nicht beeinflussen kannst.

Vielleicht mal noch was zum technischen Hintergrund.

Der Akku vom e-Golf besteht aus 3x 88 Zellen in Reihe geschalten (88S3P) in der Summe 264 einzelne Zellen.
Den 3x parallel verschalteten Zellen macht ein unterschied nichts aus. Anders bei den 88 Zellen in Reihe. Wenn da auch nur eine Zelle weg driftet zieht es den kompletten Strang auf die schwächste Zelle runter.
Kleine Rechnung zur Demonstration:
88 Zellen a 3,6V in Reihe a 37Ah = 3,6V x 88 x 37Ah = 11722VAh = 11,722kWh
und das ganze 3x

Jetzt driften 2 Zellen in der Spannung und damit auch in der Ladung in einem Strang weg. Die Ah werte kann ich nur schätzen...

86x 3,6V + 2x 3,5V = 3,6V x 86 x 37Ah + 3,5V x 2 x 35Ah = 11,7kWh

Soweit die Theorie, wie sie jeder annimmt, aber das stimmt nicht!
Bei serieller Verschaltung kann man nur die Energie der schwächsten Zelle abrufen! Jeder kennt den Effekt am Notebook Akku, man bekommt noch 10% Rest angezeigt und plötzlich bricht der Akku zusammen. Das ist der Effekt einer weggedrifteten Zelle.

Daher ergibt sich folgende Rechnung:
86x 3,6V + 2x 3,5V = 3,6V x 86 x 35Ah + 3,5V x 2 x 35Ah = 11,1kWh

Es reichen also schon 2 Zellen um mal eben 5,5% Akkukapazität zu kosten.


Wie gesagt, ihr braucht euch darüber kein Kopf machen, das managed alles das BMS und das arbeitet immer, sobald Ladestrom anliegt und die Ladeschlussspannung erreicht wurde.

Um so größer die Batterie ist, umso mehr wirken sich natürlich kleine Schwankungen einzelner Zellen auf die Gesamtkapazität und damit auch auf die Reichweite aus. Ein Akku ist nicht wie ein Wasserfass, in den immer 75l rein gehen. Ein Akku schwankt in der Kapazität und das ist normal. Man könnte auch sagen, ein Akku ist wie ein Mensch, je nach Tageslaune ist die Arbeitsleistung mal höher und mal niedriger
Diesen Vergleich mit einem Menschen habe ich von einem alten e-Mobil Hasen (Roland Reichel Herausgeber von EMobile plus Solar Zeitschrift) gelernt und finde ich sehr zutreffend. Gerade in Bezug auf die Handhabung. Wer einen Menschen dauerhaft bei hoher Beanspruchung betreibt, muss früher mit einem Ausfall rechnen...
Behaltet das einfach ein wenig im Hinterkopf

Hier noch mal das Bild einer weggedrifteten Zelle, wie viel das in Summe ausmacht, keine Ahnung.

In Block 7 ist eine oder mehrere von den 3 parallel verschalteten Zellen wohl nicht mehr so gut und zieht damit die durchschnittliche Spannung von Block herunter.

Auch beim Beschleunigen driftet Nummer 7 ordentlich ab, um Vergleich zu den anderen.

0,02V ist schon heftig.

Meist so zwischen 16-17 mV, die nächst schlechtere ist bei 10 mV

korrekt. Ich lade mein auto auch nur bis 80% aber mindestens 1x im monat wird auf 100% geladen, meist bei PV Überschuß am Wochenende.

Das BMS führt immer Balancen durch, auch bei nicht vollem Akku. Nur "kennt" dein BMS dann eben die obere Grenze nicht mehr genau.

Kommt auf das verwendete BMS an. Es gibt BMS System die nur bei Maximalspannung arbeiten (wie z.b. bei der Zoe) und es gibt BMS Systeme die ab einer gewissen Spannung immer auf Differenzspannung arbeiten (wie vermutlich im e-Golf).

Danke @Maverick78f ür die tolle Erklärung zur Akkutechnik!

Hier kann man noch etwas nachlesen zu Thema aktives Balancing:
de.wikipedia.org/wiki/Balancer#Aktives_Balancing

Beides. Die Spannung sinkt mit der Alterung der Zellen. Schau dir mein Diagramm an, die Spannungen sind mittlerweile weit entfernt von 4,1 oder 4,2V Ladeschlussspannung, aber der Akku war voll und die Ladung wurde deswegen unterbrochen.

Ein balancieren unter der Ladeschlussspannung bringt gar nichts. Erst gegen 100% schnellt die Spannung nach oben und man kann eine Differenz erkennen.

Wenn eine Zelle nicht ausbalanciert ist, alle anderen aber schon, sagt das auch nichts aus. Die Zelle kann intern einfach größer sein.

Volladen, ausbalancieren bis Ladeschluss und danach leer Fahren. Dann sieht man die schwächste Zelle erst wirklich.

Und eine Differenz von 0,02 V ist gar nichts.
Da ist die Messtoleranz auch mit drin...

Die Alterung hat auch nichts mit der Ladeschlussspannnung zu tun.
Pumpt man dort Energie rein steigt die Spannung bis man die Ladung beendet.

Bei 8% Ladezustand (netto) bzw. 14.8% brutto war die Differenz auch nicht höher.

Wenn die Ladeschlussspannung nicht sinkt, warum werden dann Akkus mit geringerem SOH nicht mehr auf 4.1 oder 4.2V geladen?

Ja ungefähr so sieht es aus, die im Normalzustand niedrigste Spannung ist beim Laden mit die höchste

Hi.
kann ich so nicht bestätigen.

Ich hab einen Akkupack den der Vorbesitzer mit Heizung und mit zu viel C entladen hat. Ergebniss; 2 Zellen schwächeln

Die Zellen sind gleich schnell voll wie die schlechteste die schon bei 75% aufgibt.

Beim entladen bricht aber die Spannung ein bei 75%.


Im Anhang mal die Datenblätter der Zelle.


Wie man sehr schön sehen kann sind zwischen 10 und 95% kaum Veränderungen der Spannung zu erkennen. Ab 95% etwa steigt die Spannung der Zelle langsam und dann immer mehr. Der Hersteller hat im alten Datenblatt noch 2,5V - 4,2V Betriebsspannung sogar stehen.

Ich selbst lade meinen Akku im Citystromer nur bis 3,65V. Ab 3,44V sind sie voll und sind innerhalb von wenigen Minuten bei den 3,65V. Weiteres Laden auf 4,2V würde unwesentlich länger dauern, stresst aber die Zelle.
Kann mir vorstellen mit am Alter wird der Akku softwareseitig nicht so stark geladen.

Hoffe so wird es einigermaßen verständlich das Werte von 0,0xxx überhaupt nicht Aussagen.

Quält man sie Temperaturmäßig nicht und benutzt sie nach Datenblatt ist alles ok.

Allein von den Zyklen sollte ich vom Citystromer Akku noch sehr viele Jahre Ruhe haben. (4Jahre alte Zellen) Bezüglich der Alterung selbst kenne ich, von der FfE, Versuche wo bei meinen Temperaturen von 5% Alterung in 15 Jahren ausgegangen wird. Wichtig sind da niedrige Temperaturen. 700 Zyklen sind eben auch eine Ansage.

Ich empfinde den SOH Wert eher als Zauber der beim nächsten Update vorbei sein kann.

Hoffe dem einen oder anderen wird es nun etwas klarer.