Bleiakkus fit halten

[vm]

Hallo Andreas

Wie das mit den Balancern so richtig Funzt habe ich noch nicht verstanden (weis nur das sie gehen )

Ich baue meine kleinen Modell-Packs immer so das die Reihenschaltung erst durch den Anschlussstecker vorgenommen wird,dadurch kann ich mit einer anderen Belegung am Ladegerät alle Zellen separat laden ( nicht die hohe Schule aber sicher und schnell )

mfg.Volker

[Famzim]

Hallo

Wenn es nur eine Zelle gibt braucht man nicht balanceren, sondern nur gegen Überladung sichern.
Balancert wirt ers ab 2 Zellen, und zwar durch vergleichen der Einzelspannung.
Ist eine davon höher, wird ein "Endladestrom" aufgeschaltet der relatief gering ist, und den vollen zu etwas weniger Ladung verhilft.
Das sollte auch der Kapazität der Zellen angepast sein, und vor allem auch dem Ladestrom.
Es wird also dem volleren etwas Ladung vorenthalten bis die Spannung der Zellen gleich ist.
Der Balancer muß also Zugriff zu allen ladenden Zellen haben um alle untereinander an zu passen.
Leistungsfähigere Balancer können auch diesen "Belastungstrom" der volleren Zellen in die lereren Zellen zusätzlich einspeisen.
Da gibt es dann kaum Verluste.
Die sind dann eben nicht so Preiswert, ausserdem geht das viel schneller, das ist manchmal wichtig

Gruß Aloys.

[vm]

Hallo Alois

Das mit dem Verheizen der Ladung bis alle Zellen auf einem Level sind kann ich mir vorstellen.

Für das rüberschieben in eine andere Zelle der Reihenschaltung dürfte es aber sehr aufwendig werden da sich die Gleichspannung nicht ohne weiteres Galvanisch trennen lässt und zu einem Kurzschluss führen dürfte.

Dann müssten die Balancer die Zellen voneinander Trennen können oder irgend so was dann läd es aber nicht mehr und man hätte überall Halbleiter zwischen den Zellen

mfg.Volker

[JBecker]

Falls es jemanden interessiert habe ich hier mal ein Bild von Balancerplatinen für 90/100Ah LiFePo4 Zellen angehängt. Die Kommunikation mit einer Steuereinheit erfolgt per Funk auf 868MHz. Die Zellen begrenzen die Ladespannung auf einen einstellbaren Wert, indem sie einen von Null bis ~2A variablen Strom aus der Zelle auf Widerstände ableiten (und die Energie dort verheizen). Sie können auch bei niedrigen Spannungen aktiviert werden, um die Zellen auch ohne Ladung zu balancieren (wichtig bei langen Zeiten ohne Ladung). Die Anwendung ist eine Speicherbatterie für PV.

Gruß, Jörg.

Volker,

Für das rüberschieben in eine andere Zelle der Reihenschaltung dürfte es aber sehr aufwendig werden da sich die Gleichspannung nicht ohne weiteres Galvanisch trennen lässt und zu einem Kurzschluss führen dürfte.

Das geht sogar recht einfach mit kleinen Übertragern, der eigentliche Aufwand liegt eher in der Verkabelung. Es gibt für solche Zwecke auch schon fertige IC-Lösungen.

[vm]

OK also dann mit Wechselspannung Trafo Gleichrichter oder sowas in der Richtung Schaltnetzteil das sollte gehen , dürfte sich aber nur bei größeren Gebilden rechnen schätze ich.

Jetzt wissen wir aber immer noch nicht was an der tolllen Erfindung neu ist wenn,s das alles schon gibt

mfg.Volker

[andreas]

Hallo Volker,

so richtig neu ist nichts daran, man konnte so etwas auch schon vor 20 und mehr Jahren nutzen. Nur waren die damals aktuellen Akkutypen nicht so empfindlich wie die heutigen. Insofern gab es noch keinen triftigen Grund, Balancer einzusetzen. Heute erfordern aktuelle Akkus recht genau einzuhaltende Randbedingungen, sonst sind sie nur noch Schrott. Das erledigen gewöhnlich Überwachungsschaltungen, die aber lediglich die Überschreitung der Grenzwerte durch Abschaltung der Zelle oder des Packs vermeiden. Eine aktive Kontrolle solcher Zustände regeln Balancer, die im schlichtesten Fall nur die Ladeendspannung für jede Zelle auf ein Maximum begrenzen. Das ist nicht schwer und auch gut selber zu bauen, meist kommt man mit vielleicht zehn Bauteilen pro Zelle aus.

MfG. Andreas

[JBecker]

Jetzt wissen wir aber immer noch nicht was an der tolllen Erfindung neu ist wenn,s das alles schon gibt

Neu ist daran in der Tat nichts. Aus dem gezeigten Anwendungsfall E-Bike Akkus kann man aber die (zumindest mich) erschreckende Tatsache ablesen, dass diese Akkus anscheinend OHNE jedes Zellenbalancing ausgeführt sind. Das ist bei dem hohen Preis dieser Batterien schon sehr traurig (und für mich ein weiterer Fall von 'planned obsolescence').

Lithium Akkus sind nicht vom Prinzip her 'empfindlicher' als andere Batterietypen (wobei man empfindlich definieren müsste). Sie können nur nach Volladung eventuell weiterhin eingespeiste Ladeenergie nicht 'schadlos' entsorgen. Bei einem Bleiakku geht solche Überschussenergie in Nebenreaktionen, die im wesentlichen zu Erwärmung und Wasserverlust (Verdampfung, Elektrolyse) führen. Ein Bleiakku wird immer mit einem Ladefaktor >1 geladen (d.h. es wird z.B. das 1.15 fache der entladenen Ah wieder eingeladen). Damit wird praktisch bei jeder Volladung auch eine Zellenangleichung durchgeführt (auf 100% voll).
Bei NiCd und NiMh ist das ähnlich. Darum wurde bei diesen Batterietypen ein Balancing auch nicht (oder nur unter speziellen Rahmenbedingungen) durchgeführt.

Mit der Einführung von Lithium Akkus (vor ~20 Jahren?) wurde aber das Balancing quasi gleichzeitig notwendig und oft auch durchgeführt.

Bei Notebookakkus wird meines Wissens nach ein Balancing nicht gemacht. Dort scheint der Kostendruck zu hoch zu sein. Man verlässt sich wohl darauf, dass die Zellen bei der geringen zeitlichen Lebensdauer der Akkus nicht sehr weit 'auseinanderlaufen'.

[vm]

Hallo

Gilt das auch für LiFePo Akkus , die meist in den Fahrrädern drinn sind ?

So wie ich gelesen habe sollen die etwas robuster sein als Li-ion und Li-polymer in bezug auf Überladung , Tiefentladung und Lebenserwartung.

Sicher lässt sich die Lebenserwartung durch korrekte Grenzen erhöhen nur ist das meist nicht möglich ( zu hohe Ströme = zu kleine Akkus )

mfg.Volker

[JBecker]

Gilt das auch für LiFePo Akkus , die meist in den Fahrrädern drinn sind ?

Ja, das gilt auch für LiFePo4 (siehe mein Beitrag weiter oben). Die sind auch nicht 'robuster'. Die Beimischung von Po verbessert das Hochstromverhalten. Die (LiFePo-)Zellen bestimmter Hersteller sind qualitativ eventuell so gut (='robust'?), dass man meint, auf Balancing verzichten zu können. Den schwarzen Peter hat aber der Kunde, der nach Ablauf der Garantie auf den defekten Akkus sitzt (die er dann für €200 mit der revolutionären Idee aus dem Video 'auffrischen' soll. Mit welcher Garantie auf Erfolg?).

Mindestens ein passives Balancing wäre für jeden Akku aus mehreren Lithium-XYZ-Zellen absolut anzuraten. Mit passivem Balancing meine ich etwa eine diskret aufgebaute 'Z-Diode' mit scharfer Kennlinie und Strombegrenzung. Wäre mit wenigen Bauteilen und Kosten von ~€1 pro Zelle zu realisieren. Dann ein Ladegerät, welches bei jeder (?, oder jeder x-ten) Ladung diesen Spannungsbereich für eine definierte Zeit anfährt. Etc.
Gar nicht zu Balancen ist angesichts der (noch?) sehr hohen Kosten der Batterien sträflicher Leichtsinn.

[Famzim]

Hallo

Mal ein paar Daten für Extremfälle.
Die Akkus haben 5 Ah und werden mit 4 bis 5 C geladen.
Heisst auf Deutsch, die knallen da Ladeströme mit 20 A rein, und in 10 bis 15 Minuten eine 80 % Ladung.

Ich habe nur Balancer die mit 0,15 A belasten, und auch nur die halbe Zeit, sind im Schnitt nur 0,075 A.
Das sind für 20 A nur ein Witz.
Darum werden Balancer mit 5 A eingesetzt , das sind aber bei 4 V pro Zelle schon 20 W , und da lohnt sich dann ein Umschichten mit Elektronik in die lehreren Zellen.
Die Lader erreichen da bei 12 bis 14 Zellen, Leistungen von bis zu 1 000 W !!!, da bricht selbst ein 100 Ah Bleiacku schon ein.
Es werden dann kleine Generatoren draussen eingesetzt.

Gruß Aloys.