"Bottom blancing" beim Li

Hallo zusammen,
gestern habe ich, nachdem ich die Akkus kontrolliert "runtergefahren" hatte, mal angefangen die Akkus auszubauen. Was ich machen möchte: Da ich den Eindruck habe (bzw. es vom BMS so angezeigt bekomme), dass einige Zellen recht früh (nach 12km, bei Akkutemperaturen von nicht kleiner als 10 Grad) bei der unteren, einprogrammierten Spannungsgrenze von 2,69V angelangen., will ich den Ladezustand der einzelnen Zellen überprüfen, bzw. mal alle Zellen auf einen gleichen Spannungswert runterziehen um sie dann über den eingebauten Lader wieder zu laden. Wenn man so will ein "bottom blancing", allerdings möglichst schonend, nämlich nicht an die in verschiedenen Quellen genannte 2,5V gehend, sondern an die von Vectrix vorgegebenen 2,69V. Obs was bringt wird man sehen...
Erste Erkenntnisse vom Messen der ersten 10 Zellen vorm Entladen: Die Spannungen reichen von 3V über 2,92V (die meisten) bis zu 2,84V (die schwächste Zelle). Das Entladen war mit schonenden C/20 schnell erledigt. Die stärkste Zelle bracht noch etwas über 400mAh, die schwächste gerade mal noch 20 mAh...
Werde vom weiteren Fortschritt berichten, wenn ich weiter bin

Wie immer wäre ich über Tipps und Anregungen hoch erfreut.
Grüße
Seiermann

Damit einmal alle sehen können, wie es im kleinen Li so aussieht, hier schonmal ein paar Bilder vom Innenleben:
Was auffällt ist, dass eine Zelle (untere Reihe, 5. von rechts, ebenfalls obere Reihe, 5. von links) keine Anschlüsse an die Platine des BMS hat !? Gerade kam mir der Gedanke, dass das die schwächste Zelle sein könnte. Muss mal nachsehen...

Balancieren kann man Li Zellen nur in dem man diese ausbaut und alle Parallel schaltet. Dann lädt man diese Voll, also auf 3,65 Volt. Dann entlädt man sie im eingebauten Zustand in Reihe und kann so die schwächste Zelle ermitteln. Das ist die Zelle welches als erstes unter 2,8 Volt kommt. Diese Zelle hat den höchsten Innenwiderstand und erwärmt sich also mehr, so kaum Messbar, und eben diese Erwärmung ist für die höhere Entladung verantwortlich. Wie auch sonst wäre es zu erklären das sich in Reihe geschaltete Zellen unterschiedlich entladen. Es gibt einige Li-Fahrer die nur diese Zelle mit einem Spannungsprüfer überwachen und so wissen das der Akku entladen ist. Und die fahren schon viele tausende Km ohne jede weitere Überwachung. Allerdings laden sie die Zellen von Zeit zu Zeit einzeln auf, was bei einem EL mit 12 bis 16 Zellen ja auch noch gut machbar ist. Aber wer gut ausgesuchte Zellen, also selektierte Zellen, hat der braucht so gut wie nie den Balancer. Außer die Temperaturen der einzelnen Zellen sind Unterschiedlich. So wie dieses vornehmlich bei meinem EL der Fall ist da der Motorlüfter dessen warme Luft direkt auf drei Zellen leitet. Das ist bei kälteren Außentemperaturen dann sogar meßbar das gerade diese 3 Zellen immer zu erst voll geladen sind da alle Anderen kälter waren und somit deren höherer Innenwiderstand eine Eigenerwärmung und dadurch eine schnellere Entladung hervorgerufen hat.
So wie ich das auf den Fotos sehe sind die Lüfter auch nicht da um die Akkus zu kühlen sondern nur um die Luft umzuwälzen das alle Zellen gleich temperiert werden. Denn zur Kühlung sind die Lüfter zu schwach. Aber ich mal gespannt wieviel Energie wirklich in eine bis 2,69 Volt entladene 30 Ah Zelle reingeht bis diese die 3,65 Volt erreicht hat. Bei meinen 60 Ah Zellen sind es 0,23 Kwh was bei 42 Zellen knapp 9,5 Kwh sind.
Also lange Rede kurzer Sinn, ein Bottom balacing gibt es bei Li Zellen nicht. Das war nur bei NC nötig um den Memmoryefekt nicht zu haben. Eine lange Lebensdauer haben LI wenn sie zwischen 20 und 90% Ladung schwimmen und mit maximal 2C Dauerentladung betrieben werden. Dann spielt auch der Innenwiderstand nur eine untergeordnete Rolle. Aber 2C bedeutet halt für 30 Ah Zellen maximal 60 Ampere. So in etwa 8 Kw Motorleistung. Und der Motor kann bis zu 24 kw oder 180A oder bei 30 Ah Zellen halt 6C. Ich halte 3C schon für Grenzwertig. Die NiMh brechen schneller in der Spannung ein so das die Leistung des Vectrix reduziert wird und die Akkus nicht dermaßen belastet werden. Das kennt jeder NiMh Fahrer der nur bis maximal 10 km volle Leitung hat.
Gruß Uwe

So, alles ist wieder zusammen und der Vectrix lädt nunmehr seit 5,5h (bis jetzt 3,55kWh, es fehlten aber noch 3 Balken). Morgen werde ich sehen, ob es etwas gebracht hat (bin ja selbst skeptisch).
Im Netz wird einiges geschrieben über bottom balancing. Das wird von vielen Leuten regelrecht propagiert, v.a. wenn es um den Einbau neuer Akkus geht. Viele sehen das als bessere Lösung an als top balancing über ein BMS. Natürlich entladen die dann die Zellen immer auf 2,5V. Das habe ich mich nicht getraut weil ich nicht wusste ob der interne Lader dann noch anspringt. Obwohl ich also nur bis 2,69V gegangen bin (jede Zelle einzeln), hatte ich doch große Ladungsunterschiede festgestellt. Die stärkste Zelle brachte immerhin noch 543mAh, die schwächste gerade mal noch 1 mAh bei 1500mA Entladestrom...
Was eigenartig ist, ist das BMS Board. Jeweils die 5. Zelle der vier 10er Packs ist nicht direkt angeschlossen, wird also auch nicht direkt überwacht ! Interessanterweise ist auch ein deutlicher Abfall der Zellenspannungen bzw. Restkapazitäten von außen nach innen (wo ja mindestens 2 Zellen zusammen am BMS hängen müssen) zu verzeichnen. Ob da ein Zusammenhang besteht kann ich natürlich nicht sagen. Ich finde es aber mal wieder interessant, wie Vectrix an Kleinigkeiten gespart hat. Jeweils 9 Zellen hängen direkt am BMS, eine nicht. Ob das soviel mehr gekostet hätte?
Ich bin jetzt am überlegen, ob ich im Winter evtl. ein neues BMS einbaue. Der Ami, der im Visforvoltage-Forum die original GP-Li-Zellen angeboten hatte, arbeitet bei einer Firma die BMS entwickelt und fertigt. Er hat mir eines günstig angeboten. Allerdings müsste ich mich erstmal schlau machen, ob man das mit dem im V eingebauten Lader zusammenstricken kann...
Immerhin weiß ich jetzt: 1. Wie der Vectrix akkumäßig aufgebaut ist und wie ich ihn zerlege (und wieder zusammenbaue).
2. Das Wichtigste, nämlich dass keine Zelle völlig geschrottet ist (so wie das bei dem NiMH-Akkusatz ist den ich hier stehen habe).
3. Ich mit dem was ich habe, weiterarbeiten kann.
Was bleibt? Die Angst vor einem Ausfall des MCs oder des Laders (wurde zwar 2012 alles erneuert aber bei der momentanen Ersatzteilversorgung und den Preisen )
Werde ab morgen noch berichten, ob sich an der Reichweite etwas geändert hat.
Grüße
Seiermann

Ich kann irgendwie nicht nachvollziehen, was Du mit den nicht überwachten Zellen meinst ?

Wenn Du die Diagnosesoftware laufen lässt, werden von allen 40Zellen die Spannungen angezeigt . Ich bin gerade ebenfalls dabei, das BMS zu tauschen (Wasserschaden) und habe die Ersatzteile schon hier liegen. Wenn ich mir die Platine anschaue, werden meiner Meinung nach alle Zellen separat überwacht, das BMS fasst nur immer 2 Pole von Zellen zusammen, die auf gleichem Potential liegen ( das ist völlig ok ).

Warum tauscht Du das BMS denn aus ? Was versprichst Du Dir von einem alternativen System ?
Würde mich sehr interessieren , vor allem was ein neues BMS kostet, welche Vorteile damit verbunden sind und ob es tatsächlich mit dem Lader spricht.
Meiner Meinung nach muss das BMS "nur" den CAN BUS mit den Zellwerten versorgen und den Lüfter steuern. Sofern die Identifier des Bus Systems gehackt sind, sollte es gehen.

Wie gesagt, hätte Interesse an Deinen Infos.

VG

Stephan

Hallo Stefan,
du hast recht, das BMS fasst immer 2 Zellen an einem Pol zusammen. Das habe ich übersehen
Was mir an dem BMS des Ami besser gefallen würde, wäre die komplett freie Konfigurierbarkeit so ziemlich sämtlicher Werte. Außerdem kann man damit sehr umfassende Auswertungen über CAN BUS vornehmen. Es läßt sich sogar zum Managen von NiMH-Akkus konfigurieren... Aber ob es mit dem Vectrixlader zusammenarbeiten würde, wäre natürlich spannend. Der Ami meint "kein Problem wenn ein CAN BUS-Anschluss vorhanden ist". Aber halt vermutlich nur wenn man sich sehr gut auskennt...
Mal sehn, vielleicht leg´ich mir es zu und lerne erstmal damit umzugehen an meinen NiMH-Akkus... Das ANgebot liegt bei ca. 650 Euronen, wobei da, glaube ich, noch Märchensteuer dazu käme ?
Hier der link: www.orionbms.com/

Gruß
Seiermann

Danke dir,

jetzt hab ich wenigstens einen Li auch mal von innen gesehen.
Alles etwas "luftiger"aufgebaut als beim NiMH.
Deine NiMHs möchtest du noch behalten ?
Mich reizt ein Projekt so mit um die 150-200 gebrauchten Nimh-Zellen.
Wie sind denn jetzt deine Erfahrungen nach dem Boden-Balancing. Ich hoffe du berichtest mal ob es sich jetzt merklich verbessert hat wenn dus getestet hast.

Viele Grüße:

Klaus

Hallo Klaus,
aufgrund der jetzt noch niedrigeren Temperaturen ist es natürlich schwierig, genaue Unterschiede festzustellen. Was ich beobachtete ist, dass der Vectrix jetzt wieder 3,6 - 3,7 kWh in die Akkus packt (passt also, ist ja der "kleine" Li), wenn sie ganz leer sind. Gestern hatte ich bei einer kontrollierten Leerfahrt immerhin wieder 40km geschafft bei Geschwindigkeiten auch am Ende von leicht über 50 km/h (aber schon angezeigter Restreichweite 0km). Vor dem Entleeren der Akkus bin ich nach 40km mit Vmax. 30km/h rumgezuckelt und das bei deutlich höheren Temperaturen. Auch kommt jetzt die erste rote Lampe wieder später. Das ist aber schwierig vergleichbar weil es jetzt deutlich kälter ist als letzte Woche (bei uns zumindest)
Ich bin der Meinung, es hat etwas gebracht. Es wird wieder mehr reingeladen in die Akkus und mit sehr moderater Beschleunigung und Vmax. (kälteabhängig) habe ich auch eine höhere Reichweite.
Ich bin allerdings der MEinung, dass dies auch softwaremäßig gehen müsste. Es gibt da sicher einen Befehl/ Prozedur dafür. Nutoka hatte ja auch das Problem der geringen Reichweite und nach einem Serviceaufenthalt mit anschließenden Kalibrierungsfahrten war alles wieder gut...(?)
Falls du NiMH-Akkus brauchst melde idch am besten per PN.
Gruß
Seiermann