Hallo, habe meinen IBM/Lenovo Notebook-Akku über Jahre durch gelegentliches Nachladen immer so auf 50% angezeigtem Ladezustand gehalten (ca. 11.4V) und in der Schreibtischschublade gelagert. Überprüft und nachgeladen wurde so ca. alle 3 Monate. Nun kam beim versuchten Vollladen die Meldung: "Akku defekt". Daraufhin habe ich den Akku geöffnet, die Zellen ausgebaut und vermessen. Die Zellen waren stark debalanciert: Eine Zelle war voll geladen, eine andere war knapp über 3V, die dritte Zelle irgendwo dazwischen. Daraus schieße ich, dass die unterschiedliche Selbstentladung der Zellen durch die im Akkupack verbaute Elektronik beim Nachladen auf nur ca. 50% Ladezustand nicht korrigiert wurde. Habe die Zellen nun einzeln voll geladen, testweise wieder zu 3s2p verschaltet und entladen, ich kann den Zellen bei 1A Entladestrom rund 4100 mAh entnehmen (original 5200mAh), bis die erste Zelle 3.0V unterschreitet. Ich vermute, dass die Zellen nur beim Vollladen auf 100% balaciert werden. Dies schließe ich u.a. auch daraus, dass das Laden kurz vor Voll mit geringem Ladestrom oft ewig vor sich hin dümpelt. Hat jemand weitere eigene Erfahrungen und kann bestätigen, dass man auf 100% aufladen muss? Denn dummerweise lautet ja die Empfehlung, aus Haltbarkeitsgründen auf die 100% Ladung zu verzichten. Es grüßt euch Gustav
Hallo, das kommt auf den verwendeten Balancingstrategie an. Aus Kostengründen wird normal nur ein passives Balancingsystem eingesetzt, das meist wenige mA an einer Zelle vorbei leiten kann. Um möglichst viel Akkulaufzeit zu erhalten ist dieses System aber nur beim Ladevorgang aktiv, die Spannungslage ist den Systemen dabei im allgemeinen egal. Überschlägst du das ganze mit 50mA Balancingstrom (was schon eher auf der hohen Seite ist) und 3h für einen komplette Ladung kann die Elektronik bei einer Nennkapazität von 5200mAh gerade mal 2,9% Ladungsunterschied korrigieren und das auch nur, wenn sie ihn durchgängig erkennen kann. Angenommen du hast über 3 Jahre den Akku alle halbe Jahr von 30% wieder auf 50% nachgeladen, was je ca. 30min gedauert hat, dann konnte die Elektronik maximal 150mAh Ladungsunterschied korrigieren. Hier hätte nur gelegentlich mal einen Zyklus fahren geholfen (Akku benutzen), um ihm eine Chance zum balancieren zu geben. Die knapp 79% Restkapazität der Zellen passen zu einem Akku, der unter diesen Bedingungen 5-8 Jahre alt ist. Gruß Kai
Kai S. schrieb: > Angenommen du hast über 3 Jahre den Akku alle halbe Jahr von 30% wieder > auf 50% nachgeladen, was je ca. 30min gedauert hat, dann konnte die > Elektronik maximal 150mAh Ladungsunterschied korrigieren. Deine Vermutungen bzgl. 30/50% und das Alter des Akkus hauen ziemlich genau hin. > das kommt auf den verwendeten Balancingstrategie an. Leider findet man keinerlei Informationen darüber, welche Strategie hier angewandt wird, bzw. ob überhaupt eine angewandt wird. Dass ein Ladungsunterschied schon während des Ladens ausgeglichen wird, halte ich für eher nicht wahrscheinlich. Habe einen anderen gleichen Akku auch schon mal zwischendurch auf 100% geladen. Hier fiel auf, dass der Ladezustand bei 95% und geringem Ladestrom bestimmt eine halbe Stunde stehen blieb, um dann urplötzlich auf 100% zu springen und der Ladestrom gleichzeitig auf Null. Bei einer anschließenden Entladung auf 80% und erneuter Ladung auf 100% war dieser Sprung nicht mehr zu beobachten. Nach 99% kam 100% - und die Ladung war beendet. > Hier hätte nur > gelegentlich mal einen Zyklus fahren geholfen (Akku benutzen), > um ihm eine Chance zum balancieren zu geben. Du gehst davon aus, dass der Akku während der ganzen Ladezeit balanciert wird. Ich glaube das nicht. Was macht dich so sicher?
Prinzipbedingt kann ein Balancing erst kurz vor voll passieren. Nämlich dann wenn die erste Zelle Ladeschlußspannung erreicht und die letzte noch nicht.
In der Regel laden die Notebooks immer bis 100%. Ein Abbruch der Ladung durch Entnehmen des Akkus ist nicht vorgesehen. Kann gut sein, daß das ungesund ist. Bei den leichten Notebooks ist der Akku ja eh fest verbaut. Daß die letzten 5% lange dauern können, ist mir auch schon aufgefallen.
Ich kann mir nicht vorstellen, dass Notebookakkus überhaupt irgendwie balanciert werden. Das wollen die Hersteller doch garnicht.
Da diese Akkus gefährlich werden wenn sie überladen werden, machen die Controller auch Einzelzellenüberwachung. Sie schalten den Pack auch ab, wenn eine Zelle tiefentladen ist. Balancing ist dann wenig aufwändiger. Der Controller hängt meist nur an einer Zelle dran. Was dann passiert, wenn der Akku längere Zeit unbenutzt ist...
Gustav K. schrieb: > Leider findet man keinerlei Informationen darüber, welche Strategie hier > angewandt wird, bzw. ob überhaupt eine angewandt wird. Um etwas konkretes dazu zu sagen muss man die Schaltung kennen. Falls du den Akku noch offen hast könntest du nachsehen was an Elektronik verbaut ist. Oft werden auf der Platine zur Zellüberwachung fertige ICs eingesetzt. Hier sind beispielsweise die BQ Serie von Texas Instruments sehr verbreitet, da es eine sehr große Auswahl gibt und sie preisgünstig sind. Da kannst du dann im Datenblatt nachsehen, welche Technik der entsprechende Chip verwendet. Oft erledigen die Chips die Zellüberwachung, Balancing, Sicherheitsabschaltung und Ladezustandsanzeige alles auf einmal und die Werte werden vom angeschlossenen System über einen Bus ausgelesen. Alternativ müsstest du hier ein Bild der Elektronik mit lesbaren IC Beschriftungen posten. Gustav K. schrieb: > Du gehst davon aus, dass der Akku während der ganzen Ladezeit balanciert > wird. Ich glaube das nicht. Was macht dich so sicher? Sicher bin ich mir nicht, da ich die Elektronik nicht gesehen habe. Ich verdiene meinen Lebensunterhalt aber mit der Entwicklung von Akkusystemen und kenne daher eine große Bandbreite der eingesetzten Techniken. Das von die beobachtete Verhalten des Akkus musst du in mehrere Teile unterteilen, die zusammenspielen, nämlich die Ladeschlussbedingung, das Balancing und die Ladezustandsanzeige. Das sind prinzipiell erstmal drei unabhängige Systeme. Beim Laden wird zuerst mit einem konstanten Strom geladen, bis die Ladeschlussspannung erreicht ist, dann wird umgeschaltet auf eine konstante Spannung, bei der dann der Strom immer kleiner wird und unterhalb eines gewissen Stromwert wird der Ladevorgang beendet. Das Balancing prüft üblich die Spannung der einzelnen Zellen und schaltet beim Ladevorgang ab einer gewissen Zellspannungsdifferenz einen Widerstand parallel zu der Zelle mit der höchsten Spannung. Die Ladezustandsanzeigen verwenden die unterschiedlichsten Methoden, haben in der heutigen Zeit aber fast immer eine lernende Komponente dabei. Das Update dieser lernenden Komponenten geschieht oft nach Abschluss des Ladens oder Entladens (aber wie gesagt, das variiert massiv von System zu System). Der Sprung von 95% zu 100% passt aber zu einem "Lernupdate". In deinem beschriebenen Fall könnte es gut sein, dass das Balancing aktiv war und damit noch mehr Strom geflossen ist, als für die Ladeschlussbedingung erforderlich und mit abschalten des Balancings (weil die Zelldifferenz unter den Schwellwert gefallen ist) auch schlagartig das Laden beendet wurde und das Ladezustandsupdate statt gefunden hat. Bei gut balancierten Akkus wird das Balancing auch verstärkt in den Bereichen "fast leerer Akku" und "fast voller Akku" beim Laden aktiv sein, da hier die Kennlinie von Zellspannung und Zellkapazität steiler ist als im mittleren Bereich (1% Ladungsunterschied der Zellen macht bei 10% Ladezustand mehr mV Spannungsdifferenz als bei 50% Ladezustand). Da bei deinem Akku aber eine Zelle praktisch leer und eine andere voll war dürfte bei jedem Ladezustand genug Zelldifferenz vorhanden gewesen sein, damit das Balancing aktiv war. Zudem hast du wohl noch "Glück" gehabt, da es bei einigen Elektroniken verbreitet ist ab einer gewissen Zelldifferenz den Akku komplett zu sperren, obwohl alle Zellen im akzeptablen Spannungsbereich sind. Da sind oft Grenzen von 100mV bis 300mV üblich. Abdul K. schrieb: > Der Controller hängt meist nur an einer Zelle dran. Was dann passiert, > wenn der Akku längere Zeit unbenutzt ist... Das sollte bei keinem Akku so sein, da das teils innerhalb weniger Wochen zu nennenswerten Zelldifferenzen führt. Das wird auch kein Chiphersteller jemals empfehlen. Selbst bei Hochspannungsakkus mit 700V und mehr wird die Elektronik immer aus der Gesamtpackspannung versorgt, da sind dann eben DC/DC Wandler von 700V auf 3,3V verbaut. Gruß Kai
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Kai S. schrieb: > Abdul K. schrieb: >> Der Controller hängt meist nur an einer Zelle dran. Was dann passiert, >> wenn der Akku längere Zeit unbenutzt ist... > > Das sollte bei keinem Akku so sein, da das teils innerhalb weniger > Wochen zu nennenswerten Zelldifferenzen führt. Das wird auch kein > Chiphersteller jemals empfehlen. Selbst bei Hochspannungsakkus mit 700V > und mehr wird die Elektronik immer aus der Gesamtpackspannung versorgt, > da sind dann eben DC/DC Wandler von 700V auf 3,3V verbaut. > Habs aber real gesehen und zwar bei einem HP625. Klar wäre es sinnvoller die Gesamtspannung runterzutransformieren und dann davon den Controller zu versorgen, aber es ist teurer und die Verluste höher. Die Hersteller gehen schlicht von der Annahme aus, daß das Gerät schon oft genug betrieben wird. Der technische Hintergrund dafür ist schlicht, daß die modernen Controller nicht an hohen Spannungen betrieben werden können. 12V ist für ein IC in 250nm Technik der Tod. Also hängt man den eben an eine einzelne 4V Zelle. Bei teuren Traktionssystemen spielt der Preis für den Zusatzwandler natürlich keine Rolle. Selbst der Hotzenblitz hatte so einen ExtraWandler.
Roland E. schrieb: > Prinzipbedingt kann ein Balancing erst kurz vor voll passieren. > Nämlich > dann wenn die erste Zelle Ladeschlußspannung erreicht und die letzte > noch nicht. Nöö. Beim Laden meiner RC-Akkus wird deutlich erkennbar von Anfang bis Ende balanciert.
Nöö auf Nöö. Die höchste Differenzspannung der unterschiedlichen Akkus tritt an den Grenzen auf, also kurz vor total leer oder total voll. Da der Balancer vorm instabilen Eigenschwingen geschützt werden muß, kann er nur dort die höchste Leistung treiben.
Abdul K. schrieb: > Nöö auf Nöö. Die höchste Differenzspannung der unterschiedlichen Akkus > tritt an den Grenzen auf, also kurz vor total leer oder total voll. Da > der Balancer vorm instabilen Eigenschwingen geschützt werden muß, kann > er nur dort die höchste Leistung treiben. Na und auf Nöö auf Nöö. Praxis schlägt Theorie. Die Balancer haben Indikator-LEDs und an diesen ist der Wettlauf der Zellen deutlich erkennbar. Und zwar von der ersten mAh an.
Hm, ich habe mehr als genug Praxis hinter mir.
Das sei ja auch völlig unbestritten - aber deine Praxiserfahrungen hast du vermutlich nicht mit dem Balancer von Icke gesammelt und er kennt offenbar deine Balancer nicht. Dass es für ein definiertes Problem unterschiedliche technische Lösungen gibt, ist doch keine neue Erkenntnis, oder?
Der este Absatz ist ok. Der zweite allerdings eher nicht, denn der Akku mit seiner Physik gibt die Lösungsmöglichkeiten vor. Eine daran hängende Schaltung kann nur gut oder schlechter sein. Ich würde behaupten, zumindest seine LEDs geben Unsinn ab oder werden falsch interpretiert. Ich empfehle einfach meine Aussage mehrfach zu lesen. Wenn wir ins Detail gehen wollten, müßten wir nun zwischen passiven Ausgleich und aktiven Ausgleich unterscheiden. Wobei sich das nicht auf die Bauelemente, sondern auf die Klemmenspannung bezieht. Passiv heißt, der Balancer verhält sich wie ein virtueller Wechelspannungs-Widerstand. Es fließt also Strom über Potenzialunterschiede hinweg in die jeweils andere Batterie. Eine Schaltung die in diesem Simme aktiv ist, müßte den internen Ladungszustand aller Akkus akkurat modellieren. Das ist ne ganz andere Liga. Diese könnte dann einen Akku zeitweise mehr Ladung reinpumpen, als an einem anderen Akku zur gleichen Zeit anhand seiner Klemmenspannung ermittelbar wäre. Die schwache Batterie wäre also kurzzeitig auf höherer Klemmenspannung als die starke Batterie. Was ja normalerweise bei einem System ohne Balancer beim Laden nicht auftreten kann. Dort hat die schächste Batterie immer auch die geringste Spannung. Batterie hier gleich Akku. Ich schrieb schon öfters drüber. Einfach Suche bemühen: Akkubooster Abdul Hm, sollte meine Website mal wieder reaktivieren.
Abdul K. schrieb: > Der este Absatz ist ok. Der zweite allerdings eher nicht, denn der Akku > mit seiner Physik gibt die Lösungsmöglichkeiten vor. Eine daran hängende > Schaltung kann nur gut oder schlechter sein. Ich würde behaupten, > zumindest seine LEDs geben Unsinn ab oder werden falsch interpretiert. Das steht nicht im Widerspruch zu dem, was ich schrieb - dass es unterschiedliche Lösungen gibt, impliziert ja nicht, dass diese auch unbedingt gleich gut sein müssen. Dass das, was Ickes Balancer da macht, möglicherweise nicht optimal ist, mag ja durchaus sein. Du kannst doch aber deshalb nicht behaupten, dass du besser wüsstest was SEIN Balancer da real macht - wir wissen ja alle miteinander gar nicht, was das überhaupt für ein Ding ist!
Ich behaupte, ich weiß was das angeht alles über Akkus. Hier fand ich noch nen ollen Thread: Beitrag "Re: Universallader mit aktivem Balancing" Die Unterlagen von mir kann ich ja nochmal bereitstellen. Schaltplan allerdings nicht. Mich würde mal ja interessieren, was die marktgängigen Balancer für Schaltungskonzepte haben. Naja, die Chinesen haben eh alles übernommen. Da brauch ich mir keine Illusionen mehr machen. Mein VK wäre meine EK und damit ist es Quatsch. Bzw. Akkus sind einfach zu billig :)
Abdul K. schrieb: > Ich würde behaupten, > zumindest seine LEDs geben Unsinn ab oder werden falsch interpretiert. Da gibt es nix zu interpretieren. Die LEDs leuchten immer dann, wenn der Balancer aktiv wird, d.h. Strom an der jeweiligen Zelle vorbeileitet. Es handelt sich übrigens um einen Robbe Top Equalizer 65 wie hier: https://www.youtube.com/watch?v=Ny7gKOpGki8 Abdul K. schrieb: > Wenn wir ins > Detail gehen wollten, müßten wir nun zwischen passiven Ausgleich und > aktiven Ausgleich unterscheiden. Wobei sich das nicht auf die > Bauelemente, sondern auf die Klemmenspannung bezieht. Passiv heißt, der > Balancer verhält sich wie ein virtueller Wechelspannungs-Widerstand. Es > fließt also Strom über Potenzialunterschiede hinweg in die jeweils > andere Batterie. Die im RC-Modellbau üblichen Balancer arbeiten passiv. Sie vergleichen die Zellenspannungen und arbeiten als Bypass, sobald eine Zelle mehr Spannung als die anderen hat. Das heißt, es wird solange ein Teil des Ladestroms über den Balancer verbraten, bis sich die Zellenspannungen wieder angeglichen haben. Das funktioniert natürlich nur in gewissen Grenzen. Der o.g. Typ kann max. 300mA umleiten, bei einem meiner anderen Ladegeräte sind es lediglich 30mA. Klingt wenig, genügt aber, weil die Zellen i.d.R. nur wenig auseinanderdriften. > Eine Schaltung die in diesem Simme aktiv ist, müßte den > internen Ladungszustand aller Akkus akkurat modellieren. Das ist ne ganz > andere Liga. Diese könnte dann einen Akku zeitweise mehr Ladung > reinpumpen, als an einem anderen Akku zur gleichen Zeit anhand seiner > Klemmenspannung ermittelbar wäre. Dies entspräche quasi einem Einzelzellenlader. Bei RC-Akkus geht das aber nicht, weil die Zellen in Reihe geschaltet sind und die herausgeführten Balancinganschlüsse nur aus dünnem Draht bestehen. Bei hohem Ladestrom wäre der Spannungsabfall über diesen Drähten und den ebenfalls nur für geringe Ströme ausgelegten Steckkontakten viel zu groß und würde somit eine höhere Zellenspannung vortäuschen. > Die schwache Batterie wäre also > kurzzeitig auf höherer Klemmenspannung als die starke Batterie. Was ja > normalerweise bei einem System ohne Balancer beim Laden nicht auftreten > kann. Dort hat die schächste Batterie immer auch die geringste Spannung. Definiere "schwache" Batterie? Ich habe ganz andere Erfahrungen beim Selektieren von Zellen aus alten Notebookakkus gemacht. Die Klemmenspannung schwacher Zellen (im Sinne von Zellen mit stark gesunkener Kapazität) steigt nämlich sehr schnell an und verharrt dann trotz gleichbleibendem Ladestrom auf einem Level weit unter der normalen Ladeschlußspannung. Gesunde Zellen verhalten sich anders, deren Klemmenspannung steigt relativ gleichmäßig bis zur normalen Ladeschlußspannung an. Ein wirklich intelligenter Balancer dürfte sich also nicht nur an der Klemmenspannung orientieren, sondern müßte eigentlich die Kapazität der Zellen kennen und berücksichtigen. Für in Serie geschaltete Akkupacks bedeutet dies, daß alle Zellen nur bis zu der Kapazität aufgeladen werden, die die schwächste Zelle hergibt.
Wenn ich mich richtig erinnere, stand die Bezeichnung "Equalizer" für die Art Geräte, die während des Ladevorgangs ständig die Zellenspannung angleichen wollen. Balancer hingegen verhalten sich während der Ladung ruhig und werden erst aktiv, wenn einzelne Zellen ihre Ladeschlussspannung erreicht haben. Icke ®. schrieb: > bei einem meiner anderen > Ladegeräte sind es lediglich 30mA. Klingt wenig, genügt aber, weil die > Zellen i.d.R. nur wenig auseinanderdriften. Keine Regel ohne Ausnahmen - und dann wird es mit 30mA eng. Sehr beliebt bei Pedelec-Akkus, die schon mal 10Ah haben können. Liegt so ein Akku über den Winter, dann gibt es im Frühjahr nicht selten böse Überraschungen. Icke ®. schrieb: > Für in Serie geschaltete Akkupacks > bedeutet dies, daß alle Zellen nur bis zu der Kapazität aufgeladen > werden, die die schwächste Zelle hergibt. Kann man auch machen. Üblich ist m.W., dass man alle Zellen auf die Entladeschlussspannung läd und eine Einzelzellenüberwachung bei der Entladung Alarm schlägt, wenn die schwächste Zellen ihre Entladeschlussspannung erreicht hat.
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