Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Probleme mit BMS und defekten Zellen


Announcement: there is an English version of this forum on EmbDev.net. Posts you create there will be displayed on Mikrocontroller.net and EmbDev.net.
von manuel (Gast)


Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,
ich habe Liion (INR 18650 M29 2850mAh) Batteriepacks (14S2P) mit je 
einem 14S BMS (CF-20SJH-C).
Das Zeug lag jetzt so ca. 1Jahr rum.

Ich habe ca. mit 58V und 1A die 14S Packs geladen. Das Ladegerät war 
direkt am BMS angeschlossen damit ich auf der sicheren Seite bin.

Einige Packs liesen sich dabei nicht vollständig laden und daraufhin 
habe ich die Zellspannungen einzeln mal nachgemessen. Das Ergebnis hat 
mich geschockt, siehe Bilder.

Ist das BMS defekt und wurden dadurch einzelne Zellen überladen?

von manuel (Gast)


Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
info pack 1

von R4pt0r (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Um was für ein BMS handelt es sich denn?
Hast du ein Bild von der Leiterplatte?

von R4pt0r (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Sorry, habe die Bezeichnung übersehen.

von manuel (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Das BMS besteht aus 2 Leiterplatten:
CF-20S90A-C und CF-20SJH-C

von Manuel (Gast)


Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Seitenansicht mit offenen BMS

von Peter M. (r2d3)


Bewertung
1 lesenswert
nicht lesenswert
manuel schrieb:
> Ich habe ca. mit 58V und 1A die 14S Packs geladen. Das Ladegerät war
> direkt am BMS angeschlossen damit ich auf der sicheren Seite bin.

Bei diesen Produkten bist Du nie auf der sicheren Seite.

> Ist das BMS defekt und wurden dadurch einzelne Zellen überladen?

Nein.

Was auf diversen Plattformen als BMS (Batteriemanagementsystem) ist gar 
keins.

Typischerweise handelt es sich um eine Reihenschaltung von 
Power-Zehnerdioden.

Sobald eine Zelle die Balancierspannung erreicht, leitet die 
Power-Zenerdiode einen definierten Strom um die Zelle herum.

Bei einem Ladestrom von 1A müsste eine solche Konstruktion in der Lage 
sein,
4,2V * 1A = 4,2W abzuführen - pro Zelle!
Bei 14 Zellen macht das dann 58,8W, die in Wärme umgewandelt werden und 
abgeführt werden müssen.

Das kleine Zeugs kann vielleicht 50mA - 100mA umleiten.
Dann wird die Zelle aber immer noch weiter mit 0,9A bis 0,5A geladen.

Ein Batteriemanagementsystem, das seinen Namen verdient, müsste entweder 
die Zelle abtrennen oder den Ladestrom so weit reduzieren, dass die 
Power-Zenerdioden den Ladestrom komplett ableiten kann.

Das Chinaspielzeug kann funktionieren, wenn die Zellen nicht zu weit 
auseinanderliegen und der Ladestrom in einer gesunden Relation zum 
Balancierstrom steht.

Diese Konstruktion stellt aber nicht sicher, dass die Zellen innerhalb 
der zulässigen Zellparameter (hier Spannung) betrieben werden.

Übrigens: In dem Film "Das Leben des Brians" galt die Regel: "Jeder nur 
ein Kreuz." Hier auf dem Planet µc gilt die Regel: "Nur ein Benutzername 
pro Beitragsfaden!"

: Bearbeitet durch User
von manuel (Gast)


Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
pack3

von manuel (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Sehr Interessant!
Wieso sprechen man da so wenige drüber? Das ist ja ein sehr heikles 
Thema und ich denke Vielen ist dieser Sachverhalt gar nicht bewusst.


Peter M. schrieb:
> Ein Batteriemanagementsystem, das seinen Namen verdient, müsste entweder
> die Zelle abtrennen oder den Ladestrom so weit reduzieren, dass die
> Power-Zenerdioden den Ladestrom komplett ableiten kann.
>
> Das Chinaspielzeug kann funktionieren, wenn die Zellen nicht zu weit
> auseinanderliegen und der Ladestrom in einer gesunden Relation zum
> Balancierstrom steht.

Mein BMS hat ja einen Hauptschalter bestehen aus größeren Fets verbaut. 
Somit hätte es ja auch einfach nur alle Zellen abtrennen können und 
warten können bis die überladenen Zellen wieder im normalen 
Spannungsbereich sind.

Ich hätte also ein BMS gebraucht welches einen höheren Balancierstrom 
regeln kann. Aber wie rechnet man den aus?

von Tany (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
manuel schrieb:
> einen höheren Balancierstrom regeln kann. Aber wie rechnet man den aus?

Nichts, wenn BMS im Akkupack "integriert" ist. Die Wärmeentwicklung wäre 
zu groß.
Man kann versuchen, ext. Widerstand parallel zu vorhandenem zuschalten, 
soweit der Mosfet im BMS zulässt.
Der Widerstand soll ca. Zellenspannung/Balancestrom groß sein.

von Forist (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
manuel schrieb:
> B277A9FF-63F0-4B75-8745-CB95D219DDC5.jpeg

manuel schrieb:
> C8FBF367-012B-43BD-B232-22C7944B46F4.jpeg

manuel schrieb:
> 450FC9B1-DA61-416F-83E3-6D888DBE84E8.jpeg

Hast du bei der Wahl deiner Beschriftungsart mal in Erwägung gezogen, 
dass andere das eventuell möglichst bequem lesen können sollen?

Eine Tabelle und evtl. der Schaltplan wären eine Alternative, damit 
deine Informationen möglichst unfallfrei rüber kommen.

von Wolfgang (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
manuel schrieb:
> Ich hätte also ein BMS gebraucht welches einen höheren Balancierstrom
> regeln kann. Aber wie rechnet man den aus?

Das BMS hat eher die Aufgabe, Toleranzen der Akkozellen auszugleichen. 
Ein Akkupack mit defekten Zellen ist Schrott uund der Konstrukteur des 
BMS hat wohl nicht eingeplant, Schrott ein 2. Leben einzuhauchen.

von manuel (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
In diesem Falle hat sich ja die Zelle aufgrund der eingebauten Sicherung 
automatisch deaktiviert, aber angenommen man hätte Zellen ohne diese 
Sicherung, dann würde bestimmt schon alles lichetrloh brennen.

Angenommen eine Zelle geht während des Betriebes (ausversehen) kaputt, 
kann ja mal passieren. Müssten dann das BMS nicht das Akkupack komplett 
vom Ladegerät trennen um eine Überspannung/Überladung der anderen Zellen 
zu verhindern?

Wie funktionieren "sichere" BMS und wo gibt es diese zu kaufen?

von Peter M. (r2d3)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>> Ich hätte also ein BMS gebraucht welches einen höheren Balancierstrom
>> regeln kann. Aber wie rechnet man den aus?

"Ausrechnen" gibt es nicht. Es kann sein, dass anfangs ein kleinerer 
Balancierstrom Spannungsdifferenzen im Akkupack kompensieren kann. Es 
gibt aber keine Garantie, dass das dauernd funktioniert.

Das gilt insbesondere für diejenigen Foristen, die LiIo-Akkus 
unterschiedlicher Kapazitäten, unterschiedlichen Alters und 
unterschiedlicher Hersteller zu einem Frankenstein-Block zusammenbauen 
wollen und sich dann wundern, dass Frankenstein lebt und heiß wird.

manuel schrieb:
> Angenommen eine Zelle geht während des Betriebes (ausversehen) kaputt,
> kann ja mal passieren. Müssten dann das BMS nicht das Akkupack komplett
> vom Ladegerät trennen um eine Überspannung/Überladung der anderen Zellen
> zu verhindern?

Ja. Aber es gibt viele Regelfälle: Überspannung, Unterspannung, obere 
und Temperaturgrenze und vielleicht noch mehr.

manuel schrieb:
> Wie funktionieren "sichere" BMS und wo gibt es diese zu kaufen?

Sichere BMS kontrollieren eine Vielzahl von Parametern auf Einzelzell- 
bzw. blockebene (siehe oben) und regeln entsprechend.

Aber bei den üblichen Verdächtigen TI, Analog etc. findest Du ICs, die 
genau dafür gedacht sind. Die Analogteile aus der Linear-Division sind 
z.B. in der Lage, einer Einzelzelle Energie zu entnehmen und daraus 
einen Ladestrom für einen ganzen Block zu erzeugen. Es wird also 
umgeladen und nicht geheizt.
Es gibt dann einzelzellen-, bzw. blockspezifische Schaltregler-ICs mit 
Eingang für Ein/Aus und Ausgang für die Einzelzellspannungsüberwachung 
und Master-ICs. Die Master-ICs passen auf alles auf und schalten z.B. 
die einzelnen Schaltregler-ICs ein und aus, je nach Bedarf.

Ein Blick in die Datenblätter offenbart, was der Chinamann Dir nicht 
liefern kann.

Hier ein Beispiel vom Dealer um die Ecke für ein BMS, das nur passiv 
Überspannung in Wärme umsetzt:

http://www.litrade.de/shop/BMS,Balancer/BMS,Systeme/Balancer,Equalizer,Protect,V3,2,4,8,Zellen,12V,24V,3,5A.html

: Bearbeitet durch User
von Modellbauer (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Das Problem könnte auch genau anders herum sein. Zellen für solche Packs 
haben in der Regel keine eingebaute Sicherung, die ist etwas für 
Einzelzellen (für Taschenlampen etc.).
Viele dieser BMS, die eigentlich nur Balancer sind können aber auch 
locker 1 - 2 A verbraten.

Allerdings schreibts Du, dass der Pack etwa ein Jahr herum lag und je 
nach Typ kann das BMS schon mal dreistellige µA stand-by Strom ziehen. 
Wenn der akku nun nich vollgeladen für ein Jahr rumliegt, dann sind die 
schwächsten Zellen danach platt...

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.