Forum: Fahrzeugelektronik ebike Akkupack seltsames Entladeverhalten


von Wegstaben V. (wegstabenverbuchsler)


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nachdem ich bei meinem coboc e-Rad neue Akkus in den Akku-Pack eingebaut 
habe, wollte ich nun vor Einbau in den Rahmen prüfen, ob der Akkupack 
"in Ordnung" ist, und das BMS keinen Quatsch macht. Eine lineare Last 
von 5% [Kapazität des Packs ist 300 Wh] über 10 Stunden sollte ja ganz 
unkompliziert möglich sein.

Akku voll geladen. Ausgang des Pakc zeigt 41,0V an [soweit ok] im 
Leerlauf.

Lastwiderstand 2 x 56 Ohm rausgesucht. Ergibt rechnerisch ca. 15 Watt 
Last. Lastwiderstand angeklemmt und kontrolliert entladen. nach 1 Stunde 
mal nachgesehen was so los ist.

Was mich total verblüfft:
der Laststrom geht kontinuierlich runter, von ursprünglich 368 mA auf 
mittlerweile 365 mA.  Alles prima.

ABER: Die Spannung geht anscheinend hoch ! Das ist auch nicht 
kontinuierlich zu beobachten, sondern schaukelt sich (ca. 2-3 Minuten) 
auf den hohen Wert hoch, um dann wieder runter zu gehen.

--> Ist das ein "typisches" Verhalten von Li Zellen, das die 
Ausgangs-Spannung gelegentlich nach oben zieht? Was läuft da ab? Spinnt 
das BMS? Aber woher kommt die Spannung her? Elektrisch sind die Zellen 
in Reihe (10S3P), und können am Ausgang durch einen FET abgetrennt 
werden. Aber ich sehe nichts, was da die zusätzliche Spannung generiert

Oder ist mein Messgerät verwirrt, und zeigt irgendwelche Fantasie-Werte 
an?

: Bearbeitet durch User
von Mi N. (msx)


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Ist vielleicht AC überlagert? Mal direkt am Akku messen ohne den FET.

> Ist das ein "typisches" Verhalten von Li Zellen,

Nein, überhaupt nicht.

von Bauform B. (bauformb)


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Wackelkontakt am Lastwiderstand spielt Thermostat?

von Martin S. (sirnails)


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Wegstaben V. schrieb:
> Was läuft da ab?

Wer misst, misst Mist.

Überprüfe mal genauestens Deinen Aufbau. Nimm andere Widerstände, 
überprüfe alle Verbindungen.

Die Spannung am Akku steigt nur, wenn die Last fällt.

von Wegstaben V. (wegstabenverbuchsler)


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Martin S. schrieb:
> Überprüfe mal genauestens Deinen Aufbau. Nimm andere Widerstände,
> überprüfe alle Verbindungen.

ja, ich gebe ja zu, die Verdrahtung ist ziemlich fliegend und keineswegs 
vorbildlich.

Merkwürdig finde ich es dennoch, das der Entladestrom sehr konstant 
bleibt, aber die Spannung rumturnt. Wenn im Lastkreis ein Wackelkontakt 
wäre, dann sollte sich ja der Strom verändern, das kann ich aber nicht 
beobachten. Na, vielleicht ist ja tatsächlich das Voltmeter nur 
irgendwie komisch drauf, oder im Spannungs-Kreis ist irgendwas arg 
wackelig.

Mi N. schrieb:
> Mal direkt am Akku messen ohne den FET.

das könnte ich auch noch mal machen, und dann mit sauber kontaktierenden 
Leitungen.

Jetzt lasse ich das erst mal insgesamt 14 Stunden laufen (dann gehe ich 
ins Bettchen), dann sollte rechnerisch 210 Wh von den angenommenen 300 
Wh entnommen worden sein.

: Bearbeitet durch User
von Jens G. (jensig)


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Wegstaben V. schrieb:
> ABER: Die Spannung geht anscheinend hoch ! Das ist auch nicht
> kontinuierlich zu beobachten, sondern schaukelt sich (ca. 2-3 Minuten)
> auf den hohen Wert hoch, um dann wieder runter zu gehen.

> --> Ist das ein "typisches" Verhalten von Li Zellen, das die

Wie soll das ein typ. Verhalten des Akkus sein, daß der Strom 
kontinuierlich runtergeht, die Spannung am selben R aber angeblich ein 
Eigenleben hat?
Das ist eher ein typ. Verhalten Deiner Wackelschaltung, oder Batterien 
des/der Multimeter am Ende - mehr nicht.

von ArnoNym (bergler)


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Wegstaben V. schrieb:
> ABER: Die Spannung geht anscheinend hoch ! Das ist auch nicht
> kontinuierlich zu beobachten, sondern schaukelt sich (ca. 2-3 Minuten)
> auf den hohen Wert hoch, um dann wieder runter zu gehen.

Da der Akku keine Zauberei beherrscht, kann er nicht gleichzeitig die 
Spannung erhöhen und den Laststrom senken!

Der Akku könnte zwar theoretisch seine Spannung beim Entladen anheben 
(z.B. weil sich die Temperatur ändert), aber dann muss auch der 
Laststrom steigen, wir haben hier einen Widerstand als Last. Damit 
sollte das Verhältnis U/I (=Widerstand) gleich bleiben.

Und weil das richtige Widerstände sind, ist ein (großer) Fehler an der 
Stelle unwahrscheinlich. Sicher werden die sich ein bischen mit der 
Temperatur ändern, aber nicht großartig. Also liegt der Fehler irgendwo 
in der Verdrahtung.

Vermutung: Es wurde nicht Spannungsrichtig gemessen, Kabel werden heiß, 
das Multimeter wird heiß, irgendwas fault weg...

von Wegstaben V. (wegstabenverbuchsler)


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so, nach langer Entladung konnte ich feststellen, dass tatsächlich die 
Buchse des Voltmeters ein Problem hatte.

Mess-Ergebnis:
nach 15 Stunden Entladung und Entnahme von insgesamt ca. 200 Wh ergab 
sich eine Summen-Zellenspannung von 35,7 V (Start: 40,9 V). Das klingt 
für mich sehr plausibel.

unter "richtiger Last" (250W anstelle 15W) wird es vermutlich noch mal 
anders aussehen. Mir fehlt jedoch ein geeigneter 6 Ohm / 250 Watt 
Widerstand, um es anders zu testen ausser mit echtem Motor.

: Bearbeitet durch User
von Armin X. (werweiswas)


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Wegstaben V. schrieb:
> der Laststrom geht kontinuierlich runter, von ursprünglich 368 mA auf
> mittlerweile 365 mA.

Widerstand wird warm und hochohmiger(der Shunt im Messgerät ebenso!)

Wegstaben V. schrieb:
> Die Spannung geht anscheinend hoch !

Das Verhalten kenne ich auch von Toolzellen. Dort aber bei Strömen von 
20A -pro Zelle! Da erklärt sich mir das Verhalten durch Erwärmung der 
Zellen. In deinem Bikepack sind aber 3 - 5 Zellen parallel so dass die 
den Strom kaum zur Eigenerwärmung nutzen können werden.
Ich hatte mit einer Stromsenke entladen so dass ich das Gegenläufige 
Verhalten des Stromes natürlich nicht beobachten konnte.

: Bearbeitet durch User
von Jens G. (jensig)


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Armin X. schrieb:
> Widerstand wird warm und hochohmiger(der Shunt im Messgerät ebenso!)

Wie sehr muß man denn den Shunt im Meßgerät heizen, um so eine 
gravierende Abweichung hinzubekommen?

von Rüdiger B. (rbruns)


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Auch der Lastwiderstand ist Temperaturabhängig.

von Peter M. (r2d3)


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Hallo Wegstaben V.,

Wegstaben V. schrieb:
> so, nach langer Entladung konnte ich feststellen, dass tatsächlich
> die
> Buchse des Voltmeters ein Problem hatte.
>
> Mess-Ergebnis:
> nach 15 Stunden Entladung und Entnahme von insgesamt ca. 200 Wh ergab
> sich eine Summen-Zellenspannung von 35,7 V (Start: 40,9 V). Das klingt
> für mich sehr plausibel.
>
> unter "richtiger Last" (250W anstelle 15W) wird es vermutlich noch mal
> anders aussehen. Mir fehlt jedoch ein geeigneter 6 Ohm / 250 Watt
> Widerstand, um es anders zu testen ausser mit echtem Motor.

Da nicht jeder so einen schicken Rheostat besitzt wie Kanada-Gerhard, 
muss sich der gemeine Forist anders behelfen.

Auf dem Bild siehst du vier 8mm-Gewindestangen, um die Widerstandsdraht 
herumgewickelt ist. Die gekonterten 8mm-Muttern halten das Drahtende 
fest.
Die Achse mit dem Drahtende gegenüber bildet den zweiten Pol, die 
anderen beiden Achsen dienen nur dazu, den Draht weiter aufzuspannen.

Das Ding muss gekühlt werden, z.B. mit einer von den großen 
Ravioli-Konservendosen, die man dann mit Wasser füllt.

Wenn ich mich Recht erinnere, zieht der Widerstand so 100 bis 200 
Ampere.
Ich habe diesen Tester gebaut, lange bevor ich mit Hilfe von µc.net 
lernte, dass man die Ampers hochskillen kann, so sehe mich quasi als 
Skiller-Pionier! :)

Da ich das Ding als Batterietester gebaut hatte, sind die Anschlüsse als 
Polklemmen ausgeführt und über einen Trennschalter geführt:

https://www.sandtler24.de/Sandtler-Trennschalter-990040

Alternativ könntest Du auch Halogenlampen des Typs 12V GU5.3 in 50W 
kaufen.
Die Halterungen für diese Lampen sind nicht teuer.
Du kannst die auf einer Holzleiste montieren, mit Kabelanschlüssen 
versehen und mit WAGO-artigen Klemmen schnell parallel oder in Reihe 
verschalten, wie Du es brauchst.

Du bräuchtest natürlich einen höherwertigeren Trennschalter, der auch 
48V trennen kann.

: Bearbeitet durch User
von Wegstaben V. (wegstabenverbuchsler)


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Peter M. schrieb:
> Alternativ könntest Du auch Halogenlampen des Typs 12V GU5.3 in 50W
> kaufen

Peter, danke erst mal für deine Ideen

hm, um echte 200W auf 36V zu "ziehen", wäre das eine Lichtorgel mit 3 x 
4 = 12 Stück Halogenlampen nötig.

Dann vielleicht eher 70 Watt H7 / 12V bzw 24V, davon 6 Stück geeignet 
beschaltet (2s3p). Käme auf 210W. Wäre das Problem mit den 
Lampenfassungen.

von Marcel V. (mavin)


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Peter M. schrieb:
> Auf dem Bild siehst du vier 8mm-Gewindestangen, um die Widerstandsdraht
> herumgewickelt ist.

Die Gewindestangen müssen aber vom Draht isoliert werden, sonst hast du 
plötzlich mehrfache Windungsschlüsse!

von Peter M. (r2d3)


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Hallo Marcel V.,

Marcel V. schrieb:

> Die Gewindestangen müssen aber vom Draht isoliert werden, sonst hast du
> plötzlich mehrfache Windungsschlüsse!

nein, der Stromfluss folgt nicht dem Drahtverlauf. Der Draht ist 
unisoliert.

Mit Hilfe des kontinuierlichen Drahts wird eine Parallelschaltung von 
einzelnen Drahtstückchen realisiert, mit ausreichend Abstand zur 
Wärmeabführung.

Schema, Sicht von oben auf die Gewindestangen 1 bis 4

G1---G2
|     |
|     |
G3---G4

G1 wird mit dem Pluspol, G4 wird mit dem Minuspol der Batterie 
verbunden.
Die zu testende Batterie wird einmal über den Weg über G3 und einmal 
über G2 kurzgeschlossenen.

Da der Draht mehrfach um die Gewindestangen herum verläuft, wiederholt 
sich diese niederohmige Belastung mehrfach in der Hochachse.

von Marcel V. (mavin)


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Peter M. schrieb:
> Da der Draht mehrfach um die Gewindestangen herum verläuft, wiederholt
> sich diese niederohmige Belastung mehrfach in der Hochachse.

Aha, also sind die elektrischen Verbindungen zu den Gewindebolzen 
beabsichtigt. Im Wesentlichen ist das diese Schaltung, nur mehrfach 
übereinander montiert, so dass der Gesamtwiderstand extrem niederohmig 
wird.

von Flip B. (frickelfreak)


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Wegstaben V. schrieb:
> Peter M. schrieb:
>> Alternativ könntest Du auch Halogenlampen des Typs 12V GU5.3 in 50W
>> kaufen
>
> Peter, danke erst mal für deine Ideen
>
> hm, um echte 200W auf 36V zu "ziehen", wäre das eine Lichtorgel mit 3 x
> 4 = 12 Stück Halogenlampen nötig.
>
> Dann vielleicht eher 70 Watt H7 / 12V bzw 24V, davon 6 Stück geeignet
> beschaltet (2s3p). Käme auf 210W. Wäre das Problem mit den
> Lampenfassungen.


Überdenke nochmal deine Rechnung, bei serienschaltung musst du ebenso 
die Leistung multiplizieren. im 2. beispiel reichen daher 3 stück 12V 
birnen a 70W ohne paralellschaltung um auf 210W zu kommen.

von Wegstaben V. (wegstabenverbuchsler)


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Flip B. schrieb:
> Überdenke nochmal deine Rechnung, bei serienschaltung musst du ebenso
> die Leistung multiplizieren.

autsch, ja, irgendwie war ich neben der Spur

von Armin X. (werweiswas)


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Jens G. schrieb:
> Wie sehr muß man denn den Shunt im Meßgerät heizen, um so eine
> gravierende Abweichung hinzubekommen?

OK. Ich kenne das verwendete Messgerät nicht. Eigentlich sollte die 
Anzeige des Stromes bei Erwärmung auch eher steigen was sie an einem 
hier vorliegenden VC940 auch tut.
Gestartet habe ich eben mit 392,22mA(HP3457a). Den Strom habe ich am HP 
anliegen lassen und am VC940 eine Brücke gesetzt.
Dann die Brücke gezogen wobei der zunächst am VC angezeigte Strom bei 
393.2mA lag
Binnen zwei Minuten steigerte sich der am VC angezeigte Strom auf 
393.95mA während der Strom am HPauf 391.85mA fiel.
Im weiteren Verlauf fiel der Strom am HP auf 391.50mA und das VC auf 
393.73.
Also benötigt das VC eine gewisse Erwärmung bis es stabil ist.
Das parallel mitlaufende Fluke88 zeigt den selben Drift der Netzgerätes 
an wie das HP3457A.

Allerdings, und das muss ich zugeben, läuft der Drift des VC umgekehrt 
wie beim wegstaben beschrieben....

Solange ich dies hier am Handy getippt habe hatte ich am VC eine Weile 
die Kurzschlussbrücke drin und wieder abgezogen.
Beim Abziehen begann die Anzeige mit zunächst 392.2mA und steigerte sich 
binnen ein zwei Minuten auf nun 393.19mA. während die Anzeigen am HP und 
Fluke weiter zurückgingen

von Rüdiger B. (rbruns)


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Wegstaben V. schrieb:
> Dann vielleicht eher 70 Watt H7 / 12V bzw 24V, davon 6 Stück geeignet
> beschaltet (2s3p). Käme auf 210W. Wäre das Problem mit den
> Lampenfassungen.

Die H4 z.B. haben 8mm Stecker die auch im Autozubörhandel zum Quetschen 
erhältlich sind. Bei H7 muss ich nachsehen.
Genau sind es 7,92mm 
https://de.rs-online.com/web/c/steckverbinder/drahtanschlussklemmen-spleisse/flachsteckhulse/?applied-dimensions=4294306547

https://www.ebay.de/itm/233976015317

: Bearbeitet durch User
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