Forum: Fahrzeugelektronik Kontrolliert jemand die Drift bei seinem Pedelec-Akku?


von Hans H. (wen_h)


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Hallo,

als der Akku neu war, hatten alle Zellen gemessene 3,80V. Nach nun 6 
Jahren und ca. 700 Ladezyklen sind die Zellen immer noch rel. gut in 
Balance, siehe Excel-Diagramm. Ich errechne eine Abweichung von 0,013V.

Um den Akku zu schonen, nutze ich stets ein 80/20 Fenster, was dem Akku 
offensichtlich nicht geschadet hat. Allerdings hätte ich nach den Jahren 
und den vielen Zyklen eine deutlich höhere Abweichung erwartet.

Eine Balancerschaltung konnte ich im Akku nicht finden. Selbst wenn eine 
verbaut wäre, würde selbige nie aktiv werden, da der Akku nie den 
Ladezustand "Voll" erreicht.

Mich würde mal interessieren, wie sich andere Pedelec-Akkus bzgl. Drift 
verhalten.

Hans

PS: Verbaut sind Markenzellen von LG (INR18650M26) in 13s4p 
Konfiguration. Laut Datenblatt ist die Zelle prädestiniert für die 
Anwendung in Scootern und E-Bikes.

: Bearbeitet durch User
von Niklas G. (erlkoenig) Benutzerseite


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Hans H. schrieb:
> Selbst wenn eine verbaut wäre, würde selbige nie aktiv werden, da der
> Akku nie den Ladezustand "Voll" erreicht

Ein Balancer kann auch vorher schon aktiv werden, wird nur normalerweise 
erst in der Nähe des Ladeschluss gemacht. Wenn der Laderegler weiß dass 
nur bis 80% geladen werden soll kann er auch bei 80% balancen...

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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Du kannst mit einem Balancer bei jedem Spannungslevel angleichen. 
Welcher Punkt da der beste ist, darüber streiten sich die Geister. 
Tatsache ist, wenn man das Balancing an einem Extremwert (z.B. voll) 
ausrichtet, hat man am anderen (z.B. leer) die höchsten Abweichungen.

von Hans H. (wen_h)


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Niklas G. schrieb:
> Wenn der Laderegler weiß dass
> nur bis 80% geladen werden soll kann er auch bei 80% balancen...

Einen solchen Akku könnte man dann nicht über 80% laden. Das 
mitgelieferte Ladegerät läd bis 54,6V und schaltet bei einem Ladestrom 
von 250mA ab. Zudem arbeiten alle mir bekannten "One Zell LiIon-Balance 
IC's" (z.B. HY2213) um 4,2V. Wie bereits im Eingangspost beschrieben, 
finden sich keine solchen Bauteile auf der Platine. Auch keine Bauteile, 
die Leistung aufnehmen könnten.

Eben nochmal das Datenblatt der Zellen studiert. Ich finde unter "Fast 
Charge / discharge condition" den Hinweis: "Cells are to rest 30 minutes 
after charge and 30 minutes after discharge". Macht das jemand?

von Hans H. (wen_h)


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Ben B. schrieb:
> Du kannst mit einem Balancer bei jedem Spannungslevel angleichen.

Solch ein Balancer müsste dann aber aufhören, wenn die 
Spannungsgleichheit zwischen den Zellen hergestellt ist. Bzw. gar nicht 
erst mit Balancieren anfangen, wenn Gleichheit besteht.

Die Frage ist, ob solch eine Schaltungen in einem Pedelec-Akku verbaut 
ist, oder ob man nur gute bzw. identische Zellen erwischt hat. 
Allerdings sind 6 Jahre und 700 Zyklen schon eine Ansage, zumal der Akku 
an Steigungen satt belastet wird.

Selbst wenn die Zellen irgendwann auseinander laufen, kann man nicht mit 
Sicherheit sagen, dass keine solche Schaltung verbaut ist. Denn die 
Drift kann auch ein Maß erreichen, die eine solche Schaltung nicht mehr 
ausgleichen kann.

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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> Solch ein Balancer müsste dann aber aufhören, wenn die
> Spannungsgleichheit zwischen den Zellen hergestellt ist. Bzw. gar
> nicht erst mit Balancieren anfangen, wenn Gleichheit besteht.
Absolut korrekt, das erfordert eine minimale Balancing-Strategie, die 
allerdings kein großes Problem darstellen sollte. Heute ist sowieso fast 
überall ein kleiner ARM-Controller drin, der sich mit sowas eher 
langweilt.

Es gibt ja auch viele passive Balancer, die allein mit dem BMS-IC 
arbeiten. Viele dieser ICs können einen Balancing-Strom von 5mA oder so 
aufnehmen, damit kann man entweder eine externe Schaltung steuern und 
mit mehr Strom arbeiten, man kann diese paar mA aber auch direkt nutzen. 
5mA x 24 Stunden sind auch 120mAh, die man an einem Tag ausgleichen 
kann.

von Niklas G. (erlkoenig) Benutzerseite


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Hans H. schrieb:
> Zudem arbeiten alle mir bekannten "One Zell LiIon-Balance IC's" (z.B.
> HY2213) um 4,2V

Es gibt jede Menge andere BMS ICs. Es gibt welche die man frei steuern 
kann und damit beliebig Balancer einschalten lassen kann.

von Frank O. (frank_o)


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Hans H. schrieb:
> Um den Akku zu schonen, nutze ich stets ein 80/20 Fenster, was dem Akku
> offensichtlich nicht geschadet hat. Allerdings hätte ich nach den Jahren
> und den vielen Zyklen eine deutlich höhere Abweichung erwartet.

Sind die Zellen genauso angeordnet wie in deiner Exceltabelle?

von Peter M. (r2d3)


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Hans H. schrieb:
> Eben nochmal das Datenblatt der Zellen studiert. Ich finde unter "Fast
> Charge / discharge condition" den Hinweis: "Cells are to rest 30 minutes
> after charge and 30 minutes after discharge". Macht das jemand?

Ja, wenn ich die Kapazität von Akkus messe. Die entsprechende Norm 
verlangt eine Stunde Pause.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Hans H. schrieb:
> Ich finde unter "Fast
> Charge / discharge condition" den Hinweis: "Cells are to rest 30 minutes
> after charge and 30 minutes after discharge"

Betonung auf 'Fast Charge'. Die Entladung im E-Bike kann schon mal hoch 
sein, aber dein Ladegerät wird vermutlich kein Supercharger sein.

von Nemopuk (nemopuk)


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> Kontrolliert jemand die Drift bei seinem Pedelec-Akku?

Ja ich kenne jemanden, der das tut (Hans). Ich mache das nicht.

von Hans H. (wen_h)


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Ben B. schrieb:
> Es gibt ja auch viele passive Balancer, die allein mit dem BMS-IC
> arbeiten. Viele dieser ICs können einen Balancing-Strom von 5mA oder so
> aufnehmen, damit kann man entweder eine externe Schaltung steuern und
> mit mehr Strom arbeiten, man kann diese paar mA aber auch direkt nutzen.
> 5mA x 24 Stunden sind auch 120mAh, die man an einem Tag ausgleichen
> kann.

Eine Zellebene hat hier über 10Ah. Wenn eine der 13 Zellebenen zu wenig 
Spannung hat, müssen alle 12 anderen Zellebenen entladen werden. Das 
kann dauern, wenn man nur mit 5mA arbeiten kann. Müsste ich sowas 
designen, würde ich Bauteile spendieren, die Leistung aufnehmen können. 
Solche finden sich aber nicht auf dem BMS-Board.

Einerseits kann ich nicht glauben, dass man derart identische Zellen 
produzieren kann, die nach der beschriebenen Nutzung immer noch synchron 
arbeiten. Andererseits sehe ich nichts, was nach Balancer aussieht. Wird 
man mal wieder nicht klären können, da 100% Blackbox.

Nemopuk schrieb:
> Ich mache das nicht.

Dann bekommt man u.U. einen neuen Akku verkauft, obwohl der alte noch 
genügend Kapazität hätte. So hatte ich das mal bei einem total 
debalancierten Notebook-Akku erlebt. Der Pedelec-Akku hat schon deutlich 
Kapazität eingebüßt, das hat aber hier nichts mit debalancierten 
Zellebenen zu tun. Gut zu wissen, wie ich finde.

von Niklas G. (erlkoenig) Benutzerseite


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Hans H. schrieb:
> Solche finden sich aber nicht auf dem BMS-Board.

Zeig doch mal...

von Björn W. (bwieck)


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Hans H. schrieb:
> Einerseits kann ich nicht glauben, dass man derart identische Zellen
> produzieren kann, die nach der beschriebenen Nutzung immer noch synchron
> arbeiten.

Sony Konion Zellen sagt man sowas nach.

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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> Eine Zellebene hat hier über 10Ah. Wenn eine der 13 Zellebenen
> zu wenig Spannung hat, müssen alle 12 anderen Zellebenen entladen
> werden. Das kann dauern, wenn man nur mit 5mA arbeiten kann.
Natürlich, aber man hat doch Zeit. Und wenn wirklich so viel 
weg-balanciert werden muss, dann sind die Zellen sowieso schon kurz vor 
dem Ende und haben eine stark unterschiedliche Kapazität entwickelt - 
oder eine Zelle ist defekt, dann kann man das Pack bald 
auseinanderrupfen weil die defekte Zelle die gesamte Gruppe ziemlich 
schnell auf nahe 0V entlädt.

von Nemopuk (nemopuk)


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Hans H. schrieb:
> Dann bekommt man u.U. einen neuen Akku verkauft, obwohl der alte noch
> genügend Kapazität hätte.

Andere Leute verbringen Stunden damit, ihre Akkus zu pflegen. Wenn man 
daran Spaß hat OK, ansonsten sollte man mal eine Kosten/Nutzen Rechnung 
machen. Eine Stunde Freizeit würde ich mit 15€ Wert ansetzen - selbst 
wenn man in der Zeit nur meditiert (oder chillt).

: Bearbeitet durch User
von Hans H. (wen_h)


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Nemopuk schrieb:
> Andere Leute verbringen Stunden damit, ihre Akkus zu pflegen.

Was willst du da stundenlang pflegen? Das einzige, was man machen kann, 
ist aufschrauben und die Spannungen der einzelnen Zellebenen messen und 
notieren. Das Ganze werde ich nach 12 Monaten wiederholen. Es ist mein 
erster Pedelec-Akku und mich interessiert, wie und woran dieses 
"Verschleißteil" krepieren wird. Denn der Elektrokram soll ja die 
Zukunft der Mobilität werden.

Ich hatte jetzt deutlich debalancierte Zellebenen erwartet, dem ist aber 
nicht so. Es hat sich nur der Ri gefühlt verdoppelt und ca. 30% der 
Kapazität sind weg. Sonst ist da nichts.

Bin gestern knapp 20km mit dem Bike gefahren und habe nach 2 Stunden 
ruhen nochmal die Spannungen gemessen. Die Abweichung hat sich halbiert, 
obwohl man überall lesen kann, dass die Drift am Ende der Entladung erst 
richtig zulegt. Habe das Diagramm mal um die zweite Messung ergänzt.

Also ich verstehe es nicht, bei meinen originalen Notebook-Akkus 
(Lenovo) waren immer die Zellen stark debalanciert. Bei einem Akku war 
die Restkapazität nur noch einstellig, in Wirklichkeit hatte der Akku 
noch weit über 60%.

von Hans H. (wen_h)


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Der Vollständigkeit halber noch das Diagramm mit 80% Ladezustand.
Bei dem Akku ist es genau anders herum. Je voller, je mehr Drift.
Mal sehen, wie sich das mit den Jahren entwickelt.

von Frank O. (frank_o)


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Hans H. schrieb:
> Je voller, je mehr Drift.

Bei Blei würde ich jetzt Ausgleichsladung empfehlen.

von Gustav K. (hauwech)


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Will man wissen, wie weit die Alterung des Akkus fortgeschritten ist, 
sollte man besser die Einzelspannungen unter Last messen.

von J. T. (chaoskind)


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Nemopuk schrieb:
> Eine Stunde Freizeit würde ich mit 15€ Wert ansetzen - selbst wenn man
> in der Zeit nur meditiert (oder chillt).

Du bist aber billig zu haben. Wenn man mich vor die Wahl stellt "jetzt 
ne Stunde Freizeit, oder ne Stunde wo dir andere sagen was du machen 
sollst, dafür gibs Betrag X".

Das X müsste schon deutlich über 15€ liegen, damit ich mich gegen 
Freizeit entscheiden würde.

Oder wie kommst du überhaupt auf die 15? Und wie definierst du "Wert".

von Hans H. (wen_h)


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Gustav K. schrieb:
> Will man wissen, wie weit die Alterung des Akkus fortgeschritten ist,
> sollte man besser die Einzelspannungen unter Last messen.

Gute Idee, Ergebnis oben. Die Gesamtspannung (rote Kurve) ist die 
Addition der 13 Einzelspannungen in EXCEL. Diese 14A Lastspitze werde 
ich ab jetzt jedes Jahr zum Saisonstart wiederholen.

Trotzdem sind mir die Werte alle zu gut. Wenn ich es nicht selber 
gemessen hätte, würde ich es nicht glauben. Denn meine bisherigen 
Erfahrungen mit Lithium-Akkus bzgl. Langzeitstabilität sind eher 
schlecht. Zumal es sich um ein absolutes Billig-Bike aus dem Supermarkt 
handelt.

von Armin X. (werweiswas)


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Hi
Ich würde sagen "Glückwunsch zu dem perfekt selektierten Akku"

Ich könnte mir aber auch vorstellen, dass der Balancer immer mal wieder 
kurz eingreift und die Zellen angleicht.

von Hans H. (wen_h)


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Armin X. schrieb:
> Ich könnte mir aber auch vorstellen, dass der Balancer immer mal wieder
> kurz eingreift und die Zellen angleicht.

Du hast gelesen, dass ich den Akku entgegen den Anweisungen des 
Herstellers (Foto) ausschließlich in einem 80/20 Fenster nutze?

Der Akku verliert auch bei Lagerung so wenig Energie, dass man ihn auch 
mit 60% Ladezustand ohne weiteres 2 Jahre im Keller stehen lassen kann. 
Alle 3 Monate auf 100% laden heißt bei dem Akku nichts anderes, als ihn 
vorsätzlich kaputt zu laden.

Dass ein Balancer kurz eingreift passt auch nicht, denn dann müsste man 
auf der Platine Bauteile sehen, die Leistung aufnehmen können. Dem ist 
nicht so.

Ich stehe echt vor einem Rätsel. Ein Nachbar hat seinen Marken Akku nach 
jeder Fahrt auf 100% geladen. Man will schließlich sofort durchstarten 
können, wenn die Sonne raus kommt, oder die Kumpels zur gemeinsamen 
Ausfahrt einladen. Im 3. Jahr war dann der Akku so schwach, dass er 
nicht mehr vernünftig nutzbar war. Der Nachbar hatte ein Marken-Pedelec 
für ziemlich genau den 3-fachen Preis wie mein Billig-Bike aus dem 
Supermarkt.

Extrem ärgerlich, dass keinerlei Informationen zum Zellbalancing 
veröffentlicht sind. Es existiert nicht mal die Informationen, ob eine 
solche Funktion überhaupt im Akku verbaut ist. Offensichtlich ganz 
großes Geheimnis.

: Bearbeitet durch User
von Armin X. (werweiswas)


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Hans H. schrieb:
> Extrem ärgerlich, dass keinerlei Informationen zum Zellbalancing
> veröffentlicht sind. Es existiert nicht mal die Informationen, ob eine
> solche Funktion überhaupt im Akku verbaut ist.

Das Thema Balancing wird, und die Aussage meine ich ernst, völlig 
überbewertet!
Nicht umsonst äußerte ich zuerst die Vermutung, dass Du wahrschenlich 
sehr gut selektierte Zellen in deinem Pack hast.

Hans H. schrieb:
> Du hast gelesen, dass ich den Akku entgegen den Anweisungen des
> Herstellers (Foto) ausschließlich in einem 80/20 Fenster nutze?

Habe ich erfasst und weis auch, dass das die Lebensdauer der Zellen sehr 
positiv beeinflusst.
Sollte die dennoch gute Balancierung der Zellen nicht ausschließlich 
durch sehr gute Selektion zustande gekommen sein muss da während der 
Arbeit ein balancieren vorhanden sein.
OK, das "während der Arbeit" hatte ich da nur gedacht und nicht 
geschrieben.
Das muss jedoch nicht heißen , dass man so einen Pack nicht trotzdem 2 
Jahre oder länger liegen lassen kann.

PS

: Bearbeitet durch User
von Hans H. (wen_h)


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Armin X. schrieb:
> Das Thema Balancing wird, und die Aussage meine ich ernst, völlig
> überbewertet!

Was heißt überbewertet?
Ist es für eine lange Akku-Lebensdauer notwendig oder nicht?

Ob in den Akkus der E-Auto Hersteller ein Zellbalancing gemacht wird?
Gibt es Angaben der Hersteller, oder ebenso Blackbox?

von Axel R. (axlr)


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Hans H. schrieb:
> würde ich Bauteile spendieren, die Leistung aufnehmen können.

Ich würde Bauteile spendieren, die diese Leistung in Ladestrom für die 
anderen Zellen wandelt, statt diese zu verheizen. (Wird sicher bei 
einigen Konzepten so gemacht, oder?)

von Hans H. (wen_h)


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Niklas G. schrieb:
> Ein Balancer kann auch vorher schon aktiv werden, wird nur normalerweise
> erst in der Nähe des Ladeschluss gemacht. Wenn der Laderegler weiß dass
> nur bis 80% geladen werden soll kann er auch bei 80% balancen...

Weiß er aber nicht, denn der Akku wird mit dem mitgelieferten Ladegerät 
exakt auf 100% geladen. Die Ladung wird erst bei einem Ladestrom von 
200mA beendet, also 50mA pro Zelle. Diese Methode fällt also aus.

Axel R. schrieb:
> Ich würde Bauteile spendieren, die diese Leistung in Ladestrom für die
> anderen Zellen wandelt, statt diese zu verheizen.

Macht m.W. niemand. Dann müsste man eine Menge Spulen auf der Platine 
sehen. Die Methode fällt also auch aus.

Bleibt nur noch der "perfekt selektierte Akku", das wiederum kann ich 
nicht glauben. Erstens weil Billig-Bike und zweitens sind ca. 700 
Ladezyklen in 6 Jahren eine anständige Hausnummer.

Gibt es eigentlich einen Bike-Hersteller, bei dessen Akkus man sich die 
Einzelspannungen anzeigen lassen kann?

von Karsten B. (kastenhq2010)


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Es gibt doch auch ICs mit internen Balancern? Bei 4 parallelen Zellen 
kommt zwar nicht viel rum, aber wenn man 700 Zyklen lang jedes Mal ein 
paar mWh ausgleicht, dann kann das ausreichen, um alle Zellen 
anzugleichen.

von Gustav K. (hauwech)


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Armin X. schrieb:
> Ich würde sagen "Glückwunsch zu dem perfekt selektierten Akku"

Wenn bei jemandem der Akku 10 Jahre hält, beglückwünscht man ihn zu 
seinem "perfekt selektierten Akku". Wenn bei jemandem der Akku nach
3 Jahren platt ist, beglückwünscht man ihn zum Kauf eines neuen Akkus. 
Ganz normaler Vorgang, denn so ein Akku ist eben ein Verschleißteil!

: Bearbeitet durch User
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