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elweb Batterie
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12
Erster Beitrag:
vor 4 Jahren, 9 Monaten
Letzter Beitrag:
vor 4 Jahren, 9 Monaten
Beteiligte Autoren:
Walter-Kewet1, R.M, hallootto, Bernd Schlueter, microcar, Cavaron, inoculator

BMS für NiCd Nasszellen

Startbeitrag von Walter-Kewet1 am 10.10.2013 21:31

Hi Leute,

ich fahre einen Kewet1, mit 40 Stück Friwo FL100P, NiCd Nasszellen (zu je 1,2V), 100Ah, in Reihe geschaltet. Nennspannung also 48V.

Ich bin auf der Suche nach einem modernen Batteriemanagement System, welches auch meine Zellen automatisch wieder ausbalanciert.

Aktuell habe ich nur ein Ladegerät, das den in Reihe geschalteten Verbund, als ganzes lädt.
Driftende Zellen werden bei der Ladung nicht berücksichtigt.
Ebenso muss eine wöchentliche Tiefentladung zur Reduktion des Memoryeffekts stets manuell durchgeführt werden.

Wer kennt sich also aus mit BMS Beschaffung und Einbau?

Gruß

Walter

Antworten:

Da habe ich schon ordentlich Gedanken dran verschwendet.
Bei 1,2 Volt ist das aufwendig.
Ich empfehle Dir Folgendes: Ordne die Zellen nach Selbstentladung und Kapazität. Was schwächelt, lädtst Du blockweise nach. Den Ladezustand erkennst Du an der Spannung.

Du willst ja wohl nicht für Deine vergurkten Fliegerzellen ein teures BMS anschaffen?
Nachladen von Hand!

von Bernd Schlueter - am 11.10.2013 01:38
Hallo Walter,

NICD BMS sieht so aus:

Tiefendladung -Baumarktstrahler mit Anderson
Ausgleichsladung: unnötig -überbewertet.

Gruss

Carsten
42 Zellen SAFT 1,2V/50Ah

von inoculator - am 11.10.2013 06:10
Moin, Moin.

Zumindest müsste man den Vorgang doch automatisieren können.
Auf Knopfdruck beginnt die Entladung, und bei Erreichen dieser wird der Ladevorgang automatisch gestartet. Das sollte man dann ja manuell starten, denn wenn die Akkus noch zu voll sind, dann verschwendet man ja eine Menge Saft.
Wie beendet dein Ladegerät den Ladevorgang?
Wird die Ladeschlussspannung erkannt, oder lädst Du mit Schaltuhr?
Wie ist die aktuelle Situation?

Kann man nicht auch die Nicads mit einem Balancer "beglücken"?

elektrische Grüße
Peter

von hallootto - am 11.10.2013 07:06
Moin, Moin.

Ich nochmal.
Habe mir in der Wiki einmal die Beschreibung der NiCd-Akkus angesehen.

Zitat:
So kann in einer Batterie aus reihengeschalteten NiCd-Akkumulatoren ein einheitlicher Ladezustand erreicht werden, indem diese gezielt mit geringem Strom (1/10 der Kapazität pro Stunde) überladen wird. Zellen mit einem bereits hohen Ladestand wandeln die zugeführte Energie bei hinreichend niedrigen Strömen in Wärme um, ohne dabei irreversible Schäden zu erleiden.

Also ist unter diesen Bedingungen ein Balancer überflüssig. Lediglich der Ladestrom muss begrenzt werden. Macht nicht die Sagembox genau das?

Man sehe mir das bitte nach. Habe halt Erfahrung mit LiPo, und das ist was gaaaanz anderes..

Aber nachdem Bernd ja auch nach einer ähnlichen Möglichkeit sucht, bin ich gespannt was dabei raus kommt.

elektrische Grüße
Peter

von hallootto - am 11.10.2013 07:37
Zitat

Also ist unter diesen Bedingungen ein Balancer überflüssig. Lediglich der Ladestrom muss begrenzt werden. Macht nicht die Sagembox genau das?


Richtig, bei den PSA. Aber:

Zitat

ich fahre einen Kewet1, mit 40 Stück Friwo FL100P, NiCd Nasszellen


Ob man diese Zellen auch schön köcheln lassen kann (und sollte), weiß ich nicht. Auf der anderen Seite werden BMS ja nicht schlecht. Kann man später für was anderes weiter verwenden. Also z.B. Fleischmann wirbt dafür, dass seine BMS alles können, wenn ich micht nicht irre. Ich als Geizkragen würde aber eher Bernds Lösung favorisieren, wenn die Zellen gut zugänglich sind und ich die Zeit habe.

von Cavaron - am 11.10.2013 11:42
BMS für besagte NiCds ist doch eher nicht vonnöten.
Mit einer Überladung mit 5A ohne Spannungsbegrenzung müsste sich auch der genannte Akkutyp synchronisieren lassen.
Bei der Entladung würde ich mindestens die 40 Zellen zwei oder sogar vierteilen u.jeweils die Teilspannungen
über entsprechend angeschlossene Panelmeter kontrollieren.
Spätestens bei 1V/Zelle oder wenn eine der Teilspannungen gegenüber den anderen nach unten abzudriften versucht ist die Fahrt nur noch im Schleichtempo fortzusetzen.
Übrigens lässt sich mit Panelmetern auch die Ladung recht gut kontrollieren.....die Ladung beende ich erst wenn die Teilspannungen den jeweils höchsten Wert auch alle (nacheinander) erreicht haben oder eben spätestens wenn der Peak-Punkt erreicht ist.
Ich habe jedenfall festgestellt dass ohne gezielte Überladung die Gefahr recht gross ist dass einzelne Akkus nicht voll werden u.danach dann deutlich vor den Anderen leer sind was die alleinige Fahrzeugelektronik zu spät bemerkt........da sind mind.Teilspannungskontrollen sehr hilfreich.....

von microcar - am 11.10.2013 19:46
Dank erst mal für die vielen Rückmeldungen:

Zu den offenen Fragen:
- eben, das ständige Ermitteln von schwächelnden Zellen und das manuelle Nachladen sind mir auf die Dauer zu mühsam.
- beim Tiefentladen mit 800W Halogenstrahler (ca.15A Entladestrom) polen sich die schwächelnden Zellen am Ende um. Das Tiefentladen im Verbund stoppe ich dann sofort und entlade die restlichen Zellen einzeln per Batterieklemme mit Leistungswiderstand.
- Mein Ladegerät lädt anfangs mit ca 800W. Gegen Ende des Ladezyklus sind es dann nur noch ca. 150W. Es werden, je nach Entladezustand, ca. 3 bis 4kWh über ca. 7h geladen. Wenn die Zellen alle total entladen wurden, sind es ca 5kWh.
- Die Ladeschlussspannung muss also von Ladegerät erkannt werden - per Zeitschaltung wird nicht geladen.
- 1x wöchentlich schließe ich, nach Beendigung der Ladung per Ladegerät, mein Labornetzteil an und lade mit 5A nach, bis alle Zellen blubbern. Das ist aber sehr mühsam, da ich dann immer nur 10Zellen gemeinsam ans Netzteil bekomme, ansonsten reicht die Spannung des Netzteils nicht mehr aus. Das dauert aber insgesamt einige Stunden.
Alternativ warte ich einige Stunden und schließe das Ladegerät erneut an. Dann wird mit ca 150W über ca 3h geladen bis die Ladeschlusspannung wieder erreicht ist und das Ladegerät abschaltet. Manche Zellen blubbern dann so stark, dass die Kalilauge abnebelt und sich KOH über die Entlüftung außen an den Batterien ablagert. Auch nicht schön.

Daher wäre es schön, ein BMS zu haben, das die Zellen einzeln ausbalancieren kann.
Ich habe leider nicht jedes Wochenende Zeit, mich einen halben Tag nur um die Batterien zu kümmern.

Gruß

von Walter-Kewet1 - am 11.10.2013 20:04
Von sehr geringen Ladeströmen habe ich mir von Saft (Safran) und Deac (deutsche Edison Akkumulatoren "Kompanie", heute Johnson Controls, wie sehr vieles andere in unserem Bereich auch) dringend abraten lassen und auch selbst entsprechende Erfahrungen gemacht. Photomodule "sind der Tod jedes Nicadakkus", sagte man mir. Nur wenige Jahre lang nutzte man Nicads zur Spannungsstabilisierung, dann waren die Zellen alle tot.
Ebenso mögen Nicads keine Umpolung.
Es sind mit anderen Worten sehr problematische Zellen, wenn auch sehr robust. Gegen die Überladeempfindlichkeit verstärkte man bei unseren Säften eine Elektrode, fragt mich nicht welche, gegen Oxydation (Cadmium?).

Man befindet sich in einigen Zwickmühlen, das perfekte Männätschmänt ist schwieriger als bei Lithium. Unbedingt zu empfehlen sind gleiche Zellen. Alles andere, auch das Einzelentladen, ist mit unsäglichen Mühen oder einer raffinierten individuellen Prozedur verbunden, und das mit dicken Strömen. So Spielzeug wie auf unseren Lithiumzellen funktioniert da nicht.

Hat man Glück mit den Akkus, sind die alle gleich und das geringe dann noch erforderliche Balancieren durch Überladen greift die Elektrodenreserven nur so wenig an, dass die Akkus sehr viele Tausend Vollzyklen halten. Aber nur dann.

Der Lagerzustand von Nicads ist maximal 40% geladen bis ganz entladen, was irgendwann von selbst eintritt. Also, auch nur laden relativ kurz vor der Fahrt.

Die Materie ist so kompliziert, dass viel Falsches erzählt wird.

Meine Idee ist, möglichst wenig überladen und die schwächste Zelle auf Umpolung zu überwachen. Dann schlafen die besseren Zellen so weit ein, bis sie das Niveau der schlechtesten erreicht haben. Die Wiedererweckung beim Zellentausch nimmt dann ein Jahr Fahrbetrieb in Anspruch. Pro Zyklus dann 0,2 % mehr Kapazität oder so.
Die Wiedererweckung eines frustrierten Gesamtschülers dauert manchmal noch länger.
Wie an den Gesamtschulen mit integrierten Klassen muss man sich im Wesentlichen nur um die schwachen Kandidaten zu kümmern. Die anderen folgen diesen dann.
Es gibt dann keine schlechten Zellen mehr. Alle sind dann gleich uns machen keinen Ärger mehr.
Damit die besseren Zellen nicht ganz aus der Übung kommen, kann man ihnen gelegentlich eine Sonderbehandlung, ebenfalls mit voller Entladung und Vollladung (=3% Überladung) zukommen lassen, aber bitte nur diesen!

Ja, so etwas suche ich noch, was mir diese Aufgaben alle abnimmt...
Bauen wir dann auch in den vollintegrativen Gesamtschulen ein.

von Bernd Schlueter - am 12.10.2013 06:51
Hallo

Das komplett leer ziehen ist absolut unnötig, einmal im Monat runter bis 0,9V/Z unter 50A Last reicht vollkommen.

Einzelzellenüberwachung geht, liegt aber im Bereich von 500€ wenn man die Software schon hat.

Also 3* 16Fach AD Wandlermodul miniitx Board und ein Android Tablett sowie eine Europakarte und einige 100 Widerstände und 40 Sicherungen.

Die fertige Software läuft ohne Entwicklungssystem.

Gruß

Roman

von R.M - am 12.10.2013 09:27
Hi Roman,

Zitat
R.M

Also 3* 16Fach AD Wandlermodul miniitx Board und ein Android Tablett sowie eine Europakarte und einige 100 Widerstände und 40 Sicherungen.

Die fertige Software läuft ohne Entwicklungssystem.


erklär das doch bitte genauer, ich als nicht Elektriker verstehe nicht, was ich besorgen und zusammenbauen muss.

Dankeeee

von Walter-Kewet1 - am 12.10.2013 20:05
Hallo

Also das erste ist ein kleiner PC mit 12V Stromversorgung,

Das Zweite sind Datenerfassungsmodule die jeweils 16 analoge eingänge haben und auf der anderen Seite einen USB Anschluß

das dritte sind widerstandsteiler die die Spannung so aufteilen daß an den Eingängen nicht mehr als 5V liegen.

Gemessen wird folgendermaßen 1 Zelle, 2 Zellen,......bis 39 Zellen, 40 Zellen.

Die Spanung der einzelnen Zelle wird dann von der Software errechnett, nach dem Motto Spannung Zelle 2 ist Spannung von Zelle 1 und 2 - der Spannung von Zelle 1

das Erledigt die Software,

Das Tablet dient als Monitor und wird über WLAN vom PC angesteuert, so kann man das Teil auch mit in die Keipe nehmen während des Ladens.

Als Software verwende ich Profilab Expert und als Wandler die 12Bit ADModule von BMCM also die[www.bmcm.de]

Gruß

Roman

von R.M - am 12.10.2013 21:47
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