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elweb Batterie
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3
Erster Beitrag:
vor 4 Jahren, 6 Monaten
Letzter Beitrag:
vor 4 Jahren, 6 Monaten
Beteiligte Autoren:
Bernd Schlueter, Schrauber601

Billig-BMS für Lithium bei sehr unterschiedlichen Zellen und mehr

Startbeitrag von Bernd Schlueter am 11.10.2013 02:11

Euer BMS ist ja im Wesentlichen autark für jede Zelle einzeln.
Es soll Blöcke geben, die einfach nicht mit den anderen zusammenpassen und bei denen die 2 Watt passive Energiebalancierung nicht ausreichen, um den Ausgleich zu erzielen.

Um den Ausgleichsvorgang zu beschleunigen, kann es sinnvoll sein, in zwei Blöcke aufzuteilen und den geringer geladenen Block auf exakt die gleiche Zelldurchschnittsspannung zu bringen wie den bereits besser geladenen, indem man diesen getrennt lädt, bis exakt die gleiche Spannung erreicht ist. An diesem Zusatzlader benötigt man nur eine differenzspannunsgesteuerte Abschaltung, die man leicht aus Relais, Operationsverstärker und zwei Widerständen herstellen kann.

Das gleiche Verfahren will ich bei meinen Nicads anwenden, die ich im Moment umsortiere.
Ganz nebenbei dient die einfache Schaltung zur empfindlichen Überwachung und Entdeckung von Unregelmäßigkeiten.
Meine sogenannte Russisch-Roulette-Schaltung.
Warum der Name? Wenn in den beiden Blöcken exakt der gleiche Fehler gleichzeitig auftritt, versagt die Schaltung. Da müssen sich die Zellen aber schon sehr genau und hinterhältig absprechen, wenn ich ihnen nicht auf die Schliche kommen soll. Schmorstellen werden mit sehr hoher Sicherheit erkannt.

Ja, liebe Lithiumfahrer, ich kann Euch nur empfehlen, so etwas einzubauen. Das fehlt Eurem BMS nämlich total! Lithium brennt, wenn es brennt.

Antworten:

Hallo Bernd,

Ja das "liebe" BMS...
Es gibt auch Leute, die das Top-Balancing gar nicht für sinnvoll halten:
Blog: GET RID OF THOSE SHUNT BALANCING CIRCUITS

Es ist eine stimmige Argumentation und sollte zum Nachdenken anregen.

Inhalt in sehr kurz:
Top-Balancing mit Shunt-Widerständen macht genau das Gegenteil: Es vergrößert die Kapazitätsabweichung der Zellen. Dadurch kann eine Zelle mit geringerer Kapazität schnell mal tief-entladen werden - zudem mit hohem Fahrstrom und ist dann schon nach einigen Sekunden von den anderen Zellen "aufgefressen".
Bottom-Balancing (hier das parallele Entladen auf eine untere Schwelle von 2.90V) sorgt dafür, das in allen Zellen die gleiche Energiemenge steckt (sofern nicht brutal überladen) und alle Zellen den Knick in der Entladekurve möglichst am gleichen Zeitpunkt bekommen.

Mein Fazit daraus:
Ohne Einzelzellen-Unterspannungsüberwachung sollte man nicht unterwegs sein - das BMS muss dann den Motor-Controller praktisch abschalten, wenn man die Zelle nicht schädigen möchte.

---

Einen Bottom-Balancer, der die Zellenspannung ausgleicht wenn sie fast leer sind, habe ich am Markt noch nicht gesehen. So was wäre vielleicht sinnvoll.

Ausgleichsschaltungen die per PWM, MosFets und Kondensatoren die Spannungen der Zellen anpassen können (mit nur wenig Verlust) sind eigentlich kein Hexenwerk. Schaltet man das Modulationssignal nur unterhalb einer Mindestspannung, hat man schon einen Bottom Balancer.

Ich bin mir aber nicht sicher wie das bei NiCads funktioniert - dann die Zellen haben ja auch noch eine nicht zu vernachlässigende Selbstentladung...


Grüße,
Jan

von Schrauber601 - am 18.10.2013 11:30
Bottom cell balancer kostet Lebensdauer, wenn ich recht unterrichtet bin. Volladen auch, aber nicht so viel, wenn ich das richtig sehe. Zu diesem Zweck habe ich meine "Opferzelle" erfunden, die, mit 10 bis 30 % weniger Kapazität ankündigen kann, wann das obere und untere Ende der Fahnenstange erreicht ist. Ich missbrauche sie sozusagen als Kapazitätsmesser. das macht nur Sinn, wenn das Batteriepaket aus vielen Zellen besteht, sodass der vorzeitige Tod der Opferzelle finanziell nicht ins Gewicht fällt. Automatisch bieten sich einige Zellen ohnehin für diesen Zweck an, aus dem gleichen Grund, wie in dem link von Jack Rickard beschrieben.
Bottom balancer halte ich für unsinnig, denn Lithiumbatterien mögen und brauchen das nicht, Blei auch nicht, nur Nicad. Normal hat man immer noch Reichweite im Tank, wenn man am Ziel ankommt.
Nur bei meinen Nicads bemühe ich mich, leer zu fahren.

Sich nur auf das bMS zu verlassen, halte ich ebenfalls für mit risiken behaftet. Deshalb meine Opferzelle, die zusätzliche Sicherheit bietet, oder meine einfach zu realisierende "Russisch Roulette-Methode" , die nur mit großer Wahrscheinlichkeit Unregelmäßigkeiten zeitig entdeckt.
Bei Russen liegt die Wahrscheinlichkeit, dass was daneben geht, bei 16,7% . Beim russischen Batterieroulette allenfalls bei wenigen Promille. das Einzelzellen BMS vergleicht nicht untereinander, das halte ich für eine fatale Gefahr. Wackelkontakte bleiben oft unentdeckt.

Aber schon wichtig, sich über alternative Verfahren Gedanken zu machen, das Einzelzellen-BMS wird dadurch nicht überflüssig, nur ergänzt.

Oben Kappen ist besser, meine ich.

Bei Nicads unten Kappen, klar, aber dann nicht volladen. nur die schwächsten Zellen.
Das hat bei meiner Kiste lange allerbestens funktioniert, bis ich nur einmal vergessen hatte, den Abschalttimer einzustellen, der nur erlaubte, die schlechtesten Zellen vollzuladen, während die Besseren eingeschlafene Füße bekamen. Das ist ein Vorteil der nicads, unter den besagten Bedingungen passen sie sich an, bis auf die unterschiedliche Selbstentladung. Die verstärkt sich in ungünstiger Weise.

von Bernd Schlueter - am 18.10.2013 18:32
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