Akkus laden, Balancing

[Nobu]

Zum Thema Laden und Balancing sowie dessen Funktion ist hier teilweise ausführlich aber leider auch ziemlich verstreut schon vieles geschrieben worden. Es wäre gut wenn das vielseitige Thema an eimem zentralen Ort zu finden wäre.

Ich mache einen Anfang und versuche mich deshalb mal an einer Zusammenfassung:

Je mehr Einzelzellen eine Batterie hat umso wichtiger ist ein vollständig ausgeführter Balance-Vorgang, denn umso größer ist rein statistisch die Wahrscheinlichkeit dass unterschiedliche Ladezustände der Zellen entstehen.
Werden durch viele Teilladungen ohne zu Ende geführtes Balancing einzelne Zellen unterschiedlich hat das mit Sicherheit Auswirkungen auf die aktuell verfügbare Kapazität und verringert die Reichweite. Denn eine vorzeitig leer werdende Zelle führt zu Fehler-Zuständen via BMS.

Grundsätzlich ergibt sich die Frage was schadet mehr, häufiges Nicht-Voll-Laden mit verringerter Alterung aber dem Risiko des Auseinanderdriftens
oder häufiges Voll-Laden auf 100% mit Balancing und einer vermeintlichen Verringerung der Lebensdauer.

Meine Meinung dazu und eben nicht nur meine:
Wird demnächst oder am nächsten Tag wieder gefahren, ist es generell sinnvoll vollständig, eventuell sogar über Nacht aufzuladen. Nur wenn nicht gefahren wird, gilt die zum Lagern empfohlene Ladung auf 50%-80%.
Dauerndes Anschließen ans Ladegerät führt zwar nicht zur Überladung, der Akku ist aber ständig bei 100% und verstärktem Altern ausgesetzt.
Ein Problem ergibt sich in der Praxis jedenfalls bei meinem M1pro: Leider bedeutet offensichtlich die Lampe grün am Ladegerät nicht den kompletten Abschluss des Balance-Vorgangs, das wurde hier auch schon anderweitig berichtet. Eine Leistungsmessung zeigt das echte Ende deutlich später, dann wenn die vom Ladegerät aufgenommene Leistung nicht weiter sinkt. Das kann weit mehr als eine Stunde sein.
Ich vermute nun dass das bei den anderen Modellen ähnlich ist.
Also nach "Grün" noch etwas dranlassen kann nicht schaden.

Gruß Nobu

[Norbert]

Moin,

Wenn Deine Vermutung stimmt, dann wäre das was das BMS macht nur Ballancing, also wenn eine Zelle voll wird, wird sie belastet.
Da wäre ich etwas enttäuscht denn gute Ladegeräte machen sog. Equalizing, d.h. ein Rechner überwacht ständig alle Zellen und Zellen die über dem Durchschnitt liegen werden während des Ladens schon belastet. Damit würden die Zellen dann angeglichen sein auch wenn man immer nur auf 80% läd.
Das bedingt, daß jede Parallelschaltung der Zellen mit einem Rechner kommuniziert. Bei einem China-Pedelec für 500€ würde ich das nicht erwarten aber bei solchen Trümmern von Akku ist der elektronische Aufwand dafür nicht so groß und hat erhebliche Vorteile.
Das von Dir beobachtete Verhalten lässt sich auch anders erklären. Das ist ja stumpf I-U, also erstmal max. Strom bis die Ladeschlussspannung erreicht ist. Dann sinkt der Ladestrom. Kriterium für die Erkennung "Voll" ist dann 10% vom ursprünglichen Ladestrom. Dann ist der Akku zu 99% voll, weiter laden bringt nichts messbares mehr, es geht aber noch was rein und der Strom sinkt weiter.
Wenn das BMS Equalizing macht, wäre es egal wie man läd. Ist es nur Ballancing (also ganz am Ende), dann sollte maan zumindest gelegentlich mal 1-2h auch bei grün weiterladen. Ist es Equalizing, würde das aber auch nicht schaden.
Ich denke jeder läd den Akku auch mal über Nacht, wenn eine längere Strecke ansteht, von daher ist es bei den Meisten wohl wurscht. Moderne Zellen mit so moderater Belastung driften nicht so dramatisch auseinander, wenn man jede 10.-20. Ladung mal länger läd, sollte das locker reichen. Wenn es nicht sogar Equalizing ist, dann wäre es vollkommen egal.
Bei meinem M+ Sport muss der 2kWh-Akku max. 2kW liefern. Im Modellbau quält man die Akkus so, als wenn mein M+ mit 20kW an der Ampel lossprintet (was wohl den Reifen zerfetzen würde) und der Roller 160 Sachen läuft, da ist das ein anderes Thema. Da ist man dann aber auch mit 100 Ladezyklen zufrieden.

Fazit: Ich weiß es nicht. Gelegentlich mal 1-2h länger schadet nicht, ob es was nützt kann man so nicht sagen, ich halte es für unwahrscheinlich.
Wer aber zur Akkuschonung immer konsequent nur auf 80% läd, geht ein Risiko ein. Alle 10-20 Zyklen mal länger dran lassen sollte aber bei Jedem automatisch vorkommen. Zur Sicherheit sollte man es zumindest tun.

Um es genauer zu wissen müsste man mal an einem offenen Akku während des Ladens messsen.
Ich wäre zwar neugierig aber ich schraube meinen nagelneuen Akku mit noch nichtmal 2 vollen Zyklen dafür jetzt nicht auf.
Erstmal will ich gleich rauskriegen, ob ich wirklich das Gegenteil eines Montagsakkus erwischt habe oder ob die %-Anzeige bei dem frischen Akku noch nicht so ganz stimmt.
45km mit der zweiten Ladung und noch 53%. Das würde bedeuten, daß ich 80km schaffe, bevor er in Schleichfahrt übergeht. Kann ich noch nicht ganz glauben und der Akku wird ja noch besser bis zum 5. Zyklus.
Ich wollte eigentlich gleich zu meinen Eltern aber das wären knapp 30km hin und zurück. Traue ich der Anzeige rechnerisch, sollte ich das locker schaffen. Glaube ich den Erfahrungen, fahre ich die letzten 5-10km mit max 20 auf dem Radweg nach hause.
Das riskiere ich jetzt mal lieber nicht sondern lutsche den Akku jetzt einfach mal in der Gegend leer.

Gruß,
Norbert

[Heikox]

@Norbert
der M+ Akku liefert maxxxxximal 1,8 Kwh, dann ist er laut Roller und App leer. Ich habe bisher als maximum 1,77 KWh reinbekommen (incl Ladeverluste)und bei 6% Restanzeige. Das ist eben der Puffer von Niu. Leer ist gleich nicht leer, sondern 10 oder 15%, um Tiefentladung unmöglich zu machen.
Balancen dauert bei mir über ne Std. Ich lade immer voll, lasse den Akku dann auch mal paar Tage so stehen. Juckt mich nicht.
Beim laden fängt er so um 240 Watt an, geht nach ner halben std hoch bis knapp über 300 Watt und dann nach paat Std wieder runter auf 270, 280. Dann geht die Leistung langsam runter. Ab ca 70 Watt, nach vielen Stunden, blinkt noch ein Weilchen die letzte LED, dann leuchten alle LED, er zieht aber noch Strom (Balancen). Dabei sinkt dier Leistungswert allmählich immer weiter. 50 Watt, 40, 30, 20, 10, Wann die grüne Lampe kommt, weiß ich nicht. Voll ist meiner incl Balancen, wenn die Leistung sich bei um die 2 Watt einpegelt. Das ist wohl das, was das Ladegerät immer zieht.
Bei 54% Akku gehen bei mir 1,02 und 1,06Kwh rein. Hatte ich 2 mal. Bei 56% hatte ich mal genau 1Kwh. Bei 42% 1,25Kwh usw.
Habe bisher 72 mal geladen und 95,1 Punkte. Entspricht also 49 Vollzyklen.

Achso und:
45km mit der zweiten Ladung und noch 53%. Das würde bedeuten, daß ich 80km schaffe, bevor er in Schleichfahrt übergeht. Kann ich noch nicht ganz glauben und der Akku wird ja noch besser bis zum 5. Zyklus.
Du kannst nicht bis 50% fahren und dann auf 100% extrapolieren, indem du mal 2 nimmst, da unter 30% nur noch wenige Km geschafft werden. Das hängt mit der fallenden Spannung zusammen. Bei gleicher Leistung MUSS also die Stromstärke steigen. Das heite 10% Akku = 10Km bei vollem Akku, aber 10% = 3 oder 4 Km bei 20%. Dazu gibts aber bessere Beiträge im Forum als meiner hier.

[Nobu]

Hallo Norbert,
Du hast recht, welches Balancing-Prinzip (passiv/aktiv) hier tatsächlich angewandt wird ist nicht bekannt. Dass aber nach dem "Grünen Ladeschluss" doch noch so lange Leistung aufgenommen wird und demnach noch irgend etwas passiert ist schon interessant. Selbst wenn es das das Abklingen des Ladestromes (bei U-const) ist, wäre dabei ein so frühes "Grün" seltsam.

Gruß Nobu

[Norbert]

Moin,

Nach meiner Erfahrung mit Modellbau-Lipos von mir ein klares und deutliches JEIN.
Wenn der Akku auf Ladeschlussspanung nur noch 0,1C annimmt ist er zu 99% voll.
Von welcher Leistung reden wir denn?
Bei meinem M+ Sport werden die 42Ah mit 5,2A geladen. Wenn da die Ladeschlussspannung erreicht ist, ist der Akku praktisch schon voll.
Vielleicht wartet das Ladegerät noch auf 2,6 oder 2,1A (0,05C) aber da geht fast nichts mehr rein.

Wenn man es genau wissen will und Du die Leistung messen kannst: 10-20x nicht auf 100% laden und dann 2-3x auf 100%.
Wenn sich das am Ende jenseits der grünen Lampe bei den 2-3x auf 100% unterscheidet, ist es passives Ballancing.
Sieht das gleich aus, ist es aktives Equalizing oder die Zellen sind nicht auseinandergedriftet.

Ich hab jetzt gerade mit meinem M+ Sport mit dem zweiten Ladezyklus 70,6km geschafft und der Akku war auf 12% runter.
Wenn der bis zum 5. Zyklus noch besser wird, habe ich wohl das Gegenteil von einem Montagsakku erwischt.

Gruß,
Norbert

[Heikox]

5,2A ist das, was das Ladegerät max abgibt. Aber die fließen doch nicht ständig von Anfang bis Ende des Ladevorganges. Das BMS regelt den Ladestrom...

[Alf]

Nobu » So 28. Jul 2019, 13:25
was schadet mehr, häufiges Nicht-Voll-Laden mit verringerter Alterung aber dem Risiko des Auseinanderdriftens

Den Ansatz grundsätzlich halte ich schon für falsch:
Nichtvolladen führt zwangsläufig dazu, das der Accu schneller altert. Alleine aus dem Grund, das der Accu im Betrieb immer tiefer entladen wird.
Dadurch können einzelne Zellen im Verbund noch tiefer entladen werden als das Geschwisterchen. Da ein BMS grundsätzlich eine geringe Leistung beim Balancieren hat, kann die Electronik im Betrieb nix ausgleichen.
Deshalb nach jeder Fahrt immer volladen. Storageladung ist immer irgendetwas zwischen 100%-40%.

[Nobu]

Schön, jetzt funktioniert der Fred für dieses unerschöpfliche Thema...

Den Ansatz grundsätzlich halte ich schon für falsch:
Nichtvolladen führt zwangsläufig dazu, das der Accu schneller altert. Alleine aus dem Grund, das der Accu im Betrieb immer tiefer entladen wird.
Dadurch können einzelne Zellen im Verbund noch tiefer entladen werden als das Geschwisterchen.

@Alf das steht doch in meinem Post:

Je mehr Einzelzellen eine Batterie hat umso wichtiger ist ein vollständig ausgeführter Balance-Vorgang, denn umso größer ist rein statistisch die Wahrscheinlichkeit dass unterschiedliche Ladezustände der Zellen entstehen.
Werden durch viele Teilladungen ohne zu Ende geführtes Balancing einzelne Zellen unterschiedlich hat das mit Sicherheit Auswirkungen auf die aktuell verfügbare Kapazität und verringert die Reichweite. Denn eine vorzeitig leer werdende Zelle führt zu Fehler-Zuständen via BMS.

Gruß Nobu

[Alf]

Stimmt, sorry, hatte ich überlesen. Kommt davon wenn man Text überfliegt.
Aber Kern der Sache ist schon mein Beitrag. Das mache ich schon Jahre so, und hatte noch nie Schwierigkeiten. Im Gegenteil.
Für mich braucht es da keine Diskussion zu geben. Außer es kommt neue Chemie.

[Nobu]

...ich entschuldige mich auch, das ist der Fluch zu langer Beiträge...
Nobu