Akkuzelle defekt - welche Folgen sind zu erwarten?

[Ionenfänger]

Hallo zusammen, aufgrund neuer Erkenntnis beginne ich ein weiteres Thema und hoffe, dass mir jemand hilft, den Gesamtschaden zu beurteilen.

Hier nochmal die Hintergründe: Kreidler Galactica 2.0 electro, zunächst keine Fahrfunktion, Grund aber gefunden. Nebenschauplatz: Spannungswandler 12 V defekt. Ich besitze den Roller erst seit einer Woche, Vorbehandlung unbekannt.

Erkenntnis neu: eine Akkuzelle liefert keine Spannung (Kurzschluss - an ausgerechnet die Zelle war ich vorher nicht drangekommen), alle anderen 15 Zellen liefern je 3,3V. Das ganze Akkupack liefert ca. 50V. Ich habe festgestellt, das das BMS den Strom am "low-V"-Port unterbricht. Wenn man den "low-V"-Port des BMS trennt und fahrzeugseitig überbrückt, fährt der Roller, woraus ich schliesse, dass der Fahrzeug-Controller in Ordnung ist.

Bei einem heutigen Ladevorgang begann die Anzeige am Ladegerät bei 20%, entwickelt sich aber innerhalb von ca. 20 Minuten bis voll. Info: da das BMS mit 12V Versorgt wird, habe ich den defekten Spannungswandler für die Ladezeit durch eine 12V Batterie (Auto) ersetzt.

Dann ca. 1km zum Test gefahren. Dabei fiel die Batterieanzeige beim Beschleunigen und leichten Anstieg immer in den roten "L"-Bereich. Eine Messung danach im Stand unter Last (gegen die Bremse) direkt an den Polen des Akkupacks zeigte, dass die Spannung von ca. 50V auf 47..48V abfällt, sich bei Entlastung aber wieder sofort auf 50V erholt. Die Einzelmessung an einer intakten Zelle zeigt einen Spannungsabfall von 3,3V auf ca. 3V unter simulierter Last.

Meine Fragen sind jetzt folgende:

1. Kann der "low V"-Port vom BMS deshalb unterbrochen worden sein, weil die eine defekte Akkuzelle keine Spannung liefert? Wo doch alle anderen gut im Saft stehen. Oder lässt das Lastverhalten tatsächlich auf Gesamtladung "low" schlissen?

2. sind ähnliche Fälle bekannt, wo eine Zelle defekt war und können die anderen Zellen davon in Mitleidenschaft gezogen worden sein, weil sich das Ladegerät oder BMS an der defekten Zelle orientiert?

3. Muss ich eine Tiefentladung und damit das Ende des gesamten Akkupacks fürchten?

4. Der Vorbesitzer hat eine ordentliche Akkupflege im Winter zugesagt. Kann es sein, dass die Ladungen alle nicht funktioniert haben, weil das BMS evtl. Schon da nicht mit 12V versorgt wurde (defekter Spannungswandler)?

Bin sehr auf euren Rat gespannt.

Viele Grüsse, Ionenfänger

[ZukunftERoller]

Hi,
ich versuche es mal, mit meinen bisherigen Erfahrungen teilweise zu beantworten, weil ich das selbe Modell habe (aber elektrotechnisch nicht so gut aufgestellt bin, wie andere hier im Forum).
Zu 1. Händleraussage: "wenn eine Zelle defekt ist werden Sie es direkt merken. Dann steht der Roller ..."
Wohl, weil die Zellen in Reihe geschaltet sind und der Controller oder das BMS sagt " nö, dann darfst Du nicht mehr....kümmere Dich erst um die Zelle..."
Meine Akkus sind am Ladeschluß ca. 55.8V geladen. 1 Tag später oder auch früher hat sich der Pack auf ca. 54.6V eingependelt. Das passt also, wenn Du eine Zelle aus dem Verbund nimmst mit den ca. 50V

Btw. Wie kannst Du die Last simulieren, wenn Du bremst (hältst du das Rad fest ? normalerweise schaltet sich sofort der Vortrieb ab, wenn die Bremshebel betätigt werden.

Ich weiss leider nicht, wie unser Ladegerät und das BMS auf eine defekte Zelle reagieren.evt. erkennt es den Mangel anhand der Verdrahtung und versucht z.b. nicht, den Pack, also alle (vermeintlichen) 16 zellen irgendwie vollzukriegen und überlädt damit andere??
Einzelne zellen sind ja durch die balancer ein wenig gegen überladen geschützt. Evt musst du das mal durch Einzelzellenüberwachung beim Laden genau
beobachten. Wenn alle bis auf die zweite Stelle hinter dem Komma so ca. 3.50 bis 3.65V kurz vor Ladeschluss gleichauf sind, sieht das doch schon mal gut aus...

Evt. hilft das hier noch?
http://www.eskutr.cz/images/bms%20manual.pdf

[Ionenfänger]

Hallo Alfred, nur zur Sicherheit: meinst du 12v mit Bordspannung.

Und noch eine Rückfrage: kann ich denn das BMS einfach ausbauen und dann ohne dies fahren? Kannst du mir beschreiben, wie ich dann lade, ohne die Akkus kaputt zu machen. Würde allein das Ladegerät schon rechtzeitig abschalten?

[STW]

Ich bin zwar nicht Alf, aber ... mit Bordspannung sind 48V gemeint, weil wir die an Bord haben.

Das BMS könnte man ausbauen / überlisten oder sonstwie manipulieren, aber je nach Akkuchemie hat man dann einen potentiellen Brandsatz. Auch sollte klar sein, dass das Ladegerät für eine bestimmte Anzahl von Zellen justiert ist und man daher nicht mal eben eine weglässt oder hinzunimmt oder oder oder.

Ich sag es mal deutlicher: lass das BMS von einem Fachmann durchmessen und die defekte Zelle austauschen (wichtig ist mir das Wort "Fachmann"). Alles andere ist Pfusch und führt zum schnellen und sicheren Tod weiterer Bauteile im Roller oder zur spontanen Selbstentzündung.
Im Moment vermittelst Du mit Deinen Fragen den Eindruck, dass Du mit einer derartigen Reparatur vom Know-How her überfordert bist - darum lass einen Fachmann daran. Der wird Dir zwar je nach Defekt zwischen 150 - 500€ abknöpfen, aber das ist weniger ärgerlicher als ein Rollerbrand.

[Ionenfänger]

Hallo STW, hallo Forum,

Im Moment vermittelst Du mit Deinen Fragen den Eindruck, dass Du mit einer derartigen Reparatur vom Know-How her überfordert bist

nun ja - meine Welt ist eher der mechanische Teil von Maschinen, alles was sich bewegt, Kraft überträgt oder Belastungen standhalten muss. Elektrotechnik kam im Studium zwar auch vor, jedoch fehlen ganz deutlich die tieferen Kenntnisse und Zusammenhänge.

Ich habe den Roller ja defekt gekauft und versuche analytisch den Fehler einzugrenzen und den finanziellen Aufwand abzuschätzen. An Brandgefahr und Balancierung habe ich zunächst tatsächlich nicht gedacht. Kabel und Stromführungen zu verfolgen, mit Erklärung der Baukomponenten Funktionen und Wechselwirkungen untereinander zu erfassen - das gelingt mir eigentlich immer ganz gut, auch wenn ich die Hintergründe nicht von Beginn an kenne.

Hier im Forum freue ich mich, dass man Erfahrungen und Fachwissen findet. Bevor ich also die Zügel an einen Fachmann weitergebe, bin ich dankbar, dass ich hier etwas lernen kann. Außerdem ist der nächste Händler 30 km entfernt und ich scheue noch den Transport.

Deshalb bitte ich hier noch einmal um ein paar Meinungen:

1. was haltet ihr für wahrscheinlicher: das das BMS die eine defekte Zelle verursacht hat oder das die Zelle anderweitig einen Schaden hatte und das BMS den "Tod" nicht verhindern konnte.

2. Kann man, mit ausreichender Vorsicht vor Kurzschlüssen, eine einzelne Zelle selbst austauschen? D.h. alle Kabel von Block 4 des Akkupack lösen (incl. BMS-Leitungen) und Block aus Fahrzeug raus, defekte Zelle aus dem Verbund trennen, Balancerboard runter und auf neue Zelle draufschrauben, neue Zelle wieder in Verbund einsetzen, alles wieder ins Fahrzeug und verkabeln.

3. wie muss ich die neue Zelle vorbereiten oder kann das der Fachhändler tun, bei dem ich die Zelle kaufe?

4. besteht aufgrund des dann unterschiedlichen Alters der einen Zelle eine Gefahr/ ein Nachteil für das gesamte Akkupack. Das Akkupack hat den Roller bisher 2400 km angetrieben.

Ich würde mich sehr freuen, wenn ich noch etwas Unterstützung bekommen könnte.

Viele Grüße, Ionenfänger

[Ionenfänger]

Hallo zusammen, nach ein paar klärenden Gewittern und etwas kühlerem Kopf befasse ich mich heute mal wieder mit meinen Rollerprojekt. Ich hatte ja in meinem letzten Beitrag schon ein paar Fragen zum Wechsel einer einzelnen Zelle aus dem Akkupack gestellt. Da wäre ich für Erfahrungen und Hinweise immer noch dankbar.

Heute wüsste ich noch gerne ergänzend, ob jemand Erfahrungen mit den Akkus von www.Innopower.de hat. Ich müsste die Abmessungen noch mal prüfen, aber Werte scheinen zu passen. Die Angebote sind ca. 30% günstiger als beim Kreidler-Händler.

Vielen Dank im Voraus.

[MEroller]

Innopower vertreibt GBS LiFeMnPO4 Zellen, wie ich sie auch schon seit nunmehr 4 Jahren fahre. Das sind ca. 1000 Teilladezyklen (mit Ladehub zwischen ca. 60 und 97%), wobei mir einzelne Zellen inzwischen auf nur noch ca. 60% ihrer Neukapa gefallen sind. Mir reicht das, aber anderen womöglich nicht. Die GBS Zellen fühlen sich am wohlsten zwischen minimal 15 und ca. 35°C, darunter steigt ihr Innenwiderstand stark an, was die Nutzbarkeit bei tieferen Temp. ebenso stark einschränkt.

Wichtig beim Austausch einzelner Zellen im Verbund ist, dass vorher die gesamte Batterie voll geladen wird mit dem normalen Lader, und dann (nach mindestens 3h Beruhigungszeit) jede Zellspannung einzeln gemessen wird. Mit einem Modellbaulader können ggf. Zellen mit deutlich kleiner Spannung (ab >5mV wird es interessant) einzeln nachgeladen werden, bis alle im Verbund möglichst gleich sind. Die Ersatzzelle muss genauso mit Einzelladung auf diese Spannung gebracht werden. Erst dann kann die defekte mit der neuen getauscht werden.
Aber auch das kann mechanisch eine fürchterliche Angelegenheit werden, da die Zellen häufig in vierer-Packs zwischen zwei Alu-Platten mit Stahlbändern verspannt sind. Häufig stehen diese enorm unter Spannung (mechanisch!), so dass fast schon ein Monsterschraubstock zur Verfügung stehen sollte, um den neuen Zellverbund wieder mit den Stahlbändern zu verspannen. Der Einzelzelltausch ist somit non-trivial...

[Ionenfänger]

... es gibt also neben den elektronischen Besonderheiten auch durchaus mechanische Schwierigkeiten, die zu bewältigen sind.

Vielleicht noch eine Frage zu den Zellenunterschieden. In meinem Roller sind LiFePo´s verbaut. Kann ich da eine einzelne LiFeMnPO4 Zelle überhaupt dazwischen packen?

Habe hier mal den Link zu den Innopower-Angeboten. Die geben dort viel mehr Zyklen an: http://www.innopower.de/shop/german/lif ... -40ah.html

[STW]

Keine Zellchemie mischen. Das geht schief. Wenn LiFePo4 drin ist, auch nur durch gleiche Chemie ersetzen. Man kann vielleicht noch den Hersteller wechseln, falls die Rahmendaten ungefährt identisch sind (Ladeschlußspannung, Innenwiderstand usw.)

Datenblätter geben genau eine Situation wieder - und die ist nicht öffentlich dokumentiert. Mit welchen Lade- und Entladeströmen wurde gemessen, Umgebungstemperatur, ..., das sind alles offene Fragen. Laborwerte ersetzen keine Strassenerfahrungen.

[MEroller]

...Habe hier mal den Link zu den Innopower-Angeboten. Die geben dort viel mehr Zyklen an:

Es sind leider Lügner. Vielleicht werden 2000 Vollzyklen bis 80% Kapa erreicht mit einer Einzelzelle bei 20°C und 0,5C (läppische 20A wären das...) Entlade- und Ladestrom.
Im realen Roller sind das halt mal 1,5C (60A) Dauerentladestrom, mit Spitzen über 3C (120A), 24 Stück im Verbund, und bei Umgebungstemp. von -10 bis +40°C. Zwar heize ich meine Batterie vor, so dass die -10°C nie auftreten, aber trotzdem sind bei mir Einzelzellen mit noch lange nicht 1000 Teil-Zyklen schon auf unter 60% der Anfangskapa gefallen. Das ist die schnöde und unbestechliche Realität