Optimale Ladeendspannung für Li-Akku (z.B. 72V)?

[Simson-Micha]

Hier mal noch die Kurve mit dem Abbruch bei 4.2V und damit abgebrochener CV-Phase. Diese Kurve hatte ich vor einem Jahr aufgenommen, später brach sie schon eher ab.

[didithekid]

Hallo,

Nun dieser Kurve entnehme ich, dass die Zellen nahe an 4,2 Volt herangebracht worden sind und bei überschreiten der im BMS hinterlegten Spannungsschwelle dies seine SOC-Schätzung von rund 95% auf 100% korrigiert hat (Sprung nach oben). Beim Unterschreiten der Stromschwelle des Ladegerätes (2,4 Ampere) oder alternativ bei erstem Zellenstrang oberhalb von 4,2 Volt (wenn die Anzeige so grob ist) wurde dann das Laden beendet (unklar ob vom Ladegerät oder vom BMS). Nachdem kein Ladestrom mehr floss, gingen die Spannungen der Zellenstränge dann auf 4,18 Volt zurück. Das sieht doch eigentlich ganz normal aus. Üblich wäre auch, dass es am nächsten Tag nur noch 4,16 Volt sind.

Auch die Aktuelle Ladekurve auf der Vorseite hat ja den Sprung am Schluss auf 100% und zu deiner Interpretation 82 Volt wären nur 80%, habe ich jetzt immerhin nachvollziehen können, wie Du das wohl verstanden hast (bzw. haben könntest).
Die CC/CV-Betrachtung ist das theoretische Ladeverfahren, was beim Labortest der einzelnen Zellen auch angewandt wird. Da wird nach Umschaltung auf CV eine Zelle mit konstant 4,2 Volt vom Labornetzgerät beaufschlagt, bis diese sich restlos mit Strom hat "vollsaugen" können.
Das ist aber eher theoretisch.
Die realen Ladegeräte (für 20 Zellenstränge in Serie) der Fahrzeuge fangen schon oberhalb von 82 Volt an den Strom zu reduzieren, damit das BMS nicht zu früh den Ladestrom-Strom-Cut ausführt. Die Zeit, um die vorlaufenden Zellenstränge mit dem Balancer-Strom zu umgehen, wird da länger und die nachlaufenden Zellenstränge können an Spannung aufholen. Je nach Ladegerät sinkt also der Ladestrom bis 83Volt schon auf weniger als die Hälfte, ohne dass ein CC/CV Umschaltpunkt da wäre. Und bei Stromschwelle von z. B. 25% des Anfangsladestromes, korrespondierend mit 83,xy Volt schaltet das Ladegerät komplett ab (auch ohne Eingriff des BMS).
In der unbalancierten Akku-Batterie wird dagegen ein Zellenstrsng vorher an die 4,2 Volt-Schwelle "stoßen" und das BMS trennt. Beiden Abschaltarten gemein ist, dass nach ein paar Stunden Ruhezeit irgendwo unterhalb 83 Volt wieder zugeschaltet und noch etwas weiter angeglichen wird (falls das Ladegerät da noch am Strom-Netz eingesteckt ist).

Das andere Problem ist die Ermittlung des Ladezustandes SOC. Den kann auch das BMS nur "erahnen" und es ist ganz wichtig, dass das BMS die reale Kapazität des Akkus dafür kennt. Trotzdem bleibt eine Drift, wenn entnommene Amperestunden und nachgelade Amperestunden gemessen werden. Das Schätzwerk im BMS kann auch mit eingerechnet einer Drift arbeiten, aber üblich ist die Volladekorrektur bei Erreichen von z. B. 83,5 Volt Ladespannung (-> automatisch auf 100%).
Falls der Nutzer im BMS eine Kapazität des Akkus programmiert hat, die dem Brutto-Wert entspricht, wird es da natürlich übel. Da ist der Akku bei angezeigten 15% SOC evtl. schon leer, wenn nur 85% der beworbenen Ah tatsächlich im Arbeitsbereich nutzbar sind.
Ich würde bei so einem Projekt immer erst 75% der Brutto-Kapazität im BMS als nutzbare Kapazität einprogrammieren und mal auf 10% SOC herunterfahren, um die Spannung zu betrachten, die dann übrig ist.
"Aufdrehen" kann man immer noch, wenn das Vetrauen in den Akku gewachsen ist.

Viele Grüße
Didi

[Simson-Micha]

Wow, sehr detaillierte Information, vielen Dank für Deine Mühe.

Ich habe mal noch die worst case Kurve vom problematischen 400W Ladegerät gefunden, welches ich mittlerweile nicht mehr verwende. Hier hat es die CV-Phase erst gar nicht erreicht und der SOC-Wert wurde recht stark einfach hochkorrigiert. Das habe ich dann bei der geringen Reichweite auch gespürt.

[didithekid]

Hallo,
Ja, da hat das Ladegerät mit 5 Ampere durchgeladen, bis das BMS weiteres Laden verhindert hat.
Ein echtes CC/CV-Ladegerät schlägt bei einem seriell aufgebauten Akku eben so an den Anschlag (erste Zelle auf 4,2 Volt), wenn die Zellen vorher aus der Balance geraten waren.
Tatsächlich wurden da für die übrigen Zellen Ladespannungen von 4,19x Volt erreicht, aber bei 5 Ampere Stromfluss. Unter Berücksichtigung des Innenwiderstandes der Zellen war das aber nur eine Aufladung bis 4,13 Volt plus 0,06 Volt Spannungsabfall bei eben diesen 5 Ampere, die nach Ladestromabschaltung sofort weg sind.

Viele Grüße
Didi