Technische Frage an Bob bezüglich Cell Balancing und Sicherheit von Akkus

[jan_k]

Hallo,

vor einiger Zeit hat ein ProCore 4Ah bei mir kurz nach der Garantie semi-verabschiedet. Das bedeutet, dass die Laufzeit trotz weniger Zyklen sich deutlich verkürzt hat - Passiert. Ein Fehler seitens des Ladegerätes gab es nicht. Der Akku wurde natürlich fachgerecht entsorgt. Allerdings sind mir ein paar Fragen aufgekommen.

Ein Öffnen vom Akku ist natürlich u.U. gefährlich und daher nicht zu empfehlen, weshalb ich mit Hilfe meiner Glaskugel die folgenden Annahmen mache:

Nehmen wir mal an, dass eine Zelle hops gegangen ist und die Zellspannung deutlich niedriger, als die Spannung der anderen Zellen ist, sodass es bei einem vollständigen Laden des Akkus zu einer nominellen Überladung der restlichen Zellen kommt.

Dies ist ja eigentlich ein Zustand, welcher durch Cell Balancing vermieden oder mit einzel bzw. partieller Überwachung der Zellspannungen erkannt werden kann. Anscheinend verfügt der ProCore 4Ah (trotz nun integrierter Elektronik) nicht über diese Funktionalität. Aus persönlichem Interesse würde mich Interessieren, ob die größeren ProCores über das Feature verfügen. Aus fachlicher Sicht finde ich die Entscheidung Interessant, da viele Akkusysteme heutzutage über Cell Balancing verfügen. Ohne bösen Hintergedanken, würde mich aus fachlicher sicht ernsthaft interessieren, welche Gründe (abgesehen von wirtschaftlichen Gründen) für ein unbalanciertes Design sprechen.

Beste Grüße
Jan

[willyausdemnorden]

Moin
Herzliches Willkommen im Forum !
Den Bereich "Akkus" gehören "Batterien" dazu, Batterien im Fachjargon.
Zum Thema wegen Balance mag stimmen oder doch nicht .
Dort gibts verschiedene Meinungen.
Meiner Ansicht nach halten "Akkus" von Bosch Professional als auch Bosch Diy sehr halt lange haltbar.
Viele Jahre gute Akkus, wenig an Mängeln.
Grad gibts zig verschiedene Hersteller und ja, diese Zellen sind unterschiedliche dabei, auch billige wie teurere.
Bosch ist seitens der Akkuhersteller mit dabei, Bosch gewisse Qualitäten verlangt.
Kurzum: Bosch bestellt die Akkus, balancen nicht nötig.
Eigentlich klar, nur gute Zellen können "zusammenarbeiten" sobald eine Zelle aus der Reihe tanzt, gibts entsorgen und neue gekauft.
--Ausserdem sind Boschs Akkus recht günstig zu bekommen--
.
Heute werden Balancer am Reklame machen, leider auch unterschiedliche Zellen im Verbund ?
Dürfen jetzt auch billigere unterschiedliche Zellen am Verkaufen weil sie grad am balancieren?
Mir wärs lieber meine guten Akkus vom Bosch wie gehabt.
..
Es gab hier vor Jahren einen Podcast zu hören, ich fand recht interessant.
http://omegataupodcast.net/222-batterien/

Gruss Willy


 

[Holger_Schrade]

Hallo,

Wie Willy schon völlig richtig geschrieben hat, brauchen sehr gut selektierte Zellen kein Balancing.

Was mit den ProCore Akkus allerdings meine Wissens nach eingeführt wurde ist ein Single Cell Monitoring, also jede Zelle wird überwacht, und sollte deine Zelle aus der Reihe tanzen, wird der Akku elektronisch verriegelt.

Aber ich weiß zum Thema Balacing wird extrem viel im Netz diskutiert, allerdings kommt das meiste aus dem Modellbau Bereich und leider hat man als Endanwender kaum eine Chance an die  guten selektieren Zellen zu kommen, die gehen an die OEMs und was da aus dem Muster fällt wird als einzelzelle Verkauft.

Grüße

[ovi651]

 

erstellt von Holger Schrade am 07.01.2022, 07:58 Uhr
Hallo,

also jede Zelle wird überwacht, und sollte deine Zelle aus der Reihe tanzen, wird der Akku elektronisch verriegelt.

 

Ja-neee, das ist ein typisches Jain.

Bei den einlagigen Akkus: Ja.
Die Zweilagigen bzw. Dreilagigen sind aber keine 5s2p bzw. 5s3p, sondern 2p5s bzw. 3p5s.

D.h. es sind 2 bzw. 3 Zellen paralell geschaltet und davon dann 5 ”Steine” in Reihe.
Alle 4 Verbindungspunkte sind überwacht.

Das kann ich Lebensversicherungssicher nicht für jeden aktuellen Akku sagen, aber für so manche Modelle schon - und wiso sollte es kein Grundsatz sein.

Auch ein aktueller 4Ah nicht ProCORE hat das so und damit zu fundiertem Halbwissen:

Ich meine irgendwo quergelesen zu haben das'sas Überwachen dieser Xp-Steine Vorschrift ist oder geworden ist.
Somit dürften Nicht-ProCOREs ohne diese Überwachung nicht (mehr?) verkauft werden.
Dieses Halbwissen wird dadurch unterstützt das mein oller 2Ah von 11/2016 diese Überwachung nicht hat.

[jan_k]

Moin,

erstellt von willyausdemnorden am 06.01.2022, 17:02 Uhr
Herzliches Willkommen im Forum !
[...]
Meiner Ansicht nach halten "Akkus" von Bosch Professional als auch Bosch Diy sehr halt lange haltbar.
Viele Jahre gute Akkus, wenig an Mängeln.

Vielen Dank noch einmal. Ausfälle kommen vor - Jede Firma unterliegt der Badewannenkurve ;-). Meine GBA's waren ebenfalls bisher sehr zuverlässig. Mit zwei 4Ah-ProCores habe ich halt Pech gehabt, dieses mal halt außerhalb der Garantie. Passiert.

erstellt von Holger Schrade am 07.01.2022, 07:58 Uhr
also jede Zelle wird überwacht, und sollte deine Zelle aus der Reihe tanzen, wird der Akku elektronisch verriegelt.

Ich war mir erst gar nicht so sicher. Daher habe ich noch einmal auf verschiedene Fotos von Teardowns geguckt. So, wie es scheint, haben die ProCores anscheinend generell keine Überwachung der einzelnen Zellspannungen integriert. Das finde ich insofern interessant, dass die zweilagigen GBA's anscheinend darüber verfügen.

Anders an den 4Ah PC's ist allerdings, dass diese eine Einzelüberwachung der Zelltemperaturen besitzen, was bei den höheren Leistungen auch Sinn macht. Ich kann mir vorstellen, dass dadurch auch theoretisch die Absicherung der Überladungen gedeckelt ist - Schließlich führt ja ein Überladen zu einer Hitzeentwicklung. Eine Messung - Mehrere Zwecke.

Aber ich weiß zum Thema Balacing wird extrem viel im Netz diskutiert, allerdings kommt das meiste aus dem Modellbau Bereich und leider hat man als Endanwender kaum eine Chance an die  guten selektieren Zellen zu kommen, die gehen an die OEMs und was da aus dem Muster fällt wird als einzelzelle Verkauft.

Dass Binning bei LEDs betrieben wird wusste ich, für Innenwiederstände von Akkus wusste ich das noch nicht. Wieder was dazugelernt. Ohne es genau zu wissen, war ich innerlich der Überzeugung, dass höherwertige Akkus heutzutage Balancing integriert haben, da es durch die schiere Masse an Powerbanks usw. sehr billige und kompakte balacing ICs von Infineon und Co. gibt. Anscheinend ist das aber auch bei gleichwertigen Mitbewerbern nicht groß anders. Als Endanwender finde ich balancing generell gut, da man so im Zweifelsfall mehr Leben aus einem Akku bekommen kann. Fachlich habe ich in diesem Bezug keine Ahnung.

P.s. @Holger: Gibt es nicht auch ~21V Fahrtenregler? An manchen deutschen Hochschulen soll es wohl auch den einen oder anderen unsachgemäß verwendeten 12Ah-ProCore geben, welche Testsysteme für autonomes Fahren befeuern. 😉

Beste Grüße
Jan

 

[ovi651]

 

erstellt von jan_k am 07.01.2022, 21:17 Uhr
 So, wie es scheint, haben die ProCores anscheinend generell keine Überwachung der einzelnen Zellspannungen integriert. 
Anders an den 4Ah PC's ist allerdings, dass diese eine Einzelüberwachung der Zelltemperaturen besitzen, was bei den höheren Leistungen auch Sinn macht. 

Beide Aussagen sind falsch.

https://youtu.be/vKLTxQQQooU?t=492