Moin,
nachdem was ich so gelesen habe zu LFP/LiFePO4 Akkus habe ich ein paar Fragezeichen beim Verständnis. Vielleicht weiß jemand von euch dazu etwas, dann würde ich mich über eine Antwort freuen.
1) Kapazitätstests sinnvoll/schädigend?
Offenbar mögen LFP Akkus keine Tiefentladung. Das mögen NMC Zellen zwar auch nicht, aber LFPs scheinen darauf empfindlicher zu reagieren. Wenn man nun nach Erhalt aber zum Testen der Kapazität die Dinger erst mal bis 100% lädt und dann wieder bis knapp vor 0% entlädt, schadet man doch der Zelle, oder?
2) Regelmäßige Ladung auf 100% sinnvoll - macht ihr das?
Tesla gab bei den LFP-basierten M3 SR Modellen am Anfang an, dass man die einmal pro Woche (oder immer?) auf 100% laden soll im Gegensatz zu den vorher verbauten NMC Zellen, die man möglichst nur vor Trips vollladen sollte. Auch sonst lese ich, dass LFPs es mögen, wenn sie ab und zu mal auf 100% geladen werden um die Kapazität zu erhalten.
Macht ihr das? Wie bringt ihr das euren Wechselrichtern oder Ladereglern bei? Oder macht ihr das nicht und haltet sie immer bei 90%-10%?
3) Top Balancing notwendig?
Ich möchte das Top Balancing nicht anzweifeln. Ich gehe davon aus, dass ich hier eine Wissenslücke habe. Vielleicht könnt ihr mir helfen es zu verstehen.
Mein Verständnis von Top Balancing ist, dass ich die Akkus vorab so lade, dass alle die gleiche Spannung bei Status "geladen" haben und sich dadurch gleichmäßig entladen, so dass ich die maximale Kapazität aus allen Akkus holen kann.
Wenn ich 2 Batterien in Serie schalte, die beide unterschiedliche Spannungen haben und ich lege eine höhere Spannung an die äußeren Pole an, dann fließt da Strom rein und wird in den Akkus gespeichert. Wie viel pro Zelle da an Strom eingelagert wird, sollte doch durch die Spannungsdifferenz entschieden werden. Wenn also ein Akku bereits "voll" erreicht hat und der andere noch etwas darunter liegt, dann sollte die Spannungsdifferenz doch dafür sorgen, dass dieser weiterhin geladen wird. Damit hätte man im normalen Betrieb doch bereits ein (Top) Balancing erreicht, auch ohne das vorab einzeln durchführen zu müssen, oder?
Wo liegt mein Denkfehler?
Danke und Grüße,
Marco
- 3 kWp Carport mit Tesla v3 Wallbox
- 13,4 kWh Akku (16s LiFePO4 LF280K)
- JK-BMS, PIP-5048MG
Laden tut nicht eine spannungsdifferenz, sondern der Strom.
Und wo tut der schon volle Akku den Strom hin?
Ich bin kein Amateur, aber ich lerne trotzdem noch.
Bürokratie schafft man nicht durch neue Regeln oder Gesetze ab.
Zu 1:
Jeder Lade/Entladezyklus schädigt den Akku. Insbesondere die Ladung.
Eine Tiefentladung liegt dann vor, wenn man unter die Minimalspannung, die der Hersteller definiert, die Zellen entläde. Bei LiFePO4 Zellen liegt die in der Regel bei 2,5V, manche Hersteller definieren auch 2,4V.
Wenn man das nicht unterschreitet, hat man auch keine Tiefentladung verursacht.
Zu 2:
Im Unterschied zu LiFePO4 Zellen neigen NMC Zellen bei permanentem Halten der Ladeendspannung vermehrt dazu, dass sich metallisches Lithium ablagert. Das ist damit dann dauerhaft dem Kapazitätsvolumen des Akkus entzogen.
Das ist bei LiFePO4 zwar nicht grundsätzlich anders, jedoch, so zeigt es sich, weniger problematisch.
Ich persönlich lade meine Zellen in der Regel bis an die 3,5V.
Um das zu ermöglichen muss man einfach die Ladeendspannung festlegen. Bei 3,5V und 16 Zellen ergibt sich also 56V. Jetzt muss man ggf. noch eine gewisse Unbalance betrachtet, die eintreten kann. Mich interessiert sie nicht, so dass es halt passieren kann, dass eine Zelle 3,47V und eine andere 3,53V hat. Da kann man nen Ei drauf schlagen.
Ansonsten profitieren LiFePO4 Zellen von der "Absorption" Phase. Also der, wo die Endspannung einfach nur noch gehalten wird. Es zeigt sich, dass LiFePO4 Zellen so noch etwa 6-7% ihrer Gesamtkapazität einlagern können, auch wenn da nur noch Ströme von wenigen, teils nicht einmal mehr 1 Ampere fließen. Das hochpeitschen auf bis zu 3,65V (zulässige Ladeendspannung) pumpt diese paar Prozent zwar schneller in den Akku, schädigt ihn aber auch stärker.
Deswegen kann man ihn auch auf geringeren Spannung schlicht länger "absorbieren" lassen, und hat im Ergebnis das selbe. Absorbtionen unter 3,4V machen aber keinen Sinn.
Zu 3:
Ja, das macht sinn und sollte auch gemacht werden.
Alle Zellen parallel hängen, bis zur Ladeendspannung hochladen und so für einige Stunde auf dem Spannungsniveau halten (also Absorbtion). Dann Abkoppeln, aber alle verbunden lassen. Idealerweise das ganze dann mehrere Tage sich "setzen" lassen.
Dann ist die Ladung in allen Zellen möglichst perfekt ausgeglichen.
Ansonsten muss die Zellunbalance der Balancer im BMS (wenn vorhanden) ausgleichen. Auf Grund der ergeblichen Zellkapazität können die das in der Regel aber nur bedingt.
Auf Grund der extrem flachen Ladekurve hat man da im 3,3V Bereich keine Differenz - egal was man macht. Sobald man aber über 3,45V steigt merkt man Unbalance sehr deutlich. Da sind bis 3,5-3,6V schnell mal 100mV oder mehr Differenz vorhanden.
Ist übrigens auch der Grund, warum es sinnlos ist die halb geladenen Zellen die angeliefert werden zu messen. Die zeigen sowieso alle die selbe Spannung. Völlig egal ob die jeweils 40, 50 oder 60% geladen sind.
Gut und neue Zellen, die aus einem Fertigungsbatch stammen sind für gewöhnlich ab Werk hinreichend aufeinander angeglichen. Die kann man durchaus auch so direkt verwenden. Aber was einem die Chinesen so alles liefer weiß man halt auch nicht...
Und zur Frage mit der Spannung:
Die Ladekruve ist nicht linear. Bei gleichem Stromfluss steigt die Spannung bei Zellen die kurz vor der 100% Ladung stehen erheblich schneller an, als bei Zellen die noch ein Stück daraunter liegen.
Das führt dazu, dass einige Zellen, die schon eine hohe Spannung haben, bei der Ladung immer schneller davonlaufen. Zumdem Leistung als Spannung mal Strom definiert ist, wodurch schon rechnerisch in die Zellen mit der höchsten Spannung die meiste Energie geleitet wird. Das feuert den Prozess um so stärker an.
Dein Verständnis einer Reihenschaltung ist hier also schlicht falsch.
Danke für die Erläuterung, das verstehe ich ;-).
Viele Grüße,
Marco
- 3 kWp Carport mit Tesla v3 Wallbox
- 13,4 kWh Akku (16s LiFePO4 LF280K)
- JK-BMS, PIP-5048MG