Einstellung Batteriecomputer für LiFeYPo4?

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restler
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Einstellung Batteriecomputer für LiFeYPo4?

#1 Beitrag von restler » Mo 24 Sep 2018 19:00

Hallo "Lithium"-Fahrer"
In (fast) absehbarer Zeit werde ich auf Winston-Zellen umsteigen.
Mein Victron Batteriecomputer wird der alte bleiben (BMV 600S).

Welche Einstellwerte haben sich denn bis heute für die Winston Zellen als richtig heraus gestellt?

Ich hatte vor einiger Zeit bereits ein paar Werte im Netz gesehen, finde den Beitrag aber nicht mehr.
Besonders interessieren mich natürlich Ladeeffizienz und Peukertefffekt. Da habe ich bereits recht unterschiedliche Werte gesehen (Peukert von 1,02 bis 1,1).
Und auch wichtig: Wie definiert ihr die Vollladung?

Gibt es bei LiFeYPo4 Parameter, die sich im Laufe der Zeit ändern? Meine "neuen" Akkus sind nämlich nicht mehr ganz neu.

Sind ja schon etliche batterieartbezogene Parameter. Je umfangreicher eure Liste ist, desto zufriedener bin ich :D . Ein Link an die Stelle, die ich vergeblich gesucht habe, genügt auch.
Danke und Gruß
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Re: Einstellung Batteriecomputer für LiFeYPo4?

#2 Beitrag von campo » Mo 24 Sep 2018 23:39

Hallo Restler
Vieleicht ist diese Liste hilfsreich ?

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Re: Einstellung Batteriecomputer für LiFeYPo4?

#3 Beitrag von wiru » Fr 28 Sep 2018 20:54

Die winston sind ja mit 13,2V angegeben, max 14,5V, min 11,2 V. Meinen solarregler tracer hab ich auf 14,2V Ladeschlussspannung (hauptladung) eingestellt, volladen 13,6V und 13,4V Erhaltungsladung, 11,5V unterspannungsschutz. Hauptladung bleibt 30min, volladung 180min...dazu kommen noch die Parameter trennen und wiederverbinden...insgesamt 20 Parameter...

Der votronic b2b Ladebooster macht 14,2V hauptladung (0,5h), 13,6 volladen (24h) und 13,4V dauerladen...meine philippi schutzschaltung (bms) trennt bei 11,2V (unterspannungsschutz), 12,5V Wiedereinschaltung und 15,6V Überspannung (14,5V Wiedereinschaltung).
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Re: Einstellung Batteriecomputer für LiFeYPo4?

#4 Beitrag von restler » Sa 13 Okt 2018 22:01

Danke Campo für die Tabelle. Ist leider optisch schwer lesbar, und wenn man etwas erahnt, dann ist es auch noch „ausländisch“ :roll: .

Hersteller und Verkäufer von Batteriemonitoren bewerben ihre Teile damit, dass man „jederzeit über den genauen Ladezustand seines Akkus informiert“, sei.
Ich habe über die Einstellung für meine zukünftigen LiFeYPo4 nach gedacht und behaupte jetzt mal ganz frech, dass das vermutlich bei den wenigsten der Fall ist.
Das liegt im wesentlichen an 3 Einstellparametern.

Peukert Exponent
In meiner ursprünglichen Bedienungsanleitung (Victron Energy, BMV 600S) stand nichts von Lithium. Für das gleiche Gerät hat man in einer späteren Betriebsanleitung einen Absatz für LiFePo zugefügt mit der Empfehlung Peukert=1,15(!).
In aktuellen Bedienungsanleitungen wird 1,1 empfohlen, und in einem YT-Video des gleichen Herstellers sind es 1,05. Na dann ist ja alles klar. Das waren/sind alles Wertangaben des selben Herstellers.
Der Unterschied zwischen 1,05 und 1,15 scheint auf den ersten Blick unwesentlich.
Da es sich aber um einen Exponenten handelt, ist das bereits ein Unterschied deutlich im zweistelligen Prozentbereich.
Wenn ich mir die Entladekurven auf der Winston Homepage genauer anschaue (Kapazitätsangabe abhängig von der Höhe der Stromentnahme), komme ich unter Verwendung eines Peukertrechners tatsächlich in der Gegend von Peukert= 1,05 raus, Tendenz eher noch tiefer (bis 1,03). Ist jetzt natürlich nichts Amtliches, sondern meine private Überlegung.

Und noch ein grundsätzlicher „Systemfehler“?
Die Kapazität seiner verbauten Akkus, die man im Batteriemonitor eingibt, ist aus Zeiten von Bleiakkus her definert als "Kapazität, die ein Akku bei einer Stromentnahmedauer von 20 Stunden hat". Das entspricht bei einer 100Ah-Batterie 5A. Alle von diesen 5 A abweichenden Stomentnahmen bewertet der Rechner mit dem Peukertwert als kapazitätsvergrößernd oder -verkleinernd. Werden 1 Std lang 10A entnommen, macht der Rechner daraus 11,2Ah (Peukert =1,05) oder auch 14,1 Ah (Peukert=1,15).
Bei Entnahme unter 5A geht es entsprechend in die Richtung einer (theoretischen) Kapazitätsvergrößerung.
Und wie ist das bei Lithiumakkus? Die kleinsten Stromentnahmen, die Winston in seinen Kurven verwendet, sind 0,5C. Das sind bei meinen 160Ah-Akkus 80A, was einer Entladezeit von 2 Stunden entspricht. Wenn jetzt der Batteriemonitor die Definition von Bleiakkus zugrunde legt, wird er alles, was über 8A (Stomentnahme 20 Stunden) entnommen wird, als kapazitätsverkürzend berechnen. Tatsächlich ist aber alles, was unter 80(!)A entnommen wird (also eigentlich alles), kapazitätserhöhend.
Das heißt, nicht nur der Exponent ist fraglich, sondern sogar auch noch das Vorzeichen (kapazitätsverkleinernd statt eigentlich kapazitätsvergrößernd)?
Und alle Fehler werden in jeder Nutzungsminute größer (oder heben sich wieder auf :wink: )!

Ladeeffizienz
Anders als für den Peukert-Exponenten gibt Victron Energy hierfür nur einen Wert an, nämlich 0,99%, in der Bedienungsanleitung und im YT-Video.
Fraron spricht bei seinem Lithiumakku (ohne Y) von 92%. Einheitlich ist anders.

Und noch etwas. Die Ladeendspannung sollte ja möglichst „etwas“ über der Spannung des Ballancerbeginns liegen, damit das Ballancen halbwegs zügig geht. Das heißt, die Ballancer verbraten etliches an Energie (bei meinen sollen es bis zu 3,5A sein! Das wären an die 50 W!).
Was registriert denn eigentlich der Batteriemonitor? Der hat eine Ladeeffizienz für den Akku von 99% (oder auch 92%) eingestellt. Berechnet der nicht alles, was die Ballancer verbrauchen, als in den Akku eingelagerte Amperestunden?

Ich habe bereits gelesen, man könne seinen alten Solarregler ruhig weiter verwenden. Falls der Solarstrom jedoch dauerhaft die Ballancer befeuert und der Batteriemonitor addiert das zum Akkufüllstand, wird das vermutlich zu einer weiteren starken Ungenauigkeit der Anzeige führen.

Akku voll, Reset
Victron empfiehlt, die Volladung prinzipiell nach gleichen Kriterien wie bei Bleiakkus zu definieren, nämlich über erreichte Spannung und „Schweifstrom“. Also wie lange Strom unter einer bestimmten Grenze aufgenommen wird. Auch hier muss man aufpassen. Liegt die Endspannung über Ballancerbeginn, wird der Ladestrom nie unter den Ballancerstrom absinken.

Mein Fazit
Alleine die Empfehlungen für den Peukert Exponent (1,05 bis 1,15 und weitere?) und Ladeeffizienz (0,99%-0,92 und weitere?) dürften für immense Streuungen sorgen.
Evtl vom Batteriemonitor fälschlicherweise dem Akku zugeschlagene Ballancerleistung dürfte die Genauigkeit ebenfalls nicht erhöhen.
Wichtig in diesem Zusammenhang wird die Definition von „Akku voll“ sein, damit der Monitor nicht zu lange seine diversen Fehler addiert und schnell wieder einen Reset macht. Das wird aber nicht einheitlich sein, denn die Spannungen für den Ballancerbeginn sind nicht bei jeder Anlage gleich.

2 Fragen an euch.
Hat jemand nach einiger Zeit ohne „Batterie voll“, also ohne Reset, einmal eine Plausibilitätsprüfung gemacht, ob sein Monitor halbwegs die Realität anzeigt? Aber wie macht man das eigentlich? Bei der Überprüfung die Werte des Gerätes als Beweis zu verwenden, das man überprüfen möchte, ist nämlich nicht zulässig :mrgreen: .

Und um die „Genauigkeit“ der Anzeige zu verbessen (oder vielleicht erst einmal zu erreichen): Kennt jemand für obige Parameter gemessene Werte oder gar Angaben des Herstellers?
Gruß Restler

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Re: Einstellung Batteriecomputer für LiFeYPo4?

#5 Beitrag von holger4x4 » Sa 13 Okt 2018 22:25

Ich kann dir leider nicht helfen, ich komme immer noch ohne Batteriecomputer nur mit Spannungs und Stromanzeige aus.
Aber du hast Recht, die nicht direkt kalkulierbaren Balancerverluste machen die Kalkulation über einen Batteriecomputer ziemlich schwierig.
Zuletzt geändert von holger4x4 am So 14 Okt 2018 09:01, insgesamt 1-mal geändert.
Gruß, Holger

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Urs
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Re: Einstellung Batteriecomputer für LiFeYPo4?

#6 Beitrag von Urs » Sa 13 Okt 2018 23:56

Hallo Restler,
Hast Du diese Gedanken auch schon Victron mitgeteilt? Was sagen die dazu? Meiner Erfahrung nach haben die durchaus ein offenes Ohr für Kundenfragen und Anregungen.

Gruss
Urs
In der Theorie entspricht die Praxis der Theorie...

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campo
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Re: Einstellung Batteriecomputer für LiFeYPo4?

#7 Beitrag von campo » So 14 Okt 2018 10:20

Gutenmorgen Restler
Diese Arbeits Tabelle habe ich selbst gemacht auf Basis von der Gebrauchsanweisung von de BMV 600 Reihe. Auch so eine habe ich für die BMV700 Reihe. Vielleicht kannst du die Bemerkung in der rechten Zeile übernehmen aus der Deutschen Anleitung. Damit wäre es deutlicher.
Deine Gedanken über die Präzision des SOC Wert sind gut. Prinzip ist, das der regelmäßigen Synchronisation der real SOC Wert beistellt. Solange der 100% SOC Ladung als Ausgangspunkt in etwas stimmt (wöchentlichen Synchronisation) wird’s wohl wenig beitragen das es Abweichungen in kleinere Ordnung Großen gibt.
Zu deine Gedanken kommt dazu das der Service Batterie dauernd überladen während der Fahrt. Mit 100% voll werden trotzdem extra Amps hineingepresst durch das Lima. Wahrscheinlich wird das umgesetzt in Wärme. Damit lauft der SOC auch nicht Richtung 110% (der BMV ist begrenzt auf 100%).
Bosch hat in seine Schulungen mal gesagt das überladen mit bis 3% zulässig/Normal ist.

Ich habe es mal gemessen (120A/28V Lima und 4x230Ah Accupack) Hier bei einer Fahrzeit von +/- 500km.
Dabei Fahr ich weg mit 96% geladene Service Batterien und mache 2x Pause. Allerdings wieder ausgelesen auf der BMV…


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Steff66
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Re: Einstellung Batteriecomputer für LiFeYPo4?

#8 Beitrag von Steff66 » Mo 15 Okt 2018 07:06

Morgen,
vielleicht hilft das weiter:
https://www.ffe.de/download/article/262 ... ng_AZE.pdf
Alterung bedeutet bei jeder Akkutechnologie immer ein Rückgang der Kapazität.
Die BMV erkennen den SOH ja anhand der Differenz zwischen geladener und entnommener Energie. Ändert sich der Wert ins negative, ist der Akku zunehmend verschlissen.
Bei einem gebrauchten Akku ist das natürlich schwieriger, ich würde einfach eine Kapazitätsmessung machen und die Tendenz im Betrieb beobachten.
Zum Victron BMV:
Er kann ja so eingestellt werden, das er anhand des Stroms, der Spannung und der Zeit "Akku voll" erkennt.
Das ist bei LFPs im Prinzip nicht anders als bei Bleikkus. Restladeströme hat man immer, es sei denn ein BMS würde die Ladung ganz unterbrechen. Dann müssen die Werte des BMV darauf angepasst werden, sonst bleibt er ratlos. :D
Ich würde zur Parameterbestimmung die Daten der Akkuherstellers und des BMS heranziehen, alles andere ist geraten.

restler
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Re: Einstellung Batteriecomputer für LiFeYPo4?

#9 Beitrag von restler » Mo 15 Okt 2018 21:38

Hallo Campo
Dokumentierst und archivierst du eigentlich bei all deinen Fahrten deine Ladebilanz :D ?
Steff66 hat geschrieben:
Mo 15 Okt 2018 07:06
Alterung bedeutet bei jeder Akkutechnologie immer ein Rückgang der Kapazität.
Ist mir klar. Ich hatte aber eigentlich nie über Alterung gesprochen. Mein Thema waren die Einstellwerte einiger weniger Hauptparameter und die unter Umständen erheblichen Abweichungen, die der Batteriemonitor daraus als Ladezustand (SOC) des Akkus berechnet.
Steff66 hat geschrieben:
Mo 15 Okt 2018 07:06
Die BMV erkennen den SOH ja anhand der Differenz zwischen geladener und entnommener Energie. Ändert sich der Wert ins negative, ist der Akku zunehmend verschlissen.
Mein (alter) Batteriemonitor zeigt keinerlei Alterung oder Verschleiß (SOH) an. Falls die aktuellen Geräte das leisten, zweifel ich das Ergebnis jedoch stark an. Grundlage für diesen Wert bildet eine verlässliche Bilanzierung von ein- und ausgehendem Strom. Und da sind wir wieder beim Ladezustand (SOC). Und wenn der nicht stimmt ...

Aber dein Link ist äußerst interessant. Die Arbeit von 2010 befasst sich a) mit der kalendarischen Alterung und b) mit der Alterung durch Stromentnahme in unterschiedlicher Höhe. Alles gemessen an LiFePOs (Rundzellen 26650, und zwar in einem Block zu 2700(!) Stück zusammengeschaltet).

Bei er Stückzahl fiel mir diese Webung ein. Ich dachte bisher, sie sei ein Fake.
https://www.youtube.com/watch?v=0k1tbf8muMc

Diese Forschungsarbeit scheint mir der Urquell zu sein, warum behauptet wird, Lithium-Akkus halten deutlich länger, wenn sie bei der Lagerung nicht voll geladen sind. Ja, das steht drin, im Prinzip, aber EIGENTLICH steht drin, dass genau das für unsere Nutzung nahezu keine Rolle spielt!
Erklärung: Das trifft nur zu, wenn die Akkus bei 60°C (!) gelagert werden, und zwar monatelang (mit ca wöchentlichem Überprüfungszyklus). Dann gibt es wirklich einen erheblichen Alterungsunterschied. Bei Lagertemperatur 40°C (in Heißländern über längere Zeiten durchaus denkbar) wird der Unterschied durch die Ladehöhe deutlich weniger und bei 20°C kann man ihn im Grunde vergessen. Wer nachschauen möchte, Diagramm 4-10.
Bei 0°C Lagertemperatur bleiben die Dinger übrigens "nahezu ewig" frisch.

Der Vollständigkeit halber noch der Unterschied der Alterung durch unterschiedlich hohe Stromentnahme (0,5C und 3C). Alterung bei höherer Stromentnahme etwas stärker, aber nicht gravierend. Größer ist der Unterschied auf Grund unterschiedlicher Temperatur. Bei 40°C deutlich höher als bei 20°C. Aber bei 0°C deutlich schlechter (ich glaube so Faktor 3 oder 4, was uns wieder daran erinnert, das die Zellen mit dem "Y" sich hier vermutlich anders verhalten.
Steff66 hat geschrieben:
Mo 15 Okt 2018 07:06
Er kann ja so eingestellt werden, das er anhand des Stroms, der Spannung und der Zeit "Akku voll" erkennt.
Ja werde ich wohl so machen (wenn es denn irgendwann mal eingebaut wird), allerdings unterhalb der Spannung, bei der die Ballancer anfangen, damit mir nicht die verbrannte Leistung der Lastwiderstände dazwischen funkt.
Sa, Ende der Vorlesung.
Gruß Restler

Steff66
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Re: Einstellung Batteriecomputer für LiFeYPo4?

#10 Beitrag von Steff66 » Mo 15 Okt 2018 23:51

Hi,
Gibt es bei LiFeYPo4 Parameter, die sich im Laufe der Zeit ändern? Meine "neuen" Akkus sind nämlich nicht mehr ganz neu.
Sorry, ich dachte schon ,dass Alterung und Ihre Folgen ein Thema für Dich sind. Da fällt mir eben als wesentlicher Faktor die Kapazität ein, die man ja messen kann.
Und natürlich der Innenwiderstand.

Für exakte Einstellwerte braucht man die Eckdaten des BMS/Balancers, der Ladequelle und die Kennlinie der Zellen. Auch einen Peukert- Koeffizient sollte der Zellhersteller liefern können.

Selbstverständlich kann ein Batteriemonitor nur die äußeren Energieflüsse erfassen, was im Innern der Zellen passiert, weiß er ja nicht.
Strom, der in den Balancern verbraten wird, verfälscht das Ergebnis, da hast Du recht. Ist bei Blei nicht anders. Das kann man bei LFPs verhindern, indem man die Ladespannung nicht zu hoch wählt oder mit Ladern arbeitest, die bei erreichen der Ladeschlussspannung abschalten. Dann sind ausbalancierte Zellen günstig, weil die Balancer im Idealfall erst gar nicht aktiv werden. Du könntest also die gebrauchten Zellen zunächst mal einzeln laden und messen. Das wäre bei einem System aus alten Zellen eh nicht dumm.

Alle Akkumonitore zeigen mit der Zeit wegen all der angesprochenen Ungenauigkeiten falsche Werte an. Ist selbst bei Mobiltelefonen etc. so. Dafür gibt es die Synchronisierung, die natürlich auch hin und wieder eine Vollladung bedingt.

Selbst wenn sämtliche Ströme und Spannungen separat erfasst und kalkuliert würden, blieben noch viele Einflüsse, die die Messung ungenau machen.
Grüße Stephan

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Re: Einstellung Batteriecomputer für LiFeYPo4?

#11 Beitrag von restler » Sa 30 Mär 2019 23:14

Ich liefere heute nach, wie ich für meine 4 gebrauchten 160AH Winston-Zellen inzwischen die wichtigsten Parameter des Batteriemonitors eingestellt habe und warum. Vorab: Die Summe der Einzelspannungen an den Akkus gemessen ist größer als die angezeigte Spannung am Monitor, Anzeige dort etw 0,05V weniger.
Volladespannung: 13,6V (3,4V/Zelle), also recht niedrig. Die Zelle ist mit 3,4V praktisch voll. Weitere 1 oder 2 % bis 3,6V sind für die Rechenbilanz uninteressant. Je niedriger die Vollladespannung desto häufiger der Reset. Wird leicht von der Lima produziert und Solareinstellung habe ich entsprechend gewählt.
Ladewirkungsgrad: 99%. Trotz Angaben bei Lithium von Verkäufern bis zu 92% habe ich mich hier nach der Mehrheit der Angaben im Netz gerichtet. Meine selbst gemessenen Kurven (gemessen wegen anderer Parameter) belegen eher auch einen sehr hohen Wert.
Peukertexponent: 1 (vermutlich in Wirklichkeit eher 1,02). Da aber mein BMV 600S keine Lithiumbatterie kennt, wird er wohl nach der Definition von Bleiakkus rechnen (Stromentnahme unter „20-Stunden-Wert“ ist kapazitätsvergrößernd). Und da dürfte mit gewähltem größeren Peukertexponenten der Fehler stark ansteigen bezüglich zu günstiger Restanzeige.

Ich schalte die Solarladung mittels Alarmfunktion des Batteriemonitors und über ein Relais bei 13,8V (3,45V/Zelle) ab und schalte sie wieder ein bei 13,5V (3,375V/Zelle). Das verhindert das Volladen bis zum Stehkragen, wenn das Fahrzeug lange nicht bewegt wird. Andererseits reichen die 13,8V/3,45V, um auch bei trübem Wetter sowohl vernünftig zu ballancen (beginnt bei mir bei 13,6/3,4V) als auch durch Solar zu resetten. Ich fahre also nach längerer Standzeit immer mit resettetem Batteriemonitor los. Die Gefahr, dass die Solaranlage aus geschaltet bleibt, obwohl ich irgendwann wieder Strom benötige, besteht nicht. Bei geringstem Stromverbrauch fällt die Spannung unter 13,5V und aktiviert Solar wieder.
Bei der Fahrt mit dem Womo ist es wie bei allen anderen. Entweder die Akkus werden nicht voll, dann wird nicht resettet und nicht geballanced, oder er wird voll, dann wird geballanced und resettet. Allerdings bereits bei 13,6/3,4V, was aber praktisch voll bedeutet.
Gruß Restler

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Re: Einstellung Batteriecomputer für LiFeYPo4?

#12 Beitrag von Stoppie » So 31 Mär 2019 09:25

Sehr interessanter Bericht, Herr reststler. Ich überlege auch, auf LiFeYPO4 zu wechseln, deshalb informiere ich mich derzeit hier und in entsprechend anderen Foren.

Hast Du irgendwelche Nachteile in Kauf nehmen müssen wegen der gebrauchten Zellen oder sind die quasi neu?
Man(n) fährt MAN :)

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Re: Einstellung Batteriecomputer für LiFeYPo4?

#13 Beitrag von restler » So 31 Mär 2019 10:19

Stoppie hat geschrieben:
So 31 Mär 2019 09:25
Hast Du irgendwelche Nachteile in Kauf nehmen müssen wegen der gebrauchten Zellen oder sind die quasi neu?
Mir war klar, dass ich die Katze im Sack kaufe, wäre beim nächsten mal wieder so. Aus dem Vorgang kann man leider nichts lernen. Ich weiß nur, dass die Zellen in ihrem ersten Leben (Antrieb Leichtfahrzeug) trotz vermutlich intensiver Nutzung nicht geballanced wurden und dass mein Block aus "den Besten" frisch zusammen gesetzt wurde. Mittlerweile weiß ich zusätzlich, dass sie sich von einander unterscheiden. Eine Zelle, die beim Laden die schlechteste ist, kann sich z.B. beim Entladen eher positiv verhalten. Zudem hat mein kompletter Block (auch wegen der Unterschiedlichkeit der Einzelzellen) eher nur 140AH als 160A (und was man so liest, hätten neue Zellen wohl eher bei 170AH gelegen). Was ich nicht weiß, wie lange nach einem Neukauf ich ähnlich gebrauchte Zellen hätte. Irgendwann sind alle Zellen gebraucht. In meinem Fall bin ich (noch) zufrieden, hätte aber auch anders ausgehen können. Nähere Infos zu meinen Messungen findest du bereits an anderer Stelle.
http://www.womobox.de/phpBB2/viewtopic. ... 15#p116457
Gruß Restler

Stoppie
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Re: Einstellung Batteriecomputer für LiFeYPo4?

#14 Beitrag von Stoppie » So 31 Mär 2019 11:30

Moin Moin restler,
Danke für den Link. Die Berichte habe ich mir gerade durchgelesen. Sehr informativ. Es ist schon interessant, mit welcher Akribie und welchem Aufwand Du Dich an das Kennenlernen Deiner Batterien heranbegeben hast und - dass ist das lobenswert Beste - uns daran teilhaben lässt. Danke dafür. :D
Man(n) fährt MAN :)

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