Ein paar Probleme beim Bau eines LiFePo4-Akkus

Hallo,

die Zellen für meinen LiFePo4-Akku sind vom Chinamann geliefert worden und eigentlich bin ich ganz zufrieden. Versprochen wurde eine Kapazität von mindestens 5950mA und geliefert wurden Zellen mit einer Kapazität von 6083 bis 6638mA. So weit so gut und nun könnte ich eigentlich die Zellen zu einem 4s4p-Akku zusammenbasteln, aber es gibt da ein kleines Problem, welches ich dank meines Unwissen nicht lösen kann. Die Spannung der Zellen ist trotz gleichen Ladestandes nicht gleich. 12 Zellen liefern 3,36V und 4 Zellen 3,46V. Die Frage ist nun soll ich die Zellen nach Kapazität sortieren oder nach Endspannung? Ich habe bisher keine Akkus zusammengebastelt und möchte natürlich nicht gleich die Zellen kaputt machen.
Woran liegt eigentlich die Differenz? Bei gleicher Chemie sollte doch eigentlich auch die gleiche Spannung an den komplett gefüllten Zellen anliegen.

Ich wäre euch wirklich dankbar, wenn mir hier die wissenden Elektronikgötter unter euch weiter helfen könnten.

MfG

Rainmaker

Hallo,

die Zellen stammen natürlich vom gleichen Hersteller und es handelt sich offiziell angeblich auch um den gleichen Typ. Geladen wurden die Zellen einzeln bis zu einer Ladeschlussspannung von 3,6V. Zur Kapazitätsfeststellung wurden die Zellen einzeln mit dem Ladegerät bis zu einer Spannung von 2,8V entladen. Ein Blancer wurde hier logischerweise nicht verwendet, da dies bei einer einzelnen Zelle nicht möglich ist.
Bei dem geplanten 4s4p-Akku wird es natürlich einen Balanceranschluss geben, auch wenn die Zellen nicht einzeln balaciert werden können. Mir geht es hier nun darum wie man die Zellen nun zusammenschließen soll. Wie üblich nur nach Kapazität sortiert oder soll ich lieber nach der maximalen Spannung sortieren und eine ungleiche Kapazität der verschiedenen Gruppen hinnehmen.

MfG

Rainmaker

Hallo,

ich habe inzwischen aus einer Quelle erfahren, dass die Zellen wohl initialisiert werden sollen vor dem ersten Zusammenbau. Es sollen alle Zellen mit einer etwas erhöhten Spannung geladen, dann zusammengeschlossen und und einige Tage zusammen verbunden bleiben. Die Spannungsdifferenz soll sich so angeblich angleichen. Erst danach soll der Akku dann benutzt werden.
Ich schätze das ist das selbe Verfahren wie Tino es beschreibt. Die Frage ist nun für mich nun nur wie hoch der Wiederstand sein soll der zwischen die Zellen geschaltet werden muss.

Übrigens keine Angst, ein Balancer ist beim Akku natürlich vorgesehen, genau wie ein Akkuwächter der eine mögliche Tiefentladung verhindert. Außerdem wird es noch einen Beeper geben der akustisch meldet, dass eine der Zellengruppen unter 2,8V rutscht. Einmal im Jahr werde ich dann wohl den Akku aufdröseln und die Zellen einzeln laden und testen.

MfG

Rainmaker

Hallo Martin,

wenn Du es bedenklich findest, dann ist das deine Sache. Die Formel kenne ich natürlich, aber ich weiß nicht, ob es da nicht doch noch mir unbekannte Effekte gibt die man in so einem Fall unbedingt berücksichtigen muss. Ich habe einfach nicht die Zeit um mich in jedes Thema einzuarbeiten, denn neben dem Hobby Astronomie gibt es noch ein paar Dinge in meinem Leben die erheblich wichtiger sind, z.B. Job, Familie, Pflege und das Eigenheim um das ich mich auch noch kümmern muss.
Wenn ich so Nachfrage hat das nicht nur den Grund, dass ich es nicht weiß, sondern ich versuche auch ein klein wenig zu verstehen, besonders, da die Leute die mir hier ab und an bei kleinen Problemchen helfen auch nicht allwissend sind. Die Sache mit der ungleichen Spannung und was man dagegen machen kann war z.B. einem Elektrotechniker aus dem Bekanntenkreis auch nicht geläufig.

Das im letzten Post von mir genannte Verfahren kommt übrigens ohne Widerstände aus, funktioniert aber nur, wenn die Batterien frisch aus der Fabrik kommen und gleichzeitig geladen werden. Das kommt ja nun inzwischen nicht mehr in frage. Bliebe höchstens alle auf ein gleiches Maß zu entladen, aber ob das ein übliches Ledegerät hinbekommt bin ich mir doch sehr unsicher. Da ich keine lustige Grillparty mit meinen Akkus machen möchte werde ich mal schauen wie die Sache mit de Widerständen möglichst einfach umzusetzen ist.

MfG

Rainmaker

Hallo,

(==>) leopold,

nein, ein Ladegerät mit Balancer löst nicht das Problem. Ein Balancer wirkt erst, wenn der Akku zusammengebaut ist. Hier geht es um Spannungsdifferenzen vor dem Zusammenbau.

(==>) Tino,

vor allem neigen LiPos dazu auch mal gern in Flammen aufzugehen und sowas mag ich bei größeren Akku-Kapazitäten gar nicht.
Passende Widerstände bekomme ich von einem Freund. Sobald die von mir nachbestellten acht Zellen angekommen sind werde ich die Akkus mal zusammenschließen und im Anschluss initialisieren. Gebalanced wird der Akku natürlich im Normalfall auch und neben der 20A Überlastsicherung im Batteriewächter wird es, wie auch bei meinem letzten Akku, auch separate Glasrohrsicherungen geben.

(==>) Markus,

aus Kostengründen verwende ich 32650er Rundzellen. Ein Balancer habe ich im Ladegerät. Das hat den Vorteil, dass man, wenn es mal sehr schnell gehen muss, den Akku auch mal ohne Balancing laden kann (Das Ladegerät lädt in diesem Fall den Akku nicht zu 100%, sondern stoppt kurz bevor die Ladeschlussspannung erreicht wird). Von einer Nacht auf die andere hat man zwar üblicherweise genug Zeit, aber ich muss ja erst mal vom Berg runter, dann den Akku laden, zum nächsten Standort fahren und dann auch noch auf den nächsten Berg rauf.
Außerdem würde ich gern den Unterspannungschutz selbst konfigurieren. Für meine Zwecke hätte ich gern eine sehr hohe Schwelle zum Wiedereinschalten, denn der Verbrauch ist mit den Kameras doch ziemlich gepulst. Bei einem üblichen Unterspannungsschutz bricht die Spannung während der Aufnahme ein und die Kameras schalten kurz ab. Nach kurzer Zeit erholt sich die Spannung, die Kammeras starten erneut und werden durch den externen Auslöser erneut ausgelöst und schalten wieder ab. Das belastet unnötig die Verschlüsse.

(==>) Roger,

ich mag Methode entladene Zellen zu koppeln auch nicht besonders, aber zumindest könnte man so mit einem einfachen Ladegerät einen halbwegs gleichen Spannungszustand, in dem Fall halt 2,80V, erzielen. Ich werde daher auch die Methode der Koppelung über Widerstände verwenden.
Wie schon weiter oben habe ich nie vor gehabt den Akku ohne Balancing oder Tiefentladeschutz zu verwenden, ich weiß nicht wie alle immer wieder darauf kommen.

MfG

Rainmaker

Hallo,

hier mal eine kurze Rückmeldung zu dem Projekt. Die Bestellung der Widerstände ist glorreich gescheitert, da der Versender es nicht schaffte die Ware zu mir zu schicken. Ich habe daher auf Widerstände mit ein Ohm zurückgegriffen, was natürlich die notwendige Zeit bis zum Stannungsangleichen deutlich erhöht hat. Nach drei Tagen waren alle Zellen auf der gleichen Spannung und ich habe sie initialisiert. Der weitere Zusammenbau des Akkus gestaltete sich problemlos.
Unschön war allerdings eine hohe Spannugsdifferenz nach dem Laden. Trotz Balancing gab es zwischen den einzelnen Paketen einen Unterschied von bis zu 0,2V. Also doch Schrottzellen bekommen oder irgendeinen Fehler beim Zusammenbau gemacht?
Auffällig war, dass immer eine der parallelgeschalteten Gruppen eine deutlich höhere Spannug hatte, aber die drei anderen nahezu gleich waren. Ich habe mir dann das Balancing genauer angesehen und festgestellt, dass es ein Problem mit der Absenkung des Ladestromes gibt. Dieser ist beim B6AC V2 eh nicht so sonderlich hoch und die Absenkung zum Ende hin verhindert bei Akkus dieser Größe effektiv ein vollständiges Balancing. Mit stärkeren Ladegeräten gibt es das Problem nicht. Trotzdem läßt sich auch mit einem so kleinen Ladegerät ein mit 38Ah doch recht großer Akku vollständig balancen. Man muss sich nur einen Stecker für den Balancer basteln über den sich jedes Zellenpaket einzeln als 1S Akku ansprechen läßt. Damit steht dann eine deutlich höhere Leistung bereit, mehr als etwa 1A würde ich aber nicht einstellen, da die kabel doch recht dünne sind und die Leitung gegen Ende des Ladevorgangs vom Ladegerät drastisch reduziert wird.

Würde ich wieder so einen Akku selbst basteln? Trotz der anfänglichen Probleme kann ich das nur bejahen. Eigentlich ist es gar nicht so schwer und die Kosten von rund €120,- für einen 38Ah Akku sind doch sehr verlockend. Allerdings würde ich vielleicht das Gehäuse für den Akku mit einer Isolierschicht bauen und eine kleine Heizung für Temperaturen deutlich unter 0°C verbauen, denn die Zellen reagieren auf Temperaturen jenseits von -10°C mit deutlichen Leistungsverlusten.

MfG

Rainmaker