Hallo Leute, kann vielleicht jemand sagen, wie große Arrays aus Akkus gebalanced werden? In der Autoindustrie werden ja sehr große Energiespeicher (z.B. Tesla Roadsta ~375V bei 56kWh (6831 Stück von 18650 Zellen als 11S9S69P Pack (das müssten rechnerisch 2.2Ah Zellen sein)) abgeglichen. Bei der Anzahl der Zellen kann man sicherlich von keinen Selektierungen ausgehen... maximal versucht man vermutlich lediglich die Parallelzellenbündel gleich zu halten. 1. Wird das einfach per resistivem verfahren gemacht? Das wären ja u.U. riesige Ströme, die ordentlich "warm" machen würden bei resistiven Verfahren... Kapazitiv kann ich mir kaum vorstellen etliche Amperes umzuladen 2. Wird nur bei Laden gebalanced (was technisch ja wesentlich einfacher ist) oder auch während der Entladephase um schwache Zellen auszugleichen? Zumindest beim Tesla scheint ja extrem viel Entwicklungsarbeit in die Management-Elektronik geflossen zu sein um ihn auch sicher zu machen(angeblich 2 Sicherungen je Akku: http://de.wikipedia.org/wiki/Tesla_Roadster#Energiespeicher was mal über 13000 Sicherungen wären) Im Opel Ampera (288Zellen (3P96S zu 16kWh) werden perse schon einmal 50% der Kapazität zurückgehalten, aber auch da muss doch irgendwie gebalanced werden. Also ich frage mich wie eben extrem schnell so viel Energie in die Zellen gelangt und diese dabei auch noch gebalanced werden. Hierbei interessiert mich die Technik wie so viel Strom umgeladen werden kann.
push Sorry Leute, aber ich habe noch immer nichts genaues gefunden!
Hallo Mike, die Chips machen aber nur Monitoring! Ich wollte wissen wie die (großen) Kapazitäten ausgeglichen/Angeglichen werden
Standard bei automotive derzeit: ein Balancing-Widerstand pro "Parallelzellenbündel", anständige Zellen driften nicht groß, da braucht man keine hohen Ströme (100mA rum reichen locker). Kapazitiv macht keinen Sinn, das bisschen Reichweite was man damit rausholen kann rechtfertigt den Aufwand und die Kosten nicht. Die genannten IC machen auch das Balancing, da ist ein FET drin mit dem der jeweilige Balancing-Widerstand zugeschaltet wird. Die dahinter Logik läuft natürlich wo anders.
rcc schrieb: > ein Balancing-Widerstand pro > "Parallelzellenbündel" Also wenn man z.B. 100AH Zellen Strings Balancen will bedarf dem nicht viel Strom? Also wird nur sehr "uneffizient beim Laden gebalanced un beim Entladen nicht mehr, was ergo heißt das die schwächste Zelle die Reichweite vorgibt? Irgendwie befriedigt mich das also E-Ökologen nicht :(
Martin Schwaikert schrieb: > Hannes schrieb: >> E-Ökologen > > E und Öko in einem Wort ist eh eine Missetat. Kann man so pauschal auch nicht sagen. Es wird nicht nur beim Laden gebalanced, sondern auch beim Entladen, zumindest machen das Autohersteller so. Allerdings kann man die aktuellen Zellspannungen weder beim Laden noch beim Entladen als Maßstab einfach hernehmen, da würde dann wieder die Zellqualität mit rein gehen und man erzeugt eher Unterschiede als man sie wegbekommt.
nein, gebalanced wird wenn es nötig ist, egal ob Laden, Stehen oder Entladen. Man baut so Packs aber auch nicht in String-Bauweise wie PV-Dächer auf, sondern alle parallelen Zellen sind jeweils hart miteinander verschaltet. Was glaubst du eigentlich wie schlecht automotive Zellen sind? Die sind mit den 100Ah China-Dingern von Winston etc. nicht vergleichbar was Streuung angeht, darum geht das auch problemlos. Packs in Serienfahrzeugen balancen nur alle heilige Zeit mal für ein paar Stunden, mehr ist da schlicht und einfach nicht nötig.
Tja das Balancen ist ein beliebtes Streitthema, auch unter Experten. Aktuell wird meines Wissens nach passives Balancen eingesetzt. Sprich jeder Zelle (bzw. jedem parallel-Zellverbund) ist ein kleiner zuschaltbarer Widerstand zugeordnet. Nun wird damit versucht, entweder die Zellen zu "bottom-balancen", also die Untere Spannung aller Zellen auf das gleiche Level zu bringen (hierfür muss ein spezieller Balance Cycle gefahren werden). Oder man versucht, die Zellen beim Laden zu "top-balancen". Hierbei wird versucht, alle Zellen auf die gleiche obere Spannungslage zu bringen. Dazu werden nahe der Ladeschlussspannung (bei Lipo z.b. bei ca. 4V) die Balancewiderstände aller Zellen, ausser der mit dem niedrigsten Spannungslevel, eingeschaltet. Und das so lange bis entweder alle Zellen auf dem gleichen niveau sind oder das Ladegerät abgezogen wird. Noch ein paar Anmerkungen: Balancen geschieht auf Basis der Zellspannungen. Niemals versuchen Zellen in der Mittellage zu balancen String-balancing ist ein anderes Thema, hierbei geht es um die Gesamtspannung der Stränge
Hallo, das wird meines wissens auch schon über eine Kondensator und Diodenstrecke wie die Hochspannungskaskade gemacht. Vorsicht könnte aber schon pattentiert sein. Gruß Sascha
peterguy schrieb: > Tja das Balancen ist ein beliebtes Streitthema, auch unter Experten. > Aktuell wird meines Wissens nach passives Balancen eingesetzt. Sprich > jeder Zelle (bzw. jedem parallel-Zellverbund) ist ein kleiner > zuschaltbarer Widerstand zugeordnet. > Nun wird damit versucht, entweder die Zellen zu "bottom-balancen", also > die Untere Spannung aller Zellen auf das gleiche Level zu bringen > (hierfür muss ein spezieller Balance Cycle gefahren werden). Oder man > versucht, die Zellen beim Laden zu "top-balancen". Hierbei wird > versucht, alle Zellen auf die gleiche obere Spannungslage zu bringen. > Dazu werden nahe der Ladeschlussspannung (bei Lipo z.b. bei ca. 4V) die > Balancewiderstände aller Zellen, ausser der mit dem niedrigsten > Spannungslevel, eingeschaltet. Und das so lange bis entweder alle Zellen > auf dem gleichen niveau sind oder das Ladegerät abgezogen wird. Da gibts aber noch ein paar intelligentere Umsetzungen wenn es professionell macht....
rcc schrieb: > > Da gibts aber noch ein paar intelligentere Umsetzungen wenn es > professionell macht.... Na dann lass mal hören!
Hannes schrieb: > Also wenn man z.B. 100AH Zellen Strings Balancen will bedarf dem nicht > viel Strom? Ganz genau! Vereinfachend setze ich im Folgenden eine einzelne Zelle mit einem Pack aus parallel geschalteten Zellen gleich. Es macht kaum einen Unterschied ob man eine große Zelle oder ein Parallelpack hat. Man muß ja im Wesentlichen nur die Drift ausgleichen. Hauptsächtlich entsteht diese durch die Differenz der Selbstentladung. Da die Selbstentladung bei intakten Lithiumzelen gring ist, ist die Differenz der Selbstentladung noch geringer. Es reichen also kleine Ströme zum Balancen. Balancing ist dazu gedacht einem Ungleichgewicht vorzubeugen, dieses zu verhindern. Es ist nicht dafür ausgelegt ein einmal vorhandenes Ungleichgewicht wieder Rückgängig zu machen. Sollte ein Pack einmal, beispielsweise durch lange Lagerung, aus dem Gleichgewicht sein, so sind die handelsüblichen Verfahren damit oftmals überfordert oder man benötigt zumindest zahlreiche Zyklen um das zu korrigieren. In solchen speziellen Fällen wäre eine Einzelwartung der einzelnen Zellen angebracht. Bei regelmäßigem Gebrauch reicht aber die regelmäßige kleine Korrektur aus um dieses Szenario zu verhindern solange keine defekte(n) Zellen im Pack vorhanden sind. Es ist also nicht ineffizient, eher im Gegenteil, hat aber die oben genannte Einschränkung wenn es erst einmal zu einem großen Ungleichgewicht gekommen ist. Hannes schrieb: > Also wird nur sehr "uneffizient beim Laden gebalanced un beim Entladen > nicht mehr, was ergo heißt das die schwächste Zelle die Reichweite > vorgibt? Und wieder genau getroffen. Die schwächste Zelle / das schwächste Zellenpaket aus parallel geschalteten Zellen gibt die maximal nutzbare Kapazität. Tatächlich lassen die Hersteller da aber noch eine große Reserve drin um die Zellen von der Tiefentladung oder, noch schlimmer, Umpolung zu bewahren und die Packs werden höchstens nur zu 50% genutzt. Die flachen Zyklen schonen die Akkus. Da es in der Regel Lithiumakkus sind vertragen die Packs sehr viele Zyklen wenn diese nicht an die Grenzen gehen. Der verschleiß entsteht weniger durch viele Zyklen an sich sondern eher, auch wenn nicht nur, durch Alterung, hoher Temperatur und Ladungszustände nahe randvoll oder komplett leer. Lange Zeit randvoll geladen bei hoher Temperatur schadet den Zellen mehr als viele Zyklen sagen wir beispielsweise mal im Bereich 30- 70% Ladung bei moderater Tempratur bis 30 Grad.
peterguy schrieb: > Na dann lass mal hören! Wenn man eine anständige Zustandsbestimmung der Zellen hat kann man kontinuirlich den Balancing-Bedarf der jeweiligen Zellen rechnen und braucht keine solchen Krücken wie Balancing-Zyklen oder "Balancing"-Widerstände die eigentlich nur den Ladestrom beim Volladen verheizen. Damit ist es auch egal wie weit das Pack schon auseinander gelaufen ist, das geht immer und ist Stand der Technik bei richtigen Fahrzeugen.
rcc schrieb: > Wenn man eine anständige Zustandsbestimmung der Zellen hat Und das ist das eigentliche Know-how. Messen ohne Zyklen zu protokollieren ist schwierig. Ab dem Punkt kommt man schnell in Bereiche die firmenintern sind.
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