Optimale Ladeendspannung für Li-Akku (z.B. 72V)?

[Simson-Micha]

Hi,

ich habe einen 72V Li-Akku 20s10p und theoretisch wäre die Ladeendspannung 84V. Praktisch funktioniert es nicht, denn durch nicht 100%iges Balancing kommt eine der Zellen als erstes gegen ihr 4.2V Limit und das BMS bricht das Laden ab und blockiert sogar das Laden bis dass die Spannung um 100mV gefallen ist.

Ich habe ein Ladegerät, bei dem schaltet das BMS im Extremfall das Laden ab bevor die CV-Phase begonnen hat und es fehlen gefühlt 10% Ladung.

Bei Summit Chargers bekommt man klasse, kompakte Ladegeräte für Mopeds/Motorräder und man kann vor dem Kauf die gewünschte Ladeendspannung angeben.

Meine Tests haben gezeigt, dass 83,34V noch sicher sind, also wäre ein Ladegerät mit 83,3V wahrscheinlich das richtige. Wie sind Eure Erfahrungen, welche Ladeendspannung nutzt ihr so?

[ichbinsnur]

Gute Ladegeräte/BMS regeln den Ladestrom kurz vor Volladung gezielt runter um ein Balancing der Akkus auf Volle Kapazität zu ermöglichen.

Das tun die Originalgeräte für die NQiX Serie auch.
Für mich also kein Grund ein anderes zu nutzen.

[Simson-Micha]

Schön, dass es für Dich funktioniert. Die Frage ist "Was ist kurz vor?".

Der Lader von Summit Chargers ist gut, man muss ihn nur richtig konfiguriert bestellen. Ich habe einen in Verwendung und hatte damals nur den Anfänger-Fehler gemacht und eine Ladeendspannung von 84V bestellt.

Das Ladegerät mit 800W ist das einzige kompakte und wasserdichte, welches ich gefunden hatte was bei der Simson gut in den Herzkasten passt. Ich habe die Ladespannung für mich mit einer Shottky-Diode noch ein wenig abgesenkt und es funktioniert nun sehr gut. Doch für die Simson-Community möchte ich herausbekommen, wie im allgemeinen der Wert gesetzt ist. OK, man könnte 83V nehmen, aber dann wird der Akku wahrscheinlich nie richtig voll und geht auch schon eher in die langsame Endladephase über. Bei 83.5V könnte es schon wieder zu viel sein. Also die Frage richtet sich an die, welche es wie ich immer genau wissen wollen.

[Afunker]

Die Ladeendspannung bei meinem LG ist bei 84 V. Der Akku hat 72 V mit 60 Ah.
Dein Akku scheint ein BMS zu haben, welches zu früh abschaltet bzw. kein vollständiges Balancieren der Zellen zulässt?!
Du solltest den Fehler bei dem BMS suchen....
War die BMS schon im Akku verbaut, als du den Akku gekauft hast?

[Simson-Micha]

Das BMS ist schon verbaut und das Balancing ist auf 50mV eingestellt und ich kann das auch nicht ändern. Also könnten im Extremfall 19 Zellen bei 4,150V stehen und eine bei 4.2V. Das wären dann 83,05V. Das ist alles völlig korrekt und hat nichts mit einem Fehler zu tun.

Ich vermute, dass bei Deinem LG die Ladeendspannung auch nicht 84V ist, auch wenn das draufsteht, denn ein 100% ausbalancieren gibt es nicht und selbst dann würden alle Zellen gegen 4.2V laden. Es sei denn, die Abbruchspannung liegt etwas über 4.2V.

[STW]

Also ... das sind jetzt mehrere Probleme / Wissenslücken:

Der Ladezustandsunterschied zwischen 4.1 und 4.2V ist minimalst, vielleicht 1-2%, und das ist weniger als die natürliche Toleranz der Zellen.
Viele Hersteller laden nur bis 4.1V der Lebensdauer der Zellen zuliebe.
Demnach wäre eine Ladeschluss bei 82V schon ausreichend - und gesünder für die Zellen.
Ordentlich und regelmäßig balancierte Zellen haben nur ein paar Minuten Balancing-Ladesphase.

Balaner, die erst ab 4.2V ansetzen, und das digital an oder aus, sind eher suboptimal. Günstiger wäre es, dass der Balancer ab 4.1V einsetzt, und eine Stromstärke verkraftet, die dann noch vom Ladegerät geliefert werden kann. Immerhin bewegen wir uns hier in der CV-Phase, wo der Strom sowieso auf kleine Werte fällt. Ist der Strom zu hoch, dann schaltet das BMS den Ladevorgang richtigerweise ab bzw. unterbricht den. Das spricht dafür, dass erstmal ein richtigtes Balancing durchgeführt werden muss.

Ansatz 1: Das Ladegerät mal 24 Stunden oder sogar länger am Akku lassen.
Ansatz 2: Mit Laborladegerät auf 82-84V gehen, Strom auf 50mA max begrenzen, und das ganze stundenlang laufen lassen.
Bei beiden Ansätzen: auch danach bei den regulären Ladevorgängen bis zum richtigen Ende laden.

[Simson-Micha]

Ah, super, dass hilft mir weiter, dass die Ladeendspannung auch 83V und darunter sein kann. Ich ging davon aus, dass bei 4.1V noch so einige Prozente fehlen. Aber anscheinend muss die Spannung nicht all zu hoch sein und ich hatte in der Praxis auch den Eindruck, dass die Dauer der CV-Phase da mehr bringt, wenn die Elektronen Zeit haben sich zu verteilen.

Das Balancing setzt nicht erst bei 4.2V an, ich glaube das startet bei meinem Akku oberhalb von 3.8V. Das ist schon in Ordnung.

Vielen Dank an alle.

[Simson-Micha]

Hier mal noch ein Ladekurve meines Akkus aus der ich schlussfolgerte, dass 4.1V (82V) allein nicht genügen um annähernd an 100% ranzukommen. Hier in der Kurve sehe ich bei 82V halt nur 80% SOC, wobei es noch keine CV-Phase gab.

Ich müsste mal versuchen auf welche Ladung ich komme, wenn ich auf 83V und mit langer CV-Phase lade.

[didithekid]

Hallo,
Da stimmt aber dann irgend etwas mit der Bereuchnungsgrundlage der Ladekurve nicht mit der Anwendung "Fahrzeugakku" überein.
Für den 72 Volt-Roller reden wir ja hier von einem 20s LiIon-Akku (Li-NMC-Mischoxid) und nicht von z.B. einem 24 s LiFePO4, wie ihn andere Fahrzeuge haben könnten (mit Ladeschluss bei 87,6 Volt).
Die einzelnen Zellen eines LiIon-Akkus haben ihre (sichere) Ladeobergrenze bei etwas über 4,2 Volt (z. B. 4,25 bei neuen NMC/NCM-Typen). Und das, obwohl die Zellen von der chemischen Seite auch noch bis 4,35 Volt weiter Energie aufnehmen könnten, aber dann bei möglichen Temperaturen in einem Fahrzeug (bis 60°C) nicht mehr sicher sind.
Das die Sicherheit schaffende BMS ist dann oft auf eine Zellen-Maximalspannung von 4,2 Volt eingestellt und unterbricht das Laden (aller Zellenstränge) wenn in einem der 20 Zellenstränge 4,2 Volt erreicht sind.
Das Ladegerät bietet eine Ladespannung offiziell bis zu 84 Volt (real aber z. B. nur bis 83,75 Volt) nur an. Ein komplett ausbalancierter Akku lädt auch tatsächlich so hoch, bis alle Zellen in die Nähe von 4,2 Volt gebracht sind. Dass das BMS den Ladevorgang vorher stoppt/sperrt, ist jedoch normal, wenn es Zellenunterschiede gibt. Bleibt der Akku weiter am Ladegerät dran, öffnet das BMS aber die Sperre nach einiger Zeit wieder und der Ableich der Zellenstränge geht weiter. In diesem Fall ist aber der Ausgleichsstrom zur Balancierung nur klein mit 50 mA, wo man natürlich lange auf den Zellausgleich warten kann.
Trotzdem ist ein LiIon-Akku mit 4,15 Volt Zellenspannung (im Durchschnitt) derart voll, dass das Display 100% Anzeigen wird, obwohl nur auf 83 Volt. Im Fahrzeug geht die Entladung in der Regel von 4,15 Volt durchschnittliche Zellespannung (100%) bis 3,05 Volt (0%). Gegenüber Laborwerten für die Zellenkapazität ermittelt zwischen 4,25 Volt und 2,5 Volt nutzt der Akku nur den größten Teil, aber nicht Alles

Viele Grüße
Didi

[Simson-Micha]

Für die Ladekurve würde ich auch nicht meine Hand ins Feuer legen.

Doch das Daly BMS des Parallelakkus zeigt bei 82V auch nur ~92%. Ich denke, allein die Spannung sagt nicht unbedingt, wie voll ein Akku ist. So bricht die Spannung ja auch nach dem Abschalten während der CC Phase über einige Zeit ein Stück zusammen.

Ich stelle mir das Laden wie das Auffüllen mit einer zähen Flüssigkeit vor bei der sich zunächst ein Berg bildet der nach einiger Zeit breitgelaufen ist. In der CV Phase fließen nur so wenig Elektronen nach, wie gerade breitfließen, der Pegel bleibt konstant und der Akku füllt sich trotzdem weiter. Ich weiß nicht, ob man mit einem Pegel von 82V auch 98..99% erreichen kann. Würde wahrscheinlich sehr lange dauern. Will man zügig laden ist es wohl die Kunst, den Pegel so hoch wie möglich über längere Zeit zu halten.

Gut zu wissen, dass bei 4.2V nicht die Grenze erreicht ist, dass da noch Reserve nach oben ist.

Wir haben beim frühen Second Ride 72V Akku das Problem, dass bei einem Ladegerät die Ladeendspannung ein klein wenig zu hoch eingestellt ist und es nicht so recht in die CV Phase kommt. Wäre es ok, wenn die Entwickler von SR das Spannungslimit ein klein wenig höher setzen würden, z.B. auf 4.21V? Es sind die LG MJ1 verbaut.