Zellenkunde

[nixRengDangMan]

Liebe Leute,

ich bin neu hier. Habe einen gebrauchten Scooter 3540 für ganz kleines Geld bekommen. Es sind einige Zellen defekt und einige geschädigt.
Es ist ein BMS-Li-20 LadeSpannungsBegrenzer eingebaut.
Ich bin Elektriker und habe etwas Wissen über Lithium Zellen und Spass mehr zu lernen.
Habe aber keine Erfahrung mit vielen in Reihe geschalteten Lithium Zellen.
Habe mir hier brav ganz viel durchgelesen.
Nun möchte ich gern was wissen:

Zellenbezeichnung: TS-LFP Sind das LiFeYPo4 Zellen? siehe anhängendes Bild

Spannungsbereich: 2,5 - 4,25V ?

Typische Ladekurve: LiPo Ladekurve (für einstellbare Ladegeräte mit Display) ?

geschädigte Zellen:

Wie beschädigt würdet ihr Zellen TS-LFP 40AHA mit folgenden Eigenschaften einstufen?
Um 1cm aufgebläht, aber Spannung bleibt vollgeladen tagelang bei 3,3V
Lohnt es sich geschädigte Zellen mit 10A auf 2,65V zu entladen und dabei 3h lang die Spannung zu messen, also eine Entladekurve zu ermitteln?
(Ich kann mit meinem Volcraft Charger/Discarcer/Balancer Ding nur mit 3,5W (3,3V/ 1A) entladen. Das dauert zu lange)

schwache Zellen ermitteln:
muß man während des Entladens (aller Zellen in Reihe) mit 10A die Spannung alle 15 Minuten messen bis die erste Zelle 2,65V erreicht?
Oder gibt es noch andere Methoden?

Über neues wissen freue ich mich

[anpan]

Der Blähbauch ist soweit ich das hier mitbekommen habe eine normale Erscheinung (zumindest bei den großen LiFe(Y)Po Zellen). Aus diesem Grund werden die Zellen üblicherweise in 4er Blöcken verspannt, damit das nicht so große Ausmaße annehmen kann. Die Zellen sind also nicht notwendigerweise beschädigt, sondern einfach nur gebraucht.

Wenn du die aber mit neuen Zellen zusammen nutzen willst, solltest du sehen, dass dein BMS diese älteren und damit schwächeren Zellen auch ausreichend schützt.

[antonius]

Beim Solarscooter würde ich davon ausgehen, dass es sich um "normale" LiFePo4 ohne Yttrium handelt.
LiFeYPo4-Zellen heißen normalerweise LYP und nicht LFP.
Wenn möglich, würde ich mir von jeder Zelle einen Anschluss nach außen legen und dann unter Last (während der Fahrt) den Spannungseinbruch messen. Daran kann man am besten abschätzen, wie die einzelnen Zellen im Zustand sind.

[STW]

1cm Blähbauch ist ein hinreichender Wegwerfgrund und nicht "normal". Schau mal nach Korrosionsspuren an den Akkupolen / Zellverbindern, da ist noch weiteres Elend zu erwarten. Da wird sicherlich bei einigen Zellen Elektrolyt ausgetreten sein.

Ladekurve nicht Lipo, sondern Blei. Die 4.25V sind überholte Erkenntnisse, es reichen 3.60-3.65V locker aus. Die 2.5V nach unten hin würde ich als Spannung unter Last sehen. Bei ca. 3.0V Leerlaufspannung würde ich die untere Grenze setzen.

Yttrium: da sollte dann auch auf dem kleinen Zellenaufdruck ein Y sein, ansonsten sind es die normalen.

Test der Zellen: alle auf 3.6V bringen, nach einem Tag stehen sollten noch >3.38V vorhanden sein. Lasttest z.B. gegen Motor aufgebockt, die Spannung sollte nicht sonderlich unter 3.1-3.2V einknicken. Kapazitätstest durch fahren, alle 5km Leerlaufspannung messen, um Ausreißer zu erkennen.

Eigentlich sind die alten Zellen recht robust, nur Dauermißhandlung bekommt denen nicht.

[nixRengDangMan]

Danke Euch für die Infos.

Habe gestern Abend alle 20 Zellen mit 20 Ampere entladen.
aufgehört als die schwächste Zelle 2,5V hatte
es waren 60 Minuten

schwächste Zelle mit 5 A und Li- Ionen Ladekurve auf 4.1V geladen.
es gingen 17 Ah in die 40 AHA Zelle in 3h rein.
von 3,65 V bis auf 4 V gingen 10Ah rein.
Dannach stieg die Spannung schnell auf 4.1 V

Kann mir nicht vorstellen, dass man die geschädigten Zellen dauerhaft auf mindestens 25 Ah bringen kann.

Ich ersetze die beschädigten Zellen. Hab Preise zwischen 40 und 60 Euro gesehen, je nach Entfernung von Deutschland.

Die alten TS-LFP Zellen scheint es kaum noch zu geben
Wo kauft Ihr neue TS-LFYP Zellen ?

Falls jemand noch Zellen mit mindestens 60% Kapazität verkaufen möchte, bitte sagen.
Würde mich freuen.

Grüße

[STW]

Ich lese Li-Ionen-Ladekurve. Einmal schreibe ich es noch, und danach ist es mir egal, weil es weder meine Zellen noch mein Geld ist: Bleiladekurve ist erforderlich. Und 4.1V sind zuviel, 3.65V ist Obergrenze.

Von daher dürfte ein Teil der Messergebnisse Müll sein, vor allen Dingen ist die Spannung direkt an der Zelle relevant bei den Messungen, nicht die am Ladegerät.

Gehen wir trotzdem mal davon aus, dass die Zelle bestenfalls 27Ah hat - damit ist die m.E hinüber. Auch ein Ersatz mit Gebrauchtzellen, die 60% der Kapazität haben (=24Ah), ist nur ein Leichentausch.

Bei 20A Last (= 0,5C) wäre meine Erwartungshaltung, dass mehr 32Ah (also 80%) entnommen werden können, bzw. nachgeladen werden müssen, bis 3.65V (direkt an der Zelle !) erreicht werden.

Zellen ohne Y gibt es nicht mehr, ist aber nicht so tragisch. Beliebte Bezugsquellen sind Bastelwastel24 (hat ggf. nur Calb-Zellen), litrade, lipopower, faktor (ggf. dort auf das Produktionsdatum und einheitliche Charge achten). Je nach Risikobewußtsein / verschmerzbare Verluste evtl. Auslandsbestellung, wenn Zeit vorhanden ist ggf. auf Sammelbestellungen im elweb achten.

Dann wäre noch das BMS zu checken, oder eher zu tauschen. Das BMS Li-20 ist, wenn ich mich recht entsinne, ein Alukästchen mit vergoßenen Balancern, die allerdings erst ab 3.8V pro Zelle arbeiten, weiterhin ist es wohl recht zerstörungsanfällig, wenn die Verkabelung auch nur kurz falsch ist. Angeblich reicht eine einzelne Kabelunterbrechung zwischen zwei Balancern.
Das BMS wäre mindestens zu testen per Laborlader, besser noch ein Austausch gegen Balancer mit einer Schaltschwelle von 3.60V bzw. Ladeschlußspannung des Ladeegerätes in der CC-Phase dividierd durch die Anzahl der Zellen.

[nixRengDangMan]

Danke für die Infos.

Hallo STW: Hatte die Lithium-Ionen Kurve an einer sehr schwachen Einzelzelle getestet, um zu sehen wieviel über 1,65V noch reingeht.
Die war sowieso schon ausgebaut.
Mein Vorgänger ist 10.000 km jeden Sommertag 2x30 km Autobahn mit 80 km/h geheizt.
Warscheinlich ist auch der Balancer erst später, mit der Aufrüstung auf 24 Zellen dazugekommen
Dadurch sind alle Zellen die innen und alle die hinten liegen durch Hitze und Überladung schwer geschädigt.
Die Inneren sind gebläht. Es sind warscheinlich 2/3 Schrott.

Ich bin noch dabei die Kapazität Blockweise und dann einzeln zu testen.
Mache das so:
Alle vollen Zellen in Reihe mit 20A 1h entladen, bis die erste Zelle 2,6V hat.
Dann Blockweise weiter mit 15A entladen und Spannung überwachen.
Dadurch bekomme ich die stärksten Einzelzellen heraus. Die weiter mit 10A entladen bis auf 2,6V.

Das dauert.

Ich halte von dem Spannungsvernichter BMS Li-20 nix. Er macht nur Sinn, wenn er von Anfang an drin ist. Sobald mehr als 3 Zellen hochohmig werden, reicht dessen Kühlfläche nicht um die Leistung zu verbraten.
Ausserdem geht das Ding unmerklich kaputt. Und zwar an den Zellen wo er gebraucht wird. Das Prüfen dauert mit Laborstromquelle 1h. Da muß man schon viel Lust drauf haben.
Zumal man die Sicherungen vor dem Trennen schön 2x beschriften sollte. Ein mal 2 Sicherungshalter vertauscht zusammengebaut, schon isses "Pseudo Balancerding" hin.
Das merkt man noch nicht mal.

Gibt es kleine einfache Zellenüberwacher die einen schaltkontakt haben, dessen schaltschwelle eingestellt werden kann, um das laden zu unterbrechen?
Ist die Schaltschwelle fest auf 3,6V, dann müssen alle Zellen ziemlich gleich sein, sonst wird immer nur die hochohmigsten Zelle voll.
Und die hat ja die kleinste Kapazität.

Am liebsten wäre mir ein Ladegerät mit Zellüberwachung, aber für das Geld bekomme ich wohl auch 10 neue Zellen bei faktor.

[STW]

Ladegeräte mit Zellüberwachung gibt es wohl nicht mehr am Markt,. Es gibt allerdings Lösungen in Form von Huckepackbalancerplatinen und eine serielle Verkabelung, die einen Ladevorgang per Relais o.ä. unterbricht und auch auf Unterspannung entsprechend reagiert. Die Lösungen kosten aber ..., da würde ich finanziell gesehen lieber alle Zellen erneuern und mit einfachen Balancern versehen, als nur 2/3 neu mit teurem BMS.

Das Li-20 rauszuschmeißen ist sicherlich eine gute Idee. Grundsätzlich bin ich der Meinung, dass auch bei gealterten Zellen und Mischbestückung einfache Balancer reichen, wenn das ganze System, bestehend aus Ladegerät, Balancerboards, und Zellen einigermaßen gut aufeinander abgestimmt ist.

Das System stimmt man ab, indem man alle Zellen manuell auf 3.6V bringt vor dem Einbau, gerne auch mit kleinerem Strom. Die Balancer lässt man lieber bei 3.6V einsetzen als bei höheren Spannungen, und das Ladegerät trimmt man auf genau 24*3.6V für die CC-Phase. Natürlich wird eine hochohmigere Zelle in der Spannung etwas voreilen, wird aber vom Balancer ausgebremst. Dafür holt sie sich den Nachschlag dann wieder in der CV-Phase. Wenn dann die Akkukapazität maximal zu 80% genutzt wird und evtl. einmal, zweimal im Jahr manuell nachbalanciert wird, dann reicht diese Lösung. Naja, für mich zumindest reicht es.

Ein Rund-Um-Sorglos-Paket hinsichtlich der Akkus und BMS gibt es leider immer noch nicht.

[nixRengDangMan]

Hallo STW,

danke für die guten Infos.
Wo gibts denn einfache Balancer für 3,6V ?

Mein Ladegerät ist ein GBS-72-10
Ist das ok?

Für bis zu 6 Zellen hab ich noch ein einstellbares B6AC von Voltkraft, aber das hat nur 40W.

Bin ja noch am Anfang.

Grüße vom Rhein

[STW]

Ladegerät dürfte ok sein, Balancerboards gibt es üblicherweise bei den oben schon aufgeführten Zellenlieferanten, wobei ich da am ehesten lipopower und litrade empfehlen würde.