E-Retro Blei Umbau auf LFP

Dieter F.
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Re: E-Retro Blei Umbau auf LFP

Beitrag von Dieter F. »

Ich denke, dass erst einmal grundlegend die verwendete Schaltung als mögliche Fehlerquelle auszumachen ist? Die klassischen Batterieschaltungen um die Kapazität zu erhöhen und mit auflegen parallelen Zellen ist einer der Möglichkeiten. Wenn alle drei Akkus parallel verbunden sind hast du immer einen Ladungsausgleich insofern diese nicht durch einzelne BMS aufgebaut sind. (es gibt eine Sonderheit) Bei dieser klassischen Schaltung verbirgt sich aber eine mögliche fatale Fehlerquelle.

Das Worstcase Szenario mit nur einem BMS und mehreren parallel aufliegenden Zellen können einzelne Blöcke die so verschaltet wurden nur durch einer einzigen Unterbrechung oder einer defekten Zelle ausfallen und somit unbemerkt erst einmal an das BMS vorbei gehen. Der komplette eine Block wäre betroffen. Umgekehrt heißt das auch, dass mögliche defekte Zellen die parallel aufliegenden gesunden Zellen schädigen können. Es resultiert daraus ein typisches Fehlerbild wie bei den meisten Batterieproblemen. Das nur eine BMS sieht parallele Zellen als nur eine einzige Zelle. Ein möglicher Blindstrom oder die Kapazitätsverringerung oder ein grober Anstieg des inneren Widerstandes kann explizit nicht auf einer einzelnen Zelle ausgemacht werden. Alsdann müsste man alle Zellen auftrennen und den Übeltäter mit dem Messgerät ausfindig machen.

Die eigentliche Grundschaltung mit nur einem passiven BMS werden aus Kostengründen keine Blöcke gebildet die getrennt werden könnten. Es werden alle Zellen parallel und in Reihe geschaltet. Das ist preiswert und gängig. Die nächste bessere Stufe ist die Verwendung des aktiven BMS. Aber auch hier heißt es, dass BMS wird niemals eine einzelne Zellen in dieser Art des Verbundes erkennen können.

Die Verwendung von parallelen Blöcken ist einfach aber wie schon geschrieben schlecht zu überwachen. Die nächste Qualitätsstufe sind einzelne Blöcke mit identischen Zellenstruktur und einem eigenem BMS. Heraus kommt so ein redundantes System. Solange beide BMS auf Charge on stehen sehen sich die Blöcke und bidirektional erfolgt auch ein Ladungsausgleich. Der Ladestrom teilt sich entsprechend auf. Hier ist es ganz egal ob mit zwei LG oder nur einem. Bei zwei LG hat man den nominalen Ladestrom, als wenn man nur einen einzigen Block mit nur einem LG laden würde. Es ist aber nicht so, dass sich der Ladestrom tatsächlich identisch teilt. Es kommt auf den Ladestatus der Blöcke an und inwieweit die Zellen willig sind Ladestrom zu verarbeiten. Der Ladestrom pendelt daher immer etwas, dass ist so wie zwei Tassen Kaffee die man mit nur einer Kanne befüllt und hin und her wechselt bis beide Tassen gleich voll sind.

Das Ende des Ladevorgangs bestimmt nicht das LG sondern die Zellen und die daraus resultierende Zellenspannung was das BMS misst. Bei meinem System liegt die Systemspannung bei 64Volt. Die Ruhespannung bei vollen Blöcken bei ca 69-70Volt. Das BMS kontrolliert dabei alle zwanzig Zellen eines Blockes und bei erreichen der 3.650Volt nur einer Zelle stellt das BMS auf Charge off. Aber was passiert wenn der zweite Block noch nicht die Sättigung erreicht hat? Das LG lädt weiter, da der zweite Block noch Ladestrom fließen lässt. Block eins ist dabei Charge off und da fließt nichts mehr an Ladestrom. Hierbei ist es auch unabhängig ob mit zwei LG gearbeitet wird. Letztere halbiert nur die Ladezeit.

Wie schon zuvor erwähnt kann ein leichtes Pendel in der Verwendung zweier LG im Ruhezustand hervorgerufen werden, dass passiert nicht immer. Das geschieht wenn beide BMS auf Charge off stehen und sich unbelastet gegenüberstehen. Es passiert nichts was beunruhigend sein könnte. Es fließt ein kleiner Startblindstrom, wenige Milliampere, da quasi kein Block Ladestrom anfordert. Das konnte ich ausmessen und das hat mir auch keine Ruhe gelassen. Der Spuk kann auch beendet werden, indem der Anderson Stecker gezogen wird und so der Block getrennt wird.

Jetzt schreibst du Andi, dein 20% Akku wurde möglicherweise nicht weiter geladen. Wie kann das sein wenn dieser parallel zu den anderen aufliegt? Ist das ein Parallelblock oder wie ich es gebaut habe mit eigenem BMS?

Heute bin ich noch gefahren und das funktioniert super!!!

Schuldigung das ich so viel geschrieben habe :)
Gruss Dieter F.

E-Retro Bauj.2021 Blei, 2025 für ne Kiste Bier bekommen, umgebaut auf zwei je. 20S/20Ah LFP Rundzellen, Redundant ~2,6kW Leistung. Ladeleistung >1,3kw/h oder halbe Leistung. 64V Nennspannung
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E-Bik Andi
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Re: E-Retro Blei Umbau auf LFP

Beitrag von E-Bik Andi »

Hi Dieter. Dieses Problem von mir (das erste mal) kommt von einem "gut gemeint" Szenario:
Alles drei Akkus sind identisch mit identischem BMS. Jeder dieser Akkus ist sowohl am Ladeport, wie auch am Outputausgang parallel geschalten. Sprich am Ladeport werden über ein (beliebiges) Ladegerät alle drei Akkus geladen. Jetzt kommen wir zu meinem angesprochenen Fall: Ein Akku ist voll geladen, das Ladegerät schaltet ab. ABER ein Akku oder gar zwei sind noch nicht voll. Das merkt man ohne Einzelmessung nicht. Jetzt nach einem Jahr ist der dadurch entstandene Drift so groß, Dass trotz einem vollen Akku dessen BMS bei geforderter Höchtleistung den Output abschaltet. Die oder der leerere Akku macht das sowieso schon vorher. Und genau da liegt jetzt die Krux! Das BMS der leereren Akkus schaltet natürlich im Parallelbetrieb beim "Zündungswechsel" nur ganz kurz den Output frei, wenn ein Akku noch eine sehr hohe Kapazität hat- die Ströme die da zurückfließen, lassen jedes normal ausgelegte BMS für 16S in die Knie gehen am Output- und genau so entstand mein Fehlerbild. Richtig wäre, am Ladeport jeden Akku einzeln zu laden. Es würde auch wie beschrieben schon helfen, die Ladeendspannung an den jeweiligen BMS unter den Wert des Ladegerätes zu setzen. So bleibt das Ladegerät aktiv und jeder volle Akku schaltet sich über das BMS einzeln ab. Da meine BMS aber nicht programmierbar sind, ist das Ladegerät der abschaltende Faktor. Nice to know ist dazu, dass bis zum Anfang der letzten Saison mein Selbstgebauter Lader im Einsatz war- null Probleme. Der hat sich aber verabschiedet und ich habe nen Standard "Schnarchlader" dran gehängt mit gerade mal 3A. Der schaltet anscheinend schon früher ab. Und wenn sich dann die Zellen selber ausgleichen über die Parallelschaltung am Output, schalten die weniger geladenen Akkus über das BMS ab.
Liebe Grüße
Andi
Dieter F.
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Re: E-Retro Blei Umbau auf LFP

Beitrag von Dieter F. »

Hallo Andi,

wenn ich das jetzt richtig gelesen und verstanden habe, hast du das selbige Schaltungskonzept wie ich und der Unterschied liegt nur in drei Blöcken je ein BMS. Jetzt kommen erste Zweifel an meinem Projekt und eine gewisse Verunsicherung, dass mir ähnliches passiert. Ich habe zwar nur zwei Blöcke mit je einem BMS, aber das macht keinen Unterschied des aufkommenden Problems bei dermaßen unterschiedlichen Ladezuständen. Oh.oh.. :?

Jetzt wird es wieder lang, es geht nicht kurz!

Ich habe vielleicht eine mögliche Erklärung die ich erst gestern provoziert habe. Zunächst habe ich beide Blöcke mit nur einem LG gleichzeitig geladen. Dabei laden beide Blöcke bis zu der Abschaltung, also im Status beider BMS steht Batt. voll geladen. LG schaltet schon vorher auf grün und es fließen noch einige Milliampere bis das BMS sagt, voll weil eine Zelle 3.650Volt übersteigt. Die LFP Zellen gehen in die Sättigung.
Screenshot_20260403_195130_BMS.jpg
Screenshot_20260403_195146_BMS.jpg
Da beide BMS auf charge off stehen, sind beide Blöcke nicht verbunden! Die einzige aktive Funktion ist discharge on. Also, es kann Strom entnommen werden aber aus beiden Blöcken asymmetrisch. In diesem Status gibt es keinen Ladungsausgleich der Blöcke. Eigentlich sollte das BMS bei einer Unterschreitung der Betriebsspannung, bei mir ist es über den Daumen 68Volt von ganz alleine charge on aktiviert werden. Das tut es auch und beide Blöcke sind erst jetzt parallel verbunden. In diesem Moment fließt kurzzeitig ein mehr oder weniger größerer Querstrom.
Screenshot_20260403_110225_BMS.jpg
Screenshot_20260403_110253_BMS.jpg
Der Grund dafür ist, dass zunächst der Block mit der höheren Gesamtspannung weniger belastet verbleibt, der steht auf charge off, wohingegen der Block mit der geringeren Gesamtspannung schon auf charge on umgeschaltet hat. Da dem Block der ja wie der andere Block auf discharge on steht, fließt zunächst quasi aus dem Block mit der höheren Gesamtspannung ein Querstrom, den man auch als Ladestrom bezeichnen könnte, zu dem Block der als erstes auf charge on umgeschaltet hat. Beides dauerte nur wenige Sekunden bei meinem Selbstversuch. Irgendwann ist die Spannung von 68Volt auch bei dem etwas stärkeren Block durch die Belastung gefallen und dieser wird dann ebenso vom BMS auf chrage on gestellt. Es folgt der Ladungsausgleich im Fahrbetrieb.

Ich vermute, dass dein beschriebener Fehler im BMS liegt. Wann schalten deine BMS auf charge on? Wenn alle drei Blöcke geladen sind lassen die sich mit dem BMS untereinander verbinden? Der Status aller BMS sollte nach einer erneuten Aktivierung ohne LG angeschlossen auf charge on stehen, also provoziert nach dem Lade-Ende und abschalten und wieder einschalten der BMS-Systeme. Du schreibst, deine BMS sind nicht programmierbar. Dass muss es auch nicht ein absenken der maximalen Ladespannung als solches verschiebt möglicherweise nur das Problem nach unten, es löst es nicht aus meiner Sicht. Vielmehr sollte herausgefunden werden, ob die drei BMS korrekt umschalten.
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E-Bik Andi
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Re: E-Retro Blei Umbau auf LFP

Beitrag von E-Bik Andi »

Wie gesagt: alle drei BMS arbeiten einwandfrei. Aber sobald ein Akku die magische Endspannung erreicht, schaltet das Billo- Ladegerät dauerhaft ab. Zuvor mit meinem selstgebauten Schnelllader hatte ich dieses Problem nicht. Der hat geladen bis alle drei BMS abgeschalten haben. Den konnte ich mit der Ladeendspannung einfach über den Wert der 3 BMS einstellen. So waren immer die BMS der "Master".
Jetzt sind alle Blöcke wieder einheitlich und ich weiß was ich als nächstes machen muss: wieder ein vernünftiges Ladegerät bauen ;-)
Liebe Grüße
Andi
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Re: E-Retro Blei Umbau auf LFP

Beitrag von Dieter F. »

Die Wege der Elektrizität sind unergründlich, dann bau mal. Vielleicht kannst du ja dein alten LG reparieren oder komplett neu aufbauen.
Gruss Dieter F.

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Re: E-Retro Blei Umbau auf LFP

Beitrag von error »

E-Bik Andi hat geschrieben: So 5. Apr 2026, 14:24 Wie gesagt: alle drei BMS arbeiten einwandfrei. Aber sobald ein Akku die magische Endspannung erreicht, schaltet das Billo- Ladegerät dauerhaft ab. Zuvor mit meinem selstgebauten Schnelllader hatte ich dieses Problem nicht. Der hat geladen bis alle drei BMS abgeschalten haben. Den konnte ich mit der Ladeendspannung einfach über den Wert der 3 BMS einstellen. So waren immer die BMS der "Master".
Jetzt sind alle Blöcke wieder einheitlich und ich weiß was ich als nächstes machen muss: wieder ein vernünftiges Ladegerät bauen ;-)
"Eigentlich" ist der "normale" Weg vom Lader eine Ladeendspannung vorzugeben. So nutzt Mensch die CV Phase komplett aus. Eine Abschaltung oder Runterschaltung des Laders ist bei Li nicht vorgesehen und manchmal ein Relikt aus der Blei-Zeit. Man darf die Kreativität der Chinesen nicht unterschätzen.

Eine Ladeendabschaltung durch das BMS ist ebenso nicht vorgesehen. Das ist bereits eine Sicherheitsschaltung bei Überspannung durch den Lader.

Aber auch hier fehlt dann zwangsläufig die CV Phase.
Gibt in diesem Fall also bereits zwei Gründe sowas sein zu lassen: 1. wird der Akku so nicht voll, 2. könnte die Schaltung auch mal durch einen fehlerhaften FET versagen. ;)

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Re: E-Retro Blei Umbau auf LFP

Beitrag von Dieter F. »

"Eine Ladeendabschaltung" Doch, natürlich! Das BMS kontrolliert jede Zelle, 3.650Volt darf nicht überschritten werden, alsdann sagt das BMS Charge off. Der Ladevorgang sollte wieder aufgenommen werden wenn das BMS seinen Job gemacht hat und die überschüssige Ladung umgeschichtet hat. Passive setzen es nur in Wärme um. Ist die Batterie schon vorher gesättigt bleibt es dabei und die Batterie ist voll. Zumindest muss ein kompletter Ladevorgang mindestens einer der Zellen die 3 650V erreicht haben um den SOC auf 100% zu kalibrieren. Bei meinem System sind 73Volt anvisiert und liegen etwas darüber was nicht unüblich ist. Bei exakt 73,00Volt muss man nicht unbedingt eine Sättigung erreichen, zumindest wenn es gewünscht ist.
Zuletzt geändert von Dieter F. am So 5. Apr 2026, 21:51, insgesamt 1-mal geändert.
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Re: E-Retro Blei Umbau auf LFP

Beitrag von error »

Dieter F. hat geschrieben: So 5. Apr 2026, 20:47 "Eine Ladeendabschaltung" Doch, natürlich! Das BMS kontrolliert jede Zelle, 3.650Volt darf nicht überschritten werden, alsdann sagt das BMS Charge off.
Klar überwacht das BMS die Einzelspannungen, aber das ist eine andere Geschichte. Wenn spannungsorientiert abgeschaltet wird, fehlt der CV-Teil. Der macht je nach Zellchemie ca. 10-30 % Akkukapazität aus.




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Quelle
https://linergy.de/wiki/cccv-ladeverfahren/
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Re: E-Retro Blei Umbau auf LFP

Beitrag von Dieter F. »

korrekt!
Gruss Dieter F.

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Re: E-Retro Blei Umbau auf LFP

Beitrag von E-Bik Andi »

error hat geschrieben: So 5. Apr 2026, 21:49
Dieter F. hat geschrieben: So 5. Apr 2026, 20:47 "Eine Ladeendabschaltung" Doch, natürlich! Das BMS kontrolliert jede Zelle, 3.650Volt darf nicht überschritten werden, alsdann sagt das BMS Charge off.
Klar überwacht das BMS die Einzelspannungen, aber das ist eine andere Geschichte. Wenn spannungsorientiert abgeschaltet wird, fehlt der CV-Teil. Der macht je nach Zellchemie ca. 10-30 % Akkukapazität aus.




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Quelle
https://linergy.de/wiki/cccv-ladeverfahren/
Und genau das kannst Du bei einer guten Ladesteuerung einstellen! Bei mir war es mit meinem Eigenbaulader so, dass er schon bei ca. 65V (16S) mit der Spannung runter ging bis zum erreichen der 67,7V seitens der drei BMS-Abschaltpunkte. Ab ca. 66V übernimmt das BMS das Balancing und solange das Netzteil noch liefert auch immer wieder, bis das Balancing abgeschlossen ist- ab dann bleibt (bei guten Zellen) das BMS auf "charge off" für mind. einen Tag. Aber so lange lässt kein informierter Mensch die Akkus am Ladegerät- wichtig ist ja nur, dass man hin und wieder zu 100% auflädt für das zwingend notwendige Balancing. Wer natürlich einen aktiven Balancer hat, kann das ignorieren- aber das ist mit Kanonen auf Spatzen schießen. Für mich ist wichtig, dass der Lader noch liefert, wenn eines der drei BMS abschaltet. Genau darum entstand bei mir der Drift, weil es nie zum Balancieren von den leereren Packs kam, da das Billo- mitgelieferte Spielzeugladegerät schon abschaltete, wenn ein Akku and die im Ladegerät hinterlegte Ladeendspannung kam.Danach schaltete es auch nicht mehr frei. Ich werde mir von Dir jetzt eh mal ein Powernetzteil besorgen und nen neuen Laderegler besorgen- so 20A-40A wären meine Vorstellung für unterwegs. Bei den Spritpreisen wird der Roller jetzt öfter in Aktion sein ;-)
Liebe Grüße
Andi
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