Retro Star - Lithium Ionen Akku überladen?

[JonLe]

Hallo,
ich habe mir vor kurzem einen gebrauchten Retro Star gekauft. Heute habe ich den einen Akku geladen. Nach ca. 3,5 Std ging ich zum Ladegerät und sehe, dass das Netzteil immer wieder grün aufleuchtet und auch eine Art knack Geräusch macht. Ich habe den Akku daraufhin abgezogen. Als ich dann den On-Knopf am Akku betätigt habe, leuchtete die Rote Lampe durchgehend und die erste grüne Lampe blinkte 9 mal.
Nach etwas googeln habe ich rausgefunden, dass dies wohl bedeutet, dass der Akku im Überladeschutz ist.
Nun meine Fragen:
1. Wie kann es sein, dass das Netzteil eine Überladung zulässt?
2. Ist etwas defekt (Netzteil/Akku)
3. Was sollte ich jetzt beachten und tun?

Vielen Dank!

[didithekid]

Hallo und Willkommen im Forum,

ersteinmal bedeutet der aktive "Überladeschutz" ja nur, dass das im Akku eingebaute Batterie-Managment-System (BMS) es (erfolgreich) verhindert hat, dass der Akku überladen wurde und den weiteren Stromfluss gestoppt hat. Das passiert schon, wenn eine der (vermutlich 16 oder 17) seriellen Zellenbänke den maximalen Ladespannungswert von 4,2 Volt erreicht. Geht die Spannung nach einer Wartezeit wieder etwas zurück, kann dann wieder kurz geladen werden. Das könnte das Klicken im Ladegerät bedeuten.
Das Ladegerät kümmert sich nur um die (maximale) Gesamtspannung, die als Summe über allen seriellen Zellenbänke anliegt ( z. B. 67,2 oder 71,4 Volt) uns schaltet regulär bei Annäherung an das Lademaximum ab. Gibt es allerdings stärkere Spannungsunterschiede zwischen den Zellenbänken, kann die Gesamtspannung noch deutlich unter dem zulässigen Maximum liegen, aber eine der Zellenbänke hat ihr Maximum trozdem schon erreicht (1x 4,2 Volt und 16x 4,0 Volt = 68,2 Volt < 71,4 Volt) . Wenn die Elektronik ansonsten keinen Defekt hat, könnte genau das hier jetzt passiert sein und das BMS gesperrt haben.
Indem Du jetzt ein paar Kilometer fährst und dann den Akku wieder auflädst, könnten sich nach mehreren Ladevorgängen die Zellunterschiede so weit abgebaut haben, dass die Akkuladung mit dem regulären Abschalten des Ladegerätes endet und nicht mehr mit der Notabschaltung des BMS (Best Case). Wäre eine der seriellen Akku-Bänke bereits geschädigt, würde das Problem allerdings nicht verschwinden (Worst Case).
Nach längerer Zeit der Nichtnutzung des Akkus, kann es aber die Unausgeglichenheit des Akkus alleine sein, die hier der Grund ist. Es muss also nicht gleich vom schlimmsten Fall ausgegangen werden. Wenn die Reichweite noch OK ist, wäre die Hoffnung begründet, dass das Problem bald verschwindet.

Viele Grüße
Didi

[E-Bik Andi]

Ich gehe auch stark davon aus, dass es nur eine Mißbalance der Zellenbänke ist und das BMS balanciert die unterschiedlichen Spannungslagen von den Zellen mit der höheren Spannung auf die Zellen mit der niedrigeren Spannung aus. Sobald dann die Gesamtspannung durch Verluste wieder unter die Abschaltschwelle sinkt, holt sich das BMS über das Netzteil wieder Strom. Das Spiel geht so lange, bis alle Zellenverbünde balanciert sind.

[Dieter F.]

Aus meiner jetzigen Erfahrung dürfte es aber nicht zu einer Fehlermeldung kommen eher das Charge off zu früh seitens des BMS geschaltet wird bis die Spannung sinkt. Meine Vermutung, dass die Ladeschlusspannung möglicherweise nicht stimmt oder der Ladestrom nicht im geforderten Maß fällt. Ich kenne das Fahrzeug nicht und ich weiß auch nicht ob es ein aktives BMS ist oder nur passiv. Ist es nur passiv würde die erforderliche Eingrenzung der Ladespannung und daraus resultierenden Ladestroms der Zelle bzw. eines oder mehreren Strängen schon die Gefahr der Überladung bestehen. Da wird der Strang bzw. Zellen nur moderat belastet und in Wärme verbraten. Ein aktives System schichtet um, aber das funktioniert auch nur bis zu einem gewissen abgebauten Ladestrom und Balancestrom. Auch hier gilt, ist der Ladestrom zu hoch steigt die Zellenspannung wie die ges. Spannung unzulässig an. Um es einfach zu machen, mache einen Kreuztest mit einem baugleichen Lader. Vielleicht gibt es jemand hier der dir einen bereitstellt oder um die Ecke wohnt um das einfach mal auszutesten.

Bei gesunder Zellenstruktur wird eigentlich kaum im Ladevorgang balanciert. Der eigentliche Balancepunkt wird erst bei der Ladungssättigung erreicht, wo die eine oder andere Zelle schon ausbricht da diese voll ist. Hier wird dann der absoluten vollen Zelle Energie entnommen um diese der Zelle zuzuführen die die geringste Zellenspannung hat. Das ist wie so ein Ping-Pong bis alle Zellen nahezu voll ist. Das fällt erst im Alter etwas höher aus da die Zelle oder Zellenstruktur unterschiedlich altern. Die absolute Ladungssättigung liegt aus meiner Erfahrung bei derartigen Systemen bei 95-98%. Die 100% würde man nur erreichen, wenn man alle Zellen einzeln laden würde. Allerdings dürfte das Timing interessant werden mit nur einem Lader bis man alle Zellen durchgeladen hat um dann bei Zelle eins wieder anzufangen da diese schon zeitlich hinterherhinkt. Nur mal so eine Spinnerei im Kopf.

[E-Bik Andi]

Natürlich handelt es sich um ein passives BMS- kein Billigroller hat ein aktives BMS- ich kenne da ehrlich gesagt gar keinen Hersteller in der Klasse, welcher ein aktives BMS verbaut. Je nach Parametrierung kann es sehr wohl sein, dass die Zellen auf 4,2V geladen werden (100%). Da fallen mir mehrere ein. Das Netzteil liefert immer eine leichte Überhöhung- es kommt darauf an, wie das BMS parametriert ist. Wenn man ein Modellbauladegerät einmal beobachtet, mit wieviel Spannungsüberhöhung da am Anfang geladen wird, ist einem das schnell bewusst. Es lädt Anfangs mit CC und erst am Ende mit CV- und genau da setzt meist auch am BMS das Balancing ein. Die Fehler wirft ja nicht das BMS, sondern Deine ECU. Rein vom Ladeverhalten ist es in meinen Augen ein ganz normaler Vorgang wie ich ihn an verschiedenen E-Rollern beobachtet habe. Natürlich schaltet das Ladegerät nicht in kurzen Intervallen ein und aus, sondern erst dann, wenn wieder eine Unterschreiten der Ladeendspannung vorliegt. Das passiert nur bei extremer Dissbalance wo eine Menge Energie von den vollen zu den nicht vollen Zellen geschaufelt wird, oder wenn eine Zellenbank eine defekte Zelle besitz, die permanent ihre Spannung verliert.

[Dieter F.]

................ oder wenn eine Zellenbank eine defekte Zelle besitz, die permanent ihre Spannung verliert.

ah ich weiß nicht @Andi. Das ist schon ein guter Ansatz aber es dürfte nur aufschlussreich sein, wenn man die Batterie öffnet und die Spannungen misst. Das ist schwierig da man kaum heran kommt. Daher wäre ein Kreuztest mit einem baugleichen LG vielleicht der erste Schritt. Du schreibst passives BMS. Ich will jetzt gar nicht eine Abhandlung der Unterschiede hier schreiben. Nur das aktive BMS kann Ladung umschichten nicht das passive BMS. Im eigentlichen elektronischen Sinne ist ein passives BMS nicht in der Lage zu balancieren, es ist eine Ladungsbegrenzung der einzelnen Zellen im Ladevorgang. Ein Balancieren wäre ein ständiger Angleichungsprozess der Zellenspannung untereinander, also bei einem aktiven BMS was auch im Ruhezustand und Ladungsabbau balanciert. (vorausgesetzt es ist eingeschaltet) Gleiches natürlich unter Belastung und natürlich im Ladevorgang.

Ich tippe auf drei Möglichkeiten. Die erstere wäre eher die wahrscheinliche, einer der Zellen ist defekt bzw. hochohmig geworden. Zweitens, für mich nur ein Ausschlussverfahren, das LG, drittens das BMS ist defekt.

[Dieter F.]

Ich bin ein wenig verwirrt. Die ECU ist doch der reine Fahrcontroller. Kommuniziert es auch mit dem BMS dieses Fahrzeuges? Da steht doch „ Als ich dann den On-Knopf am Akku betätigt habe, leuchtete die Rote Lampe durchgehend und die erste grüne Lampe blinkte 9 mal.“

Okay, Halbwissen ist auch Wissen nur die hälfte davon..........

[E-Bik Andi]

................ oder wenn eine Zellenbank eine defekte Zelle besitz, die permanent ihre Spannung verliert.

ah ich weiß nicht @Andi. Das ist schon ein guter Ansatz aber es dürfte nur aufschlussreich sein, wenn man die Batterie öffnet und die Spannungen misst. Das ist schwierig da man kaum heran kommt. Daher wäre ein Kreuztest mit einem baugleichen LG vielleicht der erste Schritt. Du schreibst passives BMS. Ich will jetzt gar nicht eine Abhandlung der Unterschiede hier schreiben. Nur das aktive BMS kann Ladung umschichten nicht das passive BMS.

Das ist nicht richtig Dieter. Ein passives BMS balanciert am Ende des Ladevorganges meist dann, wenn eine Zellenbank die Ladeendspannung erreicht- jeder der ein BT-BMS hat kann das live verfolgen. Genau darum soll man den Akku auch länger am Netzteil lassen auch wenn der Aku voll scheint, weil im Balancingprozess (bei passivem BMS meist nur um die 100 Watt Umschichtung) immer wieder die vollen Zellenbänke logischerweise unter die Ladeendspannung kommen und das Netzteil einschaltet. Ferner balanciert ein passives BMS meist nur am Netzteil. Darum sieht man in der App auch recht schön, ab wann das Balancing auf "aktiv" steht und wie sich die Spannungen angleichen. Keine Ahnung wer Dir diesen Bären aufgebunden hat. Und übrigens: Auch die besten Zellen driften ohne Balancing auseinander, da die Widerstände nie gleich sind. Jedes BMS balanciert.

[Dieter F.]

Ein Bären ist das nicht eher des Elektronikstudium vor sehr langer Zeit und es ist etwas eingerostet oder besser geschrieben fest gerostet. Was du schreibst ist schon korrekt aber unterliegt eher der jetzigen Gegenwart und Ausdrucksform als vor x Jahrzehnten. Ich möchte mich kurz fassen und entschuldigt wenn die Ausführung langweilt.

Zu der damaligen Zeit ging es um einen Ladungseingleichung der Zellen die in Reihe geschaltet, ohne die Ladeschlussspannung auch nur einer einzelnen Zelle zu überschreiten. Das passive BMS wie du es beschreibst war geboren. Allerdings ohne Software etc. und zu der Zeit von NC bzw. NMH Zellen. Etwas später folgte die heutige Chemie und es ging kein Weg daran vorbei. Aus der damaligen Sicht sprach man von einem Ladungsausgleich ohne das Wort „Balancer“ überhaupt zu kennen. Es war allgemein als Ausgleichsladung beschrieben, bei geringfügiger Überladung. Damit eine schon volle Zelle nicht zu sehr überladen wurde, hatte man diese künstlich belastet, somit bekamen die restlichen Zellen die noch nicht voll geladen waren noch Ladestrom. Der Ladestrom war so angepasst, dass bei der künstlichen Last einer vollen Zelle der Strom nicht zu sehr als Belastung des parallelen Regelelements überlasten konnte. (ich meine nicht damit die Zelle sondern die Elektronik) Ein zu hoher Ladestrom hätte sonst die Regelung unbrauchbar gemacht. Daher auch heute noch das schlechte Regelverhalten (Balancing, wenn es besser klingt) des passiven Systems, da es ja nicht wirklich die Ladung Umschichtet nur die Lücken stopft. Besonders dann, wenn die Zellen zu ungleich waren oder defekt. Ein sehr ungleiches System konnte man nur mit einem verkleinerten Ladestrom wieder auf Trab bringen was sehr zeitaufwendig war. Daher auch richtig was Du schreibst, dass nach dem Ladevorgang das Ladegerät noch eine Zeit verweilen sollte. Es fließt kaum noch Ladestrom und der noch vorhandene wird verbraten und die Lücken schließen sich langsam.

Später kam ein Begriff hinzu der als „Top Balancer“ alles das beschrieb. Da „top“ die Regelung zum Ende des Ladevorgangs beschrieb! Also das was Du beschrieben hast als: „…am Ende des Ladevorganges meist dann, wenn eine Zellenbank die Ladeendspannung erreicht- jeder der ein BT-BMS hat kann das live verfolgen“.

Das ist korrekt, was Du da siehst ist der Ladungsausgleich der restlichen Zellen die noch nicht voll sind und kurz vor der Sättigung stehen! Der Begriff „Top Balancer“ vereinfachte sich als „Balancer“ und beschreibt die heutige Technik allgemein. Bei einem passiven System reell nur in der Endphase aber ein echtes Umschichten (balancieren) kann das passive System nicht. Es wäre jetzt auch Erbsenzählerei das weiter aufzubröseln und kaum hilfreich.

Das geht jetzt hier ans Thema vorbei.....

Ich hatte ja mal geschrieben ich bin nur ein Bastler mit dem Hang zur Perfektion. LFP Umbau...etc...

[Schnabelwesen]

Ob der neue User @JonLe schon aufgegeben hat? Jedenfalls war er 50min nach seinem ersten Beitrag zum letzten Mal online.
Konkret würde ich ihm raten, den Akku erstmal einigermaßen leer zu fahren und unter Aufsicht wieder zu laden. Wenn es gleich wieder solche Symptome gibt, liegt wahrscheinlich ein Defekt vor. Wenn das Ladegerät bzw. das BMS erst am Ende Überladung anzeigen, ist die Frage, ob der Akku hinreichend balanciert werden kann ("Ladungsausgleich" ist super).
Spätestens nach dem zweiten oder dritten Ladezyklus sollte das besser werden.
Ohne Aufsicht würde ich das Ding erstmal nicht betreiben - schon deshalb, weil mir so ein Verhalten bzw. so eine Anzeige noch nicht untergekommen ist.
Schöne Grüße, Bertolt