WINSTON/THUNDERSKY Lifepo 200Ah 24V Balancer BMS Ja/Nein?

  • Zitat von photoenchen4me

    Ehrlich gesagt erschliesst sich mir die Aussagekraft dieses Diagramms nicht wirklich (und eigentlich dachte ich, dass ich darin nicht ganz unbeleckt bin) :wink:
    Kannst du den Gedankengang dahinter eventuell etwas besser/ leichtverständlich aufdröseln oder den Link zu Studie zur Verfügung stellen?




    Moin,


    die Diagramme stammen wohl aus der Arbeit "State-of-Health Estimation of Li-ion Batteries: Cycle Life Test Methods" vom erwähnten Jens Groot, Techn. Universität zu Göteborg.


    Cheers,
    Photonenfang.

  • Zitat von photoenchen4me


    Ehrlich gesagt erschliesst sich mir die Aussagekraft dieses Diagramms nicht wirklich (und eigentlich dachte ich, dass ich darin nicht ganz unbeleckt bin) :wink:
    Kannst du den Gedankengang dahinter eventuell etwas besser/ leichtverständlich aufdröseln oder den Link zu Studie zur Verfügung stellen?


    Die Studie hatte ich hier im Forum schon mehrfach verlinkt. Er wurde auch oben schon gepostet-


    Zitat


    Sorry, aber non-LiFePO Li-xxx ist eine völlig andere Baustelle, da dort die Spannung mit dem SOC einerseits eng verknüpft ist und andererseits die Ladeendspannung bei chemisch weit aggressiveren Levels liegt. Dort machen "schonende Flachzyklen" und "100% SOC Vermeidung" Sinn.


    Auch wenn Du immer betonst dass LiFePO4 anders als andere Lixx sind, manche Dinge sind schon sehr ähnlich. In der Studie wurde LiFePO4 getestet und eben Festgestellt dass der Energiedurchsatz durch LiFePO4 Zellen bis sie 80 % Restkapazität erreichen ebenfalls sehr stark von der Nutzung abhängt. Durch verwendung eines SOC-Fensters erreicht man eine bis zu 4-fache Lebensdauer - etwa 8000 effektive Vollzyklen statt nur 2000.


    Zitat


    Bei Solar LiFePO kann ich das - auf eine realistisch/ sinnvolle Lebensdauer (+10 Jahre) und Zyklenzahl (ca 2.000 Zyklen) bezogen - nicht wirklich erkennen.


    Der Speicher soll eben nicht nur 2000 Zyklen für etwas mehr als 10 Jahre halten sondern möglicherweise sogar 20+ Jahre. Wie ich im anderen Thread schon schrieb halte ich deshalb Deine hohe Lade- udn Floatspannung für schädigend. Du wirst die 2000 Zyklen sicher erreichen, es könnten aber auch wesentlich mehr sein, wenn Du den Speicher im Bereich 10-90 oder sogar nur 20-80 betreibst. Effektiv halbieren sich dann die Kosten. Denn obwohl Du nur die halbe Kapazität nutzt erreicht man die 4-fache Lebensdauer.


    Zitat


    Das müsste mMn eigentlich heissen:
    "Man braucht Ladegeräte welche sich nach Spannung und Strom regeln lassen"
    ("kleine" bzw lokale Regel-Schleifen sind immer zu bevorzugen !!!)


    Nein, eben nicht. Wenn das BMS mit Halbleitern zur Steuerung des Stromflusses arbeitet, wie z.B. die ganzen Single-Board BMS, dann genügt es wenn es bei Erreichen der oberen Kapazitätsgrenze einfach den Stromfluss unterbindet. Das ladegerät geht dann an die obere Spannungsgrenze, weil kein Strom mehr fließt und schaltet dann irgendwann ab oder in Float. Wenn das BMS meint dass wieder geladen werden soltle, oder die Spannung durch einen Verbraucher abfällt dann schaltet es wieder ein. Egal was für Ladegerät dran hängt, das BMS kontrolliert wann die Batterie geladen wird. Es genügen ganz einfache CC/CV-Ladegeräte.


    Zitat


    Sonst bräuchts die Ladegeräte ja gar nicht mehr und wir landen bei proprietären all in one Systemen, welche in ihrer Wirkungsweise völlig undurchschaubar und unüberprüfbar sind (siehe div derartige Ansätze).
    :wink:


    Die Batterie sollte ein All-in-One System hinsichtlich Zellen, BMS und Balancer sein. Sie kann dann direkt eine vorhandene Bleianlage ersetzen und man braucht nicht mal die Ladegeräte austauschen.


    Das Pylontech System geht in die richtige Richtung, wobei mir das aktive Balancing und die Steuerung über den SOC fehlt.

    Mobile Insel: PV 2kWp (mono), Solarregler 2xMPPsolar PCM5048 (MPPT), LiFePO4 1020Ah/25,6V, Lichtmaschine 4,2kW, Netzladegeräte 2xPhilippi AL30 24V, 2xKosun 6kW Sinus-WR 24V, Mastervolt Batteriemonitor BCM-III

  • Danke.


    Habe die Groot Studie jetzt diesbezüglich nochmal duchgesehen.
    MMn bezieht sich das Diagramm (figure 6.1) auf - wie er es nennt - 1C Zyklen wie sie weiter vorn ("table 8") definiert sind.
    Damit wären sie dann nicht normiert auf SOC 0% - 100% sondern eben nur auf den in dieser Tabelle definierten SOC Bereich der jeweiligen Varianten.


    Nur damit erklärt sich für mich die etwas wirre Grafik mit dem mMn irreführenden Ergebnis.
    Ich bilde mir ein, wo eine weitere Untersuchung über den Lebensdauereinfluss der Entladetiefe gesehen zu haben welcher meinen Verdacht untermauern würde. Vielleicht finde ichs noch.
    :juggle:



    Wie auch immer, ich werd das mal so laufen lassen und die Probe aufs Example machen, solange sich nichts besseres/ eindeutigeres dazu findet.
    Es wäre ja auch so, dass ich mit 20% Kaparückgang auf 10 Jahre hinaus durchaus leben könnte. Allerdings, nachdem etwa 1/4 dieser Zeit bereits vergangen ist, zeichnet sich das bei meinem Pack noch keineswegs ab.
    :mrgreen:

    LiFePO ist anders.

  • Zitat von photoenchen4me


    Nur damit erklärt sich für mich die etwas wirre Grafik mit dem mMn irreführenden Ergebnis.
    Ich bilde mir ein, wo eine weitere Untersuchung über den Lebensdauereinfluss der Entladetiefe gesehen zu haben welcher meinen Verdacht untermauern würde. Vielleicht finde ichs noch.


    Das ist zwar nicht was ich im Kopf hatte, aber diese Studie tuts hier wohl genauso:
    :wink:
    https://www.researchgate.net/p…aphite-LiFePO-4-cells.pdf


    Daraus Fig. 3 (ist zwar bei 60°C ermittelt, tut aber dem grundsätzlichen Zusammenhang von DOD und Energiedurchsatz versus Zyklenlebensdauer bei LiFePO keinen grossen Abbruch)


    [Blockierte Grafik: http://www.kinotechnik.at/pages/PV/LiFePO_DOD_verus_cycles.jpg]


    Was man daraus erkennen kann ist, dass der Zusammenhang zwischen DOD (depth of discharge - also wieviel man vom der 100% Kapa tatsächlich nutzt) und dem Gesamt-Energiedurchsatz auf die Lebensdauer bezogen nicht grossartig variiert


    Rechnet man die Werte Pi mal Daumen um dann erhält man einen Verhältnisfaktor


    für DOD 90 und 80% so um die 630
    für DOD 50 so um die 700
    für DOD 20 so um die 560
    für DOD 10 so um die 620


    Auch wenn die Daten mMn nicht ganz konsistent sind, sind Unterschiede bezüglich dessen wieviel Energie man durch den LiFePO schleusen kann eher gering,
    max ca 20% in einem DOD Bereich von 10% - 90%


    Zitat von egn


    Durch Verwendung eines SOC-Fensters erreicht man eine bis zu 4-fache Lebensdauer - etwa 8000 effektive Vollzyklen statt nur 2000.


    ...
    Der Speicher soll eben nicht nur 2000 Zyklen für etwas mehr als 10 Jahre halten sondern möglicherweise sogar 20+ Jahre. Wie ich im anderen Thread schon schrieb halte ich deshalb Deine hohe Lade- udn Floatspannung für schädigend. Du wirst die 2000 Zyklen sicher erreichen, es könnten aber auch wesentlich mehr sein, wenn Du den Speicher im Bereich 10-90 oder sogar nur 20-80 betreibst. Effektiv halbieren sich dann die Kosten. Denn obwohl Du nur die halbe Kapazität nutzt erreicht man die 4-fache Lebensdauer.


    Deine Argumentationslinie ist anhand obiger Daten mMn klar widerlegt. Sorry


    Ich würde eine hohe SOC Ausnutzung - bei LiFePO - daher auch nicht als "schädlich" bezeichen.
    Vielmehr zeigt obiges, dass man - mehr oder weniger - lediglich stärke Nutzung gegen stärkeren Verschleiss tauscht.
    Der Zusammenhang von Verschleiss versus Nutzung - sprich Energiedurchsatz - ist, von den hier zu erkennenden ca 20% Differenz abgesehen, praktisch linear.
    :wink:

    LiFePO ist anders.

  • Das ist nicht meine Argumentation sondern das Ergebnis einer Studie von Jens Groot. Wenn Du das Ergebnis anzweifelst dann solltest Du Dich mit ihm auseinandersetzen. Vorher solltest Du die Studie aber noch genau lesen. :roll:


    Denn ich glaube Du interpretierst die obige Grafik falsch, und verwechselst tatsächliche Ladzyklen mit Vollladezyklen:

    Zitat


    According to this definition, one capacity throughput corresponds to one full discharge and one full
    charge cycle.


    Die angegebenen Zyklen oben sind anscheinend nicht auf Vollzyklen normiert wie bei Jens Groot, sondern geben die tatsächlichen Lade/Endladevorgänge an.


    DOD 10 %: 9600 * 0,1 = 960 Vollzyklen
    DOD 20 %: 6200 * 0,2 = 1240 Vollzyklen
    DOD 50 %: 2900 * 0,5 = 1450 Vollzyklen
    DOD 80 %: 1400 * 0,8 = 1120 Vollzyklen
    DOD 90 %: 800 * 0,9 = 720 Vollzyklen

    Mobile Insel: PV 2kWp (mono), Solarregler 2xMPPsolar PCM5048 (MPPT), LiFePO4 1020Ah/25,6V, Lichtmaschine 4,2kW, Netzladegeräte 2xPhilippi AL30 24V, 2xKosun 6kW Sinus-WR 24V, Mastervolt Batteriemonitor BCM-III

  • Zitat von egn

    Das ist nicht meine Argumentation sondern das Ergebnis einer Studie von Jens Groot.
    Denn ich glaube Du interpretierst die obige Grafik falsch, und verwechselst tatsächliche Ladzyklen mit Vollladezyklen:


    Das hab ich natürlich gelesen, und ich glaube, dass da entweder der Groot was verwechselt oder zumindest wirr genug beschreibt, dass man seine Aussage auch missdeuten kann.


    Deshalb hab ich mich nach anderen Daten umgeschaut und da kommts eindeutig raus, dass der Gesamtenergiedurchsatz das entscheidende Kriterium ist.
    Das heisst bei flachem Zyklen geht die zwar Zyklenzahl hinauf aber die erreichbare Vollzyklenzahl bleib mehr oder weniger die selbe.


    Bei Blei ist das anders, dort verliert man tatsächlich massiv an Gesamtenergiedurchsatz wenn man nicht flach zykelt.
    Das ist durchaus auch der Tenor der hiesigen Erfahrungen in der Bleifraktion.


    Ebenfalls sehr gut - weil der Testablauf klar und eindeutig beschrieben ist - ist das auf folgender Page zu sehen:
    https://ecs.confex.com/ecs/231/webprogram/Paper98447.html


    Daraus die Diagramme:
    [Blockierte Grafik: https://ecs.confex.com/data/abstract/ecs/231/Paper_98447_abstract_43518_0.png]


    Man erkennt schön dass die Kapa bei höhem DOD abfällt - logo - es wurde auch nach so und soviel Zyklen ein mehrfaches an Energie bereits durchgesetzt.
    Habs jetzt nicht durchgerechnet aber Pi x Daumen komm ich auf das selbe Ergebnis wie in meinem vorigen posting.

    LiFePO ist anders.

  • Moin,
    interessante Diskussion. Für meinen LiIon-10kWh-Speicher wollte ich dennoch die Nutzung in den niedrigeren SoC verschieben, also z.B. von 5-70% (max.85%), um lange Nutzungszeiten zu erhalten.
    Ist das nun sinnvoll oder nicht?


    btw:
    Wer bis 100% SoC gehen möchte, muss m.E. mit einem gescheiten BMS operieren, damit er sein Top-balancing im Griff hat. Ein aktives BMS mit ordentlicher Transferleistung könnte ev. eine Ladestromabsenkung am Ladegerät entbehrlich machen (=> Thema Kommunikation BMS - Ladegerät entschärft).
    Autartech hat da mit dem Liconnect ein ordentliches 16-Zellensystem im Angebot (leider teuer). Aber sie haben mit "Joulie" ein neues 4-zelliges BMS-Modul, welches hochskaliert werden kann => 4,8,12,16-Zeller usw. möglich. Die Balancerströme sind auch ordentlich hoch.


    egn: Welches aktive BMS nutzt Du? Bis dato kenne ich fast ausschließlich passive "Heizer".


    Gruß iot

  • Zitat von iot


    Für meinen LiIon-10kWh-Speicher wollte ich dennoch die Nutzung in den niedrigeren SoC verschieben, also z.B. von 5-70% (max.85%), um lange Nutzungszeiten zu erhalten.
    Ist das nun sinnvoll oder nicht?



    Achtung!
    "LiIon" ist ein Überbegriff über mehr oder weniger alle Li-xxx Zellchemien.
    LiFePO ist in dieser Gruppe eine gewisse Ausnahme und verlangt / ermöglicht andere Behandlung.


    Was bisher hier verhandelt wurde bezieht sich auf LiFePO aber nicht notwendiger Weise auf alle anderen Li-xxx.


    Hast du non-LiFePO Li-xxx dann macht es mMn durchaus Sinn, die Spannungslage und damit den SOC nach oben hin zu begrenzen.
    Bei non-LiFePO Li-xxx kommt die mit zunehmendem SOC direkt verkoppelte höhere Spannung stark zum tragen, welche korrosionsfördernd und damit lebensdauerverkürzend ist.




    Zitat von iot


    Wer bis 100% SoC gehen möchte, muss m.E. mit einem gescheiten BMS operieren, damit er sein Top-balancing im Griff hat.


    Das ist weitgehend eine Glaubensfrage - bei meinem bottom gebalancden Pack läufts ohne equalizing zB super.
    Siehe auch:
    https://www.photovoltaikforum.…=57&t=119005&hilit=pcm60x
    Erstes posting, letzter Absatz.
    :wink:

    LiFePO ist anders.

  • Ein BMS ist immer gut und auch eine Sicherheit. Es kann durchaus sein das man es bei Lifepo in 2 Jahren nicht einmal braucht wenn man zwischen 20-80% zykelt.
    Fertigsysteme werden natürlich anders angepriesen ob Li.-ion oder Lifepo, gerne gibt man die volle Kapazität nutzbar an und der Kunde verläßt sich auch darauf.
    Bei Blei sind ja schon viele auf die Schnauze gefallen wenn nach 12 Monaten das System nur noch Sicherheitsladungen mit Netzstrom macht. Bei Lithium undLifepo verschiebt sich das alles ein bischen, aber auch die fangen an sich zu debalancieren bei voller Ausnzutzung.
    Wie oft mußte ich mich schon verteidigen im Bereich der Akkutechnik, ich gebe einmal Tips und dann bin ich weg.
    Mit 30kwh an Blei und über 50kwh an Lithium hier habe ich schon sehr lange Erfahrungen gesammelt, alle meine Akkus sind noch immer Top.
    Wer mit Lithium und Lifepo 90% des Energieinhaltes plant hat etwas verplant. Das System muß von Anfang bis Ende passen. Was rausgenommen wird muß auch wieder reinkommen, dabei gilt auch zu beachten das der Akku dabei die Nächte übersteht.

    KWK Ecopower1.0 1kwp, 1x SB 5.0 und 1x SB 3.0 6,6kwp, 2x Outback Flexmax80 3,5kwp, Speicher 24V/1000ah, Überschußverwertung mit Heizstab in Pufferspeicher (Infrarot auf Q3d Zähler)
    Nachteinspeisung wenn KWK aus über WR

  • Zitat von photoenchen4me


    Deshalb hab ich mich nach anderen Daten umgeschaut und da kommts eindeutig raus, dass der Gesamtenergiedurchsatz das entscheidende Kriterium ist.
    Das heisst bei flachem Zyklen geht die zwar Zyklenzahl hinauf aber die erreichbare Vollzyklenzahl bleib mehr oder weniger die selbe.


    Nein, das ist gerade für Lithiumakkus abhängig vom Entladefenster definitiv falsch, während es tatsächlich für Blei gilt. Ein Beispiel bei Blei sind die sogenannten Lifetime Energy Units, die z.B. Trojan mal zur Beurteilung der Lebensdauer angegeben hat. Diese gaben den Durchsatz in kWh über die Lebensdauer an und waren weitgehend unabhängig von der Entladetiefe.


    Du ignorierst immer noch Werte zwischen einer Entladung von 100 %, gegenüber der Ladung in einem bestimmten SOC-Fenster.


    Und letztlich geht es auch um die Gesamtlebensdauer nicht nur um die Zyklenlebensdauer. Ab einer bestimmten Zyklenzahl wird auch die kalendarische Lebensdauer zu einem Problem.


    Auch in dieser Untersuchung kommen Zellen die nur ein SOC-Fenster nutzen weit besser weg als Zellen die immer 100 % geladen werden, und dann entladen.


    Auch hier sieht man den Unterschied zwischen unterschiedlichen SOC-Fenstern:



    Es ist immer schlecht bis 100 % zu laden. Dies kann die Lebensdauer drastisch reduzieren. Z.B. ist der Energiedurchsatz bei Nutzung von 20% - 100 % nur etwa 40 kWh bis 80 % Restkapazität, während bei Nutzung von 10-90 % weit über 160 kWh möglich sind.




    Und dass sich LiFePO4 völlig anders als die andere Li-Zellen ist völlig falsch. Das Verhalten ist unter gleichen Betriebsbedingungen grundsätzlich sehr ähnlich. Nur ist LiFePO4 unter machen Betriebsbedingungen etwas weniger empfindlich.