BMS-Einstellung und Kapazitätsanzeige

[AndyAndy]

Hallo zusammen,

bitte helft dem Laien zu verstehen, ob folgendes Verhalten richtig ist:

Gegeben ist eine neue 60V 45Ah 20S LiFePO4 Batterie mit einem 50A BMS (Marke JBD) und Bluetooth.

Im Fahrzeug ist noch ein externer Coulombmeter verbaut, der auf 60V 45Ah eingestellt ist.

Nach der Inbetriebnahme der Batterie ist mir schnell aufgefallen, dass die Restkapazitätsanzeige in der Batterie-App von der des Coulombmeters abweicht, und zwar je mehr die Batterie entladen wird desto größer die Abweichung (über 10%).

In den BMS-Einstellungen nachgeschaut, da stand:
Nominal capacity: 50000mAH
Cycle capacity: 40000mAH
Full charge capacity: 50000mAH

Beim chinesischen Hersteller/Verkäufer nachgefragt, ob das so sein soll, und folgende Antwort bekommen (übersetzt):
Der Grund für die Einstellung des BMS auf 50Ah ist, dass bei der Herstellung die Daten nicht geändert und eine 50 A Schutzplatine verwendet wurde. Daher zeigt die Bluetooth-Schnittstelle standardmäßig eine Kapazität von 50A an.

Daraufhin hat der Hersteller/Verkäufer die BMS-Einstellungen live per Fernwartung geändert.
Jetzt steht dort:
Nominal capacity: 45000mAH
Cycle capacity: 36000mAH
Full charge capacity: 45000mAH

Und nun meine Frage: zum Zeitpunkt der Fernwartung zeigte die App 84% und der Coulombmeter 78% Restkapazität an. Direkt nach dem Eingriff sprang die App-Anzeige hoch auf 94% Restkapazität. Ich habe jedoch erwartet, dass die Anzeige nach unten springt und sich der Anzeige des Coulombmeters nähert und nicht umgekehrt.

Habe ich einen Denkfehler?

[didithekid]

Hallo,
das muss man jetzt nicht unbedingt einen "Denkfehler" nennen, wenn das BMS sich da anders verhält, als man es erwartet hat. Die Art der Berechnung/Messung ist hier eben anders, als die Erwartung. Im Erinnerungs-Speicher des BMS stehen ja weiterhin die Amperestunden drin, die das BMS im Akku gemessen hat (besser gesagt: dort vermutet). Wird jetzt die Obergrenze von 50 Ah auf 45 Ah reduziert, ist dieser "Messwert" der momentan gespeicherten Amperestunden natürlich näher an dieser neuen Obergrenze. Da für die Obergrenze natürlich die 100% gesetzt sind, liegt der neuberechnete Ladezustand nun bei einer höheren Prozentzahl.
Das was das BMS da anzeigt, ist aber ja wenig relevant, wenn Du ein Coulometer hast. Dort muss die real nutzbare Kapazität eingestellt werden (also deutlich weniger, als der Fabrikwert der Zellen). Werden im Fahrzeug nur 39Amperstunden zwischen dem Zustand vollgeladen und dem Abschaltpunkt (Motor OFF wegen Unterspannung) genutzt, darf der Wert auch nur auf diesem Niveau eingestellt sein. Du willst ja doch sicherlich eine Anzeige, bei der Anzeigewert 3% heißt, dass das Fahrzeug noch fährt und früher als 0% damit auch noch nicht Schluss ist. Also muss es im Coulometer so niedrig eingestellt werden, dass im Akku noch Notreserveenergie bleibt, wenn das Coulometer schon bei 0% angekommen ist.
Üblich ist die Programmierung der Coulometer mit Spannungsschwelle für 100% (bei Dir z.B. auf 71,8 Volt, wo die Anzeige dann immer auf 100% springt, sobald dieser Spannungswert überschritten wird. Die (vom Coulometer gezählten) Amperestunden, die von dem Punkt an entnommen werden können, bis zum Erreichen von Unterspannung (53 Volt unter Last) sind aber verschieden zwischen Sommer und Winter. Wird da ein eher kleiner Wert (z.B. 36 Ah) als nutzbar eingestellt, hat man im Sommer mehr Notreserve, als im Winter. Unter Ruhespannung 60 Volt wird bei deinem Akku schon mit Problemen unter Last zu rechnen sein. Es geht also nur um Amperestunden zwischen 71,x Volt und 60 Volt und alles darunter zählt hier nicht mit.
Ist der im Coulometer eingestellte Ah Wert (nutzbar) zu groß, streikt der Motor im Winter vielleicht schon bei Anzeigewert 15%, während es im Sommer bis 3% noch weitergeht.

Viele Grüße
Didi

[AndyAndy]

Ah ja. Danke, dann werde ich es beobachten.

Was die Einstellungen im Coulometer angeht, belasse ich es bei 45Ah (wenn ich Didi richtig verstanden habe, wäre die Einstellung auf 36Ah ratsam). Ich fahre den Akku sowieso nie leer. Ich achte auch auf die angezeigte Spannung, dass sie ohne Last nicht unter 60V fällt, aber beim neuen Akku beträgt sie sogar bei 20% Restkapazität noch 63,6V. Im Controller sind als soft undervoltage 55,5V und als undervoltage 52,5V konfiguriert.

[Fasemann]

Ich habe meine Coulometer immer so eingestellt, das die Unterspannung 10% zu hoch ist. Das heißt er rechnet bei 100 los, aber am Ende ist noch eine Reserve drin, je nach BMS kann man das auch da selbst einstellen und fährt den Akku nicht immer auf Kurzgrenze.

[AndyAndy]

Irgendwie laufen die Werte im Coulometer (CM) und BMS weiterhin auseinander, obwohl beide auf 45 aH eingestellt sind, aber warum?

Die Volt-Anzeige stimmt dabei mehr oder weniger überein, bei 100 % ca. 68V und bei 40% immer noch bei 65V. Vielleicht geht es dann schneller runter...

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Km    CM    BMS
3143	100	100	
3148	 92	 92	
3151	 87	 87	
3152	 79	 84	
3154	 75	 80	
3159	 66	 73	
3159	 62	 73	<- nach 2 Tagen Standzeit
3164	 53	 63	
3165	 49	 60	
3167	 45	 56	
3167	 44	 56	<- nach 1 Tag Standzeit	
3169	 41	 54	

[didithekid]

Hallo AndyAndy,
offenbar geht hier das BMS in einen Ruhemodus wenn das Fahrzeug steht. Es ist also nicht alleine dir Strommessgenauigkeit und der Wert der real noch verfügbaren Kapazität im BMS, der zu Unterschieden führt, sondern zusätzlich die Abschaltzeit in der das BMS (im Stromsparmodus) gar nicht mehr den (geringen) Stromfluss misst.
Auch das Coulometer kann die Selbstentladung im Akku nicht messen, rechnet aber ggf. mit einer (einstellbaren?) Drift des Akkus - zieht also etwas mehr ab, als gemessen.
Nach Standzeit kann man sich auf die Prozentanzeige selten verlassen, wenn man ich aktuell auf den für 100% definierten Punkt vollgeladen hat.
So wie es das CM jetzt macht ist es sicherer.
Zu wissen wo 0% ist und wo dann nach Kaltladung 100% liegt, wäre für die Einstellung der Columeterfunktionen aber besser.
Viele Grüße
Didi

[AndyAndy]

Hallo AndyAndy,
offenbar geht hier das BMS in einen Ruhemodus wenn das Fahrzeug steht. Es ist also nicht alleine dir Strommessgenauigkeit und der Wert der real noch verfügbaren Kapazität im BMS, der zu Unterschieden führt, sondern zusätzlich die Abschaltzeit in der das BMS (im Stromsparmodus) gar nicht mehr den (geringen) Stromfluss misst.
Auch das Coulometer kann die Selbstentladung im Akku nicht messen, rechnet aber ggf. mit einer (einstellbaren?) Drift des Akkus - zieht also etwas mehr ab, als gemessen.
Nach Standzeit kann man sich auf die Prozentanzeige selten verlassen, wenn man ich aktuell auf den für 100% definierten Punkt vollgeladen hat.
So wie es das CM jetzt macht ist es sicherer.
Zu wissen wo 0% ist und wo dann nach Kaltladung 100% liegt, wäre für die Einstellung der Columeterfunktionen aber besser.
Viele Grüße
Didi

Dass während der Standzeit etwas Strom verbraucht wird, ca 1% pro Tag, hatte ich immer schon, auch bei Bleigel, egal ob der Hauptschalter ein oder aus ist. Diesen Verbrauch "bemerken" das CM und BMS gleichermaßen.

Interessant ist bei meinen Aufzeichnungen, dass bis ca. 85% gleiche Werte angezeigt werden und erst dann driftet es auseinander. Das ist bereits nach der 2. Aufladung der Fall. Inzwischen liegt die Diskrepanz bei 15%. Vermutlich erfahre ich die Wahrheit nur wenn ich den Akku leerfahre...

Ich bin heute ca. 10 km mit permanent verbundener BMS-App gefahren und geschaut, wie es sich verhält. Ich habe keine Sprünge o. dgl. gesehen.
Oder ich habe dich komplett missverstanden.

[didithekid]

Hallo AndyAndy,
wenn der Hauptschalter OFF ist, kann im Hauptstromkreis ja kein Strom gemessen werden (wo bei Dir der Shunt/Messwiderstand eingebaut ist, weiß ich natürlich nicht).
Was nicht gemessen wird, kann aber nach Messwert der (inzwischen abgefallenen) Spannung geschätzt werden. Diese Schätzung wird ungenau sein und BMS und CM werden sich da auch unterscheiden. Aber wenn der Hauptschalter ON bleibt, mag das CM noch weiter aktiv messen, während das BMS bei geringem Stromfluss gar nicht mehr oder selten die Messwerte prüft (Schlafmodus). Ein BMS ist ja immer am Akku und i. d. R. so eingestellt, dass es nur noch minimalen Strom frisst, wenn am Fahrzeug nichts passiert, damit nach Monaten noch Spannung im Akku ist. Mit aktivem CM musst Du darauf achten, dass da nicht zuviel Energiefraß ist. Dessen Beleuchtung geht aber auch wohl aus , wenn der Stromfluss klein wird.
Viele Grüße
Didi