LiFePO₄ balancieren – sind 5 oder 10 mV wirklich der Beweis für gute Zellen?

Ich habe mich in letzter Zeit ziemlich intensiv mit dem Thema Zellabweichungen und Balancing bei LiFePO₄-Akkus beschäftigt.

Dabei bin ich immer wieder über Aussagen gestolpert wie:

„Nach dem Balancieren nur noch 5 mV Differenz.“

Oder:

„Auf 10 mV gebracht, jetzt ist der Zellsatz perfekt.“

Das klingt natürlich erst einmal hervorragend.

Aber irgendwann habe ich mir die Frage gestellt:

Was beweisen diese 5 oder 10 mV eigentlich?

Dass der Akku in diesem Moment gut balanciert ist?

Oder tatsächlich, dass vier qualitativ gut zusammenpassende Zellen verbaut sind?

Das sind meiner Meinung nach zwei ziemlich unterschiedliche Dinge.


Was kann Balancing überhaupt korrigieren?

Wenn vier grundsätzlich gut zusammenpassende Zellen lediglich unterschiedliche Ladezustände haben, ist Balancing genau das richtige Werkzeug.

Der Balancer kann helfen, diese Unterschiede anzugleichen.

Aber nehmen wir ein stark vereinfachtes Beispiel:

- Zelle 1: 105 Ah
- Zelle 2: 105 Ah
- Zelle 3: 104 Ah
- Zelle 4: 99 Ah

Ich kann diese vier Zellen im oberen Bereich so weit angleichen, dass sie nahezu identische Spannungen anzeigen.

Vielleicht stehen am Ende 5 oder 10 mV ΔV in der App.

Nur hat die vierte Zelle danach immer noch 99 Ah und nicht plötzlich 105 Ah.

Ähnlich sieht es mit Unterschieden beim Innenwiderstand bzw. der Impedanz, bei der Selbstentladung oder beim dynamischen Verhalten aus.

Deshalb ist für mich inzwischen eine Unterscheidung besonders wichtig:

Balancing kann einen Zustand korrigieren. Es verändert nicht automatisch die Eigenschaften der Zellen.

Oder anders:

Top-Balancing und gutes Zell-Matching sind nicht dasselbe.


Ich habe das „Hochstreicheln“ selbst ausprobiert

Ich wollte das nicht nur theoretisch betrachten, sondern selbst ausprobieren.

Der betreffende Akku wurde zunächst teilweise entladen und anschließend mit relativ geringem Strom – ungefähr 10 A – wieder geladen.

Dabei bin ich schrittweise vorgegangen:

13,9 V → 14,0 V → 14,1 V → 14,2 V → 14,3 V → 14,4 V → 14,5 V

Zwischen den einzelnen Schritten bekam der Balancer entsprechend Zeit.

Und tatsächlich:

Der Zellverbund ließ sich auf ungefähr 10 mV Differenz bringen.

Das sah hervorragend aus.

Wenn ich an diesem Punkt einen Screenshot gemacht hätte, hätte man problemlos sagen können:

„Schaut euch das an – perfekt ausgeglichene Zellen.“

Dann kam aber der für mich wesentlich interessantere Teil.


Derselbe Akku – diesmal mit 50 A Ladestrom

Anschließend wurde derselbe Akku mit 50 A geladen.

Und plötzlich sah die Geschichte anders aus.

Im oberen Ladebereich liefen eine bzw. mehrere Zellen deutlich schneller hoch. Schließlich erreichte eine Zelle die eingestellte OVP-Grenze.

Der Akku, der nach dem langsamen Balancing bei geringem Strom hervorragend aussah, zeigte unter 50 A also ein Verhalten, das vorher so nicht sichtbar war.

Meine Schlussfolgerung daraus ist ausdrücklich nicht:

„Langsames Balancieren mit 10 A ist falsch.“

Das wäre viel zu pauschal.

Meine Schlussfolgerung lautet:

Ein gutes Ergebnis bei geringem Strom beweist zunächst ein gutes Ergebnis bei geringem Strom.


Warum ich bewusst mit 50 A prüfe

Die 50 A Ladestrom habe ich nicht gewählt, um einen Akku künstlich besonders hart zu testen.

Der Grund ist wesentlich einfacher:

Ich möchte mit meiner Prüfung das reale Wohnmobilgeschehen möglichst gut abbilden.

In vielen Wohnmobilen sind heute Ladebooster verbaut. 30 A oder 50 A sind dabei keine ungewöhnlichen Größenordnungen.

Es gibt aber auch Fahrzeuge mit noch leistungsfähigeren Ladeboostern und entsprechend höheren möglichen Ladeströmen.

Dazu kommen je nach Aufbau Solar, Netzladegerät und unterschiedliche Kombinationen der Ladequellen.

Natürlich lädt deshalb nicht jedes Wohnmobil seinen Akku mit 50 A oder mehr.

Und 50 A sind auch keine allgemeingültige Qualitätsgrenze für einen LiFePO₄-Akku.

Für mich sind 50 A schlicht eine praxisnahe Prüfbedingung.

Wenn ich beurteilen möchte, wie sich ein Zellverbund im Wohnmobil verhält, sollte ich ihn auch unter Bedingungen betrachten, die im Wohnmobil tatsächlich vorkommen können.

Ein Akku, der bei 10 A hervorragend aussieht, muss sich bei 50 A nicht genauso verhalten.

Und 50 A sind im heutigen Wohnmobil eben kein exotischer Ladestrom.

Mein Grundgedanke ist deshalb:

Ein guter Praxistest passt nicht den späteren Einsatz an den Test an, sondern den Test an den späteren Einsatz.


Warum macht der Ladestrom überhaupt einen Unterschied?

Ganz vereinfacht spielt unter Strom auch der Innenwiderstand bzw. die Impedanz der einzelnen Zellen eine Rolle.

Zur Veranschaulichung kann man einen Teil davon stark vereinfacht mit

ΔU ≈ I × ΔR

betrachten.

Nehmen wir als reines Rechenbeispiel einen Unterschied von 0,5 mΩ.

Bei 10 A:

10 A × 0,0005 Ω = 5 mV

Bei 50 A:

50 A × 0,0005 Ω = 25 mV

Natürlich ist eine LiFePO₄-Zelle kein einfacher ohmscher Widerstand. Temperatur, Ladezustand, Polarisation und weitere elektrochemische Effekte spielen ebenfalls eine Rolle.

Das vereinfachte Beispiel verdeutlicht aber:

Kleine Unterschiede können bei höherem Strom wesentlich deutlicher sichtbar werden.

Gerade im oberen Bereich der Ladekurve kann das entscheidend sein.


Ein passiver Balancer kann auch nicht zaubern

Nehmen wir beispielsweise einen passiven Balancer mit 100 mA.

Der kann theoretisch ungefähr 0,1 Ah pro Stunde abbauen.

Nach zehn Stunden wären das ungefähr 1 Ah.

Daran erkennt man schon, warum das langsame „Hochstreicheln“ funktionieren kann.

Der entscheidende Faktor ist:

Zeit.

Ein Balancer mit 100 mA kann einem Ladestrom von 10 A oder gar 50 A natürlich nicht unmittelbar entgegenwirken.

Gibt man ihm aber viele Stunden, kann er trotzdem vorhandene Unterschiede korrigieren.

Das erklärt gleichzeitig, warum ein Zellverbund nach langem Balancing wunderschön aussehen und unter höherem Ladestrom trotzdem wieder Unterschiede zeigen kann.

Beim sogenannten „Hochstreicheln“ ist nicht die Leistung des passiven Balancers beeindruckend, sondern die Zeit, die man ihm zur Verfügung stellt.


Sind 5 oder 10 mV Zellabweichung also wertlos?

Nein.

Überhaupt nicht.

Ich freue mich ebenfalls über vier Zellen, die mit 5 oder 10 mV zusammenliegen. ;-)

Aber mittlerweile interessiert mich bei einem solchen Wert mindestens genauso sehr:

- Bei welchem Strom wurden die 5 mV gemessen?
- Bei welcher Zellspannung?
- Während des Ladens oder in Ruhe?
- Wie lange wurde vorher balanciert?
- War der Balancer dabei aktiv?
- Wie sieht derselbe Zellverbund bei höherem Strom aus?

Denn 10 mV bei 10 A nach stundenlangem Balancing und 10 mV bei 50 A im oberen Ladebereich sind für mich nicht dieselbe Aussage.


Eine OVP beim ersten Laden bedeutet für mich nicht automatisch schlechte Zellen

Das ist ein wichtiger Punkt, weil meine Aussagen zur OVP sonst schnell falsch verstanden werden könnten.

Wenn ich einen Akku im Lieferzustand das erste Mal vollständig mit 50 A lade, kann es durchaus vorkommen, dass eine Zelle im oberen Ladebereich vorausläuft und die eingestellte Cell-OVP erreicht.

Das allein ist für mich noch kein Grund zu sagen:

„Der Zellsatz ist schlecht.“

Der Akku kommt schließlich mit einem bestimmten Ladezustand bei mir an und die vier Zellen können kleinere Unterschiede im SOC besitzen.

Eine OVP zeigt zunächst einmal nur:

Eine Zelle hat die eingestellte obere Schutzgrenze erreicht.

Interessant wird für mich erst das weitere Verhalten.

Und genau deshalb folgt bei mir anschließend nicht tagelanges langsames „Hochstreicheln“, sondern ein vollständiger Lade-/Entladezyklus.


So prüfe ich einen Akku im Lieferzustand

Vielleicht ist das der wichtigste Punkt meiner ganzen Überlegung.

Ich bekomme einen Akku und versuche nicht zuerst, ihn mit geringem Strom auf möglichst schöne Millivolt-Werte zu bringen.

Ich möchte zunächst sehen:

Wie verhält sich der Zellverbund so, wie er bei mir angekommen ist?


1. Erste vollständige Ladung mit 50 A

Der Akku wird im Lieferzustand das erste Mal mit 50 A vollständig geladen.

Dabei beobachte ich die vier Einzelzellspannungen und deren Entwicklung.

Bei diesem allerersten Ladevorgang kann es durchaus vorkommen, dass eine Zelle im oberen Bereich vorausläuft und OVP erreicht.

Das wird beobachtet und dokumentiert.

Ich versuche aber nicht, dieses Verhalten anschließend durch stunden- oder tagelanges Laden mit sehr geringem Strom einfach wegzubalancieren.


2. Danach mit 100 A bis zum Abschaltpunkt

Anschließend wird der Akku mit definierten 100 A bis zum Abschaltpunkt des Systems bzw. der Schutzfunktion entladen.

Dabei reduziere ich den Strom im unteren SOC-Bereich nicht künstlich auf 10 oder 20 A.

Gerade dort möchte ich sehen:

- Welche Zelle fällt zuerst ab?
- Wie entwickelt sich das ΔV?
- Wann wird eine Schutzgrenze erreicht?
- Wie verhält sich der Zellverbund unter weiterhin hoher Belastung?


3. Danach wieder mit 50 A vollständig laden

Jetzt kommt für mich der besonders interessante Teil.

Nach der vollständigen Entladung wird derselbe Akku erneut mit 50 A vollständig geladen.

Und hier mache ich bei meinen Akkus regelmäßig eine interessante Beobachtung:

Eine Zelle, die beim allerersten Laden aus dem Lieferzustand noch in OVP gegangen ist, erreicht diese bei der zweiten 50-A-Ladung in den allermeisten Fällen nicht noch einmal.

Der Zellverbund läuft anschließend sauberer zusammen.

Es gibt auch Akkus, bei denen dieser vollständige Zyklus ein zweites Mal notwendig ist.

Vereinfacht sieht mein Ablauf also so aus:

Lieferzustand → 50 A vollständig laden → 100 A bis zum Abschaltpunkt entladen → wieder mit 50 A vollständig laden

Und wenn notwendig noch einmal:

100 A entladen → 50 A laden

Nach meiner bisherigen praktischen Erfahrung laufen die Zellverbünde danach in aller Regel sehr sauber zusammen.

Genau dieses Verhalten finde ich wesentlich interessanter als einen Akku, den ich vor dem eigentlichen Test zunächst viele Stunden mit geringem Strom auf beispielsweise 5 oder 10 mV gebracht habe.


Warum ist die zweite 50-A-Ladung für mich so interessant?

Weil ich jetzt zwei unterschiedliche Situationen vergleichen kann.

Beim ersten Mal sehe ich den Akku praktisch in seinem Lieferzustand.

Dann durchläuft der Zellverbund einen vollständigen Zyklus unter definierten Bedingungen.

Danach prüfe ich ihn unter demselben Ladestrom noch einmal.

Wenn eine Zelle beim ersten Ladevorgang OVP erreicht, nach dem vollständigen Entlade-/Ladezyklus aber nicht mehr auffällig vorausläuft, ist das für mich ein völlig anderes Bild als bei einem Zellverbund, bei dem dieselbe Zelle immer wieder reproduzierbar aus dem Verbund läuft.

Genau deshalb ist für mich die einmalige OVP weniger interessant als ihre Reproduzierbarkeit.

Nicht eine einmalige OVP beim ersten Laden ist für mich entscheidend. Entscheidend ist, ob eine Auffälligkeit nach einem vollständigen Lade-/Entladezyklus bestehen bleibt und reproduzierbar wiederkehrt.


Warum ich nicht zuerst auf 5 mV „schönbalanciere“

Hier liegt für mich ein entscheidender Unterschied zwischen Balancing und Qualitätsprüfung.

Wenn ich einen Akku im Lieferzustand zunächst mit 10 A lade, mich langsam von 13,9 V auf 14,0 V, 14,1 V, 14,2 V usw. bis 14,5 V hocharbeite und dem Balancer dazwischen viele Stunden Zeit gebe, kann ich vorhandene SOC-Unterschiede bereits vor meiner eigentlichen Belastungsprüfung weitgehend beseitigen.

Danach zeigt die App vielleicht wunderschöne 5 oder 10 mV.

Aber möglicherweise habe ich damit genau die Auffälligkeit korrigiert, die ich eigentlich erkennen wollte.

Deshalb ist mein Ansatz ein anderer:

Erst beobachten, dann unter definierten Bedingungen zyklisieren und anschließend erneut beobachten.

Wenn der Zellverbund danach bei 50 A sauber läuft und wenig Korrektur benötigt, ist das für mich ein gutes Zeichen.

Benötigt er einen zweiten vollständigen Zyklus und läuft anschließend sauber, ist auch das etwas, das ich in der Praxis beobachte.

Wenn dagegen dieselbe Zelle auch nach wiederholten vollständigen Zyklen unter denselben Bedingungen immer wieder deutlich vorausläuft oder beim Entladen auffällig früh einbricht, dann möchte ich wissen:

Warum?


Wie viel Balancing sollte ein guter Zellsatz überhaupt benötigen?

Natürlich darf ein Balancer arbeiten.

Dafür ist er schließlich vorhanden.

Auch gute Zellen können kleine Korrekturen benötigen.

Ich würde deshalb niemals behaupten:

„Wenn der Balancer arbeitet, sind die Zellen schlecht.“

Das wäre Unsinn.

Interessanter sind für mich andere Fragen:

- Wie viel muss korrigiert werden?
- Wie lange muss korrigiert werden?
- Wie häufig passiert das?
- Bleiben die Zellen nach der Korrektur stabil zusammen?

Für mich ist inzwischen ein Zellverbund interessanter, der von sich aus eng zusammenläuft und wenig Korrektur benötigt, als einer, den ich mit genügend Zeit auf einen besonders schönen Millivolt-Wert bringen kann.

Der Balancer sollte kleine unvermeidbare Unterschiede korrigieren. Er sollte nicht dauerhaft einen schlecht zusammenpassenden Zellverbund kompensieren müssen.

Oder anders:

Gute Zellselektion sollte die Arbeit des Balancers reduzieren – und nicht der Balancer eine schlechte Zellselektion kaschieren.


Was passiert ein oder zwei Jahre später?

Auch das finde ich interessant.

Es gibt dokumentierte Fälle, bei denen ein Zellverbund erfolgreich balanciert wurde und zunächst hervorragend aussah, nach längerer Betriebszeit aber erneut größere Unterschiede entwickelte.

Das muss überhaupt nicht bedeuten, dass vorher falsch balanciert wurde.

Es kann schlicht bedeuten, dass die Ursache nicht nur ein unterschiedlicher Ladezustand war.

Wenn Zellen unterschiedliche Kapazitäten, Selbstentladung, Innenwiderstände oder unterschiedliches Alterungsverhalten besitzen, kann Balancing diese Eigenschaften nicht beseitigen.

Deshalb:

Heute perfekt balanciert bedeutet nicht automatisch dauerhaft perfekt gleichlaufend.

Und daraus ergibt sich für mich eine interessante Frage:

Wenn ein perfektes Top-Balancing die Qualität eines Zellsatzes beweisen würde – warum müssen manche Zellverbünde später erneut aufwendig balanciert werden?

Balancing kann einen Zustand korrigieren.

Es beseitigt aber nicht zwangsläufig die Ursache dafür, warum ein Zellverbund auseinanderläuft.


Beim Entladen gilt im Prinzip dasselbe

Ich habe mir auch verschiedene Vorgehensweisen bei Entladetests angesehen.

Dabei wird teilweise zunächst mit 50, 60, 100 A oder noch mehr entladen und im unteren Ladezustand die Belastung auf beispielsweise 10 oder 20 A reduziert.

Das kann für einen bestimmten Kapazitätstest durchaus sinnvoll sein.

Nur beantwortet es eine andere Frage.

Denn mein Wasserkocher macht das im Wohnmobil nicht. ;-)

Nehmen wir einen 2.000-W-Verbraucher.

Rein rechnerisch wären das bei 14 V bereits:

2.000 W ÷ 14 V ≈ 143 A

Und dabei sind die Wechselrichterverluste noch nicht berücksichtigt.

Sinkt die Batteriespannung, kann der benötigte DC-Strom für eine annähernd konstante AC-Leistung sogar noch steigen.

Der Wasserkocher sagt nicht:

„Oh, der Akku wird leer. Dann nehme ich ab jetzt statt über 100 A nur noch 20 A.“

Er fordert weiterhin seine Leistung.


Warum ich beim Entladen die 100 A nicht reduziere

Genau deshalb entlade ich bei meiner Prüfung mit definierten 100 A bis zum Abschaltpunkt.

Auch hier gilt:

100 A sind keine allgemeingültige Norm.

Sie sind meine definierte Prüfbedingung.

Ich möchte sehen, was der Zellverbund unter einer anhaltenden höheren Belastung macht.

Reduziere ich beispielsweise im unteren SOC-Bereich von 100 A auf 20 A, werden die Zellen entlastet.

Die Zellspannungen steigen wieder etwas an und unter Umständen lässt sich dadurch noch zusätzliche Kapazität entnehmen.

Für einen Kapazitätstest kann das interessant sein.

Für mich beantwortet es aber nicht die Frage:

Was wäre passiert, wenn der leistungsstarke Verbraucher einfach weitergelaufen wäre?

Deshalb sollte man meiner Meinung nach unterscheiden:

Kapazitätstest:
Wie viele Ah oder Wh kann ich unter definierten Prüfbedingungen entnehmen?

Hochlast-Praxistest:
Wie verhält sich der Akku unter einer definierten hohen Last bis zum Abschaltpunkt?

Beides kann sinnvoll sein.

Es sind nur unterschiedliche Fragen.


UVP – und der mögliche Jojo-Effekt

Gerade am unteren Ende wird es noch einmal interessant.

Nehmen wir an, eine einzelne Zelle bricht unter 100 A stärker ein und erreicht die eingestellte Cell-UVP.

Das BMS schaltet ab.

Bis hierhin macht die Schutzfunktion genau ihren Job.

Aber jetzt fällt die Last schlagartig weg.

Dadurch erholt sich die Zellspannung wieder.

Erreicht die Zelle die im BMS hinterlegte Recovery-/Release-Bedingung, kann das BMS den Entladepfad erneut freigeben.

Ist der große Verbraucher weiterhin eingeschaltet, liegt sofort wieder eine hohe Last an.

Die Zelle bricht erneut ein.

Wieder UVP.

Wieder Abschaltung.

Wieder Erholung.

Wieder Freigabe.

Im ungünstigen Fall entsteht ein regelrechtes Jojo:

Hohe Last → Zelle bricht ein → UVP → Abschaltung → Zelle erholt sich → Wiederfreigabe → hohe Last → erneute UVP …

Genau deshalb finde ich bei einer UVP nicht nur die eigentliche Abschaltspannung wichtig.

Ebenso interessant sind:

- Recovery-Spannung
- Verzögerungszeiten
- Recovery-Verzögerung
- Wiederfreigabelogik
- Verhalten bei weiterhin angeschlossener Last

Eine Schutzfunktion sollte nicht nur sinnvoll abschalten. Auch das Verhalten nach der Abschaltung gehört zur Schutzstrategie.

Und auch dieses Verhalten kann verborgen bleiben, wenn ich den Entladestrom kurz vorher auf 10 oder 20 A reduziere.


Manche BMS-Einstellungen haben mich überrascht

Bei von mir untersuchten Akkus habe ich teilweise Einstellungen gefunden, bei denen die Zell-OVP ungefähr im Bereich um 3,75 V lag.

Bei der Zell-UVP habe ich teilweise Werte unter 2,3 V gesehen.

Warum solche Werte gewählt wurden, weiß ich nicht und möchte darüber auch nicht spekulieren.

Und ganz wichtig:

Schutzgrenzen sind keine empfohlenen normalen Betriebsspannungen.

Für mich zeigt es aber, warum ich mir inzwischen nicht nur die vier Zellspannungen in einer normalen Bluetooth-App ansehe.

BMS-Konfiguration und Schutzstrategie gehören für mich zur Beurteilung des gesamten Akkus dazu.


Noch eine Beobachtung: Was passiert nach dem Laden?

Ich lade meine Akkus bei der Prüfung bis etwa 14,5 V.

Nach Entfernen des Ladegeräts ist eine Spannungsrelaxation normal.

14,5 V sind eine Ladespannung.

Der Akku muss diese Spannung nach dem Abklemmen des Ladegeräts nicht dauerhaft halten.

Bei meinen eigenen Akkus beobachte ich allerdings regelmäßig, dass sie auch nach mehreren Tagen noch eine vergleichsweise hohe Gesamtspannung besitzen.

Es gab beispielsweise Rückmeldungen von Kunden, dass ein Akku nach mehreren Tagen Transport bei der Ankunft noch ungefähr 14,0 V hatte.

Jetzt bitte nicht falsch verstehen:

Ich behaupte nicht, dass ein guter LiFePO₄-Akku nach vier Tagen zwingend 14,0 V haben muss.

Das wäre viel zu pauschal.

Aber das Ruheverhalten ist für mich ein weiterer interessanter Punkt.

Wenn ich einen Akku vollständig bis etwa 14,5 V lade, alle relevanten externen Verbraucher entferne und er nach ungefähr 24 Stunden beispielsweise schon nur noch 13,2 V besitzt, würde ich jedenfalls genauer hinschauen.

13,2 V entsprechen bei einem 4S-Akku im Mittel ungefähr:

3,30 V pro Zelle.

Das heißt noch lange nicht:

„Akku schlecht.“

Aber ich möchte wissen:

Warum?


Die Einzelzellspannungen sind dabei wichtiger als die Gesamtspannung

Sind alle vier Zellen gemeinsam und praktisch identisch gefallen?

Oder bleiben beispielsweise drei Zellen höher und eine einzelne sinkt deutlich stärker ab?

War der Balancer aktiv?

Wie hoch ist der Eigenverbrauch des BMS?

Gab es vielleicht doch eine kleine Last?

Welche Temperatur herrschte?

Und vor allem:

Ist das Verhalten reproduzierbar?

Gerade wenn eine einzelne Zelle unter definierten Ruhebedingungen reproduzierbar schneller oder stärker absinkt, würde ich genauer untersuchen.

Eine mögliche Ursache könnte eine erhöhte Selbstentladung sein.

Es können aber auch BMS, Balancer, Messung oder andere Einflüsse eine Rolle spielen.

Auch hier gilt:

Eine einzelne Zahl ist noch keine Diagnose. Das reproduzierbare Verhalten ist wesentlich interessanter.


Mein kompletter Prüfablauf noch einmal kurz zusammengefasst

Damit es nicht zwischen den ganzen Erklärungen untergeht:

1. Akku im Lieferzustand – erste vollständige Ladung mit 50 A

Dabei kann eine Zelle zunächst OVP erreichen.

2. Entladung mit 100 A bis zum Abschaltpunkt

Keine künstliche Reduzierung auf 10 oder 20 A im unteren SOC-Bereich.

3. Zellverhalten und Schutzfunktionen beobachten

Welche Zelle fällt zuerst? Wie groß wird das ΔV? Was passiert bei UVP und anschließendem Recovery?

4. Erneute vollständige Ladung mit 50 A

Jetzt interessiert mich besonders, ob eine vorher auffällige Zelle erneut OVP erreicht.

5. Falls erforderlich, einen weiteren vollständigen Zyklus

Es gibt Akkus, die nach meiner Erfahrung einen zweiten Zyklus benötigen.

6. Erneut den Zellgleichlauf beurteilen

Läuft der Zellverbund jetzt sauber? Wie viel muss überhaupt noch korrigiert werden?

7. Ruheverhalten betrachten

Bleiben die Zellen eng zusammen oder entwickelt eine einzelne Zelle eine reproduzierbare Auffälligkeit?

Für mich ist genau dieser Ablauf aussagekräftiger als die Frage:

„Wie bekomme ich den Akku vor dem Test auf möglichst wenige Millivolt?“


Warum ich das alles überhaupt mache

Eigentlich nicht, um spektakuläre Messwerte zu produzieren.

Ganz im Gegenteil.

Ich möchte einen auffälligen Zellsatz möglichst vorher erkennen.

Wenn ein Zellverbund schon bei den ersten Prüfungen immer wieder auseinanderläuft, möchte ich ihn nicht tagelang bearbeiten, bis irgendwann 5 mV auf dem Display stehen und alles schön aussieht.

Mich interessiert:

Warum läuft er überhaupt auseinander?

Genau dafür ist für mich Qualitätskontrolle da.

Ich möchte einen auffälligen Zellsatz nicht so lange balancieren, bis er gut aussieht. Ich möchte durch die Prüfung möglichst früh erkennen, ob er überhaupt meinen Anforderungen entspricht.

Natürlich garantiert auch diese Prüfung nicht, dass eine Zelle nach vielen Jahren niemals auffällig werden kann.

Das kann ein Eingangstest nicht leisten.

Aber er kann helfen, auffällige Zellverbünde bereits vor dem Einsatz zu erkennen.


Mein Fazit zum Balancieren

Balancing halte ich weiterhin für wichtig und sinnvoll.

Nur sehe ich einen kleinen ΔV-Wert inzwischen etwas anders.

5 oder 10 mV sind ein Messwert – kein Qualitätszertifikat.

Für mich sind inzwischen andere Fragen mindestens genauso interessant:

- Wie wurden diese 5 mV erreicht?
- Wie viel Balancing war dafür notwendig?
- Wie verhält sich der Zellverbund bei 50 A Ladestrom?
- Wie verhält er sich bei 100 A Entladestrom?
- Welche Zelle erreicht zuerst OVP oder UVP?
- War eine OVP nur beim ersten Laden aus dem Lieferzustand vorhanden?
- Ist sie nach einem vollständigen Zyklus verschwunden?
- Oder läuft dieselbe Zelle bei weiteren Zyklen erneut davon?
- Wie verhält sich das BMS nach einer Schutzabschaltung?
- Wie sieht der nächste Ladezyklus aus?
- Und bleiben die Zellen auch nach einer Ruhephase eng zusammen?

Deshalb würde ich es heute so zusammenfassen:

„Wie gut kann ich einen Akku balancieren?“ ist nicht dieselbe Frage wie „Wie gut sind seine Zellen aufeinander abgestimmt?“

Und:

Der Balancer sollte kleine Unterschiede eines guten Zellverbunds korrigieren. Er sollte nicht dafür zuständig sein, einen schlecht zusammenpassenden Zellverbund dauerhaft zusammenzuhalten.

Bei den Prüfströmen gilt für mich dasselbe:

Ein guter Praxistest passt nicht den späteren Einsatz an den Test an, sondern den Test an den späteren Einsatz.

Und vielleicht ist das für mich inzwischen der wichtigste Punkt:

Nicht die OVP beim allerersten Laden entscheidet für mich über die Qualität eines Zellverbunds. Interessant ist, was nach einem vollständigen 50-A-Lade-/100-A-Entladezyklus passiert. Läuft der Akku danach bei erneut 50 A sauber zusammen, ist das eine völlig andere Aussage als ein Zellverbund, bei dem dieselbe Auffälligkeit immer wieder reproduzierbar auftritt.

Ja, genau das ist ein Punkt, den man meiner Meinung nach nicht unterschätzen sollte.

Die Anzeige des BMS ist natürlich kein geeichtes Labor-Messgerät. Schon deshalb würde ich aus 2, 3 oder 5 mV Unterschied niemals eine absolute Qualitätsaussage machen.

Interessant ist für mich weniger die Frage:

„Sind es wirklich exakt 7 mV?“

sondern eher:

„Wie verhält sich die Anzeige reproduzierbar unter denselben Bedingungen?“

Denn auch die BMS-Messung selbst hat Toleranzen. Dazu kommen die Messleitungen, Kontaktstellen, die interne Kalibrierung des BMS und natürlich auch Temperatur und Betriebszustand. Und vorallem je nach Qualität des BMS, und der internen Firmware. Es gibt BMS mit der selben Typenbezeichnung aber mit firmware die eine ganz andere auflösung hat genau wie die Hardware Komponenten obwohl identisch Typenbezeichnung.

Deshalb halte ich es für problematisch, wenn aus wenigen Tausendstel Volt sofort abgeleitet wird:

„Diese Zellen sind perfekt gematcht.“

Dafür ist die Aussagekraft meiner Meinung nach zu gering.

Trotzdem sind die mV-Werte nicht nutzlos.

Wenn ein BMS beispielsweise unter denselben Bedingungen immer wieder zeigt, dass Zelle 2 deutlich stärker ansteigt oder unter Last stärker einbricht als die anderen, dann ist für mich die relative Entwicklung interessant.

Ob der echte Unterschied dabei exakt 25 mV oder vielleicht 21 oder 28 mV beträgt, ist dann gar nicht der entscheidende Punkt.

Entscheidend ist:

Ist eine Zelle reproduzierbar auffällig?

Genau deshalb schaue ich nicht nur auf einen einzelnen mV-Wert, sondern auf das Verhalten über den gesamten Lade- und Entladevorgang.

Und weil ich es wirklich genau wissen wollte, habe ich die Einzelzellspannungen parallel mit einem entsprechend genauen und kalibrierten Messgerät geprüft und mit der BMS-Anzeige vergleichen.

Ich wollte das ohnehin einmal systematisch machen, denn dann sieht man auch schön, wie stark verschiedene BMS bei der Einzelzellmessung tatsächlich voneinander abweichen.

Für mich bleibt deshalb:

Tausendstel Volt kann man beobachten – aber man sollte ihnen keine Genauigkeit und Bedeutung zuschreiben, die das Messsystem möglicherweise gar nicht hergibt. wenn man die auflösung des BMS nicht kennt.