Tanic 2450 mAh Zellen werden schlapp nach 215 Zyklen

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  • noch-ein-Günter
    noch-ein-Günter

    #1

    Tanic 2450 mAh Zellen werden schlapp nach 215 Zyklen

    Hallo Leute,

    wollte mit meinen beiden LiPo-Packs eigentlich noch die 300er Marke schaffen, aber das wird wohl nichts mehr. Denn innerhalb der letzten 10 Zyklen geht's nun richtig abwärts.

    Der Heli ist ein ECO8, siehe Signatur. Die LiPos wurden am 31.05.2006 beschafft und in Betrieb genommen. Einsatz: Softer Rundflug. Flugzeit waren anfangs 24 min. Fliege NICHT nach Timer, sondern nach Spannungsüberwachung. Alarm bei einer Zellenspannung von 3.5V pro Zelle WßHREND dem Flug. Während der Wintermonate wurden die LiPos mit 3.80 V pro Zelle gelagert. Ansonsten voll mit 4.19 V pro Zelle.
    • Bei den Zellen war ca. 80 Zyklen lang ein Zyklus wie der andere.
    • Zyklen 81-190: Die Flugzeit wurde bischen weniger, die Zellenspannung nach Entladeende immer bischen höher.
    • Zyklen 205-215: Es geht DEUTLICH abwärts. Bereits nach 6-8 min. springt während leichtem Abfangen (= erhöhte Stromaufnahme) die Spannungsüberwachung an. Landen, ausdrehen lassen, neu starten - dann gehts nochmal paar Minuten. Mit allen Stromspartricks geht's aktuell noch 18 min. Macht aber keine richtige Laune mehr. Die Zellen haben dann beim Ladebeginn (15 min. später) 3.78 V.


    Da ich damals im Neuzustand die Kennlinie des LiPos aufgenommen habe, lag es nahe, die Kennlinie jetzt unter den GLEICHEN Bedingungen nochmals aufzunehmen. Entladen wurde wieder mit 1 A Konstantstrom und die Spannungskennlinie aufgezeichnet.
    • Zellenspannung vor Entladung: Alle 4.19 V
    • Zellenspannung bei Ladeende noch unter 1 A Last: 3.50 V - 3.51 V - 3.51 V
    • Zellenspannung bei Ladeende ohne Last: 3.55 V - 3.56 V - 3.56 V
    • Zellenspannung 15 min. nach Entladeende: 3.60 V - 3.61 V - 3.61 V


    Es ergab sich eine nutzbare Kapazität von nur noch 3.89 Ah, im Neuzustand waren es mal 4.70 Ah (s. oberes Bild). Bei 2.5 A Ladestrom konnten 3.97 Ah eingeladen weren.

    Nach dem Helifliegen kann ich aktuell nur ca. 2.70 Ah einladen, weil die Zellenspannung des LiPos unter Last eben zu weit einbricht. Ohne die mitfliegende Spannungsüberwachung würde ich das wohl gar nicht merken und weiterfliegen. Tät mch nicht wundern, wenn die Fliegerei nach Timer den meisten Zellen einen frühen Tod beschert. Denn wie will man denn die Alterung mit einbeziehen. 15 min. später haben die Zellen wieder so um die 3.78 V.


    Kennlinie als der LiPo neu war


    Kennlinie aktuell

    FAZIT: Die verlorengegangene Kapazität von ca. 18% ist offensichtlich NICHT das Problem, sondern der stark erhöhte Innenwiderstand der Zellen. Leider ist mir hier eine vernünftige Innenwiderstandsmessung unter Last nicht möglich. Macht auch wenig Sinn, da ich den Ri im Neuzustand nicht ermittelt hab.

    Bin nach anfänglicher Skepsis von der LiPo-Technologie restlos überzeugt.
    Vielleicht kann der eine oder andere mit den Daten was anfangen.

    Gruss Günter

    PS: Weiss eigentlich jemand, bei welchem Ladezustand (und welcher Last in C) man den Ri messen sollte ?
  • gegie
    Senior Member
    • 21.06.2006
    • 1089
    • Gerd
    • "Zwischen den Horizonten"

    #2
    Re: Tanic 2450 mAh Zellen werden schlapp nach 215 Zyklen

    PS: Weiss eigentlich jemand, bei welchem Ladezustand (und welcher Last in C) man den Ri messen sollte ?
    Moin,
    es gibt keine Norm (AC-ri oder DC-Ri) aber man kann es so gut wie möglich an die Praxis anlehnen.
    Ich messe den (DC-) Ri der Zellen immer nach dem Entladedrittel bis zur 1/2 Entladung per Mittelwert
    und bei ca. 35°C (max 40°C) nach der Last-Last Methode Ri = dU/dI.
    Hier gut auf dem z.B. letzten Diagramm der PQ3200XQ gut zu erkennen:


    Wichtig ist auch die Vergleichbarkeit, drum messe ich ihn immer nach gleichen Parametern bei der Impulsbelastung
    da hier der Ri quasi als "Nebenprodukt" abfällt. Wichtig ist auch, dass sich die Spannungen zwischen den Lastphasen
    "stabilisiert" haben ...



    GruÃ? Gerd
    Watt ihr Volt mit dem "LiPo-ABC"
    http://www.elektromodellflug.de

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    • MeiT
      Senior Member
      • 20.11.2006
      • 2216
      • kamil
      • .

      #3
      Re: Tanic 2450 mAh Zellen werden schlapp nach 215 Zyklen

      Zitat von gegie
      ....und bei ca. 35°C (max 40°C) nach der Last-Last Methode Ri = dU/dI.....
      moin,

      durch eigenerwärmung auf 35°C oder durch externe erwärmung ?

      grüße
      Pulsar P3 und P3+
      MP-E Vstabi 12S A123m1b
      MX-20 intern Speaker

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      • noch-ein-Günter
        noch-ein-Günter

        #4
        Re: Tanic 2450 mAh Zellen werden schlapp nach 215 Zyklen

        Hi,

        der Ri meiner Zellen hat mich nun doch interessiert und ich hab mal bischen gemessen: Ich komme auf ca. 80 mOhm pro Zelle. Gerg Giese hat die 2450er Tanic Zellen mal vermessen. Aus dem Diagramm lässt sich aus der Impulsbelastung der günstigste Ri der Zellen ablesen, bzw. ausrechnen: 17.5 mOhm.

        Es ist also doch der stark erhöhte Innenwiderstand der Zellen (+ 357%), der jetzt gewaltige Probleme macht. Im Gegensatz der Kapazitätsverlust, der nur 18% beträgt und eigentlich vernachlässigbar ist.

        Gruss Günter

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        • gegie
          Senior Member
          • 21.06.2006
          • 1089
          • Gerd
          • "Zwischen den Horizonten"

          #5
          Re: Tanic 2450 mAh Zellen werden schlapp nach 215 Zyklen

          Moin Günter,
          das Problem bei den Lipos ist die Definition zum Ri ... wann messe ich ihn richtig?
          Die Akkuindustrie misst dynamisch, meist mit 1khz um damit den ri zu ermitten - nur, dieser liegt erheblich
          unter meinen gemessenen Ri-Werten, bis zu 30% im Allgemeinen niedriger (liest sich auch besser)!

          Ich kann auch nicht sagen ob's bei mir richtig ist, nur mein angegebener Ri ist der im praktischen Betriebszustand,
          also so wie wir vermutlich den LiPo nutzen werden und das eben durchgängig und damit über Jahre vergleichbar!

          ... ermittelt einmal bei 5C für 10s und mit 4-5s Impuls bis 30C (max. 150A, mehr geht nicht; der Wert hängt vom
          LiPo-Typ ab, kann also auch "nur" 20C hoch sein).
          Wenn sich die Spannungswerte dabei eingependelt haben gehts einfach: Ri = dU/dI
          Davon mindestens drei Werte zwichen 1/3 bis 1/2 Entladetiefe - meist hat sich die Zelle dann auf ca. 35°C erwärmt.

          Nimmst Du jetzt niedrigere Stromwerte erhälst Du im allgemeinen bessere Werte weil ein LiPo keinen lastlinearen Ri aufweist!
          (... probiere es aus, überlastest Du einen Lipo bricht die Spannung nicht umgekehrt proportional zum Strom (U ~ 1/I) ein, sie bricht
          sogar schlagartig völlig ein!) eine Erklärung wäre die begrenzte Ionenleitung im (Polymermatrix) Dielektrikum. Forderst Du mehr
          bricht der Strom demnach schlagartig ein ... diesen Effekt kannst Du nach hinten rauszögern in dem Du die Zellen zusätzlich erwärmst
          (Energie zuführst)! Deshalb sind in Verbindung eines Ri die Daten zu den Stomwerten und die Temperatur wichtig und sollten transparent sein.
          ... eines ist jedenfalls sicher - mit keinem Wert lässt es so fantastisch jonglieren wie mit dem Ri ...

          Resüme: Es ist egal wie Du mist, hauptsache immer GLEICH - dann sind Deine Werte auch untereinander vergleichbar und aussagekräftig!
          GruÃ? Gerd
          Watt ihr Volt mit dem "LiPo-ABC"
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          • gegie
            Senior Member
            • 21.06.2006
            • 1089
            • Gerd
            • "Zwischen den Horizonten"

            #6
            Re: Tanic 2450 mAh Zellen werden schlapp nach 215 Zyklen

            ... eben noch aufgefallen:
            Ich komme auf ca. 80 mOhm pro Zelle. Gerg Giese hat die 2450er Tanic Zellen mal vermessen. Aus dem Diagramm lässt
            sich aus der Impulsbelastung der  günstigste Ri der Zellen ablesen, bzw. ausrechnen: 17.5 mOhm.
            Hallo Günter,
            bedenke, dass ich den Ri pro Zelle angebe - also wenn ich beim Dreizeller 60mOhm gesamt messe würde, wäre meine Angabe
            also Ri=20mOhm (ich nutze die Zellennormierte Darstellung)!
            GruÃ? Gerd
            Watt ihr Volt mit dem "LiPo-ABC"
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            • noch-ein-Günter
              noch-ein-Günter

              #7
              Re: Tanic 2450 mAh Zellen werden schlapp nach 215 Zyklen

              Zitat von gegie
              bedenke, dass ich den Ri pro Zelle angebe - also wenn ich beim Dreizeller 60mOhm gesamt messe würde, wäre meine Angabe also Ri=20mOhm ...
              Hallo Gerd,

              vielen Dank für Deine ausführlichen Angaben !

              Deine Bemerkung zum "Dreizeller" irritiert mich nun etwas: Das haut doch nur hin, wenn die drei Zellen parallelgeschaltet wären. Bei mir sind ja die drei Zellen in Serie und das hat ja keinen Einfluss auf den Wert des Ri. Meine 3s2p (also das "p") Konfiguration hab ich in meine Berechnungen bereits miteinbezogen - wenn auch erst beim zweiten Anlauf ...

              Machmal sieht man eben den Wald vor Bäumen nicht ...

              Gruss Günter

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              • gegie
                Senior Member
                • 21.06.2006
                • 1089
                • Gerd
                • "Zwischen den Horizonten"

                #8
                Re: Tanic 2450 mAh Zellen werden schlapp nach 215 Zyklen

                Deine Bemerkung zum "Dreizeller" irritiert mich nun etwas: Das haut doch nur hin, wenn die drei Zellen parallelgeschaltet wären. Bei mir sind ja die drei Zellen in Serie und das hat ja keinen Einfluss auf den Wert des Ri. Meine 3s2p (also das "p") Konfiguration hab ich in meine Berechnungen bereits miteinbezogen - wenn auch erst beim zweiten Anlauf ...
                Hi Günter,
                da verwechselst Du was:
                - bei der Parallelschaltung von drei Zellen müsste man den gemessenen Ri multiplizieren mit der Zellenanzahl um auf Normiert zu kommen
                - bei der Seriellenverschaltung von drei Zellen müsste man den gemessenen Ri dividieren mit der Zellenanzahl um auf Normiert zu kommen

                (Seriell -> gedachte Innenwiderstände liegen in Reihe)
                (Parallel -> gedachte Innenwiderstände liegen parallel)

                ... in deinem 3s2p würde das so lauten: Ri[normiert] = dU / dI / 3 * 2

                (natürlich gleiche Zellen vorausgesetzt!)
                GruÃ? Gerd
                Watt ihr Volt mit dem "LiPo-ABC"
                http://www.elektromodellflug.de

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                • noch-ein-Günter
                  noch-ein-Günter

                  #9
                  Re: Tanic 2450 mAh Zellen werden schlapp nach 215 Zyklen

                  Zitat von gegie
                  da verwechselst Du was ...
                  Hi Gerd,

                  da ist mir tatsächlich ein Denkfehler in der NORMIERTEN Sichtweise unterlaufen. Muss zugeben, mit der Innenwiderstandmessung von seriell UND parallel verschalteten Zellen hab ich mich nur oberflächlich beschäftigt ...

                  > ... in deinem 3s2p würde das so lauten: Ri[normiert] = dU / dI / 3 * 2
                  Dann wäre das richtige normierte Ergebniss = 26.6 mOhm.

                  Nach Deiner Messung haben die Zellen neu und normiert 17.5 mOhm. Dann hätte sich der Ri meiner alten Zellen nur um 52% erhöht. Ob das nach 215 Zyklen stimmten kann ?

                  Ich glaube eber nicht ...

                  Gruss Günter

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                  • gegie
                    Senior Member
                    • 21.06.2006
                    • 1089
                    • Gerd
                    • "Zwischen den Horizonten"

                    #10
                    Re: Tanic 2450 mAh Zellen werden schlapp nach 215 Zyklen

                    Zitat von noch-ein-Günter
                    Nach Deiner Messung haben die Zellen neu und normiert 17.5 mOhm.
                    ... genau, wie ich schrieb - bestimmt bei:

                    - ca. 38°C
                    - im ersten Entladedrittel
                    (- mit 12A zu 30A Impuls)...nicht ganz so entscheidend

                    ... hast Du das auch (s.o.)?
                    GruÃ? Gerd
                    Watt ihr Volt mit dem "LiPo-ABC"
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                    • MeiT
                      Senior Member
                      • 20.11.2006
                      • 2216
                      • kamil
                      • .

                      #11
                      Re: Tanic 2450 mAh Zellen werden schlapp nach 215 Zyklen

                      Zitat von noch-ein-Günter
                      ....
                      Nach Deiner Messung haben die Zellen neu und normiert 17.5 mOhm. Dann hätte sich der Ri meiner alten Zellen nur um 52% erhöht. Ob das nach 215 Zyklen stimmten kann ?
                      ...
                      moin,

                      52% ist für mich sozusagen tot der zelle.
                      das ist sehr viel.
                      10 bis 20% wären okay.

                      aber es gibt zellen, dazu gehören auch einige kokam, die in den ersten zyklen (größer 10) schon recht hoch gehn (über 20%) und dann erstmal einige zeit auf dem erhöhten wert bleiben. deshalb ist es fast zwecklos, den Ri eines neuen oder nur ein paar zyklen alten akku anzugeben.
                      es gibt aber glücklicherweise auch zellen, bei denen das nicht ist

                      grüße

                      Pulsar P3 und P3+
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                      • gegie
                        Senior Member
                        • 21.06.2006
                        • 1089
                        • Gerd
                        • "Zwischen den Horizonten"

                        #12
                        Re: Tanic 2450 mAh Zellen werden schlapp nach 215 Zyklen

                        aber es gibt zellen, dazu gehören auch einige kokam, die in den ersten zyklen (größer 10)
                        schon recht hoch gehn (über 20%) und dann erstmal einige zeit auf dem erhöhten wert bleiben.
                        ... weiter:
                        deshalb ist es fast zwecklos, den Ri eines neuen oder nur ein paar zyklen alten akku anzugeben.
                        ... daraus die Konsequenz:
                        es gibt aber glücklicherweise auch zellen, bei denen das nicht ist
                        - äh, wie jetzt -> Hallo Leuts, einige Kokam's ändern ständig den Ri -> also Finger weg!  

                        ... nicht meinen Hinweis aus den Augen verlieren:
                        ... eines ist jedenfalls sicher - mit keinem Wert lässt es so fantastisch jonglieren wie mit dem Ri ...
                        Resüme: Es ist egal wie Du mist, hauptsache immer GLEICH - dann sind Deine Werte auch untereinander
                        ergleichbar und aussagekräftig!


                        @ Günter kontaktiere mich bitte weiter per PN!
                        GruÃ? Gerd
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                        • MeiT
                          Senior Member
                          • 20.11.2006
                          • 2216
                          • kamil
                          • .

                          #13
                          Re: Tanic 2450 mAh Zellen werden schlapp nach 215 Zyklen

                          Zitat von gegie
                          .... - äh, wie jetzt -> Hallo Leuts, einige Kokam's ändern ständig den Ri -> also Finger weg!  
                          .....
                          moin,
                          ich habe nicht von kokam geredet.

                          für deinen berufsstand ist dein verständnis der deutschen sprache ein bischen schwach.

                          PS: natürlich ändern die kokams ständig den Ri. ist eben eine frage wie genau man hinschaut. und das hab ich geschrieben, wie genau geschaut wurde.

                          tue doch also nicht so bla bla.

                          grüße
                          Pulsar P3 und P3+
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                          MX-20 intern Speaker

                          Kommentar

                          • gegie
                            Senior Member
                            • 21.06.2006
                            • 1089
                            • Gerd
                            • "Zwischen den Horizonten"

                            #14
                            Re: Tanic 2450 mAh Zellen werden schlapp nach 215 Zyklen

                            ... bla bla.
                            ... ganau!
                            GruÃ? Gerd
                            Watt ihr Volt mit dem "LiPo-ABC"
                            http://www.elektromodellflug.de

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                            • MeiT
                              Senior Member
                              • 20.11.2006
                              • 2216
                              • kamil
                              • .

                              #15
                              Re: Tanic 2450 mAh Zellen werden schlapp nach 215 Zyklen

                              Zitat von gegie
                              ... ganau!  
                              moin,

                              hat aber jetzt lange gedauert.

                              grüße
                              Pulsar P3 und P3+
                              MP-E Vstabi 12S A123m1b
                              MX-20 intern Speaker

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