Zellenvergleich 18650 Zellen

Zum Thema Zellenauswahl:

Maximale Ströme:

Für ein Standard MTB , 250-500W würde ich einen 10s6p Akku bauen, der maximal kurzzeitig mit 30A belastet und kurzzeitig mit 12A geladen wird
(Zwangsrekuperation jenseits der Leerlaufgeschwindigkeit steil bergab) bzw. mit 6A (normale Rekuperation) bzw. noch langsamer (Ladegerät) geladen wird.
Also in der Spitze 5A Last pro Zelle und sonst 2A, typisch 1A Ladung in der Spitze.

Temperatur:

Bleibt noch die Frage, ob Du Deinen Akku auch unter 0°C nutzen bzw gar aufladen möchtest, oder womöglich gar unter -10°C. das erschwert die Zellenauswahl enorm die Panasonic NCR würde ich dann ausschließen, die sterben beim Laden in der Kälte.
Wenn alles jenseits der 0°C passiert (was generell durch warmhalten des Akkus zu empfehlen ist) würde ich heute eine der 3,2Ah / 10A Zellen von LG & Co nehmen. Die sind zwar einen Tick teurer, aber bei den Aufwand würde ich nicht an ein paar Euro sparen.

BMS:

Im Prototyp unbedingt einen Einzelzellenabgriff anbringen, so dass man zumindest hin und wieder mal die Einzelzellspannungen kontrollieren kann.

Nicht über 4,15V pro Zelle, also 41,5V laden, für erhöhte Lebensdauer besser 4,05V-4,1V/Zelle. Nicht komplett leer machen, also jenseits der 30V unter Last (3,0V Zelle) mit dem Entladen aufhören. Das muss das BMS bzw. auch der Regler machen.

Aktuelle Zellen sind:  18650GA, 18650-35E,  LG 18650 MJ1 3,5 Ah , NCR 18650B

und natürlich die von mir Favorisierte SONY VTC6!: Eine von Sony entwickelte, hochwertige Hochstromzelle mit wirklich beeindruckenden Leistungsdaten. Durch die hohe Kapazität und gleichzeitig hohe Stromabgabe ist der Einsatz des VTC6 von Sony fast in allen Bereichen möglich. Besonders nennenswerte Einsatzbereiche:  Verwendung in Pedelecs (E-Bikes). Gute und sichere Werte erreicht die Sony Zelle bis 20A Entladestrom (pro Zelle) also arbeiten wir bei 10S4P im Ebike Bereih weit unter den Strömen die die Zelle kann!.

Sony Konion US18650 VTC6 bis zu 30A Entladestrom

Typ. Kapazität 3120mAh
Min. Kapazität 3000mAh
Nennspannung 3,6V – 3,7V
Ladeschlussspannung 4,2V ± 0,05V
Entladeschlussspannung 2,0V
Empfohlene Ladestrom 0,xx – 3A (pro Zelle)
Max. Ladestrom 0,xx – 5A
max. Stromabgabe mit temperaturüberwachung bis 80° 30A
max. Stromabgabe ohne Temperaturüberwachung 15A (pro Zelle!)
Schutzschaltung PCB Nicht vorhanden  bzw. über externes BMS
Pluspol flach (Flat Top)
Durchmesser 18,35 mm ± 0,15 mm
Höhe 65,0 mm ± 0,2 mm
Gewicht 46,6 g ± 1,2 g
Ladeverfahren CC-CV

Im Grunde hat sich da in letzter Zeit wenig getan. Die Energiedichte (Wh/kg) bei der Samsung 18650 35E ist sogar etwas größer als bei der Panasonic NCR20700B.

Das heißt, dass ein typischer E-Rad Akku weder kleiner noch leichter wird.

Die 3500ér sind mittlerweile brauchbar, bis die 400ér kommen wird es noch dauern. Mit den aktuellen Chemiemischungen ist mehr nicht drin. Sollte was neues kommen dauert es bis das marktreif wird.

Zellen sind immer Kompromisse. Wer die höchste Energiedichte kauft muss idR Abstriche bei vielen anderen Zelleigenschaften machen.

Die aktuelle 3500mAh Generation taugt schon was, sind die besser als die NCR18650B, die ja schon einige Jahre auf dem Buckel hat.
Aber Sie müssen geschont werden, also überwiegend langsam und warm geladen werden und mit durchschnitlichen Strömen unter 1C belastet werden, und das auch nicht bei eiskaltem Akku. Das ist für viele Pedelecs ein durchaus übliches Szenario..

Mehr Reichweite beim Pedelec bekommt also eher durch mehr Zellen parallel,  also größere und schwerer Akkus. Die erhöht aber auc die Lebensdauer der Akkus!

Bei der 21700 Zelle:

Der Vorteil ergibt sich durch Erhöhung der aktiven Masse im Zellbecher ,aber gleichzeitig die Masse des Zellbechers insgesamt verkleinert.

Das bringt aber nicht so viel mehr zumal die Wärmeableitung schlechter wird.  Große Vorteil hier ist das man z.Bsp. beim Tesla nicht mehr 6000+ Zellen braucht sondern nur noch 4500 Zellen, ad.h. man spart an Kontaktierung etc. und es müssen weniger Zellen verarbeitet werden.

BMS:

Sinn: Das ding schaltet den Verbraucher ab sobald man eine Balancerleitung abzieht etc. Funktioniert einwandfrei. Hier ist das Problem: bei  billigst „Protection Board“ (gibts beim Aliexpress für um die 10€) haben  recht hohe  „Standby Stromaufnahme“.

viel wichtiger was die Resistenz zwischen B- und P- macht. <15mOhm wäre mir viel zu viel. Smart BMS hat 2.2mOhm.

Bewertung eines BMS: Spannung zwischen B- und P- gemessen: 7,6mV@1A – das ergibt bei mir 7,6mOhm. Bei Annahme von Linearität und 15A abgerufenem Maximalstrom wären das nach meiner Rechnung ca. 1,7W Maximalleistung am Modul –Das  ist noch ok.

Bestes BMS sin sog. „Smart BMS“, diese sein programmierbar, von o2 und deren Chip OZ890, nicht dem von BMS-Battery.

BMS Test muss Folgendes beinhalten.

Hier nur die Einzelzellenueberwachung:

UV – under voltage protection
OV – over voltage protection

Messe und trage in die Tabelle für jeden BMS-Eingang (B1 bis B10)

  • UV=on (under voltage turn on)
  • UV = off (under voltage release)
  • bleeding on voltage
  • bleeding current value
  • bleeding off voltage
  • OV on
  • OV off (over voltage release)

jetzt erst weisst Du ob das BMS Deine Zellen ueberhaupt ueberwacht.

 

Welche Zelle bietet die größte Kapazität für den günstigsten Preis?

hier eine Übersicht (Stand Feb./2018)

ZellenvergleichZellenvergliech

 

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