Cell imbalance

[Niklas Z]

Jag såg i S3XY buttons appen att min bil har en cell imbalance på 14 mV. Är det mycket, och i så fall vad är normalt?

[taliz]

En cell är väl 4,2v, dvs 4200mv, dvs 14 är ingenting.

[Niklas Z]

Men cellen jobbar ju inte från 0-4200 mV, utan 0 % SoC är mycket mer än 0 mV.

[Nicke Nyfiken]

Jag såg i S3XY buttons appen att min bil har en cell imbalance på 14 mV. Är det mycket, och i så fall vad är normalt?

Forumets batteri-Gud AAKEE skrev följande i en annan tråd:

Bilen balanserar ned till under 5mV när logiken för det jobbar. (Batteriet balanseras inte om man inte har högSOC (~90% och mer).

Är du mitt i rangen är 4-10mV normalt.
Mer än 90% och bilen fått stå tills den balanserat klart~ <5mV.

Laddar du fullt kan det bli ~ 20mV normal, innan balansering.

Är batteriet nyligen balanserat vid tex 100% kan du lätt få 25mV vid jättelåg SOC.

Alla värden med parkerad bil.

Obalansen beror normalt på att cellerna skiljer i storlek. Man flyttar bara runt obalansen när man balanserar. Har man 100% välbalanserat har man mer obalans i botten.

[Niklas Z]

Inte oväntat att AAKEE satt på användbar info.
Då verkar det som att mina 14 mV är en ganska hög obalans. Med tanke på att min bil inte stått parkerad med 90 % SoC eller mer på väldigt länge så är det inte överraskande att mitt batteri är lite obalanserat.

[AAKEE]

Inte oväntat att AAKEE satt på användbar info.
Då verkar det som att mina 14 mV är en ganska hög obalans. Med tanke på att min bil inte stått parkerad med 90 % SoC eller mer på väldigt länge så är det inte överraskande att mitt batteri är lite obalanserat.

Det är inget att oroa sig för.
Imbalance är ofta högre när du precis kört så ska du titta bö bilen ha stått en timme eller mer.

Min M3P hade ”alltid” 4mV mitt i SOC (45-65%).
Men om jag drog ur till 20% hade den kanske ofta 15mV.
Laddade man högre hade den ungeför 4mV tills över 90% där det började öka (fast där balanserades batteriet så obalansen minskade om det stod en tid.

Min Model S (2023) har oftast 10-12mV vid 55%, men betydligt lägre när jag laddar mer.
Min S balanserar inte alls vid 55% och 10-14mV utan låter det vara den obalansen, sannolikt för att det gör att det är mycket mindre imbalance vid hög SOC och mindre energi att balansera om man ska ha fullt.

[Niklas Z]

Det är inget att oroa sig för.
Imbalance är ofta högre när du precis kört så ska du titta bö bilen ha stått en timme eller mer.

Jag oroar mig inte för sådant i normalfallet, men SECC startar ju på måndag och då vill jag att bilen ska visa så rätt laddningsnivå som möjligt, i och med att jag vill ladda bara precis så mycket som jag behöver för att komma till nästa laddstation. Då är varje procent viktig

[AAKEE]

Det är inget att oroa sig för.
Imbalance är ofta högre när du precis kört så ska du titta bö bilen ha stått en timme eller mer.

Jag oroar mig inte för sådant i normalfallet, men SECC starar ju på måndag och då vill jag att bilen ska visa så rätt laddningsnivå som möjligt, i och med att jag vill ladda bara precis så mycket som jag behöver för att komma till nästa laddstation. Då är varje procent viktig

Imbalance:en påverkar inte det, egentligen.

Det som kommer göra mest för det är att BMS är ”välkalibrerad”. Ju bättre den stämmer överrens desto mindre avvikelse torde man ha i slutändan.

Om bilen först fått sova och du har kört upp en ansenlig mängd ur batteriet, och kollar SOC precis efter körning (dvs när du precis parkerar) så är det en beräknad SOC du ser.
Notera den med tiondelar.

Låt sedan bilen somna och sova ~ 30 minuter, kolla sedan SOC igen och jämför.
De ska vara så lika som möjligt.
Sjunker SOC mellan de två tidpunkterna överskattar BMS batterikapaciteten och stiger den underskattas kapaciteten.

Man kan även se detta vid laddning. SOC går inte mäta under laddningen så bilen räknar ut hur mycket energi som ska fyllas på.
Om SOC har minskat en timme efter laddning har man en BMS som underskattar kapaciteten och om den stiger överskattas den.

Under SECC lär inte bilen få sova ngt så den kommer inte kunna mäta exakt riktig SOC utan bara kanske göra en grov justering om den ser att det uppenbart skiljer när man tex står still.

Lycka till!

[AAKEE]

En sak som jag tog för givet att den är känd är att balansering bara flyttar obalansen mellan olika SOC.
Så länge inget fel uppstått på någon cell och batteriet inte har fått för hög obalans så flyttar man bara runt obalansen.

Pga cellernas olika storlekar kommer SOC i respektive cell att minska olika fort när batteriet laddas ur eller öka olika fort när det laddas.

Balanserar man i topp / 100% kommer man få mer obalans i botten och tvärtom.

När man startar SECC vill man ha perfekt balans i topp eftersom det ryms mest energi då = alla celler helt fulla.
10mV eller lite mer är normalt vid full laddning.
Tänker vi oss en jämn spridning i imbalans på 10mV är det cirka 0.5% energi som vi inte har kunnat ladda. (10mV är ungefär 1%, men snittet skulle bli 5mV så 0.5%).

När vi är toppbalanserade har vi alltså den största imbalance:n i botten, under 0% på skärmen.

[taliz]

Tänker vi oss en jämn spridning i imbalans på 10mV är det cirka 0.5% energi som vi inte har kunnat ladda. (10mV är ungefär 1%, men snittet skulle bli 5mV så 0.5%).

Hur räknar du då? Som sagt en cell är 4000+mv fulladdad.
Dvs 1% bör vara ca 40mv vid 100%.

[mikebike]

Tänker vi oss en jämn spridning i imbalans på 10mV är det cirka 0.5% energi som vi inte har kunnat ladda. (10mV är ungefär 1%, men snittet skulle bli 5mV så 0.5%).

Hur räknar du då? Som sagt en cell är 4000+mv fulladdad.
Dvs 1% bör vara ca 40mv vid 100%.

Man tar ju inte ut energi ned till 0V.

[taliz]

Tänker vi oss en jämn spridning i imbalans på 10mV är det cirka 0.5% energi som vi inte har kunnat ladda. (10mV är ungefär 1%, men snittet skulle bli 5mV så 0.5%).

Hur räknar du då? Som sagt en cell är 4000+mv fulladdad.
Dvs 1% bör vara ca 40mv vid 100%.

Man tar ju inte ut energi ned till 0V.

Nä, men man använder betydligt mer än 25% av kapaciteten.

[mikebike]

Tänker vi oss en jämn spridning i imbalans på 10mV är det cirka 0.5% energi som vi inte har kunnat ladda. (10mV är ungefär 1%, men snittet skulle bli 5mV så 0.5%).

Hur räknar du då? Som sagt en cell är 4000+mv fulladdad.
Dvs 1% bör vara ca 40mv vid 100%.

Man tar ju inte ut energi ned till 0V.

Nä, men man använder betydligt mer än 25% av kapaciteten.

100% av kapaciteten, men bara 25% av spänningen?
D.v.s. 100% = 4V och 0% = 3V. Grovt räknat.

[taliz]

Tänker vi oss en jämn spridning i imbalans på 10mV är det cirka 0.5% energi som vi inte har kunnat ladda. (10mV är ungefär 1%, men snittet skulle bli 5mV så 0.5%).

Hur räknar du då? Som sagt en cell är 4000+mv fulladdad.
Dvs 1% bör vara ca 40mv vid 100%.

Man tar ju inte ut energi ned till 0V.

Nä, men man använder betydligt mer än 25% av kapaciteten.

100% av kapaciteten, men bara 25% av spänningen?
D.v.s. 100% = 4V och 0% = 3V. Grovt räknat.

Ja jo, nått sånt är det nog. Man har ju inte 0v i packet när man laddar från tomt kom jag på. Volt och ampere är svårt.

[AAKEE]

Tänker vi oss en jämn spridning i imbalans på 10mV är det cirka 0.5% energi som vi inte har kunnat ladda. (10mV är ungefär 1%, men snittet skulle bli 5mV så 0.5%).

Hur räknar du då? Som sagt en cell är 4000+mv fulladdad.
Dvs 1% bör vara ca 40mv vid 100%.

Jag räknar rätt! Borde du ju lärt dig vid det här laget (Obs! Skämt!)

En full cell är 4.2V
En tom, alltså i en Tesla med 0% på displayen är cirka 3.2V.

Det är 1000 mV mellan 0 och 100%.
4.20V = 100%
4.10V = ~90%
4.00V = ~ 80%
Är bra tumregler.


Kurvan är relativt plan, lite brantare just sista biten mot 100%, men det var ju inte menat att räkna fram superexakt.
Oftast är inte spridningen så jämn utan de flesta celler ät rätt lika, sen har man någon utstickare uppåt och nedåt.
Det är CAC-värdet som blir mest intressant om man kikar med tex SMT.

[AAKEE]

Tomt pack (egentligen 4.5% buffer plus ~0.4% SOC):

(Belastad med bilen igång, AC/Lysen etc, så spänningen stiger när man parkerat).

Proppfullt pack:

(Sitter i laddaren, droopar lite när man slutar ladda.)

[mikebike]

Vet du hur cellerna är grupperade i ett batteripack till Model 3/Y?

[AAKEE]

Vet du hur cellerna är grupperade i ett batteripack till Model 3/Y?

Ja!

[AAKEE]

Vet du hur cellerna är grupperade i ett batteripack till Model 3/Y?

Kunde inte motstå att bara svara på frågan!

LR/P = 4416 celler, 96 i serie och 46 parallellt.
Det är delat i fyra block

[mikebike]

Vet du hur cellerna är grupperade i ett batteripack till Model 3/Y?

Kunde inte motstå att bara svara på frågan!

LR/P = 4416 celler, 96 i serie och 46 parallellt.
Det är delat i fyra block

Delat på både "höjd" och bredd?

[AAKEE]

Vet du hur cellerna är grupperade i ett batteripack till Model 3/Y?

Kunde inte motstå att bara svara på frågan!

LR/P = 4416 celler, 96 i serie och 46 parallellt.
Det är delat i fyra block

Delat på både "höjd" och bredd?

Det krävs 96 seriekopplade celler för 400V-system (96 x 4.2 = 403V).

Skulle man bara ha seriekopplat 96 st skulle det bli cirka 1.7kWh, vilket skulle vara lite klent på en LR.
Så genom att parallellkoppla 46st i varje av de 96 i serie så blir det ~ 78kWh.

Totala antalet är det antal 2170 som ryms i model 3-Y packet och dividerar man det antal som ryms med 96 och avrundar nedåt så hamnar man på 46.

Skulle man bygga ett rent 800V-pack hade det blivit 192 i serie - 23 parallellt.

[Off Grid Byggaren]

En sak som jag tog för givet att den är känd är att balansering bara flyttar obalansen mellan olika SOC.
Så länge inget fel uppstått på någon cell och batteriet inte har fått för hög obalans så flyttar man bara runt obalansen.

Pga cellernas olika storlekar kommer SOC i respektive cell att minska olika fort när batteriet laddas ur eller öka olika fort när det laddas.

Balanserar man i topp / 100% kommer man få mer obalans i botten och tvärtom.

celler.png

När man startar SECC vill man ha perfekt balans i topp eftersom det ryms mest energi då = alla celler helt fulla.
10mV eller lite mer är normalt vid full laddning.
Tänker vi oss en jämn spridning i imbalans på 10mV är det cirka 0.5% energi som vi inte har kunnat ladda. (10mV är ungefär 1%, men snittet skulle bli 5mV så 0.5%).

När vi är toppbalanserade har vi alltså den största imbalance:n i botten, under 0% på skärmen.

Var hittade du detta diagram?

Blir det verkligen ingen utjämning alls mellan battericellerna?

Jag fick ivarjefall cirka 20 km längre räckvidd när det kom ny mjukvara för BMS:en i Audi e-tron.

Och då hade jag redan fått cirka 10 km när batteribufferten låstes upp några kWh extra.

Märker på LFP batterilager att det är svårt att ladda ända upp till 100% SoC utan att först kört batteribalanceringsprogrammet ett par gånger.

[AAKEE]

Var hittade du detta diagram?

I microsoft Paint. Den var helt blank så jag fick rita den själv

Blir det verkligen ingen utjämning alls mellan battericellerna?

Nej. Det är en av de vanligaste missförstånden. Att det sker något magiskt vid balansering.

Har man ingen balansering alls och lite individuella skillnader vilket det alltid är kommer cellspänningen (SOC) divergera efterhand man använder batteripacket.

När man balanserar fyller man på mer ström i de låga cellerna, eller som tesla gör (enklare lösning) bränner ur de med högre spänning så att cellspänningen blir mer lika.

Det vanliga är toppbalansering, dvs att man balanserar så att cellerna jämkar bra i topp, då rymmer man mer energi eftersom alla celler blir fulla.

Det finns även bottenbalansering, då blir alla celler tomma samtidigt.

Man kan egentligen balansera vid vilken SOC som helst. När jag lagringsladdar mina hobbyceller balanseras de vid ungefär 50%, lite olika på olika laddare men 40-50%.
När lagringsladdningen är klar är alla celler balanserade på tex 3.70V

Eftersom cellerna har lite olika kapacitet och intern resistans etc så kommer de mindre cellerna tappa spänning (SOC) fortare när de urladdas och öka spänning (SOC) när de laddas. Detta gäller oavsett var man lägger balansen så att säga.

Jag fick ivarjefall cirka 20 km längre räckvidd när det kom ny mjukvara för BMS:en i Audi e-tron.

Och då hade jag redan fått cirka 10 km när batteribufferten låstes upp några kWh extra.

Märker på LFP batterilager att det är svårt att ladda ända upp till 100% SoC utan att först kört batteribalanceringsprogrammet ett par gånger.

LFP har så flack spånningskurva att de kannha samma spänning trots att SOC skiljer så de måste balanseras i topp (eller botten).
Det du beskriver är normalt pga just LFP egenskaper.