Auch ich pflichte Crizz bei. Die Arbeit von Gerd kann gar nicht hoch genug bewertet werden. Die standardisierten Prüfzyklen sind mehr als hilfreich. Dennoch schließt ja das Eine das Andere nicht aus. Vielmehr rege ich lediglich eine Ergänzung „ nach oben“ an.
Zum Thema Zeit- Ablaufdiagramm möchte ich gerne meine folgenden Überlegungen vorstellen.
Es gibt die unterschiedlichsten Nutzungsszenarien und dem Gros der User wird das bisherige, zyklische Lastverfahren durchaus gerecht. Es gibt aber auch Anwendungen wo die volle Last kontinuierlich anliegen soll.
Bei einer Belastung mit dem Nennwert handelt es sich imho keineswegs um eine „extremst Überlast“. Ganz im Gegenteil. Nüchtern betrachtet muss eine Angabe des „Nennstroms“ den Wert des durchgehenden Entladens mit eben dieser Nennlast bezeichnen. Dass die meisten Zellen davon durchaus entfernt sind ist bekannt, nur wird es dadurch nicht richtiger. Nennlast ist Nennlast. Da gibt es, anders als bei den Zeitspannen zur Peakbelastung ( z. B. 1/10tel Sekunde oder 1 Sekunde etc. ), keinerlei Definitionsspielraum.
Für User welche planen die Zellen am absoluten Limit zu betreiben ist das Wissen um das tatsächliche Limit essentiell. Es geht bei den letzen paar Prozent um den Unterschied zwischen dem Erreichen des Maximums und einem Totalverlust durch brennende Zellen. Genau hier könnte Gerd punkten und jeweils mit einem Nennstrom-Dauerlastzyklus die tatsächliche Sicherheitsgrenze für Zellen definieren. Mit einem derartigen Test wäre jeder erdenklichen Anwendungsfall abgesichert.
Der Testzyklus wäre grob wie folgt:
- 90 Minuten Temperieren auf x°
- Belastung mit Nennstrom lt. Aufdruck
- Testende bei x% DoD, oder bei Tmax, oder bei Umin, je nachdem was zuerst erreicht wird
Die Details bei den Kriterien sehe ich wie folgt.
Starttemperatur
Hier gibt Gerd selbst die Empfehlung einer Vorwärmtemperatur von 38° bis 45° bei Hochstromentladungen auch im Sommer. In meiner Praxis haben sich 38° gut bewährt. Höhere Temperaturen brachten bei mir keine nennenswerte Verringerung des Ri, verschenkten jedoch Potential hin zu Tmax.
Nennstrom bezogen auf die Nennlastkapazität
Bei der A-SPEC G2 sind 65C angeben, was bei „meiner“ 3700er Zelle ( 3.330mAh, siehe unten ) einen Strom von 216A bedeutet.
Testende X% DoD
Bei der A-SPEC G2 ist eine Kapazität von „mehr als 90% bei 100% C-Rate“ angegeben. Es folgt eine an der Praxis orientierte Beispielrechnung welche auch identisch für alle anderen Kapazitäten steht. Für „meine“ 3.700er Zellen rechnet es sich wie folgt: 90% von 3.700mAh sind 3.330mAh. Entladeende sollte im Maximalbereich bei 25% Restkapazität ( Praxisnutzung ) also 825mAh angesetzt werden. DoD also nach entnommenen 2.505mAh, also bei etwa 32% der aufgedruckten Kapazität. Dies entspricht einer Testsollzeit von ca. 45 Sekunden bei Nennlast.
Testende bei Maximaltemperatur
Das Testende bei einer Temperatur so kurz als möglich vor dem „thermal runnaway“ ist kritisch. Einerseits werden die Zellen in der Wettbewerbspraxis sehr nah am Limit genutzt, andererseits ist die Brandgefahr nicht zu unterschätzen. Die Endtemperatur kann daher ausschließlich von Gerd selbst festgelegt werden ( bisher 70° ? ), da es um seine Sicherheit geht.
Testende bei Minimalspannung
Wo die minimal anzusetzende Zellenspannung zu platzieren ist, müsste imho noch diskutiert werden. Ich würde 3,1V bis 3,2V in Erwägung ziehen.
Der Test bietet also zwei Ergebnismöglichkeiten:
Entweder kann eine Zelle 45 Sekunden die Nennleistung liefern ohne Abbruchkriterien zu erreichen. Dann wäre die jeweils geringste Endtemperatur das Beurteilungskriterium oder es muss abgebrochen werden wobei dann die erreichte Zeit der Maßstab ist.
Es gibt auch noch die Variante für stark überzeichnete Zellen. Hierbei würde gleich nach dem Anschalten der Last ein Abbruchkriterium entstehen. Wie man damit umgehen würde ist mir noch unklar. Entweder fällt die Zelle wegen starker Überzeichnung grundsätzlich aus dem Test, oder man wiederholt vorzugsweise den Test mit einer ca. 30% geringeren Last ( z. B. 65C auf 45C ).
Lieber Gerd, ich freue mich auf deine Meinung dazu.
