Gedanken zum Balancing
Es gibt ein Video, das zeigt die Demontage eines 85kWh-Tesla-Akkupacks.
Man kann sehr schön die 16 Module erkennen. 14 in zwei Reihen links und rechts und vorne noch zwei aufeinander. Jedes einzelne Modul sieht dann noch zweigeteilt aus.
Mit dem Wissen, dass die 7.104 Zellen in 96s74p angeordnet sind, kann man das Innere interpretieren.
Jedes Modul enthält 7.104/16=444 Zellen.
Jedes Modul sieht intern l-förmig zweigeteilt aus. Kennt Jemand eine genauere Aufnahme als in dem Video?
Ich möchte damit von 32 Teilmodulen à 222 Zellen ausgehen.
Schaltet man diese 32 Teil-Module in Reihe, dann erreicht man die 96s nur, wenn man in jedem Modul 3 Zellen jeweils in Reihe schaltet. 222/3=74. D.h. Diese 3er Anordnungen werden alle über die sichtbaren, großen Leiterplatten parallel angesprochen.
Jetzt zum Balancing: Durch Exemplarstreuungen werden diese drei seriell verbundenen Zellenanordnungen sich auf unterschiedliche Einzelspannungen einstellen. Da jedoch diese 3er Anordnungen alle parallel geschaltet sind, erhalten sie bei der Ladung von außen die identische Spannung aufgeprägt. Bei einer Grenzspannung des Gesamtsystems von 404V macht das auf eine 3er-Reihenanordnung eine Spannung von 12,63V. Für die Einzelzelle macht das eine Spitzenspannung bei 100% SOC von 4,21V. Das ist eine Menge und deshalb verstehe ich, dass man regelmäßig nur auf 90% laden soll.
Nun ergeben sich von den 1 oder 2 Packanschlüssen (Heckantrieb oder Dual Drive) unterschiedlich lange Wege zu den 16 Einzelmodulen. Innerhalb der Module sollten die Wege ähnlich sein. Unterschiedliche Wege bedeuten aber auch unterschiedliche Widerstände, besonders bei hohen Strömen. Damit sollten die Modulspannungen der 32 Einzelmodule langsam aber sicher auseinanderlaufen.
Jetzt meine Gedanken zum Balancing. Die 32 Teilmodule müssen mehr oder weniger regelmäßig ins Balancing gehen, um die Gesamtkapazität durch Spannungserhöhung der abgefallenen Module zu erhalten. Allerdings kann ich mir nicht vorstellen, dass Tesla es schafft, die 3 jeweils in Reihe geschaltetem Zellen einzeln zu balancieren. Ein Vergleich mit den Laptops drängt sich auf. Auch hier sieht man in der Regel in den 6er-Packs (in meinem Video vom Leerfahren ab 2m30s zu sehen) eine 3s2p Anordnung. Und meines Wissens wird hier nicht balanciert. Über die Lebensdauer gut gepflegter Akkus soll angeblich die Spannung der Einzelzellen in diesen Systemen um nicht mehr als 50mV abweichen. Man schenkt sich also das aufwändige Balancing. Wichtig ist nur, dass zum Zeitpunkt der Fertigung des Akkupacks alle Zellen die identische Spannung haben.
Nach diesen Gedanken kann ich mir vorstellen, dass Tesla zwar das Balancing für alle 32 Teilmodule durchführt, aber innerhalb der 3-er Packs, die ja immer sehr identisch belastet werden, sich das Balancing spart. Ein Teil der Degradation sollte also auch aus diesem Weglaufen der Spannung resultieren. Allerdings sollten das in normalen Nutzungszeiten mit ein paar Zig-Millivolt erledigt sein.
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