Cellen balanceren via BMS

oh op die manier.

Wel grappig en voor jouw manier van werken is ook wel logisch en verklaarbaar is dat je ze zo nauwkeurig aan het opladen ben.
De meesten zouden er ongeveer 4,15V in doen. ;)

Maar die hebben ook geen SMU staan.

dat ontladen gebeurt volgens mij door de BMS. eens de cellen op 4,2V staan, ontlaad mijn bms ook naar 4,15V/cell. bij mijn 10S voel ik de BMS echt warm worden terwijl de lader er al even af is

Op dinsdag 28 oktober 2025 15:45:29 schreef fcapri:
dat ontladen gebeurt volgens mij door de BMS. eens de cellen op 4,2V staan, ontlaad mijn bms ook naar 4,15V/cell. bij mijn 10S voel ik de BMS echt warm worden terwijl de lader er al even af is

BMS zit niet aangesloten ;-) (anders blijf ik aan de gang}. Nu ik er over denk moet ik ze niet te precies gelijk maken want ik wil weten of dat BMS balanceert via die twee IC's (ik heb een DC stroomtang die 1mA volle schaal doet dus dat zou ik moeten kunnen meten)

Op maandag 27 oktober 2025 14:33:08 schreef benleentje:
IK dacht dat je ook wou leren hoe zo een BMS werkt, toch?

Dat lijkt leuk, maar je schiet er met deze black-box gevallen niet zo veel mee op: je weet niet wat dat ding wel en niet doet, waar z'n uiterste grenzen liggen, of je 'm spanningsloos kan maken of niet, dat soort dingen.

Ja, je kan de cellen extern laden, maar veel meer dan 'mazzel, hij doet het nu weer' of 'jammer, hij doet het nog steeds niet' ga je daar niet echt van leren.

Ja, je kunt foutzoeken door de stroom in de balanceerdraden te meten, zo ontdekte ik in een fietsaccu een defect spannings-detector IC wat 1 celgroep stond te ontladen.

En heel netjes, het AFE had alarm geslagen om het feit dat 'ie geen controle meer had over 1 bepaalde uitgang van die bewuste groep cellen.
Maar voor echt leren hoe en wat dien je eigenlijk gewoon softwarematig mee te kunnen kijken.

Op dinsdag 28 oktober 2025 10:52:00 schreef rew:
OK. Ander marktsegment dan waar ik naar heb zitten kijken. Ik keek bij de 1S protectie chips. Die specificeren dan 4.25 nominaal start met balanceren en 4.15 stop balanceren. 50mV aan spanningsval over de draden is dan juist precies goed om te stoppen bij 4.20V.

Dat zijn eigenlijk tweede-trap beschermings-chips, geen echte balanceer-chips. Over het algemeen worden dergelijke chipjes in goedkopere 1- of 2S accu's gebruikt, of in combinatie met een echt BMS waar ze als tweede-trap bescherming gebruikt worden: als de spanningsdetectie van het BMS-IC niet klopt of faalt en de boel doorgaat met laden of ontladen terwijl hij dat uit alle macht probeert te stoppen, dan gaat de spanning uiteindelijk over de schakelgrenzen van die IC's en die blazen de logische zekering zelf op, of sturen de ALERT-pin van het BMS-IC aan. Wat het BMS vervolgens doet is dan aan de ontwerper.

Hoe groot de hysterese is tussen balanceren en doorgaan met laden is aan de insteller van de software: je kunt die dingen zo krap en ruim instellen als je zelf wilt/veilig acht of mogelijk is (immers: te ruime grenzen kan betekenen dat het IC beveiligingsmechanismes aan gaat spreken)

Op dinsdag 28 oktober 2025 15:30:30 schreef fred101:
De celspanning loopt, afgekoppeld, dan langzaam terug naar bv 4,140V. Dan sluit ik de SMU weer aan en er gaat nog wat stroom lopen tot hij weer bij 4,2V stopt. Dat doe ik een paar keer en dan blijft uiteindelijk de eindspanning stabiel. Ik probeer nu alle cellen op 4,16V +/- 5mV te krijgen.

Ik heb geen ervaring met het werken met een SMU, maar hou rekening met chemische rust van de cellen: die duurdere TI-chipjes meten pas de klemspanning als de cellen over een langere, bepaalde tijd stabiel zijn.

Hoe lang dat duurt varieert per cel(chemie), maar over het algemeen houden ze 2 uur aan na laden en 5 uur na ontladen voor het inleren van de impedantie: uit goed gebruik probeer ik dat ook zo te doen voor m'n accupacks. Ik gun ze gewoon wat rust tussen opladen en ontladen, maar dat gaat natuurlijk niet altijd.

@ fcapri: dat weten we helemaal niet, want dat is helemaal geen standaard gedrag. Dat kan zo ingesteld worden/zijn, maar hoeft niet.

Ik wil meer leren over BMS in het algemeen, niet hoe dit ene aftermarket ding precies werkt. En ik heb van deze discussie toch weer veel dingen geleerd. Zo iedereen bedankt voor de vaak uitgebreide uitleg en meedenken. _/-\o_

Dat meten/spelen met dit pak is gewoon leuk om te doen en als hij het straks weer zou doen is dat meegenomen maar ik verwacht er niet veel van.

Aan het BMS zelf meten is te lastig, er zit een dikke taaie vrij harde conformal coating over.
Maar vanmiddag lukte het om een vreselijk mooi gebouwde Guildline automatische weerstand meetbrug kalibrator te repareren (VFD display deed het niet meer) dus de bench is nu weer leeg om toch hieraan wat te meten. (Niet met het doel van reparatie, gewoon een excuus wat met mijn meetspullen te spelen. :-) )

Als hij het per ongeluk weer zou doen dan zou het mogelijk een goed idee zijn dit "wazige" BMS te vervangen door iets wat wel balanceert. Deze heeft dus die twee IC's waarvan jullie denken dat het "micro-balancers" zijn, of "tweede trap beschermers" die niets balanceren maar de processor of BMS controller vertellen dat er wat mis is. (deze heeft alleen een uP en die 2 IC's (STM8L151 en 2x 747F5)

Weardguy, Dat rust geven is ook een mogelijk goede verklaring. De reden dat ik aan nivellering denk is omdat sommige het wel doen en andere nagenoeg niet.

Deze heeft dus die twee IC's waarvan jullie denken dat het "micro-balancers" zijn, of "tweede trap beschermers" die niets balanceren maar de processor of BMS controller vertellen dat er wat mis is. (deze heeft alleen een uP en die 2 IC's (STM8L151 en 2x 747F5)

Micro balanceren is ook balanceren O-).

Het balanceren zal denk wel vrij snel tijden het laden gebeuren en dus niet pas als het als scheef is. En dan heb je meer tijd om te balanceren en kan het ook met een kleinere stroom.

Als de accu het weer doet kan je dat eens bekijken met een warmte camera.

Ik wil meer leren over BMS in het algemeen, niet hoe dit ene aftermarket ding precies werkt.

Volgens weardguy wel een gebruikelijk syteem en dat is weer info voor een volgens BMS klus. Je hoeft ook niet in detail te weten hoe werkt, want dat zit ook meer in de software begreep ik maar meer hoe de opbouw werkt.

Nee, die twee IC's zijn echt zonder twijfel de AFE's. Een uC voor het nemen van de beslissingen op basis van de AFE-gegevens, en dan twee AFE's omdat zo'n STM8L151 geen AFE's aan boord heeft (of nou ja, als 'ie ze heeft, niet in voldoende mate).
Daarnaast verraadt de identieke opbouw van 2 x 5 en bescherming van de ingangen met condensatoren en weerstanden dat het de AFE's zijn.
Aan een kant zul je zien dat die condensatoren aan massa hangen. Elk knooppunt RC hangt telkens aan een ingang van de AFE-chip en de weerstand is met het celknooppunt verbonden. Weerstanden 100 Ohm of 1k, de condensatoren 100 nF.

AFE's kunnen intern balanceren, maar dat duurt ook bij kleine capaciteiten al een eeuwigheid vanwege de grote interne weerstand, naast de al genoemde bezwaren vanwege maximale dissipatie.

Ik meen van een chipje waar ik zelf recent mee bezig ben iets van 144 uur voor 2200 mAh te herinneren, iets in die orde, waardoor ze aanraden externe MOSFETs met weerstand te gebruiken.

De AFE's kunnen zelf vrij weinig: ze kunnen vaak wel zelf besluiten om te gaan balanceren, maar echte beveiligingsproblemen worden aan de uC gemeld. Die kan dan weer signalen terug naar de AFE's sturen. De duurdere van TI krijgen dan een foutstatus bit mee en dat kan je (heel leuk, not) alleen laten clearen door de host. Je kunt zelf het bit resetten als je honderd procent zeker dat de fout opgelost is, maar de host zet het bit daarna gewoon weer terug.

Dat zal bij deze denk ik niet het geval zijn, maar ze bestaan wel ;)

Ik meen van een chipje waar ik zelf recent mee bezig ben iets van 144 uur voor 2200 mAh te herinneren, iets in die orde, waardoor ze aanraden externe MOSFETs met weerstand te gebruiken.

Dat lijkt heel lang te zijn. Maar als dat balanceren continu doorgaat en je ook al kan voorkomen dat er scheef word opgeladen dat hoeft er niet veel gebalanceerd te worden en op die zeg 3 jaar dat zo een accu mee gaat heb je ook genoeg tijd.

Uit de metingen eerder zag je ook wel dat 2 groepen gelijke cellspanningen heeft.
Groep 1 zo even snel gezien 0,06V verschil en groep 2 ca 0,01V verschil.
Volgens mij gaat het balanceren dan gewoon goed.

Dat lijkt me veel te traag voor een fiets, dat is 15mAh per uur (dat is toch gewoon 15mA gedurende een uur?) maar aan de andere kant is het volgens mij wel zoals Ben zegt. Als alle packs even vol zijn en er loopt er door allemaal de zelfde oplaad en ontlaadstroom, dan zou de balans correct moeten blijven zonder balanceren. Zeker als de cellen allemaal exact gelijk zijn .

De accu schakelt zijn uitgang aan als ik op de knop druk maar best mogelijk dat het bms ingrijpt als meer stroom moet leveren. Dat moet ik nog testen. De lader doet niets. Hij trekt 16,28mA en het laadlampje blijft uit. Dat gaat wel branden als ik de lader op de SMU test. De SMU presenteert zichzelf dan als accu en dissipeert de laadstroom.

Maar als er toch wat gecorrigeerd moet worden dan is 15mA voor een 17,5Ah (5P 3500mAh cellen) pak in 1 nacht (zeg 10 uur of 150mAh) wel een heel klein beetje dat ga je in de spanning niet terug zien. Dat handmatig balanceren ging met 3A en dan duurde het nog een paar uur om die lage groep gelijk aan de hoge te maken. Dat lijkt me voor bv een 1P pak in een toepassing waar het weken mee gaat misschien wel voldoende maar niet voor een fiets..

Ik heb nu 3 cellen hoger gelaten. 4,18831V en 4,18557V en 4,18597V) De rest zit tussen 4,13802V en 4,16007V) Nu heb ik een meter op loggen gezet, aan een 5P pak, met de lader aan de accu en het BMS aangesloten.

De AFE's blijven koud.

Met de DC stroomtang zie ik ook niets (hooguit 200 uA maar dat kan ook EMI zijn.

Maar er lijkt toch iets te gebeuren want zo ziet de spanning eruit van 1 pack, je ziet steeds de spanning een paar keer even lager worden en de algehele spanning loopt ook heel langzaam terug (verkijk je niet op de schaal, dat is 200uV/div als ik goed tel dus het kan ook EMI ofzo zijn. Die meter heeft een Rin van >1Gohm.

Vannacht laat ik de boel met rust en morgen alles weer meten. En dan kijken of de spanningen dichter bij elkaar liggen.

Daarna zo'n zelfde testje doen zonder BMS.

Als ik de lader uitzet zakt de trace 1 divisie, zet ik de lader weer aan dan springt hij weer 1 divisie omhoog. De pulsjes blijven. Dat komt dus niet uit de lader. Toen de balanceer connector los getrokken en daarmee waren de pulsjes weg. De connector er weer in en de pulsjes zijn terug.

Ik heb hem vanmorgen aan mijn load gehangen. Het BMS gaf hem vrij. Die bleek 42V makkelijk aan te kunnen (max 130V), dat kun je blijkbaar instellen. Maar 5W is de max bij die spanning (max 200W). Dat heb ik laten lopen tot het hele pak op 37V zat. Nu laat ik hem 2 uur rusten, dan meet ik de cellen om te kijken of ze allemaal min of meer gelijk zijn gezakt (update: 19mV verschil tussen max en min) en dan kijken of hij wil laden. Update: Hij staat te laden met 2A.

Het BMS lijkt te (micro)balanceren. Die hoogste 3 Cellen waren 6 tot 8mV gedaald, de laagste 0,8 tot 2,5mV. Maar het kost dus wel heeeeeel veel tijd om de verschillen die er in het begin inzaten te overbruggen als hij dat al toestaat.

Ik heb met de stroomtang gemeten maar dat levert niets op, te veel in de ruis. Het lijkt erop dat het BMS pulsvorming ontlaadt. (maar dan praat ik over pulsjes van hooguit 5mA ofzo) Ik zou de spanning op die weerstanden kunnen meten maar dat geheel zit aan de onderkant en daar kan ik niet bij zonder allerlei draden fors te gaan verlengen en dan zit ik nog met die dikke coating.

Jep, dat is het pulsvormige ontladen bij balancering per AFE. Als alle cellen van 1 groep gebalanceerd zouden worden worden die 1/5de van de tijd belast om zo alle cellen af te kunnen gaan. Volgens mij is het pulsvormige ontladen bij slechts 1 cel weer de manier om de dissipatie binnen de grenzen te houden.

TI hanteert iets van pakweg 600 Ohm interne weerstand voor balanceren voor de meeste chips van hun hand. Pulsjes van 5 mA klinken dus wat hoog, maar het kan natuurlijk best dat hier andere waardes gehanteerd worden.

Nu merk je dus waarom er over het algemeen extern gebalanceerd wordt, want dit duurt een eeuwigheid ;)

Na laden en een nacht rust is het verschil tussen hoogste en laagste cel gestegen van 19mV (voor het laden) tot 33mV(na laden en nacht rust).

De twee pulsen komen om de 5 seconde en duren samen grofweg 1 seconde. Maar dit gebeurd zowel bij de hoogste als de laagste cel.
De lader weer aangesloten, hij geeft "ready" aan maar hij levert nog steeds stroom (grofweg 300mA wat na 3 uur is gezakt tot zo'n 100mA) dus de celspanning loopt weer op bij alle cellen.

Op dinsdag 28 oktober 2025 21:45:46 schreef fred101:
dat is 15mAh per uur (dat is toch gewoon 15mA gedurende een uur?)

Nee, dat is "15mA".

15mAh per uur, gedurende 2 uur is 30mAh. Is nog steeds (gemiddeld) 15mA. (54A 1 sec lang precies 1x per uur is nog steeds 15mAh per uur, oftewel equivalent met 15mA).

Die 19mV verschil... Ik zou me er niet druk over maken. Dat is orde van grootte een half procent van de 4.2V. Dat zit vast binnen de toleranties van de balancing chips. Mooi dat je dat kan meten, maar het BMS moet in oplages in de miljoenen dat kosten-efficient zien te doen en waar jij makkelijk je ene multimeter van "cel 1" naar "cel 2" kan zetten is dat voor een BMS niet handig, die heeft dus een eigen meet-circuit voor iedere cel....

[Bericht gewijzigd door rew op (38%)]

Rew. Bedankt voor de uitleg. Eigenlijk weet ik het wel (de theorie) Maar zodra het op rekenen aankomt gaat er in mijn hersens meestal wat mis. Blijkbaar communiceren de delen waar info wordt opgeslagen dan niet meer met de delen die het rekenwerk doen. :-)

De boel zit weer in elkaar. Tegen de eigenaar gezegd dat als het blijft gebeuren (waarschijnlijk weer over 3 maanden) dat er dan een beter BMS in moet. Eentje die wel echt balanceert (dus met meer dan een paar mA iedere 5 seconde). Blijf het een eng pakket vinden. Zoals al die soldeerverbindingen onder een enkel laagje tape erg strak tegen de alu behuizing aan zaten. (Ik heb er nu extra nog trafo-tape tussen gedaan (dat is dun) en daarover een laag ducktape ipv het laagje wat ik moest verwijderen.

In een fiets-accu is het idee dat de "onbalans" minder dan een paar mAh per cyclus zal zijn. Dus als je hem dan een paar uur balancerend aan de lader laat hangen iedere cyclus, dan moet het goedkomen.

Als een fiets-accu fors uit balans is, dan is er meestal wat aan de hand. Dus een BMS die uit sommige cellen meer/teveel stroom trekt. Of cellen die serieus lekken.

Volgens een praatje van /de/ lithium-accu-expert-professor is het zo dat de lek die je lijkt waar te nemen in 1 van de cellen gewoon permanent capaciteitsverlies is. Dus als je per laadbeurt 100mAh kwijt raakt in 1 van de cellen, dan is de boel dus na 25 cycli gewoon helemaal op en met de helft al lang onbruikbaar. Kortom, nog een argument waarom het balanceren nooit snel hoeft te gaan. Zolang er maar een heel klein beetje is wat externe invloeden kan compenseren, dan gaat het goed.

@rew klink logisch en is ook in de richting wat ik al dacht.

Raken cellen in een accu meer in onbalans als je cellen te ver leeg trekt?

Ik bedoel, stel je hebt een 3S accu met cellen van
2000, 1950 en 1900mAh.
De cel met 1900mAh zal als eerste leeg zijn en als je dan het ontladen in zijn geheel stopt is er toch ook nog geen onbalans?

Onbalans is er altijd. Een klein verschil in interne weerstand van 1 groep cellen zal er voor zorgen dat deze eerder of later leeg is dan de rest. De databladen van de fuel gauges/gas gauges, zoals de geavanceerdere BMS'en vaak genoemd worden, zijn daar duidelijk in: 'Qmax is determined from the lowest Qmax_Cell value of any of the cells connected.'
Qmax is daarbij de capaciteit in mAh, berekend door de gas gauge aan de hand van de twee inleer-cycli.

Een beetje BMS weet dat en past daar de voorspelling van de restlading op aan, zodat je nooit ineens plotsklaps zonder stroom zit. Is de meest 'slechte' cel echt leeg, dan is het gewoon afgelopen en schakelt 'ie af.

Maar je hebt 'shutdown voltage' en 'critical system voltage'. De eerste is de grens waarbij het BMS echt voorgoed uitschakelt omdat je niet tijdig hebt gereageerd op onderspanning.

Het 'critical system voltage' wordt in de software gebruikt als de spanning waarbij het apparaat waar de accu voor is gaat klagen dat de accu echt volledig leeg is en daarna automatisch uitschakelt.

Dit zodat de software weet hoeveel reserve er over is én dat er bij trekken van een piekstroom, waarbij de spanning kortstondig zal dalen, niet meteen alarm geslagen moet worden.

Overigens kun je bij de geavanceerdere BMS'en gewoon een 'reserve capacity' instellen. Die wordt dan van de maximum capaciteit afgetrokken, dus als de accu zegt dat 'ie leeg is, heeft 'ie in werkelijkheid nog 600 mAh over bijvoorbeeld.

verschil maakt eigenlijk weinig uit.
stel dat je cellen hebt van 3000mAh en eentje is 2900 en een andere 3050.
je zet er 4 parallel om een 12Ah te hebben. de verschillen gaan al compenseren. je zou echt pech moeten hebben dat alle 2900's bij elkaar zitten.

nu trek je er 9000mAh uit (van de 12 000). bepaalde cellen zitten verschillend in spanning. nu laad je er weer 9000 in, cellen staan weer gelijk.

het grote probleem is de ontlading. de 3050 cellen ontladen tot pakweg 35%, de 2900 cellen ontladen tot 29%. en na 500laadbeurten krijg je aardige verschillen in Ri. die dat tot 29% altijd zijn ontladen verouderen sneller.

ik heb mijn eigen accu gebouwd van 36v 20,1Ah, heeft in 4,5jaar een 1230 laadbeurten gedaan. Ri verslechterd tamelijk, maar de accu nog altijd in balans. deze accu heeft er ongeveer 40 000km op zitten. om 40 000km te halen moet je al veel rijden.
echter zijn er bij mij al veel 2dehands ebikes gekomen en daar zit het overgrote deel met een kapotte accu. en hier gaat het dan over 1000-10 000km dat ze hebben afgelegd. met 50km autonomie is dat 20-200laadbeurten, er is dus meer aan de hand dan enkel laadcycli. waarom ze zo snel falen weet ik ook niet. meestal zijn er toch 7 van de 10cellen gewoon versleten. is dat door overbelasting, slechte BMS, vochtschade, user damage (overladen of volledig leeg stockeren), ik heb er geen idee van.

ik heb hier als test nu een STOKOUDE accu staan, totale accu spanning was 20V (36V accu). sommige cellen 2.3V, slechtste waren 1,8V.
ze hangt al 3dagen aan de lader met een 50ohm weerstand.
heb ze eerst op spanning gebracht met een 7S lader (29V) en 50ohm serie weerstand.
daarna de 36V lader met 50ohm weerstand.

hangt ook een smart BMS aan die ik met bluetooth uitlees. eigenlijk moet ik een esp programmeren die de RS232 kan inlezen van die BMS ipv via bluetooth en moest er iets aanhangen van accu

deze bms balanceert ook actief. is volledig programmeerbaar.
paar dagen geleden was het verschil veel groter.

volgende stap is deze accu aan mijn tester eens hangen en leegtrekken wat de staat nog is (verwacht HEEEEEEEEEEEEEL slecht aangezien ze al 2jaar morsdood ontladen in mijn afvalbak ligt)