Hallo Herbert,

vor zwei Jahren habe ich mir die gesamte E-Versorgung in unserem BREMMI selbst aufgebaut. Sie besteht aus einen 12-V-Akku aus 8 Stück 200-Ah Winston Zellen mit einem BMS der Firma ECS und der gesamten Lade- und Verbraucherumgebung.
Dabei habe ich vorher viel über die Eigenschaften der Li-Zellen gelernt bevor ich mir das zugetraut habe.

Mein einfaches Fazit: Pb und Li Batterien sind von ihren Eigenschaften komplett anders und damit nur schwer vergleichbar.

Zur Notwendigkeit eines BMS ( = Spannungsüberwachung der Einzelzellen und automatische Abschaltung des Systems bei Unter- oder Ãœberspannung):
Ja ich halte bei Li-Zellen ein System welches zuverlässig die Einzelzellenspannung überwacht für unbedingt erforderlich! Warum? Li-Zellen werden sofort unwiederruflich zerstört wenn sie außerhalb ihres Spannungsbereiches betrieben werden. Aus der Ruhespannung einer Li-Zelle lässt sich im Gegensatz zur Pb-Batterie praktisch kaum auf die Kapazität der Zelle schließen. Li Zellen haben über einen sehr weiten Kapazitätsbereich eine fast gleichbleibende Spannungslage. Dagegen bricht die Spannung am Kapazitätsende extrem schnell ein. Gleiches passiert – unter anderen Vorzeichen - am anderen Ende beim Laden. Diese steilen Spannungsverläufe ereignen sich im Bereich von einer Minute (etwas mehr oder weniger je nachdem welche Ströme fließen).
Die Frage der automatischen Abschaltung beantwortet sich damit vom selbst. Wenn Du in der Zeit des steilen Spannungsverlaufes jederzeit manuell reagieren kannst – die Last oder die Ladung wegschalten kannst - brauchst Du keine Automatik, denn diese ist der teuerste Teil des Ãœberwachungssystems (12V-Gleichspannungsrelais für große Ströme).
Die Einzelzellenüberwachung lässt sich für kleines Geld realisieren, mit einem "Junsi CellLog" kannst Du bis zu 8 Einzelzellen gleichzeitig überwachen.
Ãœbrigens, jede Pb-Battereie hat ein "eingebautes BMS": --> Bei Ãœberladung steigt die Zellspannung erst mal eine ganze Weile nicht mehr weiter an da dann ein anderer elektrochemischer Prozess stattfindet, nämlich die Zerlegung von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff! Pb-Batterien sind also im Gebrauch deutlich fehlertoleranter.

Ein Prozess ist am Anfang sehr wichtig. Wenn Du ein System aus mehreren Einzelzellen aufbauen willst, solltest Du diese Zellen unbedingt initialisieren (selbstverständlich brauchst Du dafür möglichst "gleiche" Zellen möglichst aus der gleichen Herstellungscharge):
Dazu wird jede Zelle einzeln (langsam mit einem "kleine" Strom, am besten mit einem Einzelzellenladegerät) bis zu ihrer maximalen Spannung (3,65V) aufgeladen. Anschließend werden allen Zellen parallel geschaltet und nochmals bis zur Ladeschlussspannung geladen. Dann lässt Du die parallel geschalteten Zellen einige Tage "ruhen". Jetzt sollten alle Batteriezellen die größtmögliche Spannungsgleichheit haben.
Damit die Spannungsgleichheit während des Betriebes der Batterie aufrechterhalten bleibt ist immer wieder ein Spannungsausgleich erforderlich. Der funktioniert eigentlich nur an Kapazitätsgrenzen der Batterie richtig gut, da sich nur hier Spannungsdifferenzen zwischen den Zellen wirklich bemerkbar machen (s.o. die Bemerkung zum Spannungsverlauf über die Kapazität).

Welche Lösung habe ich realisiert? Bei Strömen bis 30 A schaltet mein System automatisch, bei Strömen über 30 A ( direktes Laden mit der Lichtmaschine - Ströme bis zu 90/100 A - oder als Verbraucher Inverter, Winde oder Kompressor) bekomme ich "nur" eine optische und akustische Warnmeldung. Damit habe ich die Sicherheit, dass das System im (unbeaufsichtigten) Fehlerfall sich selbst schützt und ich trotzdem keine teuren Gleichstromrelais benötige.

Grüße
Arno