Mei 2020
Problemen met een 25Ah batterij uit de EM 2015.
De contactor van de batterij valt steeds uit na zo’n 20 sec, alles lijkt wel normaal te werken tijdens deze 20 sec. Bij uitgebouwde batterij blijven de symptomen, ook het laden lukt niet meer.
De lader is 15A 54,6V zilverkleurig met 3 pin (XLR) connector, zonder merk.
Eens de batterij zij-covers losgemaakt zijn (ge-riveteerd) kan de lintkabel waarmee de BMS de individuele cel-spanning meet, losgemaakt worden. Op de connector van deze kabel is het mogelijk om de spanning van elke cel te meten. Deze batterij bestaat uit 13 cellen in serie, een zo genoemde 13S1P configuratie. Het zijn LiPo pouches van de fabrikant Kokam.
Op de cel staat: Kokam SLPB82255140H 90,65Wh, en op het volledig batterij pack staat: 82255140 (1178.45Wh) KHL13S1PWF20A009.
Als de lader 54.6V aflevert, dan komt dit op 4,185V per cel.

Hier was er 1 cel (nr 3 beginnende van de Negatieve kant) die een spanning had van nog slechts 1V! Terwijl de andere tussen 3,5 en 3,7V waren. Het gevolg is dan dat de BMS de batterij beschermd tegen verdere ontlading en de contactor uitschakelt na elke start.
De BMS beschermd de batterij ook tegen overbelasting (te hoge stroom) en controleert ook de laadcyclus.
De bedoeling is dat alle cellen een zoveel mogelijke dezelfde spanning hebben. Het zijn wel identieke cellen maar de spanning kan toch gaan afwijken na een aantal laadcycli en leeftijd.
De BMS zal normaal dat verschil proberen te compenseren, door cellen met een hogere spanning te ontladen tot ze zoveel mogelijk op hetzelfde niveau zitten. Dit noemt cell-balancing, maar niet alle BMS’en hebben zo’n functie ingebouwd.
Hier was dit om 1 of andere niet gelukt, allicht door lange stilstand zonder laadbeurt mogelijks in een koude omgeving.

Wel was het mogelijk om de cellen 1 per 1 manueel te kalibreren met een aangepaste lader. De laadstroom was hier vrij laag in vergelijking met de originele lader, zo’n 0,35-0,5A tov. 15A. De ontlaadstroom was beperkt tot 1A van deze lader.
Voor elke cel duurde het wel bijna een volledige dag. Na deze eerste kalibratie beurt waren alle cellen nu op maximum 0.02V afwijking, zo’n 3,79-3,81V.
De BMS onderbreekt het laden als de eerste cel zal op 4.15V komt. En bij ontladen daalt de spanning naar zo’n 3V vooraleer de BMS de stroom onderbreekt. Dus het werkbereik tussen leeg en vol is slechts 1,15V. een afwijking van 0,02V tussen de hoogste een laagste cel is dan reeds gelijk aan een verlies van 2.3% (115*0.02) van de capaciteit van de batterij. Wetende dat de BMS de batterij ontkoppeld van zodra 1 cel de onderste grens (3V) over bovenste grens (4,15V) overschrijd, zal het duidelijk wezen dat de spanning van de cellen zoveel mogelijk moet overeenkomen om de maximum capaciteit uit de batterij te halen.
De gemeten waarden kunnen wat afwijken, omdat een cel altijd wel wat terugvalt van zijn maximum spanning als het laden stopt. (+/-0.05V?)

Na het manueel kalibreren schakelde de BMS de batterij niet meer uit, dat was alvast een goed teken. Ook een laadtest met de originele lader leek normaal te werken, de 2 leds waren rood gekleurd wat duidt op een inschakelde en actieve lader. Na enkele minuten begon ook de ingebouwde ventilator van de lader te werken wat ook duidt op een grote belasting van het laden aan 15A, wat ook zowat het maximum is wat mogelijk is op een geaard stopcontact 230V. Ook een stroomtang over het snoer van de lader gaf 15A laadstroom aan.
Zo’n 30 minuten later ging de tweede led van rood naar groen wat duidt op een geladen batterij. De indicator op de batterij was daarentegen nog 2 posities verwijdert van vol (in totaal zijn er 10 posities op de batterij capaciteit indicator). Terug een meettest op de BMS connector toonde cel spanningen tussen de 3,99 en 4,06V. Na een tweede manuele kalibratie ronde waren alle cellen nu terug op zo’n 0,02V afwijking 3,99-4,01V. Terug een laadbeurt met de originele lader, toen deze klaar was toonde de indicator nu wel volledige capaciteit.
De BMS houdt het op een veilige 4.15V als maximum spanning, allicht om de cellen een langere levensduur te geven.
Na een eerste praktijk test lijkt de batterij goed te reageren, het verbruik staat in verhouding met de prestaties.
Na enkele laadcycli zal terug de cel spanning opnieuw gecontroleerd worden ter opvolging…

Na een paar succesvolle oefenritten, wordt de motor met volle batterij, terug op non-actief gezet voor ruim 2 jaar.

Augustus 2022
De batterij indicator toont nog steeds een lading, maar bij inschakelen komen de initiële problemen terug, De contactor valt uit na een 20-tal seconden ingeschakeld te zijn.
Een nieuwe meting toont aan dat cel 3 terug de laagste spanning heeft, 3,04V terwijl de andere cellen tussen op 3,69-3,77V zitten.
Waarschijnlijk begint cel 3, als eerste wat veroudering verschijnselen te tonen en heeft deze last van zelf ontlading.
Er volgt terug een manuele kalibratie om alle cellen op 3,75V +/-0,02V te brengen. Cel 3 wordt iets hoger geladen op 3,80V om te anticiperen op de zelfontlading.
Dan, 2 uur na een volledige ontlading bij een test rit, terug een nieuwe meting:
c1:3,03 c2:2,94 c3:3,42 c4:3,09 c5:2,99 c6:3,27 c7:3,16 c8:2,98 c9:3,23 c10:3,23 c11:3,37 c12:3,21 c13:3,23
Het valt op dat cel 3, in tegenstelling van de verwachtingen, de hoogste spanning heeft, de reden waarom is niet duidelijk.
Het verschil tussen de laagste en hoogste cel: 3,42-2,94= 0,48V. Dat is een flink verschil, waardoor niet de volledig batterij capaciteit kan benut worden.
Bij het opladen met de originele lader, stopt het laden terug op de 8ste positie van de indicator. Na eventjes in- en uitschakelen en opnieuw laden, komt de indicator nu wel op de maximum (10°) positie. Het is niet duidelijk waarom dit zo verloopt. Dat zijn dan de gemeten waarden per cel na het laden:
c1:4,07 c2:4,07 c3:4,15 c4:4,08 c5:4,06 c6:4,10 c7:4,09 c8:4,07 c9:4,10 c10:4,10 c11:4,09 c12:4,10 c13:4,10 toch een afwijking van 0.09V tussen de hoogste een laagste.

Het is niet duidelijk als de BMS ook een balancing functie heeft, maar met de gemeten cel afwijkingen ziet het er naar uit van niet. Een inspectie van het BMS board zou daar uitsluitsel over kunnen geven.

afkortingen:
BMS: Battery Management System

bronnen:
https://advrider.com/f/threads/electric-motion-em-trials-bikes.1142927/
https://advrider.com/f/threads/em-battery-details.1400645/
https://drrags.smugmug.com/Motorcycles/EM-57/
https://kellycontroller.com/controllers/
https://www.facebook.com/groups/426749027667496/
https://kokam.com/en/
https://endless-sphere.com/forums/viewtopic.php?f=14&t=105588&p=1561260
https://en.wikipedia.org/wiki/Lithium_polymer_battery