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Mein SmartHome-Projekt Batteriespeicher

Hintergrund

Nach dem Scheitern meines Solar-USV-Projekts kam der Wunsch nach einer vernünftigen (großen) Lösung hoch. Die Preise vom Komplettlösungen waren 2022 noch relativ teuer, und ich wollte ja auch nach wie vor möglichst viel selbst machen. Ich hatte mich dann für Pylontech-Batterien in Kombination mit Victron Energy-Komponenten entschieden.

Beschreibung meiner Installation

Im Abstand von einigen Montagen kaufte ich Pylontech US2000C mit jeweils 2,4 kWh von unterschiedlichen Händlern. Seit Ende 2022 hängen diese an einem VE Multiplus-II 48/3000/35-32 und parallel dazu noch an einem VE MPPT 150/35. Alle vier US2000C habe ich bei Pylontech wegen Garantieverlängerung registriert. Gesteuert wird alles von VenusOS (auf Raspberry Pi), Datenarchivierung erfolgt in MariaDB und Visualisierung in Grafana bzw. Home Assistant.

Durch diesen Batteriespeicher mit etwa 8 nutzbaren kWh konnten wir den jährlichen Strombezug um meht als 80% reduzieren. Und etwa drei Jahre lange war ich mit diesem Batteriespeicher und den sich damit ergebenden Einsparmöglichkeiten auch sehr zufrieden.

etwas Theorie

Die in Pylontech-Batterien verwendete Zellchemie ist LFP (Lithium-Eisenphosphat, Lithium Ferro Phosphat, LiFePo4). Ein Pylontech US2000C besteht aus drei seriell verschalteten Zellpaketen (nominal je 16 V). Jedes dieser Zellpakete besteht aus 10 Pouch-Zellen in 2p5s-Konfiguration. In Summe besteht ein US2000C damit aus 15 Zellen (je zwei parallelgeschalteten Einzelzellen). Pylontech-Akkus sind 48V-Systeme. Bei 15 Zellen entspricht das einer nominalen Zellspannung von 3,2 V (3,2 V/Zelle * 15 Zellen = 48,0 V Batteriespannung).

Im Unterschied zur Bleibatterie ist die Spannungskurve bei LFP deutlich flacher. Die Ladeendspannung liegt bei 3,5 V, bei 15 Zellen entsprechend 52,5 V. Die minimale Zellspannung sollte 3,0 V entsprechend 45 V nicht unterschreiten. Ideale bzw. theoretische Lade-/Entladekurven von LFP findet man im Internet haufenweise. Ich habe eine Entladekurve (m)eines defekten US2000C unten dargestellt. Auch wie Pylontech bzw. VenusOS die Grenzwerte für minimale und maximale Zellspannung setzt und welche Alarme wann ausgelöst werden wird weiter unten beschrieben.

Im Idealfall sollten alle Zellspannungen identisch sein. In der Praxis ist aber jede Zelle anders, insbesondere auch in Bezug auf die Alterung und den Innenwiderstand. Um diese Unterschiede auszugleichen verfügt das Pylontech-BMS über einen passiven Balancer. Dieser passive Balancer kann die einzelnen Zellen getrennt voneinander über Widerstände mit kleinen Strömen entladen. Auf diese Weise können die Spannungen der Einzelzellen auf einen gemeinsamen gleichen Spannungwert gebracht werden. Sofern die Einzelzellen sich halbwegs identisch verhalten klappt das prima. Wenn allerdings eine Zelle sich anders verhält, z.B. durch eine schnelle Alterung, dann kommt ein passiver Blancer an seine Grenze.

Die eigentlich flach verlaufende Lade-/Entladekurve steigt bei Spannungen oberhalb 3,5 V stark an und fällt bei Spannungen unterhalb 3,1 V stark ab. Daher treten die größten Zellspannungsabweichungen (max - min) eher bei nahezu voll bzw. fast entladenen Zellen verstärkt auf.

Das Pylontech-BMS sendet via CAN (neben weiteren Messwerten wie Strom und Temperaturen auch) die maximale und minimale Zellspannung an die übergeordnete Steuerung, in meinem Fall VE Venus OS. Das sieht bei mir dann zum Beispiel so aus:

Hier ist alles OK: Minimale und maximale Zellspannung liegen mit 3,351 und 3,354 V sehr nahe beieinander (delta lediglich 3 mV). Die folgende Problembeschreibung zeigt aber, dass das im Falle einer (oder mehrerer) defekter Zellen auch anders aussehen kann.

Informationen auslesen

Informationen eines Pylontech-Akkus lassen sich über die vorhandenen Schnittstellen auslesen. In meiner Konfiguration bekommt zum Beispiel VenusOS via CAN die BMS-Parameter übermittelt.

Über die RS232-Schnittstelle (Buchse RJ45 Console) können können mit einem entsprechenden USB-RS232-Adapter mit RJ45-Stecker Informationen ausgelesen und Firmware-Updates durchgeführt werden. Passende Adapter findet man zum Beispiel mit folgendem Suchbegriff: PL2303GT Pylontech. Über die Windows-Software BatteryView können neben aktuellen Messwerten auch Event- und History-Logs ausgelesen werden. Darüber hinaus können auch Messwerte über einen längeren Zeitraum aufgezeichnet werden. Bei einem fehlerfreien Pylontech US2000C sieht das zum Beispiel so aus:

Über exakt diese RS232-Verbindung können mit passender Software auch direkt Informationen ausgelesen werden. Die RS232-Parameter sind 115200,8,N,1. Hier am Beispiel mit der Windows-Software MobaXterm und dem info-Befehl:

Via help bekommt man alle möglichen weiteren Befehle angezeigt.

Problembeschreibung

Etwa Ende 2025 ist mir erstmals aufgefallen, dass kurz vor dem Erreichen der 100% SOC hohe negative und positive Ladeströme auftreten, etwa +10A (Laden) bis etwa -20A (Entladen). In Home Assistant sahen Batteriestrom (oben) und Batteriespannung (unten) dann zum Beispiel so aus wie unten dargestellt. Bis ca. 51,0 V Batteriespannung lag der Ladestrom bei etwa 40A. Dabei kommen maximal 35 A vom Multiplus und der Rest vom VE MPPT. Ab einer Batteriespannung von ca. 51,5 V bei bereits auf ca. 30 A reduziertem Ladestrom fing das System an stark zu Schwingen. Die gewünschte Ladeendspannung von 52,5 V wird nicht erreicht, am Ende liegt die Spannung bei etwa 51,7 V:

Mitte Oktober 2025 habe ich daher den vermeintlich schuldigen US2000C bei Pylontech in China als defekt reklamiert. Die Empfehlung lautete, die Firmware auf den aktuellen Stand zu bringen und Event- und History-Logs einzureichen. Da ich wegen negativer Berichte (unter anderem in diesem Forum) über Totalausfälle nach Firmware-Updates bei Pylontech Respekt davor hatte, habe ich erst einmal nichts unternommen und über den Winter hinweg nur weiter beobachtet. Da die Akkus eh selten voll wurden, ist mir das komische Ladeverhalten kurz vor SOC 100% auch nicht mehr so negativ aufgefallen.

Im Frühjahr 2026 traten dann in VenusOS unter Notifications vermehrt „Pylontech battery Alarm High cell voltage“ auf. Daher Ende April 2026 erstmals über BatteryView Event und History aller US2000C ausgelesen. Beim vermeintlich defekten waren beide Listen deutlich umfangreicher als bei den anderen drei US2000C. Die Firmware war damals B69.13.0.0, V1.4, 2022-01-24. Ich habe diese dann auf den aktuellen Stand gebracht: B69.25.0.0, V2.5, 2025-06-20. Für das Firmware-Update habe ich die Windows-Software Update Dialog V1.0.10 verwendet und NICHT BatteryView!

Nachdem die Fehler auch mit aktueller Firmware auftraten vermutete ich einen Fehler im Balancer des BMS. Via BatteryView hatte ich mal einen Ladevorgang nahe 100% SOC aufgenommen. Dabei zeigten sich kurzzeitige Ladestromspitzen bis 30A im Abstand von ca. 2 min. Eine einzelne Zellspannung stieg dabei auf über 3,6 V und verursachte einen High Cell Alarm (> 3,5 V). Der Ladevorgang wurde unterbrochen, obwohl die Systemspannung erst bei 52 V lag (in VenusOS ist Ladeendspannung bei 52,5V eingestellt). Auf diese Weise schaukelte sich die Systemspannung sehr, sehr langsam und mit vielen Alarmen hoch in Richtung Ladeendspannung. Cycle Times lag übrigens bei 531. Die beiden zuerst gekaufen Pylontechs lagen damals bei ca. 600. Der defekte war also nicht der älteste der vier.

Die Event- und History-Logs habe ich daraufhin bei Pylontech direkt eingereicht und erneut am 27.04.2026 diesen Defekt reklamiert, inklusive meiner vermuteten Fehlerursache. Mitte Mai bekam ich die Rückmeldung, dass ich einen neuen US2000C erhalten würde. Dieser ist am 26.06.2026 via DPD bei mir eingetroffen, allerdings ohne Lieferschein etc. Laut Sendungsverfolgung kam die Lieferung von HH Warenhaus GmbH Co.KG. Seit 28.06.2026 läuft nun der neue US2000C zusammen mit den drei alten und ich hoffe, dass die Fehler jetzt erst einmal nicht mehr auftreten.

Die folgenden Diagramme von Strom und Spannung zeigen einen fehlerfreien Ladevorgang nach Austausch der defekten Batterie. Geladen wird mit maximalem Ladestrom von ca. 43A. Dabei kommen maximal 35 A vom Multiplus und der Rest vom VE MPPT. Während die Batterispannung bis zur gewünschten Ladeendspannung von 52,5 V ansteigt wird der Ladestrom entsprechend bis auf Null reduziert. Danach ist der Ladevorgang beendet und das System bleibt annähernd stabil knapp unterhalb der Ladeendspannung bei etwa 52,2 V stehen:

Fehleranalyse

Nach Ausbau des vermeintlich defekten Pylontech US2000C, den ich übrigens nicht zurückschicken musste, ist mir eine leichte Wölbung des Bodens aufgefallen (ca. 3mm). Ich hatte die Gelegenheit, diese Batterie mit einem professionellen Netzteil etwas genauer zu prüfen. Während mehreren Lade- und Entladevorgängen wurden die Daten über BatteryView aufgezeichnet und in den untenstehenden Diagrammen visualisiert. Zwei Dinge gleich vorweg: Erstens konnte ich den im Echtbetrieb festgestellten Fehler mit Messungen am Netzteil zu 100% reproduzieren. Und zweitens waren trotz Defekt alls Sicherheitsmechanismen des BMS nach wie vor intakt.

Beim Entladen des defekten US2000C (mit -10A) war Zelle #9 die mit der niedrigsten Spannung und hat die 3,0 V unterschritten, wobei die restlichen Zellen noch über 3,15 V lagen. Beim Unterschreitung von 3,05 V meldet das BMS "low", unterhalb 3,0 V erfolgte der Lastabwurf für ca. 30 sec, danach schaltet die Last automatisch wieder zu.

Beim Laden (mit 20A) war Zelle #9 die mit der höchsten Spannung und überschritt 3,5 V, während die anderen Zellen noch unter 3,4 V lagen. Ab 3,6 V meldet das BMS "high cell voltage", ab 3,7 V "OV" (overvoltage). Erst beim Überschreiten von 3,8 V (!) erfolgt der Lastabwurf für 30sec, danach schaltet die Last automatisch wieder zu. Genau dieses Verhalten konnte ich auch im Echtbetrieb im Verbund mit den drei anderen US2000C beobachten. Der Unterschied zwischen Echtbetrieb und Laden mit Netzteil besteht darin, dass erstens im Echtbetrieb der Ladestrom von Venus OS aus begrenzt wird. Und zweitens, dass die Batterien nach dem wegen hoher Zellspannung abgebrochenen Ladevorgang mit kurzzeitig bis ca. -20 A entladen werden. Beim Ladevorgang mit Netzteil erfolgt lediglich der Lastabwurf vom Pylontech-BMS selbst. Da das Netzgerät nicht automatisch auf Entladen schaltet (hatte ich so vorgegeben), steht der Ladestrom für etwa 30sec auf Null, bevor vom BMS die Lastfreigabe erfolgt. Aber genau wie im Echtbetrieb schaukelt sich die Batteriespannung durch diesen Prozess lediglich Schritt und Schritt langsam nach oben! Das ist sicher alles andere als ein optimaler Ladevorgang!

Als diese defekte US2000C noch in Echtbetrieb war, hat selbstverständlich der MultiPlus (Verbunden mit BMS via CAN) deutlich vor Erreichen dieser extrem hohen Zellspannung von 3,8 V bereits den Ladestrom reduziert! Im laufenden Betrieb hatte ich maximal 3,6 V in VenusOS gesehen. Ein sicherer Betrieb war aus meiner Sicht daher gegeben, auch wenn Zelle #9 defekt zu sein schien.

Das folgende Diagramm zeigt die vermutlich defekte Zelle #9 beim Entladen (-10A) und Laden (+20A). Dieses Verhalten (niedrigste Zellspannung beim Entladen und höchste Zellspannung beim Laden) deutet auf einen hohen Innenwiderstand hin. Das Spannungsverhalten dieser Zelle weicht deutlich von den restlichen Zellspannungen ab, damit scheint diese Zelle tatsächlich defekt zu sein:

Im folgenden Diagramm kann man dem BMS beim (passiven) Balancing zuschauen:

Dank meiner Datensammelwut hatte ich die minimale und maximale Zellspannung aufgezeichnet. Diese werden bekanntlich in VenusOS dargestellt und sind via Modbus verfügbar. Das folgende Diagramm zeigt die Differenz von maximaler und minimaler Zellspannung über die vergangenen Jahre. Wie man gut erkennen kann war diese Differenz bie Ende 2024 unter 0,03 V. Anfang 2025 stieg die Zellspannungsdifferenz erstmals auf etwa 0,05 V an, und bis Ende 2025 sogar bis etwa 0,07 V. Anfang 2026 wurde diese Differenz dann immer größer und erreicht im Peak über 0,3 V. Nach Austausch des defekten Pylontech US2000C sank die Zellepsnnungsdifferenz dann wieder auf normale Werte unter 0,02 V:

Fazit

Ich bin mit diesem Aufbau meines Batteriespeichers grundsätzlich zufrieden und würde diesen auch so wieder aufbauen. Die Pylontech-Batterien sind vielleicht weder die günstigsten noch die besten, ich bin damit aber soweit zufrieden und die Garantieabwicklung hat wirklich gut funktioniert. Gespannt bleibe ich, wie lange die alten drei Pylontech US2000C nun noch durchhalten.

Ich werde Schwankungen am Ende des Ladevorgangs sicher besser im Auge behalten. Auch die Differenz aus minimaler und maximaler Zellspannung werde ich in Zukunft stärker beobachten und habe mir daher in Home Assistant einen Alarm erstellt, falls diese Differenz über 0,05 V ansteigt.