Hallo zusammen,
Frage an die Profis:
Ist es generell möglich zwei LiFePo4-Packs einfach parallel zu schalten oder muss mit Dioden Trennrelais etc. für entkoppelt gesorgt werden?
Beispiel:
80 AH Starter LiFePo4 und
400 AH Aufbau LiFePo4
Nach dem Motto „weniger ist mehr“ könnte bei genügend Kapazität auf eine aktive OVP / LVP – Abschaltung verzichtet werden.
Danke und Ciao
bhartl
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Trennung Starter- und Aufbauakku
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Genau das ist immer das Problem , das man denkt ,wenn ich nur im mittleren Bereich bin kann ovp und Lvp nicht passieren. Mann muss sich das mal so vorstellen : Du hast 4 Eimer mit Wasser. Über jedem Eimer ist ein Wasserhahn. Unten am Eimer ist auch ein Wasserhahn , der sozusagen unseren Verbrauch simuliert. Jetzt ist durch die Kalkablagerung (Innenwiderstand des Akkus ) jeder Wasserhahn unterschiedlich in der Durchflussmenge. Irgendwann ist ein Eimer voller oder leerer wie die anderen. Obwohl oben gleich Wasser reinläuft ist irgendwann mal ein Eimer ganz voll oder eher leerer. Das ist jetzt die Aufgabe des automatischen Füllbegrenzers ,der jetzt dafür Sorge trägt ,das ein Eimer nicht überläuft.(Balancer mit Abschaltung ovp oder LVP ) Je älter die Wasserhähne werden ,um so öfters wird dies eintreffen . Ein Akku ist nämlich ein chemisches Element und unterliegt dem Verschleiß. Ist zwar jetzt bildlich gesprochen, aber so ist es sehr gut nachvollziehbar. ... danke für die rasche Antwort aber das wir uns jetzt nicht missverstehen. Die einzelnen Zellen (8 Stück) der LiFePo4-Packs sollten natürlich schon mit einem Zellenmodul z. B. BMS Zellen Modul CBM400 versehen werden. Mir geht es um die Nutzung der Gesamtkapazität (im Beispiel 400+80AH) von beiden Akkus zusammen. Bzw. um die Frage: müssen Starter- und Aufbauakku (beide LiFePo4) mit Dioden getrennt werden, oder können diese "einfach" parallel zusammen geschaltet werden? warum nicht 200Ah + 200Ah oder 300+300Ah? Dann ist das Risiko kleiner, dass ein Block bereits bei 0% ist während der andere noch 90% hat. Aber immer alle Einzelzellen überwacht und mit OVP UVP, zusätzlich ~10-20Ah Blei Stützakku wegen der Lichtmaschine. Gruß Mike
Wenn beide Akku-Packs in etwa (oder besser: möglichst) gleich alt sind, sehe ich nichts, was dagegen spricht.
..... je höher die Kapazität je besser, klar. Grenzen setzt der Geldbeutel und die verfügbare Platz. Bitte erklär mir: a) wie es kommen kann, dass der 1te Akkupack bei 90% und zeitgleich der parallel geschaltete 2te Pack gegen 0% Ladung geht? b) die Notwendigkeit eines Blei Stützakku. Was spiel die LIMA hier für eine Rolle? Letzteren ( im Beispiel 80 AH Starter Akku, ursprünglich Blei) wollte ich gerade zugunsten eines homogenen System durch einen LiFePo4 ersetzten, dafür aber Trenndioden und separate Überwachung bzw. Laderegelung weg lassen. Danke schon mal. Ciao
Dein Bild würde bedeuten, daß die Akkus alle mit Dioden voneinander getrennt sind. Wenn du die Akkus aber parallel schaltest, dann mußt du in deinem Bild noch Querleitungen unten an den Eimern hinzufügen. Damit wird nicht ein einzelner Eimer überlaufen, sondern der Wasserstand wird immer in allen Eimern gleich gehalten (kommunizierende Gefäße). Man muß immer noch für den Fall vorsorgen, daß alle Eimer zu voll (oder zu leer) sind, aber ein einzelner kann da nicht davon laufen. RK Bitte erklär mir: a) wie es kommen kann, dass der 1te Akkupack bei 90% und zeitgleich der parallel geschaltete 2te Pack gegen 0% Ladung geht? b) die Notwendigkeit eines Blei Stützakku. Was spiel die LIMA hier für eine Rolle? Letzteren ( im Beispiel 80 AH Starter Akku, ursprünglich Blei) wollte ich gerade zugunsten eines homogenen System durch einen LiFePo4 ersetzten, dafür aber Trenndioden und separate Überwachung bzw. Laderegelung weg lassen. Mike : a) die Innenwiderstände sind sicherlich nicht gleich, welcher Akku entlädt sich zuerst, der große oder der kleine, am Anfang der Lebensdauer oder am Ende? b)Wenn UVP und OVP überwacht werden, kann es dazu kommen, dass weder der erste noch der zweite LiPo am "Netz" hängt. dies kann je nach LiMa Regler dazu führen, dass dieser kaputt geht, deshalb zur Sicherheit einen kleinen Stützakku aus Blei. Wahrscheinlichkeit ist gering wenn bei laufenden Motor immer sichergestellt ist, dass min. ein LiPo an der Lima hängt. Gruß Mike
Und wie und wo sollen die Trenndioden angeschlossen sein? Welche Ströme müssten sie verkraften können? ...meine Umsetzung, keine Trenndioden, zwei Batterien die manuell schaltbar und vertauschbar sind. Im Normalbetrieb ist alles eins ( Aufbau und Motor), zur Not so wie man es benötigt. Vorteil, man nutzt alle Kapazitäten, Kilos die an Board sind aus. Nachteil, ein sehr kleines Risiko, dass wirklich mal allen Akkus leer sind. Schutz davor sind die automatischen Abschaltfunktionen in allen großen Verbraucher wie z.B. Wechselrichter und der normale Menschenverstand. Zur Not muss man halt einen Tag per Sonne laden. Aktuell umgesetzt mit 480Ah/24V AGM Batterien und in der Garage liegen bereits die Winston LiPos zum Einbau mit Überwachung und kleinen 18Ah AGM Stützakkus die zur Not sogar den 7 Liter Diesel starten können. Ist meine Umsetzung, muss keinen genau so machen, ich finde es für mich eine gute Lösung. Gruß Mike Nein in meinem Bild ist die Erklärung warum es Balancer auf jeder Zelle benötigt. Die Balancer sorgen für den Gleichstand ,was im Bild ein Magnetventil mit Durchflussmengenregelung an den Wasserhähnen bedeutet. Bei einem Bleiakku wäre es die Gasungsladung ,was aber bei Lifepo4 den Tod bedeuten würde. Hallo Lars, verstehe die Frage von bhartl so: kann man bei Motor- und damit Lima-Lauf einfach zur 80er die 400er parallel hängen oder braucht man einen Ladeverteiler , der evtl. Ungleichgewichte berücksichtigt oder gibt es die nicht? Gr. Richi
a) Innenwiderstand der Akkupacks sind nicht identisch. Genau dieser beeinflussen Lade- Entladestrom und auch Kapazität der beiden Akkus. Die Spannung ist, da parallel, identisch. b) Korrekt, und deshalb die Überlegung auf UVP und OVP Abschaltung zu verzichten. Meine Vorstellung entspricht in etwa deinem jetzigen Aufbau. Alles mit Kapazität der Akkus erschlagen, und weniger Regelelektronik verbauen. :) Konkreteres Beispiel: Lima Leistet max. 180A Ladestrom Spannung 14 V Datenblatt LiFeYPo4 Optimaler Ladestrom = 0,5C = 180A was einer Akku Gesamtkapazität von 360 AH entsprechen würde. Möchte sagen die LIMA kann diesen Akkus nicht mit zu hohem Strom laden. Noch höhere Akkukapazität schadet wohl erst recht nicht. Akku gewählt: Starter=4x LYP060AHA , Aufbau 4x LYP300AHA ergibt 360AH * 4* 3,2V Normalspannung = 4096Wh Nutzbar vorsichtig 60 % = 2457 Wh was für eine Standzeit von ein paar Tagen ohne Landstrom ausreichen sollte. Die erwähnte automatischen Abschaltfunktionen der Großerbraucher (Wechselrichter etc. ) und eine einfache Batterieüberwachung mit Warnfunktion bei Tiefentladung sollten ausreichend sein. Zur Ausgangsfrage: Gibt es bei einer simplen Parallelschaltung von Starter- und Aufbaubatterie, beides LiFeYPo4, noch weiteres zu bedenken? Mir fehlt hier einfach Erfahrung im Umgang mit LiFeYPo4 Akkus. Bin für jeden Hinweis und Anregungen dankbar. Ciao Bhartl ita. Spruch: "Die beste Lehrerin ist die Erfahrung; aber sie kommt, wenn es bereits zu spät ist." Hallo Bhartl, wie es hier im Forum erklärt wurde geht es bei der Sicherheitsabschaltung bei OVP + UVP weniger um die Gesamtspannungen, sondern die der einzelnen 3,2V Zellen, die bei Ladung, Entladung und Alterung sich verschieden verhalten können. Auch wenn man Balancer verwendet, kann es zu nicht gewollten Unter- oder Überspannung der einzelnen Zellen kommen. Ich nutze in jeden Block die gleichen 100Ah Typen und habe eine Reserve Zelle dabei. Wir haben vor später über längere Zeit unterwegs zu sein und da es z.B. auf 4000m in Chile keine Laden gibt wo man die Zellen kaufen kann, habe ich diese Lösung gewählt. 2x 200Ah24V je mit eigenen BMS/Balancer ( Aufbau+Motor aber im Normalbetrieb ein Block). Somit hat man viele 100Ah Zellen zur Not als Ersatzteil. Die kleinen 7kg schweren Bleibatterien ist wie geschrieben für den sehr unwahrscheinlichen Fall, dass die LiPos per Abschaltung nicht mehr an der LiMa hängen. Ohne LiMa auf 4000m ist blöd... Jeder findet für sich die beste Lösung hier, da viele gute Ratschläge aber auch Fachwissen geschrieben wird, wie z.B. von Sonnentau. Gruß Mike
Dann war das Bild schlecht beschrieben. Da gab es keine Zellen in Serie. Außerdem wäre der Balancer dann ein Ventil, das einen Teil des Wassers außen entlangführen würde. In den Stromkreis kommt der Balancer ja nicht rein. Da wären nur die UVP und OVP Schalter. RK
Mal abgesehen von den schon weiter vorn diskutierten Problemen, nehme ich an Du willst auf die Abhängigkeit des Innenwiderstandes der Zellen vom Ladezustand hinaus. Winston liefert ja auch fertige 12V-Akkus ohne Balancer und schreibt einfach vor in welchem Spannungsbereich sie zu betreiben sind. Sie versuchen da möglichst wenig zu entladen und geben eine Ladeschlußspannung an bei der maximal 90% Kapazität eingeladen werden können um den weichen Bereich des Innenwiderstandes zu meiden. Ich habe so einen 40Ah-Block seit Jahren als Starterakku im Einsatz. So weit kann ich das verstehen, aber im Stand beide Batterien parallel zu schalten birgt die Gefahr bei irgend einem Defekt oder Vergessen auch beide Akkus vollständig zu entladen. Dann habe ich nicht nur keinen Strom mehr im Aufbau, ich kann auch den Motor nicht mehr starten. Entkoppeln würde ich auf jeden Fall, z.B. damit --> Link . Mehr Ladestrom braucht keiner. Gruß Uwe
Ist das eine Schottky-Diode?
OK..?? gem. den diversen Ausführungen, u.a. von Sonnentau, sind Balancer / Zellenmodul (z. B. BMS Zellen Modul CBM400) ein "must have" Wenn Winston bei der Produktion 100% identische Zellen zu einem 4er Pack ohne Zellenmodule baut, werden diese im laufe der Zeit auseinanderdriften was, sagen wir mal, nicht optimal ist. Übersehe ich hier etwas? Wie sind deine Erfahrungen mit den 40 AH Block als Starterbatterie und in welchem Fahrzeug?? Korrekt, das von dir beschriebene Risiko besteht aber wie groß ist es wirklich?? Und wird Dieses mit steigender Gesamtkapazität der Akkus nicht immer kleiner? Früher bei kleinen Bleiakkus war ein Trennung notwendig da sonst ein Startproblem vorprogrammiert war. Aber bei den LiFePo4 Kraftwerken evtl. eben nicht mehr?? Im Gegenteil bei einer Trennung mittels Diode (dein 70€ Beispiel :eek: ) hat immer noch Durchlassspannung (Vfw) ~ 30mV oder 1.1mV / A, je nachdem, welche größer. Bei einem Ladestrom von z.B. 100A zu dem großen Akkupack, wären das immerhin 1,1 * 100 = 110,0mV oder 0,11 Volt. Die Ladespannung würde also nicht 14V sondern 13,89V betragen. Somit bekomme ich den Pack nicht so gut geladen wie den vor der Diode. Was macht 0,11 V geringere Ladespannung bei einem 300 AH Pack an Kapazitätsverlust aus? Hier fehlt´s mir eben an Erfahrung. BTW: "Recommended batterycables, maximum current with a tension losses of 0,259 Volt" Quelle Victronenergy Batteriekabel:--> Link Auch steht für die Bordelektrik nur der kleinere Starterakku zur Verfügung. Kann evtl. auch ein Nachteil sein. Der Lösungsansatz von Mike13 gefällt mir gut, nur ohne Bleiakku. Ciao bhartl Hi bhartl, Sprinter 316CDI NCV3. Akku eingebaut und nie wieder danach gesehen, startet Sommer wie Winter. Aufbauakku mit Balancer, Starterakku ohne, so hab ich's. Dieser Akku wird ja eh nur ein paar Sekunden genutzt und mit den 14,2V der Lima auch nie voll geladen. Was das Risiko bei direkt zusammengeschalteten Batterien anbelangt, das muss jeder selbst einschätzen. Ohne Überwachung der Gesamtspannung mit entsprechender Abschaltung der Last würde ich das auf keinen Fall tun. Einmal was vergessen und alles ist leer. Zweites Problem ist die Ladekennlinie der Limas bei EURO5/6, im Extremfall kommt man dann mit 2 halbleeren Batterien an. Was Deine Rechnung mit den 100A Ladestrom anbetrifft, wenn dieser sinkt sinkt auch der Spannungsabfall über der IdealDiode. Also die Limaspannung steht theoretisch irgendwann auch am Aufbauakku an. Hi berny2, nein das ist keine Schottkydiode. Das ist ein Transistor der in Abhängigkeit der Spannungsdifferenz zwischen Eingang und Ausgang geschaltet wird. Gruß Uwe
Danke, Uwe, habe das prinzipiell verstanden. :idea: :razz: Schottky aus USA: MBR30045CT = je2 Dioden je 300 A als Gleichrichter geschaltet, wenn man in der Mitte Metallplatte durchsägt, erhält man 2 300A Trenndioden, bei Kauf von 2x = 4 Trenndioden kommt 1 Trenndiode mit US u. dtsch. Porto sowie Zoll u.dt. Einfuhrumsatzsteuer ~13€ (Stand Anfang 16), ca. 3 Wo. Link zum eBay Artikel Gr. Richi Hallo Ropka , Die Funktionen eines BMS Systems kann man im Internet sehr gut suchen. Wichtig ist zu wissen , daß ich es bei den fertigen Blöcken geschafft habe eine Zelle bei einer Ladespannung von 14 Volt auf über 4 Volt zu treiben. Bin damals davon ausgegangen ,das es sich bei diesen Blöcken um selektierte und inizialsierte Zellen handelte. Leider ist es nicht so !! Im Marine Bereich wurden diese Blöcke als E Motor Versorgung benutzt. Ich kenne Fälle wo nur das Gehäuse außen den Supergau verhindert hatten. Wäre der Schiffseigner noch ein Monat so weiter gefahren ,hätte er sein Boot verschrotten können. Abgesehen davon das dies sehr gefährlich ist. Daher meine Bitte an Euch : spart nicht an der falschen Stelle. Es gibt ja mittlerweile gute und sichere Produkte .
Hi Richi, eine Schottky-Diode ist keine Ideal-Diode. Ich habe noch keine gemessen mit weniger als 0,35V Flußspannung bei 2A Strom, bei den von uns angestrebten Ladeströmen steigt der Spannungsabfall schnell auf 0,5V bis 0,75V an. Zum Trennen des Aufbauakkus von der Lima also völlig ungeeignet, dazu kommt noch die Verlustleistung die in Form von Wärme abgeführt werden muss. Eine Ideal-Diode hat auch im Gegensatz zur Diode 3 Anschlüsse. Darauf befindet sich nämlich ein Schaltkreis der einen Leistungstransistor ansteuert. Man lese dazu z.B. mal das --> Link . Ich habe diese Bausteine --> Link im Einsatz. 3 Stück parallel schaffen locker 30A bei einem Spannungsabfall von 0,1V. Dabei entsteht eine Verlust von 3W den ich mit kleinen aufgeklebten Kühlkörpern ableite. Übrigens sind die auch gut geeignet um parallel geschaltete Solarzellen zu trennen. Gruß Uwe Danke uwe, jetzt muß ich meine "Fibel" (12 J. alt) berichtigen. Dioden wurden von Lader spannungskompensiert, range reichte jedoch nicht aus. Mal sehen, was ich mache, um 2 parallele Batts eingangsseitig zu entkoppeln, am billigsten u. am problemlosesten wäre doch wieder das alte mech. Relais ? Gr. Richi Jetzt geht ihr aber ans Eingemachte der Elektrotechnik/Elektronik. Das Problem bei vielen ist, dass sie Batterien nur als eine Speicher sehen, vergleichbar mit einem Wassereimer. Dem ist aber leider nicht so. Ein Wassereimer bildet beim Laden keine EMK und er hat auch keinen C-Wert beim Entladen. Nur zwei Beispiele aus dem Kontext der Beiträge. Und auch eine Dieode hat den gemessenen Widerstand nur bei einer bestimmten Temperatur (meist 25°C) steigt der Strom, steigt auch die Temperatur und damit der Innenwiderstand, den alle Halbleiter haben eine Temperaturabhängige Variable. Und diese leider nicht nur bei -278°C sondern bereits im Bereich von 0-75°C! Aber macht mal weiter, ist interessant, Gruß Andreas Guten Morgen, nur damit hier nichts falsches steht, korrigiere ich mal meinen Vorredner. Klassische Dioden haben zwar auch einen geringen Anteil Ohmschen Widerstands, der ist aber für die Funktion und den Temperaturgang unerheblich. Die Gleichrichter/Richtungsabhängige Funktion entsteht ausschließlich am PN-Übergang, und dessen Temperaturkoeffizient bestimmt hauptsächlich das der Spannungsabfall an der Diode bei Erwärmung sinkt, nicht steigt wie andwein gerne mal behauptet. Siehe auch --> Link . Bei den in Ideal-Dioden verwendeten Feldeffekttransistoren ist das anders. Deren Drain-Source-Durchlasswiderstand kommt einen Ohmschen Widerstand schon näher. Er hat einen positiven Temperaturkoeffizienten, d.h. bei Erwärmung steigt der Widerstand und damit auch der Spannungsabfall an diesem. Der Rest ist eine Frage der Dimensionierung von Bauelementen und Kühlkörper. Wenn ich oben schrieb bei 30A fallen 0,1V als Spannungsabfall an, habe ich das natürlich im thermisch eingeschwungenem Zustand bei Raumtemperatur gemessen. Steigt jetzt die Umgebungstemperatur um 30 Grad ist das unerheblich. Für weitergehende Diskussionen zu den Verlusten empfehle ich gern mal eine einfache Messung an einer Sicherung. Nehmt eine 10A-Sicherung und schickt den Nennstrom durch, da geht die ja noch nicht kaputt, ihr werdet euch wundern was da verschwindet. Von den Kabeln, Steck-, Schraub- und Quetschverbindern ganz zu schweigen. Ein Ladecontroller ohne Fühlerleitungen, d.h. die Spannung am Akku wird extra erfasst, ist eigentlich für LiFe nicht optimal. Gruß Uwe Hallo Andreas , Natürlich gilt immer noch der Spruch: ein Akku ist kein Wassereimer ! Beim Lifepo4 sind wir aber schon sehr nahe daran. Um keine sinnlose Diskussion zu eröffnen wollte ich nur damit aufzeigen das eine Bedrachtung der gesamten Spannung absolut nicht funktioniert,
Ja "uwet", du hast Recht, da bin auch ich dem Problem der Vereinfachung erlegen. Solarhalbleiter-Anwendungen sind nicht auf alle Halbleiter übertragbar, "wie Andwein gerne mal behauptet" Sorry. Gruß Andreas |
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