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Belastbarkeit von parallel verschalteten Zellen


piep am 28 Feb 2019 01:25:02

Guten Abend,

ich habe schon einiges gelesen und sicherlich auch gelernt in diesem Forum, jedoch habe ich gerade eine Frage die ich nicht zufriedenstellend beantworten kann:

Ich kann 24x 100Ah Winston Zellen bekommen und würde aus diesen gern einen Akku mit 300Ah auf 24V erzeugen.
Kann ich diesen mit dem Lade- bzw. Endladestrom eines 300Ah Akkus oder eines 100Ah Akkus belasten?

Benötige ich pro "300Ah-Block" oder für jede Zelle einen Balancer-->BMS. Hatte für mich das BMS123-Smart ins Auge gefasst
--> Link

Ein paar Verschaltungs-Ideen um die Größe Abzuschätzen. Ist dabei eine optimaler als eine andere?

Ganz vielen Dank schonmal, besten Grüße,
Piet



rkopka am 28 Feb 2019 02:12:45

piep hat geschrieben:Ich kann 24x 100Ah Winston Zellen bekommen und würde aus diesen gern einen Akku mit 300Ah auf 24V erzeugen.
Kann ich diesen mit dem Lade- bzw. Endladestrom eines 300Ah Akkus oder eines 100Ah Akkus belasten?

300Ah. es sind ja je 3 100Ah parallel verschaltet.

Benötige ich pro "300Ah-Block" oder für jede Zelle einen Balancer-->BMS.

Kommt auf die Verschaltung an. Wenn jeweils 3 parallel und diese dann seriell geschaltet sind, geht sowieso nur 1 Balancer pro 3 parallele Zellen. Wenn es serielle Verschaltungen sind, die parallel laufen, dann wohl eher für jede Zelle einer.

Ein paar Verschaltungs-Ideen um die Größe Abzuschätzen. Ist dabei eine optimaler als eine andere?

Optimal ist das beste, also geht optimaler nicht :-). Die Verkabelung ist mir nicht immer klar (Farben), dazu kenne ich die Zellen zu wenig.

RK

Gast am 28 Feb 2019 03:13:18

piep hat geschrieben:Ein paar Verschaltungs-Ideen um die Größe Abzuschätzen. Ist dabei eine optimaler als eine andere?

Hallo Piet,

Die Schaltung 1 + 2 erschließt sich mir nicht. Das sieht nicht so aus, als wenn das geht. Nur aus Schaltung 3 kann ich eine Parallelschaltung von 3 Kaskadierungen ersehen. Aber vielleicht interpretiere ich Deine Zeichnung auch nicht richtig. Check das nochmal, ob das wirklich geht.

Im Übrigen würde ich erst am Ende der Kaskadierung parallel schalten, um die Zellenströme gleichmäßig zu halten. Wenn Du vorher schon in den Teilspannungen parallel schaltest, wäre ich mir nicht sicher, ob Du dabei nicht evtl. höchst unterschiedliche Ströme produzierst. Vor allem über die Alterung der einzelnen Zellen. Außerdem würdest Du damit nicht nur Spannungen kaskadieren, sondern auch kaskadierte Ströme "mitschleppen". Ob das die Zusammenschaltungen alle so aushalten?

Könnte ich jetzt aber nicht wissenschaftlich ableiten, ist nur ein ziemlich warnendes Gefühl in mir, was ich bei Deinen Schaltungen 1 + 2 verspüre. Ich würde das nicht machen. Warum, weiß ich nicht anders zu begründen, als wie zuvor beschrieben. Vielleicht hat noch wer anders dazu ne Meinung.

Nette Grüße
Gode

geralds am 28 Feb 2019 09:12:00

Hallo,

bei Schaltung nach Variante 1+2 würde ein Balancer pro 3 Zellen reichen. Bei Schaltung 3 braucht jede Zelle einen Balancer.

Aber entweder verstehe ich den Sinn der Farben nicht oder da ist was falsch. Wenn rot immer Plus der Zellen und schwarz immer Minus der Zellen sein soll, und grün die Verbinder, ist es falsch. Dann hättest Du keine Reihenschaltung der Zellen (Zellblöcke). Es müsste dann immer der Plus von Zelle n mit Minus der Zelle n+1 verbunden werden. Bei Variante 3 wäre auch der gemeinsame Plus Anschluss an der falschen Seite.

Wenn rot und schwarz nicht Plus und Minus entsprechen, ist die Darstellung bei Variante 1+2 zumindest unglücklich.

Gruß Gerald

MountainBiker am 28 Feb 2019 09:35:44

Hallo,

um eine Entscheidung zu treffen ist natürlich wichtig zu wissen was Dir wichtig ist - Einfachheit/Ausfallsicherheit/Unterbrechungsfreie Stromversorgung:

Vorgabe 24V-System wie ich das sehe, d.h. Du hast keine 12V-Verbraucher oder?

(1) Einfaches System Gruppen 3x100Ah immer parallel verbinden, ein Balancer pro Gruppe, Stack aus den Gruppen bilden, ein Trennrelais am Stack (24V) - einfach, ein Drift einer Einzelle nicht möglich nur einer ganzen Gruppe, aber bei einen Fehler ist der ganze Verbund ohne Funktion bis dieser instandgesetzt wird oder
(2) Ausfallsicheres System Stacks aus 8 Einzelzellen bilden, jede Zelle hat einen Balancer, aus den 3 Stacks durch paralleles Verschalten eine Gruppe bilden und ein Trennrelais an der Gruppe - Aufwand größer als bei 1, aber bei einen Fehler kann nach Prüfung der Stacks der fehlerhafte Stack lokalisiert werden und dem Verbund entnommen oder
(3) USV System Stacks aus 8 Einzelzellen bilden, jede Zelle hat einen Balancer, jeder Stack hat ein eigenes BMS mit Trennrelais, aus den 3 Stacks durch paralleles Verschalten eine unabhängige Gruppe gebildet bei einen Fehler wird nur der fehlerhafte Stack automatisch weggeschaltet und kann aus dem Verbund entnommen und instandgesetzt werden - aber größter Aufwand bzw. sehr aufwändig/teuer;

Wenn Du uns sagst was Dir wichtig ist (1-3), dann kann man den Verbund entsprechend konfigurieren! Wenn Du 12V Verbraucher hast kannst Du sinnvoll nur 1 anwenden.

Stocki333 am 28 Feb 2019 11:03:55

Hallo Piet
Lasse einmal deine Schaltungsvariante hinten, du brauchst 24 Volt. Das ist ein LKW. Aber wie ist dein Aufbau von der Elektrik aufgebaut.
Läuft dort alles auf 24 Volt, oder ist dort auch ein 12 Volt System. Die Frage stellt sich mir, weil du so viele Zellen hast. Sollte das System aber komplett alles auf 24 V laufen , ist meine Frage hinfällig.
Liebe Grüsse Franz

piep am 28 Feb 2019 13:25:21

Hallo,
Danke für eure Antworten.
Das mit den Zeichnungen war wohl etwas übereilt oder zu spät. Kann das jetzt hier per Handy nicht überarbeiten.

Ja es handelt sich um einen LKW-Ausbau und wir möchten alles mit 24v betrieben. Der Batterie-Aufbau soll möglichst einfach sein.

Wir werden per Solar (480wp) laden und per Wechselrichter 3000va/2500w in 230v wandeln.

Die Zellen welche ich bekommen kann wären WINSTON 100Ah Zellen. Thunder-Sky TS-LYP100AHA

Die Frage rührt eigentlich daraus, ob ich mit den einzelnen 100Ah Zellen einen Entladestrom (optimal 0,5C) wie bei einem 300Ah-Akku anlegen kann. Denn wenn der Inverter voll laufen würde, wären dass ja schon über 100A.

Dann habe ich aus den Antworten gelernt, dass es Sinn macht, die einzelnen Kaskaden erst am Ende parallel zu schalten - jedoch wäre dann ein Balancer für jede Zelle notwendig?

Mit der Anzahl an Balancer und einem entsprechenden BMS wird der günstige Preis der 100ah Zellen dann ja schon etwas aufgebraucht.... und nähert sich der 8x 300ah-Variante (wobei diese momentan im Shop nicht verfügbar sind)

Also, unabhängig von meinen miesen Zeichnungen:

Ist eine Batterie (300Ah /24V) aus 24 Einzelzellen (100Ah) sinnvoll, und wie stark muss (ratet ihr) diese überwacht bzw. balanciert werden?

Danke, Piet

geralds am 28 Feb 2019 16:13:13

Hallo Piet,

ich würde die Zellen nicht erst am Ende parallel schalten. Auf den ersten Blick mehr Redundanz, aber 24 Balancer? Was ist dann die größere Ausfallwahrscheinlichkeit, die Zellen oder die Balancer?
Ich würde jeweils 3 Zellen parallel schalten und die Blöcke in Reihe. Ich würde mir zutrauen, eine eventuell defekte Zelle auszumessen und dann aus den 3 parallelen Zellen Blöcke mit 2 parallelen Zellen zu machen. Messgerät und ein wenig Werkszeug sollte man ja immer dabei haben.
Eventuell statt 8 Balancer einen mehr als Reserve kaufen.
Bei den Li-Akku´s, die aus den kleinen Rundzellen aufgebaut werden, sind ja noch viel mehr Zellen parallel verschaltet. Und die werden sogar noch miteinander verschweißt. Dass eine Zelle weg driftet ist meines Erachtens bei paralleler Verschaltung der einzelnen Zellen geringer, als wenn die 3 Stränge erst am Ende zusammen geschaltet werden.
Ich würde Balancer mit ca. 2A Balancerstrom wählen.
Ist aber wie gesagt meine Meinung und wie ich es machen würde.

Sollte eine Zelle mit der Zeit einen anderen Innenwiderstand haben, verteilen sich die Ströme nicht mehr gleichmäßig, egal welche Variante Du wählst.

Und ja, im Prinzip kannst Du bei beiden Varianten bei ca. 0,5C und 300Ah mit der Summe rechnen, d.h. mit dann 150A bei 0,5C.

Gruß Gerald

Acki am 28 Feb 2019 17:29:56

Hallo Piet

Schau mal hier 2 Beispiele von solchen Akkus - einfach für 12 V System gebaut. Bei 24 V wird die Serie halt einfach länger ...
--> Link
und ...
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Stocki333 am 28 Feb 2019 18:58:32

Hallo Piet
Wenn du wissen willst wie die 300 Ah Winston sich verhalten nach 36 Monaten Betrieb, lies die das hier durch.War ein Test mit allerdings 12V aber einem 2500 W WR. Entnahmestrom 168 A = 2,06 KW. Bei 24 Volt hast du nur mehr den Halben Strom. Auch der Starterstrom geht darüber.so 350A - 450A im Winter

--> Link

Franz

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