Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Parallelschaltung zweier LiFePO4 Akkus unterschiedlicher Kapazität soll problematisch sein?


von Dennis (Gast)


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Jedenfalls habe ich die gleichlautende Rückmeldung vom Support eines 
Akku-Anbieters erhalten. Angeblich käme es zum "Ungleichgewicht" der 
Zellen. Aber warum zum Teufel? Beide Akkus (100+40 Ah) verfügen über ein 
BMS, die anliegende Spannung bleibt immer im sicheren Bereich zwischen 
12 und 14V. Was soll denn da passieren? Memory-Effekte kennt dieser 
robuste Akku-Typ auch nicht!

: Verschoben durch Moderator
von Mahwe (Gast)


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Das p schalten von  Akkumulatoren ansich ist schon eine Untat. Im 
Fehlerfall zieht ein Akkumulator alle p in den Tod.
Deswegen sollte man die Anzahl bei gleichen Akkumulatoren nicht mehr als 
drei Akkumulatoren übersteigen, da sonst die Wahrscheinlichkeit des 
Versagen des Akkupacks steigt.
Rechne dazu einfach die Ausfallwahrscheinlichkeit eines Akkupacks im s 
und p Betrieb.

Nun möchtest du zwei unterschiedliche Akkumulatoren mit 
unterschiedlichen Entladekurven und Innenwiderständen.

Stell dir mal vor du belastet die beiden Parallelen Akkumulatoren.
Dabei wird der kleinere Akkumulator immer stärker belastet da er nicht 
nur eine kleinere Kapazität hat sondern vermutlich auch eine geringere 
Strombelastbarkeit dadurch wird der kleinere Akku wärmer als der grosse.
Dadurch steigt die Spannung am kleinen Akku wieder.
Nun sind aber beide Akkumulatoren ja miteinander verbunden. Und es 
finden Umlagevorgänge statt zwischen den beiden Akkumulatoren.
Um sinn voll sowas zu bauen müssten die Akkumulator Temperaturen 
kontrolliert werden , die Ströme zwischen den Akkus über wacht werden 
und die Einzelspannungen der Einzelzellen.

von Mahwe (Gast)


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Im Endeffekt wird dir die kleine Zelle abbrauchen.

von Mahwe (Gast)


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Sagen wir Mal es kann gut gehen bis zu einem Strom von etwa 1/100der 
Kapazität.

von Udo S. (urschmitt)


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Ich glaube da verwechseln mehrere das Wort "Parallel" mit "Seriell".

Mahwe schrieb:
> Stell dir mal vor du belastet die beiden Parallelen Akkumulatoren.
> Dabei wird der kleinere Akkumulator immer stärker belastet da er nicht
> nur eine kleinere Kapazität hat sondern vermutlich auch eine geringere
> Strombelastbarkeit dadurch wird der kleinere Akku wärmer als der grosse.
> Dadurch steigt die Spannung am kleinen Akku wieder.

Nein, denn der kleinere hat normalerweise auch einen höheren 
Innenwiderstand. Also teilen sich die Ströme wahrscheinlich auch 
entsprechend der Kapazität auf.
Bevor solche Theorien in wie Welt gesetzt werden sollte man nachfragen 
um welche Ströme und welche Akkus es sich konkret handelt.

von Teo D. (teoderix)


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Udo S. schrieb:
> Nein, denn der kleinere hat normalerweise auch einen höheren
> Innenwiderstand. Also teilen sich die Ströme wahrscheinlich auch
> entsprechend der Kapazität auf.

Ausgleichsströme in den Erholungsphasen zwischen den Akkus, werden die 
Lebensdauer etwas verkürzen (Ladezyklen). Je höher der entnommene Strom, 
umso mehr wird auch umgeschaufelt. Mehr als 1C des kleineren würde ich 
dem nicht zumuten wollen. Abrauchen wird da aber sicher nichts.

von Maxim B. (max182)


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Für Li-Akku in Parallelschaltung sehe ich kein Problem. Vielleicht 
stammt diese Befürchtung von Ni-Ca-Zellen: die darf man parallel 
wirklich besser nicht schalten.

von Teo D. (teoderix)


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Teo D. schrieb:
> Ausgleichsströme in den Erholungsphasen zwischen den Akkus, werden die
> Lebensdauer etwas verkürzen (Ladezyklen). J

(kac...)
Ausgleichsströme zwischen den Akkus in den Erholungsphasen, werden die
Lebensdauer etwas verkürzen (Ladezyklen). J

von Karl M. (Gast)


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Hi,

Tipp schaue sich den 50-75 kWh 360 V Lithium-lonen Akku der Firma Tesla, 
als Beispiel des Model 3, an.

Das wird nicht eine Zelle sein, besonders die Verschaltung und Kontrolle 
ist interessant.

von Dennis (Gast)


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Geladen wird mit maximal 10A, entladen in der Größenordnung  1-2A. Das 
sollte für Akkus diesen Kalibers doch ein Klacks sein. Vor allem aber: 
Wenn die Spannung über allen Akkus (parallel= erzwungenermaßen) immer 
gleich und zulässig ist- welcher Art Überlastung sollte denn da ein 
beteiligter Akku (irgendwann, bei Alterungserscheinungen) ausgesetzt 
sein? Und wiegesagt, ein BMS gibts bei jedem Akku auch noch + wir reden 
von robuster LiFePO4 Technologie...

von Horst (Gast)


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Karl M. schrieb:
> Das wird nicht eine Zelle sein

Aber definitiv alles die gleichen, aus einer Charge, vermutlich sogar 
gemeinsam von Band gelaufen.

von MeierKurt (Gast)


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Udo S. schrieb:

> Nein, denn der kleinere hat normalerweise auch einen höheren
> Innenwiderstand. Also teilen sich die Ströme wahrscheinlich auch
> entsprechend der Kapazität auf.

Klingt gut. Aber....
Und wenn nicht?
Wenn der größere einen höheren Innenwiderstand hat (größere Kapazität 
heißt ja nicht automagisch im gleichen Maße niedriger Ri, mal ganz davon 
abgesehen, dass beide Akkus unterschiedlich alt sein könnten), muss der 
kleine mehr Strom bringen. Das geht dauerhaft nur dann gut, wenn der 
entnommene Strom auch vom Kleinen allein schadensfrei aufgebracht werden 
könnte...
Fazit: Um die Gesamt-Kapazität zu erhöhen geht die Parallelschaltung, 
für Anwendung mit höheren Strömen ist das Ganze eher grenzwertig - kann 
gut gehen, muss aber nicht.

von Maxim B. (max182)


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Horst schrieb:
> Aber definitiv alles die gleichen, aus einer Charge, vermutlich sogar
> gemeinsam von Band gelaufen.

Eher nicht. Man kann bestimmt ab und zu einzelne Akkus ersetzen, so sind 
die sowieso nicht identisch.

Li-Akku werden bis einer konstanten Spannung (mit Strombegrenzung) 
geladen. Das macht parallele Arbeit möglich.

von Udo S. (urschmitt)


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Karl M. schrieb:
> Tipp schaue sich den 50-75 kWh 360 V Lithium-lonen Akku der Firma Tesla,
> als Beispiel des Model 3, an.

Hast du mal einen Schaltplan?

MeierKurt schrieb:
> Klingt gut. Aber....
> Und wenn nicht?

Viel Spekulation, der TO hat inzwischen Fakten genannt:

Dennis schrieb:
> Geladen wird mit maximal 10A, entladen in der Größenordnung  1-2A.

Zeig mir doch mal bitte einen LiFePO4 Akku mit 40Ah der von 2A 
Entladestrom oder 10A Ladestrom überfordert wird. Oder einen mit 100Ah, 
dessen Innenwiderstand so hoch ist, daß der kleine 40Ah alles alleine 
machen muss. Siehe:

Dennis schrieb:
> Beide Akkus (100+40 Ah)

: Bearbeitet durch User
von Teo D. (teoderix)


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Dennis schrieb:
> Geladen wird mit maximal 10A, entladen in der Größenordnung  1-2A. Das
> sollte für Akkus diesen Kalibers doch ein Klacks sein.

Das ist ein WITZ. (warum nervst du uns damit;)

Der schlechtere/ältere Akku wir immer schneller altern.... Aber deine 
(unbekannten) BMS könnten das aber großteils verhindern.

1-2A, mach einfach und gut is!

von Winne Z. (rugbywinne)


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Karl M. schrieb:
> Hi,
>
> Tipp schaue sich den 50-75 kWh 360 V Lithium-lonen Akku der Firma Tesla,
> als Beispiel des Model 3, an.
>
> Das wird nicht eine Zelle sein, besonders die Verschaltung und Kontrolle
> ist interessant.

Soweit ich weiss werden im Tesla Zellen vom Typ 18650 verbaut also so ca 
2-3 Ah pro Zelle. Da sind bestimmt einige Zellen parallel geschaltet, 
ohne das es raucht.

Parallel schalten vor dem BMS geht ohne Probleme (also direkt Zelle mit 
Zelle parallel schalten). Ist übliche Praxis.

: Bearbeitet durch User
von Teo D. (teoderix)


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Teo D. schrieb:
> Aber deine
> (unbekannten) BMS könnten das aber großteils verhindern.

Eher vollständig.

von Dennis (Gast)


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Teo D. schrieb:
> Das ist ein WITZ. (warum nervst du uns damit;)

Weil mir der Support mit diesen Fakten diese Antwort gab und ich kein 
Experte auf dem Gebiet bin.

Teo D. schrieb:
> 1-2A, mach einfach und gut is!

Dann ist und bleibt der Verbund erstmal wie er ist.
Zukünftig will ich zum Kapazitätsausbau weitere gleichartige Akkus 
parallel schalten und sehe keine ernsthaften Hindernisse.

von Winne Z. (rugbywinne)


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Winne Z. schrieb:
> Karl M. schrieb:
>> Hi,
>>
>> Tipp schaue sich den 50-75 kWh 360 V Lithium-lonen Akku der Firma Tesla,
>> als Beispiel des Model 3, an.
>>
>> Das wird nicht eine Zelle sein, besonders die Verschaltung und Kontrolle
>> ist interessant.
>
> Soweit ich weiss werden im Tesla Zellen vom Typ 18650 verbaut also so ca
> 2-3 Ah pro Zelle. Da sind bestimmt einige Zellen parallel geschaltet,
> ohne das es raucht.
>
> Parallel schalten vor dem BMS geht ohne Probleme (also direkt Zelle mit
> Zelle parallel schalten). Ist übliche Praxis.

Lese grade noch "unterschiedliche Kapazität" das geht auch.

Beim Laden von LiIon nimmt sich eine Zelle "soviel" wie sie braucht. Das 
Ladeende Bestimmt die Zelle selbst. Wenn sie voll ist nimmt sie keinen 
Strom mehr auf. Die "zelleninterne" Spannung ist gleich der 
Ladespannung. Eine zweite parallel Zelle, die noch nicht voll ist hat 
die "zelleninterne" Ladeschlussspannung noch nicht erreicht es kann noch 
Ladestrom in die Zelle fliessen. Die andere Zelle ist bereits voll und 
KANN nicht überladen werden.

Bei der Entladung ist es nur umgekehrt. Die schwächere Zelle kann nicht 
weiter entladen werden als die stärkere. Die schwächere zelle gibzt 
einfach keinen Strom mehr ab. Die stärkere Zelle jedoch wohl.

Umladung gibt es nur beim ersten verschalten der Zellen, später nicht 
mehr.

: Bearbeitet durch User
von Teo D. (teoderix)


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Dennis schrieb:
> Weil mir der Support mit diesen Fakten diese Antwort gab und ich kein
> Experte auf dem Gebiet bin.

Das war ja auch zu 100% eine extrem flache, ironische Persiflage.
Oder einfach ein schlechter Witz, der nicht auf deine Kosten gehen 
sollte und hoffentlich auch nicht tut!

Dennis schrieb:
> Zukünftig will ich zum Kapazitätsausbau weitere gleichartige Akkus
> parallel schalten und sehe keine ernsthaften Hindernisse.

Ich eine Art Patchwork-Akkupack?

von Udo S. (urschmitt)


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Teo D. schrieb:
> Ich eine Art Patchwork-Akkupack?

Was da Sinn machen würde (gerade weil die Packs doch schon ziemlich groß 
und unterschiedlich alt sind) dass jeder Pack eine eigene 
Schutzschaltung erhält die ihn abschaltet falls er eine defekte Zelle 
hat.

von Dennis (Gast)


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Teo D. schrieb:
> eine Art Patchwork-Akkupack?

Nun, bei den gesalzenen Preisen gelingt manch einem der Ausbau nur 
schrittweise :)

Udo S. schrieb:
> Was da Sinn machen würde (gerade weil die Packs doch schon ziemlich groß
> und unterschiedlich alt sind) dass jeder Pack eine eigene
> Schutzschaltung erhält die ihn abschaltet falls er eine defekte Zelle
> hat.

Sollte das nicht Aufgabe des ohnehin in jedem Akku verbauten BMS 
(Batterie Management System) sein?

von Jörg Vössing (Gast)


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Hallo.
Ihr sprecht die ganze Zeit von dem BMS. Hier haben doch die Hersteller 
viele Freiheiten das zu programmieren. Also kann das jeder auch anders 
machen. Ströme, Spannungsgrenzen, rein, raus, Zelltyp, 
Lebensdauerphilosophie, Zeitkonstanten für das Timing usw. Mal ganz 
abgesehen davon, wie fehlerfrei das BMS programmiert ist. An sich sollte 
das ja Savety-Software sein. Das ist teuer! Sehr teuer!! Damit sollten 
die Billigheimer ja schon ausscheiden. Mich hat die Aussage eines 
Herstellers ERSCHÜTTERT, der da schreibt, seine LiFePo könnte eine 
Ladungserhaltungsspannung von 13,8 V nur maximal 24 Stunden aushalten, 
denn der Bereich läge optimal bei 13,2-13,5 Volt. Äh. Wenn der 
tatsächlich die überschüssige Spannung über einen Widerstand 
"verbrennen" sollte, dann kocht der Hardwareteil seines BMS wirklich 
danach. Aber wer macht das denn so??? Wird da nicht gepulst?
Dennoch, wenn der soetwas da reinschreibt, dann will er sich schadfrei 
halten, obwohl er eine sehr ähnliche Batterie ohne diesen Zusatz 
anpreist. Sie ist aber auch teurer.

Nun, was sagt uns das?
Gibt es Zweiklassen-BMS? Und welches habe ich da in meiner?
Kaufe ich Büttner für viel Geld? Kaufe ich doch den Billigheimer?

Die ganze obige Diskussion ist richtig und gut, macht aber m.E. die 
Rechnung ohne den Wirt (BMS).

Das BMS soll das alles regeln!
Es gibt sogar Geräte mit denen kann man die verschiedensten 
Batterietechnologien strategisch zusammenschalten. Ein 
Batterie-System-Management-System. Hat jemand damit Erfahrungen?
Fakt: wenn eine BATT schwächelt lehnt ihr BMS sicher weitere Stromabgabe 
ab, aber wenn sie immer die erste an der Front ist, ist sie auch zu erst 
fertig. Und dann will sie Laden. Und wenn dann keine starke Solar oder 
Landstrompower da ist, zieht sie die anderen, die sich gerade erholen 
runter. Das macht der stärksten BAtt vielleicht gar nicht soviel aus, 
aber sie versorgt einen "Versorger" udn keine Last. Das macht nun auch 
wieder keinen Sinn.

Und jetzt haut mir bitte meine Argumente um die Ohren :-)

von Helmut -. (dc3yc)


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Nach drei Jahren kommst du mit so einem Sermon?

von my2ct (Gast)


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Maxim B. schrieb:
> Ni-Ca-Zellen

Nickel-Kalzium-Zellen höre ich zum ersten Mal.

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