Hallo. Ich habe 4 LiFePo4 Zellen mit jeweils 3.3V. Zu jeder Zelle schalte ich jetzt parallel einen 1MOhm Widerstand. Jede Zelle wird jetzt mit 3.3uA belastet. Soweit alles klar. Aber: Wenn ich jetzt diese 4 Zellen in Serie schalte und dabei die Widerstände dran lasse, werden die Zellen anscheinend NICHT mehr gleichmässig belastet. Durch den "untersten" Widerstand fliesst jetzt mehr Strom als durch den "obersten". Kann man das irgendwie verhindern, so dass auch nach der Serienschaltung der vier Zellen jede Zelle einzeln auch weiterhin nur mit 3uA belastet wird, wie es ohne Serienschaltung der Fall ist?
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Hans schrieb: > Aber: Wenn ich jetzt diese 4 Zellen in Serie schalte und dabei die > Widerstände dran lasse, werden die Zellen anscheinend NICHT mehr > gleichmässig belastet. Durch den "untersten" Widerstand fliesst jetzt > mehr Strom als durch den "obersten". Wie mißt du das? > Kann man das irgendwie verhindern, Wozu? Es findet vermutlich gar nicht statt und macht einen Meßfehler oder hast einen Verdrahtungsfehler. > so dass auch nach der Serienschaltung > der vier Zellen jede Zelle einzeln auch weiterhin nur mit 3uA belastet > wird, wie es ohne Serienschaltung der Fall ist? Das sollte eigentlich so sein. Wozu soll das gut sein?
Hans schrieb: > Aber: Wenn ich jetzt diese 4 Zellen in Serie schalte und dabei die > Widerstände dran lasse, werden die Zellen anscheinend NICHT mehr > gleichmässig belastet. Durch den "untersten" Widerstand fliesst jetzt > mehr Strom als durch den "obersten". Dann hast du jetzt eine Ausnahme von den Kirchhoffschen Knoten und Maschenregeln gefunden. Meinen Glückwunsch! Das wird die Physik revolutionieren. (hätte nicht gedacht, dass ich sowas noch erleben darf)
Falk B. schrieb: > Hans schrieb: >> Aber: Wenn ich jetzt diese 4 Zellen in Serie schalte und dabei die >> Widerstände dran lasse, werden die Zellen anscheinend NICHT mehr >> gleichmässig belastet. Durch den "untersten" Widerstand fliesst jetzt >> mehr Strom als durch den "obersten". > > Wie mißt du das? Gar nicht. Das kann man doch einfach berechnen. Deshalb schrieb ich ja "Verständnisproblem", weil es mir halt auch komisch vorkommt und ich da vielleicht einen Denkfehler habe. Aber sobald man die vier Zellen in Serie schaltet, erzeugt man zusätzliche Stromkreise. Der Strom in der obersten Zelle kann jetzt nicht nur den üblichen Weg durch den eigenen 1M Widerstand nehmen, sondern zusätzlich gibt es jetzt noch neue Wege, z.B. einen über alle 4 Widerstände und durch die 4 Zellen zurück, während der Strom der untersten Zelle weiterhin nur durch den eigenen Widerstand fliessen kann.
Hans schrieb: > Wenn ich jetzt diese 4 Zellen in Serie schalte und dabei die Widerstände > dran lasse, werden die Zellen anscheinend NICHT mehr gleichmässig > belastet. Durch den "untersten" Widerstand fliesst jetzt mehr Strom als > durch den "obersten". Unsinn.
Kann mir mal bitte jemand meinen Denkfehler erklären? "Der Strom in der obersten Zelle kann jetzt nicht nur den üblichen Weg durch den eigenen 1M Widerstand nehmen, sondern zusätzlich (parallel) gibt es jetzt noch neue Wege, z.B. einen über alle 4 Widerstände und durch die 4 Zellen zurück."
Hi, die LiFePO4 brauchen auch Load Balancers, um Ladeströme bedingt durch Exemplarstreuungen einzelner Zellen auszugleichen. "...Bereits vorhandene Batteriemanagementsysteme, Balancer und Ladegeräte für die Anwendung bei Lithium-Ionen-Akkus auf Cobalt-Basis lassen sich nur selten auf LiFePO4-Akku umkonfigurieren..." Wenn jetzt mehrere gleichartige in Reihe geschaltet werden, machen sich trotzdem die Fertigungsstreuungen bemerkbar. Weiß nicht, was daran so absolut ungewöhnlich wäre. Du brauchst ein Ladegerät mit Load-Balancern, die für LiFePO4 geeignet sind. Und fürs Entladen was Entsprechendes. Falls das wichtiger sein sollte als die Ladegeräteproblematik. ciao gustav
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Bearbeitet durch User
Hans schrieb: > Kann mir mal bitte jemand meinen Denkfehler erklären? Wenn alle Zellen die gleiche Spannung haben ist auch der Strom immer gleich! Falk B. schrieb: > Wozu soll das gut sein? Diese Idee mit den 1M Widerständen könnte man als einen primitiven Balancer betrachten. Er wirkt aber nur, wenn das Ladegerät fast Tag und Nacht daran hängt. Zum Beispiel im Winter. Dann sind jedes Jahr im Frühjahr alle Zellen ausgeglichen. Bei den unempfindlichen LiFePO4 Zellen könnte das sogar ausreichend sein.
Hans schrieb: > Kann mir mal bitte jemand meinen Denkfehler erklären? > > "Der Strom in der obersten Zelle kann jetzt nicht nur den üblichen Weg > durch den eigenen 1M Widerstand nehmen, sondern zusätzlich (parallel) > gibt es jetzt noch neue Wege, z.B. einen über alle 4 Widerstände und > durch die 4 Zellen zurück." Du solltest dich ganz dringend mal mit den Erkenntnissen der Herren Ohm und Kirchhoff beschäftigen - zumindest, wenn du dich im Bereich der auf dem Planeten Erde gültigen Physik befindest.
Hans schrieb: >> Wie mißt du das? > > Gar nicht. Das kann man doch einfach berechnen. Dann "rechnest" du Unsinn. Deshalb schrieb ich ja > "Verständnisproblem", weil es mir halt auch komisch vorkommt und ich da > vielleicht einen Denkfehler habe. Hast du. > Aber sobald man die vier Zellen in > Serie schaltet, erzeugt man zusätzliche Stromkreise. Wo denn? Zeichne mal einen Schaltplan.
Hans schrieb: > Kann mir mal bitte jemand meinen Denkfehler erklären? Ist doch ganz einfach: an jedem Widerstand R liegt die Spannung U der parallel geschalteten Zelle an. Damit gilt zwingend nach Ohm: I = U/R! Was da sonst noch zusätzlich in der Schaltung ist, wird an dem Strom durch den Widerstand nur dann was ändern, wenn diese zusätzlichen Komponenten die Zellenspannung verändern. Natürlich kannst du in jedem Schaltkreis beliebig viele Stromkreise einschalten. Dann musst du aber auch die Vorzeichen der Ströme und Spannungen berücksichtigen und am Schluss ist das Ergebnis halt wieder I = U/R.
Hans schrieb: > Das kann man doch einfach berechnen. Deine Rechnung ist falsch. Denn ganz so einfach ist eine Rechnung nicht, wenn mehrere Quellen in einem Netz sind. Dann muss man nämlich das Superpositionsverfahren anwenden. Siehe https://de.wikipedia.org/wiki/Netzwerkanalyse_(Elektrotechnik)#%C3%9Cberlagerungsverfahren_nach_Helmholtz Das heisst, man setzt nacheinander alle Quellen bis auf eine auf 0 und summiert die Ströme. Da aber der Innenwiderstand einer Spannungsquelle 0 ist, fliesst bei allen anderen Quellen kein Strom über die den Spannungsquellen parallelgeschalteten Widerstände ausser bei der parallelen Quelle.
Udo S. schrieb: > Hans schrieb: >> Das kann man doch einfach berechnen. > > Deine Rechnung ist falsch. Offensichtlich. > Denn ganz so einfach ist eine Rechnung nicht, wenn mehrere Quellen in > einem Netz sind. Sind sie nicht. Wenn das 4 Akkus mit jeweils parallelgeschaltetem Widerstand sind, dann sind das immer noch 4 unabhängige Maschen. Die Reihenschaltung der Akkus ändert daran gar nichts. Ob so:
1 | .--[R]--. .--[R]--. |
2 | | | | | |
3 | `-o o-' `-o o-' |
4 | + U - + U - |
oder so:
1 | .--[R]--. .--[R]--. |
2 | | *--* | |
3 | `-o o-' `-o o-' |
4 | + U - + U - |
An den Spannungs- und Stromverhältnissen ändert sich nichts.
So was Ähnliches gab es schon zu meiner Zeit als Klausuraufgabe in Gundlagen der E-Technik; ja, auch damals gab es schon 'Kandidaten' ... (von denen einige dann auf Architektur wechselten). Die würden heute noch auf ihrem Taschenrechner herumtippen -wenn die Arbeit nicht nach 3 Std. vorbei gewesen wäre-. Dem in rot angezeigten Ergebnis von 10^-12 A wurde nicht so recht vertraut!
Jeh ! muß ich nicht auch noch bspw 2 Batterien zusammen als eine Spannungquelle ansehen, an der dann 6V über die parallel geschalteten 1M+1M=2Mohm laufen, zusätzlich zu den "Einzelbatterieparallelwiderstandstromkreisen", welche die Spannung etwas einbrechen lassen ? Das wird etwas kompliziert, 1-er, 2-er, 3-er und 4-er-Stromkreise und die Spannungeinbrüche dazu. Oder irre ich ?
Axel S. schrieb: > An den Spannungs- und Stromverhältnissen ändert sich nichts. Ändern tut sich in den einzelnen Bereichen nichts (durch die "neuen" Anschlüsse fließt kein zuvor nicht geflossener Strom). Man könnte jetzt höchstens eine Last an die neu entstandene Spannungsquelle mit der Höhe 4 * U_Einzelzelle legen... aber das hat der Mann ja nicht gemeint damit. Carypt C. schrieb: > Jeh ! (...) Oder irre ich mich? Das kann wohl keiner so genau sagen - weil durch chaotische Formulierung, Zeichensetzung etc. zu 99-100% unklar ist, was genau Du da überhaupt von Dir geben hattest wollen. Solltest Du also etwas wissen wollen, frage VERSTÄNDLICH.
Sind nicht auch die zusammengeschalteten Akkus mit den jeweils dazugehörigen Widerständen auch Maschen. Jeder Akku mit Widerstand bildet eine Masche, aber 2 Akkus bilden 3 Maschen, nämlich 2 Einzelmaschen und eine 2-Akku-2-Widerstände-masche.
Carypt C. schrieb: > Jeder Akku mit Widerstand > bildet eine Masche, aber 2 Akkus bilden 3 Maschen, nämlich 2 > Einzelmaschen und eine 2-Akku-2-Widerstände-masche. Ja und? Deshalb ändert der sich der Strom durch einen einzelnen Widerstand nicht, nur du musst wesentlich aufwändiger rechnen, um zum selben Ergebnis zu kommen: HildeK schrieb: > an jedem Widerstand R liegt die Spannung U der > parallel geschalteten Zelle an. Damit gilt zwingend nach Ohm: I = U/R!
Carypt C. schrieb: > Jeder Akku mit Widerstand > bildet eine Masche, aber 2 Akkus bilden 3 Maschen, nämlich 2 > Einzelmaschen und eine 2-Akku-2-Widerstände-masche. Seit wann bilden beide Akkus mit ihren jeweiligen Widerständen eine dritte Masche? Ich sehe nur einen zusätzlichen Knoten zw. beiden, der aber rein gar nix bewirkt ...
Angehängte Dateien:
Für die Netzwerkanalyse nach dem genannten Wikipediaartikel werden einige Vereinfachungen und Annahmen getroffen, weshalb ich mich daran nicht hochziehen möchte, wohl auch weil mir die darauffolgende Rechnerei unbekannt ist . zB das Maschenstromverfahren 1. Netzwerk vereinfachen 2. Baum wählen, ideale Stromquellen als Sehne 3. Nicht ideale Stromquellen in eine äquivalente Spannungsquelle umwandeln 4. ...... .... das Überlagerungsverfahren nach Helmholtz 1. Bis auf eine Quelle werden alle anderen entfernt. Spannungsquellen werden durch Kurzschlüsse ersetzt bzw. Stromquellen als Unterbrechung gesehen. Die Innenwiderstände der Quellen verbleiben jedoch in der Schaltung. 2. Die gesuchten Teilströme mit der verbliebenen Quelle werden berechnet. 3. Das Vorgehen wird für jede andere Quelle wiederholt. 4. ... ... das Knotenpotentialverfahren 1. Spannungsquellen in äquivalente Stromquelle umwandeln 2. Bezugsknotenpotential („Masse“) wählen, ideale Spannungsquellen an Bezugspotential angeschlossen (ansonsten mit dieser Anleitung nicht lösbar) 3. Matrix aufstellen, Knoten mit idealer Spannungsquelle weglassen 4. Bei mit idealer Spannungsquelle gekoppelter Knoten, Spannungsquelle mit Koppelleitwert multiplizieren und zum Stromvektor addieren, wenn der Spannungspfeil zum Bezugsknotenpotential hin zeigt, andernfalls abziehen. 5. .... Deshalb denke ich mal einfach in Stromkreisen mit Spannungs- oder Stromquellen und Widerständen und Innenwiderständen. Ob das richtig ist weiß ich nicht, wären aber theoretische Möglichkeiten. Theoretisch könnten viele Stromkreise nebeneinander für einzelne Strom/Spannungsquellen bestehen, sowie auch für Reihenschaltungen von Strom/Spannungsquellen. Wie ich das mal in meiner Zeichnung angedeutet habe. Was ist praktisch richtig ? Wie betrachtet man die Akkus ? ich hab da keine Ahnung. Aber auf Stromkreise herunter gebrochen, gibt es pro Akkuzelle mit seriell angefügtem Widerstand einen Stromkreis 3µA. Für zwei Akkuzellen gibt es jeweils zwei Einzelstromkreise 3µA sowie einen 2-Akku-2-Widerstände-Stromkreis, auch mit 3µA, gibt den Gesamtstrom 6µA. Naja und dann so weiter, plus 3Akku3Widerstand 3µA -> 9µA, ..... Kann man 2 Akkus nicht als eine stärkere Spannungsquelle sehen ?
Carypt C. schrieb: > Kann man 2 (oder mehrere, sagen wir "n Stück") > Akkus Einzelzellen > nicht als eine stärkere Spannungsquelle sehen ? Du meinst eine "höhere" (n-fach so hoch). Doch, das kann man freilich. (Sagen wir doch andauernd...) Bloß betrachtet man entweder eine Zelle, - mit ihrem einen R_Last, - an dem eine Zellenspannung anliegt, ODER alle Zellen seriell, - mit den n (identischen) R_Last seriell, - an deren Serienschaltung natürlich auch n identische Einzelzellenspannungen seriell anliegen (insgesamt die n-fache Spannung wie bei 1 Zelle), wobei je der gleiche Stromwert rauskommt. Die noch vorhandenen "Zwischenanschlüsse" sind stromlos, weil sogar wenn einer flösse pos. und neg. sich ausglichen. Und den Innenwiderstand darfst Du als R_seriell IN DIE ZELLE zeichnen - also seriell zu den "idealen Spannungsquellen", mit welchen solche Zellen dargestellt werden. Mit diesem Wissen zeichne nochmal neu (allein für Dich), und rechne nochmal neu - wiederhole (von mir aus mit abweichenden genauen Zeichnungen und Rechnungen) so lange, bis... "KLICK!"
(Und vergiß mal vorläufig die 3 o.g. "Verfahren" - deren Umfang verwirrt nur Dein Gehirn bzgl. dieser simplen Aufgabenstellung.)
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