230v Wechselrichter inkompatibel zu Lithiumbatterie?

[Julian M. (elektronikjuljan)]

Hallo,

schon vor längerer Zeit habe ich im Wohnwagen einen 12v zu 
230v-Wechselrichter von Green Cell mit "reiner Sinuswelle" verbaut. 
Modell INV11 mit 4000/2000 Watt Spitzen/Dauerleistung.
Dieser tut es auch prinzipiell sehr gut, allerdings habe ich vor Kurzem 
auf Lithiumbatterien gewechselt, da mir die 12v-Kfz Bleibatterien zu 
schwer waren (Stützlast, da jetzt auch noch ein Fahrradträger hinzu kam) 
und die Selbstentladerate insbesondere bei langer Standzeit 
problematisch war.

Die Lithiumbatterien habe ich aus 18650-Zellen und 6x 3s-BMS mit je 30A 
selbst gebaut. Auch das funktionierte erstmal gut, allerdings nur bis 
die Spannung der Lithiumzellen unter Last schnell absank, wie es ja 
üblich ist. Bei Größeren Lasten, beispielsweise Kaffeemaschine oder 
Minibackofen sinkt die Spannung einer Zelle mit 4,2v mal schnell auf 
3.5v oder weniger.  Das führte bei 3 Zellen in Reihe dann dazu, dass der 
Wechselrichter unter 11 Volt nervig piepste und spätestens bei 10,5v 
abschaltet.

Dann habe ich probiert, das BMS auszutauschen gegen eines mit 4 Strings, 
die Entladeschlussspannung von 2,5v x 4 wären immerhin noch 10 Volt.

Das Problem hier ist aber, dass der Wechselrichter hier nun wegen der zu 
hohen Spannung meckert und den Dienst komplett verweigert. Bei 4x 4,2  = 
16,8 Volt Leerlaufspannung ja auch irgendwo verständlich. Bloß, würde 
der WR wenigstens starten, würde die Spannung wahrscheinlich auch sehr 
schnell in den grünen Bereich absinken.

Problem ist letztendlich also die höhere Spannungsdifferenz zwischen 
voll und leer bei Lithiumbatterien. Eine Bleibatterie schwankt ja nur 
maximal zwischen 10.5 Volt leer und 14.4 voll.

Die Frage ist nur, was tun? Ich möchte ungern sofort einen anderen 
Wechselrichter kaufen, denn die Gefahr ist vorhanden, dass dieser 
genauso "rumzickt".

Meine Idee wäre, den Teil vom Wechselrichter ausfindig zu machen, 
welcher die Spannung "kontrolliert", und diesen mit einer anderen 
Spannung, nämlich genau 12v zu "füttern".

Hat Jemand schon einmal soetwas in der Art gemacht?

Zur Not könnte ich vielleicht auch noch auf 24 Volt wechseln, wobei das 
Problem der hohen Spannungsschwankungen von Lithium damit ja nicht 
behoben ist.


Danke und Gruß,

Julian

[H. H. (hhinz)]

Die verwendeten Zellen haben eine zu steile Entladekennlinie. Verwende 
LiFePO4 Zellen, und achte darauf, dass die den enormen Strom auch 
verkraften.

[Max D. (max_d)]

Der WR wird intern die Spannung über einen Spannungsteiler messen. Wenn 
du dort eingreifst kannst du ihm alles verkaufen.
Zu weit würde ich es nicht treiben. Der Wandler in der Gurke ist eben 
auch nur für die erwartete Spannung dimensioniert, aber die knapp 17V 
eines vollen 4s werden höchstwahrscheinlich kein Problem darstellen.

Nachtrag: Mit einer Z-Diode parallel könntest du sogar die 
Unterspannungserkennung behalten und nur die Überspannung unterdrücken.

[Flip B. (frickelfreak)]

Den Überlasteten Brandsatz entsorgen und 4 LiFePO-Zellen mit 
ausreichender entladestromfestigkeit einsetzen.

[Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)]

Flip B. schrieb:
> Den Überlasteten Brandsatz entsorgen und 4 LiFePO-Zellen mit
> ausreichender entladestromfestigkeit einsetzen.

Damit es auch geglaubt wird, braucht es ab und zu Fälle, wo das wie im 
Bild endet. Daher sollte man nie alle von sowas abhalten.

[Michael B. (laberkopp)]

Julian M. schrieb:
> Die Frage ist nur, was tun?

Einen ordentlichen LFP Akku statt deinem Selbstbau verwenden. Die sind 
offensichtlich überlastet bzw. zu hochohmig (inzwischen).

[Julian M. (elektronikjuljan)]

Danke an Max D., der hier als einziger konstruktiv beigetragen hat. Ich 
werde den Wr die Tage mal öffnen und mir das anschauen.

Zum ganzen OT:
Interessant was einige immer über andere oder deren Zellen zu wissen 
glauben.

Die Nennspannung der Zellen liegt bei 3,7 Volt, das sind nur noch 11,1 
Volt bei 3 Strings. Ab 11 Volt fängt der WR jedoch schon an zu piepen! 
Glaubt ihr wirklich, dass eine Zelle unter Last niemals unter 3,7v geht? 
Wohl kaum.
Und das Ergebnis bei 4 Strings s.o.

Ich habe jede der Zellen einzeln getestet, mit einer Last von 10A. Die 
hielten dann über 7 Minuten was einer Kapazität von über 1000mAh bei so 
hohem Strom entspricht. Temperatur wurde dabei überwacht, nicht über 45 
Grad.

soo, jetzt rechnen wir mal:

selbst wenn ich die 2000W Dauerlast des WR ausnutzen würde, was ich 
nicht tu, wären das bei 12V 166A. Verteilt auf 6 Akkus, Macht noch 
27,66A pro Akku/BMS.
Dann sind es 7 Zellen parallel, also bleiben nur noch weniger als 4A pro 
Zelle übrig.

M

[Oliver R. (orb)]

Julian M. schrieb:
> also bleiben nur noch weniger als 4A pro Zelle übrig.

Und die können Deine Zellen nicht liefern ohne daß die Spannung 
einbricht.
Die haben einen zu hohen Innenwiderstand und sind nicht wirklich 
hochstromfähig. Daran wird auch ein anderer Wechselrichter nichts 
ändern, damit verschiebst Du das Problem nur etwas.
Außerdem verheizt Du zu viel Energie in den Zellen und wirst nicht lange 
Freude dran haben, also nimm bei nächsten Mal hochstromfähige LiFePo und 
schreib die alten als Lehrgeld ab.

[Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)]

Zellenanzahlvergleiche und Spannungsgrenzen.

[Peter M. (r2d3)]

Wenn Du Deine vermutlich gebraucht erworbenen und damit einen hohen 
Innenwiderstand aufweisenden LiIo-Zellen weiter benutzen willst,
besteht die Lösung nicht darin, den Spannungsabfall aufgrund des zu 
hohen Innenwiderstand durch Spannungserhöhung zu kompensieren und den 
Wechselrichter zu manipulieren, sondern den Innenwiderstand Deines 
Akkugesamtkunstwerks abzusenken. Dazu müsstest Du weitere Zellen 
parallel schalten um den Innenwiderstand Deines Selbstbauakkus zu 
verringern, so dass die Spannung nicht mehr so stark abfällt.

Die beste Lösung besteht aber in den Empfehlungen der anderen Foristen:

Ausreichend groß dimensionierte LiFePO4-Akkus verwenden, dann fällt auch 
der Innenwiderstand und alles wird gut.

Beachte, dass Dein BMS auch in der Lage sein muss, die Ströme Deiner 
Hochstromverbraucher zu unterbrechen, wenn die Entladeschlussspannung 
erreicht ist.

[Thomas R. (thomasr)]

Was sind das denn für 18650er Zellen? Bei 4 A Entladestrom kommen die 
"normalen" Zellen aus Laptops etc. schon an ihre Grenzen. Der Peak 
dürfte noch höher sein.

Entweder mehr Zellen parallel oder LFP mit passender Spannungslage und 
Kapazität/Innenwiderstand benutzen.

Selbstverständlich kannst du auch im WR den Spannungsteiler suchen und 
die Abschaltung manipulieren aber das allein löst nicht dein Problem 
dauerhaft.

[H. H. (hhinz)]

Thomas R. schrieb:
> Selbstverständlich kannst du auch im WR den Spannungsteiler suchen und
> die Abschaltung manipulieren aber das allein löst nicht dein Problem
> dauerhaft.

Wozu das gebrochene Bein schienen, es gibt doch Schmerztabletten.