Moin, Ich beschäftige mich seit einiger Zeit mit dem Selbstbau von Akkus (LiFePo4) für eine Photovoltaikanlage. Dabei ist mir aufgefallen, dass so ziemlich jeder nur einen einzelnen Strang baut ohne parallele Zellen. Hätte man zwei parallele Zellen könnte man diese unter den Gruppen hin und her tauschen (bei geschraubten Zellen) so dass man die schwächsten mit den stärksten parallel schaltet um so Kapazitätsunterschiede auszugleichen. Das ließe sich ohne Aufwendige Kapazitätsmessung bewerkstelligen, während des Betriebes erkennt man schnell am BMS welches die stärkste und schwächste Gruppe ist. Dann tauscht man eine Zelle je Gruppe, mit Glück hat man gleich die richtige erwüscht und die Zellengruppen passen jetzt zusammen oder man hat Pech und muss nochmal eine andere über Kreuz tauschen. Das ganze wäre natürlich mit etwas Aufwand verbunden, wenn man das ganze jedoch regelmäßig macht kann man so über die Jahre ein driften kompensieren. Warum macht das also Niemand ?
Jonas S. schrieb: > Warum macht das also Niemand ? Machs doch einfach. Ist DIY, da ist alles erlaubt. Oliver
Jonas S. schrieb: > Warum macht das also Niemand ? LiFePo4 eignet sich nicht so gut zur Parallelschaltung, weil die Zellenspannung nur bei fast voll und fast leer was über den Ladezustand aussagt, aber dazwischen weitgehend konstant (3.25,3.3,3.35) ist. Bei LiIon ist das viel besser, daher kann man LiIon dauernd balancen (ICL7660, inductive active Balancer), während man LiFePo4 nur durch Parallelschaltung eines Belastungswiderstandes ab 3.5V balanct. Immerhin ist ihre Spannung nicht negativ temperaturabhängig wie bei NiCd/NiMH so dass es zu keinem thermal runaway kommt.
Michael B. schrieb: > LiFePo4 eignet sich nicht so gut zur Parallelschaltung, weil die > Zellenspannung nur bei fast voll und fast leer was über den Ladezustand > aussagt, aber dazwischen weitgehend konstant (3.25,3.3,3.35) ist. Und was ist da der Unterschied zw. Parallel und nicht Parallel? Warum soll die Spannungskonstanz die Parallelisierung ungeeigneter machen?
Michael B. schrieb: > Bei LiIon ist das viel besser, daher kann man LiIon dauernd balancen > (ICL7660, inductive active Balancer), während man LiFePo4 nur durch > Parallelschaltung eines Belastungswiderstandes ab 3.5V balanct. Ich hatte vor das balance über einen geschalteten aktiven Balancer zu machen. Aktiver Balancer damit man da auf brauchbare Ströme kommt. Mit einem passiven der nur Ströme von 0,05% der Kapazität kann schafft man nichts. Da aktive Balancer einem leider das balancing bei Teilladung zerstören, wegen dem bereits von dir genannten flachen Spannungsverlauf, würde ich den erst bei höheren Ladestände z.B. 3,4v im Durchschnitt zuschalten.
Ich kann dir sagen das es bei Li-Ion ohne Probleme klappt. Ich habe mittlerweile 3 Stück 14S 72P Akkus stehen jeder der 3 hat ein eigenes Bms mit Aktiv balancer (die dinger von jkbms) und dann sind auch die Parallel.
Michael B. schrieb: > LiFePo4 eignet sich nicht so gut zur Parallelschaltung, weil die > Zellenspannung nur bei fast voll und fast leer was über den Ladezustand > aussagt, aber dazwischen weitgehend konstant (3.25,3.3,3.35) ist. Aber eben nur weitgehend konstant. Natürlich kann man die parallel schalten, und dann auch sinnvoll nutzen. Bei einigermaßen guten Akkuzellen sind Aufwand und Nutzen der ganzen Aktion halt fraglich. Da es bezahlbare große prismatische Zellen für DIY-Akkus ja noch nicht allzu lange gibt, gibt es auch noch keine Langzeiterfahrung darüber, wie weit aktuell noch gute Zellen im Lauf der Jahre auseinander laufen können, und ob sich der Aufwand eines Doppelzellenverbundes da von Anfang an gelohnt hätte. Zudem die BMSse da ja auch alle balancen. Wenn es natürlich runtergerockte super-low-cost Class B- aus fragwürdigen Quellen sind, warum nicht? Oliver
Jonas S. schrieb: > Ich hatte vor das balance über einen geschalteten aktiven Balancer zu > machen. > Aktiver Balancer damit man da auf brauchbare Ströme kommt. Mit einem > passiven der nur Ströme von 0,05% der Kapazität kann schafft man nichts. Der übliche Irrtum. Ein Balancer muss nicht bei jedem Ladevorgang dafur sorgen, dass alle Zellen dieselbe Spannung haben. Er muss nur dafür sorgen, dass innerhalb des AKKULEBENS nicht EINE Zelle immer die Überladegrenze erreicht während eine ANDERE Zelle immer die Entladegrenze erreicht, denn dann wäre die entnehmbare Kapazität gar geringer als die Kapazität der schwächsten Zelle. Dazu reicht das Umladens eines Bruchteils der Zellenkapazität im Laufe des ganzen Akkulebens, und er hat dafür auch Zeit während der Akku nur rumliegt und gar nicht geladen wird. Weil LiFePo4 eher eine exemplarabhängige Spannung haben als eine Ladezustandsabhängige, so kann 1 Exemplar bei 90% Kapazitat 3.4V erreichen bei 50% 3.3 und bei 10% 3.2V und eine andere Zelle (leicht andere Pulvermischung oder Korngrösse, anders stramm gewickelt) ist bei 3.35V zu 90% voll, bei 3.3V zu 50% und bei 3.25V zu 10%. Was macht der idotische Balancer, den du dir wünschst ? Lädt die Zellen zwischen 10 und 50% von Zelle 2 in Zelle 1 um mit deinem gewünscht hohen Umladestrom und von 50 bis 90% von Zelle 1 in Zelle 2, Nettp-Ergebnis 0. Wie blöd, das nennt man wohl Schaumschlägerei. Daher haben sich für LiFePo4 die Daly-Balancer durchgesetzt, die schalten ab 3.5V einen Widerstand zur Zelle, damit sie Bruchteile weniger vom Ladestrom abbekommt als Zellen die noch nicht ganz voll sind und sich so der Ladezustand ganz langsam so verschiebt, dass alle Zellen gleichzeitig voll werden (und die schwächste zuerst die Entladeschlussspannung erreicht, sie gibt die Kapazitât der Reihenschaltung vor). Damit das gut funktioniert muss aber geladen werden, bis die erste Zelle 3.6 oder 3.65V erreicht. Wer immer nur bis 3.4V der volleren Zellen lädt, balanct mit der Methode nie, muss er aber auch nicht weil er sowieso nur einen Bruchteil der Akkukapazität nutzt.
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Hallo Michael B., Michael B. schrieb: > LiFePo4 eignet sich nicht so gut zur Parallelschaltung, weil die > Zellenspannung nur bei fast voll und fast leer was über den Ladezustand > aussagt, aber dazwischen weitgehend konstant (3.25,3.3,3.35) ist. ich verstehe die Aussage nicht. Wer Zellen parallel schaltet, bringt diese doch vorher in einen definierten Zustand, z.B. lädt er diese voll, da ist der Spannungsverlauf einer LiFePO4-Zelle doch irrelevant. Was Du da beschreibst, ist eher ein Argument gegen spannungsabhängiges Balancieren von Zellen. > Bei LiIon ist das viel besser, daher kann man LiIon dauernd balancen > (ICL7660, inductive active Balancer), während man LiFePo4 nur durch > Parallelschaltung eines Belastungswiderstandes ab 3.5V balanct. Wenn ein Akku mit Nennstrom geladen wird, hilft die minimale Reduzierung des Ladestroms an einer Zelle fast nichts, wenn eine Zelle die Ladeschlussspannung erreicht hat und die schwächste Zelle noch nicht voll ist. Gerade weil die Stromreduzierung aufgrund des Spanungsverlauf nur kurze Zeit wirken kann (siehe Spannungsverlauf der LiFePO4-Zelle), kann man mit der Methode kaum die schwächste Zelle unterstützen. Michael B. schrieb: > Immerhin ist ihre Spannung nicht negativ temperaturabhängig wie bei > NiCd/NiMH so dass es zu keinem thermal runaway kommt. Bei der Beispielswahl zum Thema Vermeidung eines "thermal runaway" solltest Du besser LiIo zum Vergleich heranziehen, denn man könnte aus dem Satz herauslesen, dass es bei NiCd/NiMH zum thermal runaway kommen könnte...
Oliver S. schrieb: > Langzeiterfahrung darüber, wie weit aktuell noch gute Zellen im Lauf der > Jahre auseinander laufen können, und ob sich der Aufwand eines > Doppelzellenverbundes da von Anfang an gelohnt hätte. Zudem die BMSse da > ja auch alle balancen. Genau das ist der Punkt, wenn mir da jetzt eine Zelle um 10% im Vergleich zum Rest einbricht, kann ich das entsprechend umgruppieren und so kompensieren. Zumal die Frage der Qualität durchaus berechtigt ist, man kann ja auch mal Pech haben und hat eine Montagszelle dabei, ließe sich halt alles mit einen Doppelzellverband kompensieren. Der Mehraufwand ist da dann doch vernachlässigbar, bis auf ein paar mehr Verbinder brauche ich ja nichts zusätzlich machen.
Peter M. schrieb: > dass es bei NiCd/NiMH zum thermal runaway kommen könnte... Kann es, bei vielen parallelgeschalteten Zellen. Eine hochohmigere wird beim Laden wärmer und nicht ganz so voll wie die anderen. Durch ihre Zellwärme sinkt ihre chemische Spannung und die parallelen Zellen beginnen ihre Energie in die hochohmigere Zelle zu stopfen, der Summenstrom über ihren Innenwiderstand erhitzt die Zelle noch mehr, ihre chemische Spannung sinkt weiter, sie bekommt noch mehr Strom und da zwischen den parallelgeschalteten Zellen keine Strombegrenzung stattfindet, geht das bis die Separatoren schmelzen und die quasi kurzgeschlossene Zelle von den parallel gegrillt wird, woraufhin die auch entladen sind. Peter M. schrieb: > Wenn ein Akku mit Nennstrom geladen wird, hilft die minimale Reduzierung > des Ladestroms an einer Zelle fast nichts, Natürlich doch. Selbst wenn die Zelle nur 0.1% weniger Ladestrom bekommt, gleicht das bei 500 Ladezyklen schon die halbe Gesamtkapazität aus. Vor allem aber setzt sich das Entladen und damit Angleichen der enthaltenen Kapazität auch nach dem Ladevorgang, beim Rumliegen, fort. Peter M. schrieb: > Was Du da beschreibst, ist eher ein Argument gegen spannungsabhängiges > Balancieren von Zellen. Darum ging es, bei LiFePo4.
Michael B. schrieb: > Ladezustandsabhängige, so kann 1 Exemplar bei 90% Kapazitat 3.4V > erreichen bei 50% 3.3 und bei 10% 3.2V und eine andere Zelle (leicht > andere Pulvermischung oder Korngrösse, anders stramm gewickelt) ist bei > 3.35V zu 90% voll, bei 3.3V zu 50% und bei 3.25V zu 10%. Was macht der > idotische Balancer, den du dir wünschst ? Lädt die Zellen zwischen 10 > und 50% von Zelle 2 in Zelle 1 um mit deinem gewünscht hohen Umladestrom > und von 50 bis 90% von Zelle 1 in Zelle 2, Nettp-Ergebnis 0. Wie blöd, > das nennt man wohl Schaumschlägerei. Das ist mir bewusst, deshalb ist der aktiv Balancer auch im Mittleren Ladezustand aus, der wird erst eingeschaltet wenn die Zellen im oberen Ladebereich sind und die Spannung bereits anfängt zu steigen. Ich mache nur Top-Balancing, mit einem aktiven Balancer für mehr Ausgleichsleistung, driften werden die sowieso früher oder später, der Plan ist den Akku möglichst lange im brauchbaren Zustand zu halten.
Michael B. schrieb: > da zwischen den parallelgeschalteten Zellen keine Strombegrenzung > stattfindet, geht das bis die Separatoren schmelzen und die quasi > kurzgeschlossene Zelle von den parallel gegrillt wird, woraufhin die > auch entladen sind. Guter Punkt, ließe sich lösen in dem man die Zellen nur über die Balancer-Leitung parallel schließt, der gemeinsame Gesamt + und - Pol muss natürlich ausreichen dick Verkabelt sein in der Mitte des Akkublocks dürften keine große Ströme fließen, wenn doch dann schmort die Balancerleitung zwischen den Zellen nur weg oder man baut eine Schmelzsicherung ein.
Jonas S. schrieb: > Der Mehraufwand ist da dann doch vernachlässigbar, bis auf ein paar mehr > Verbinder brauche ich ja nichts zusätzlich machen. Nur, wenn du eh einen riesengroßen Akku bauen willst, und sowieso Zellen parallel schalten musst. Ansonsten sind halt zwei kleine Zellen deutlich teurer als eine große. Oliver
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Hallo Michael B., Michael B. schrieb: > Natürlich doch. Selbst wenn die Zelle nur 0.1% weniger Ladestrom > bekommt, gleicht das bei 500 Ladezyklen schon die halbe Gesamtkapazität > aus. Vor allem aber setzt sich das Entladen und damit Angleichen der > enthaltenen Kapazität auch nach dem Ladevorgang, beim Rumliegen, fort. nein, Du unterstellst ja, dass bei Deiner Rechnung der Balancerstrom die ganze Zeit fließt. In Wirklichkeit fließt der aber erst bei Erreichen von 3,5 Volt. Beispiel eigene LiFePO4-Rundzelle, Kapazität 1800mAh, Ladestrom 0,15A, Ladeendstrom 0,01A Zeitpunkt in min / Spannung in V 000,00 min 2,788 Volt 106,52 min 3,500 Volt 110,97 min 3,652 Volt 114,32 min 3,652 Volt und Strom <0,01A Ein Balancer, der bei Erreichen von 3,5 Volt startet, läuft hier fast 8 Minuten. Das entspricht einer Einschaltdauer von 7%. Die von Dir beschriebene Zyklenzahl steigt damit von 500 bei 100% Einschaltdauer auf 500/7% ~= 500 * 14 = 7000 Zyklen.
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Jonas S. schrieb: > Hätte man zwei parallele Zellen könnte man diese unter den Gruppen hin > und her tauschen (bei geschraubten Zellen) so dass man die schwächsten > mit den stärksten parallel schaltet um so Kapazitätsunterschiede > auszugleichen. ?????? Versteht das einer?
Peter M. schrieb: > nein, Du unterstellst ja, dass bei Deiner Rechnung der Balancerstrom die > ganze Zeit fließt. Nein. Nachdenken. Er beginnt während des Ladevorgangs zu fliessen wenn die Zelle 3.5V übersteigt bis der Ladevorgang bei 3.65V abgebrochen wird und fliesst nach dem Ladevorgang weiter bis die Zelle wieder 3.5 erreicht hat. Bei nahezu ausbalancierten Zellen also bis alle 3.5V erreicht haben dann hat der Balancer alle gleich bekommen.
Hallo Cha-woma, Cha-woma M. schrieb: > Jonas S. schrieb: >> Hätte man zwei parallele Zellen könnte man diese unter den Gruppen hin >> und her tauschen (bei geschraubten Zellen) so dass man die schwächsten >> mit den stärksten parallel schaltet um so Kapazitätsunterschiede >> auszugleichen. > > ?????? > Versteht das einer? Jonas S. möchte dem Auseinanderlaufen von parallelgeschalten Gruppen entgegenwirken, indem er die ansteigende Kapazitätsdifferenz von Gruppen durch paarweises Tauschen zweier Zellen zwischen zwei Gruppen normalisiert.
Hallo Michael B., Michael B. schrieb: > Er beginnt während des Ladevorgangs zu fliessen wenn die Zelle 3.5V > übersteigt bis der Ladevorgang bei 3.65V abgebrochen wird und fliesst > nach dem Ladevorgang weiter bis die Zelle wieder 3.5 erreicht hat. Bei > nahezu ausbalancierten Zellen also bis alle 3.5V erreicht haben dann hat > der Balancer alle gleich bekommen. verstanden, der Balancer läuft ja unabhängig weiter vom Ladevorgang bis die Zielspannung von 3,5 V erreicht ist. Danke!
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