Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Parallele Batteriezellen


von Sebastian M. (basti_481803)


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Angenommen ich habe ein Batteriemodul mit 4 Zellen die parallel sind. 
Die Gesamtmodulspannung entspricht dann der Einzelzellspannung. Wenn 
allerdings eine Zelle kaputt ist und somit weniger Spannung hat welche 
Modulspannung habe ich dann. Also z.B. Zelle 1-3 = 4V und Zelle 4 hat 
nur 3V. Oder gleichen die sich selbst an.

Danke schonmal

: Verschoben durch Moderator
von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Sebastian M. schrieb:
> Wenn allerdings eine Zelle kaputt ist und somit weniger Spannung hat
> welche Modulspannung habe ich dann.

Entweder immer noch die gleiche (weil die kaputte Zelle einfach nur 
hochohmig ist) oder gar keine mehr, wenn die kaputte Zelle zum 
Widerstand mutiert und die anderen entlädt.

von Michael B. (laberkopp)


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Sebastian M. schrieb:
> Wenn allerdings eine Zelle kaputt ist und somit weniger Spannung hat
> welche Modulspannung habe ich dann.

Bei einer Parallelschaltung haben alle Zellen dieselbe Spannung, das ist 
halt so.

Warum hätte die eine Zelle denn eine geringere Spannung ?

Es kann ja keine Batterie aus z.B. 6 Zellen sein von denen eine intern 
kurzgeschlossen und daher 0V hat, denn du redest von 1 Zelle.

Wenn diese Zelle eine geringere Spannung hat, ist sie entladen, hat also 
eine geringere Kapazität.

Bei der Parallelschaltung trägt sie somit nur weniger zur 
Gesamtkapazität bei, wird langsamer entladen.

Klemme man eine einzelne Zelle geringerer Spannung parallel an andere 
höherer Spannung wird umgeladen (mit durchaus hohem Strom) bis alle 
prozentual denselben Ladezustand haben, die vollen laden also die 
leerere.

Wenn eine Batterie eine geringere Spanning hat als andere obwohl sie 
nicht weiter entladen hat, hat sie emtweder eine andere Zellchemie 
(LiFePo4 statt LiIon oder Calcium-Blei statt Antomon-Blei) und sollte 
sowieso nicht oarallel verbunden werden, sie wird geschädigt.

Oder sie ist fast leer, hat aber eine deutlich höhere Selbstentladung, 
dann entlädt sie in Zukunft also auch ihre parallelen Geschwister. Auch 
blöd.

Merke: in einer Oarallelschaltung haben alle Zellen dieselbe Spannung.

Schaltet man ganze Batterieen parallel  z.B. 12V von denen einer nur 10V 
hat weil eine Zelle in ihm defekt intern kurzgeschlossen ist: dann laden 
die parallelgeschalteten 6 die übrigen 5 auf über 2.4V/Zelle auf, 
überladen sie also, kochen sie tot, mit Glück ist dann die defekte 
Batterie hinterher leer (Stromkreis offen, nicht vorhanden), mit Pech 
wird es heiss und schmilzt.

von Christian M. (likeme)


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Erkenntnis aus der Praxis: Parallel geschalten entladen sie sich immer 
irgendwie gegenseitig, egal welche Technologie. Akkupacks in 
Reihenschaltung entladen sich weniger bis gar nicht, da Stromkreis 
unbelastet und offen ist.

Beitrag #7333926 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Christian M. schrieb:
> Parallel geschalten entladen sie sich immer irgendwie gegenseitig
Wobei so eine Einzelzelle im Grunde auch irgendwie aus tausenden 
winzigen parallelgeschalteten Mikrozellen mit z.B. 1mm² Fläche besteht:
https://www.pc-magazin.de/bilder/87525025/landscapex800-c2/Lithium-Ionen-Akku.jpg

von Wolfgang (Gast)


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Lothar M. schrieb:
> Wobei so eine Einzelzelle im Grunde auch irgendwie aus tausenden
> winzigen parallelgeschalteten Mikrozellen mit z.B. 1mm² Fläche besteht:

Besteht die nicht eher aus abertausenden von parallelgeschalteten 
Mikrozellen - von 1mil²?  ;-)
Im Grenzwert nennt sich das "Oberfläche" und es ist völlig egal, in was 
für diskrete Elemente du die gedanklich aufteilst.

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Wolfgang schrieb:
> Im Grenzwert nennt sich das "Oberfläche" und es ist völlig egal, in was
> für diskrete Elemente du die gedanklich aufteilst.

Deshalb ist es auch egal, ob du sie extern parallel schaltest. Die 
Wirkung bleibt die gleiche, sie entladen sich dadurch weder mehr noch 
weniger. Dass sich in Reihe geschaltete Zellen weniger entladen würden 
als parallel geschaltete, ist natürlich Humbug: die Selbstentladung 
macht auch um eine Reihenschaltung keinen Bogen. Sie ist in erster Linie 
abhängig von der Zellchemie und der Temperatur.

von Andreas R. (rebirama)


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Theoretische ist die parallelschaltung mehrerer Zellen okay, wird auch 
ab Werk bei Lithium oft gemacht. Aus der Praxis: zwei parallele 12v Blei 
Batterien machen überproportional Ärger. Wenn eine aufgibt reißt sie die 
andere in den Tot. Je mehr Einzelteile ein System hat desto schlechter 
ist die Verfügbarkeit...

von Klaus (feelfree)


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Jörg W. schrieb:
> Deshalb ist es auch egal, ob du sie extern parallel schaltest

Wenn beide Zellen aus der gleichen Charge stammen und immer zusammen im 
Parallelbetrieb benutzt wurden, dann ja.
Wenn nicht, dann passiert ziemlich schnell das, was weiter oben schon 
beschrieben wurde.

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Klaus schrieb:
> Wenn nicht, dann passiert ziemlich schnell das, was weiter oben schon
> beschrieben wurde.

Nö, sie gleichen sich aneinander an, danach verhalten sie sich wie eine 
Zelle. Es gibt keinen Grund für irgendein gegenseitiges "Herunter 
schaukeln".

Natürlich muss zumindest die Zellchemie übereinstimmen, und wenn sie aus 
einer Charge sind und die gleiche Geschichte haben, ist das auf jeden 
Fall besser.

Das trifft aber auf die Reihenschaltung dann ganz genauso zu: wenn eine 
der in Reihe geschalteten Zellen(blöcke) immer als erstes schlapp macht, 
dann ist damit der komplette Batteriepack an der Stelle nicht mehr 
(sinnvoll) nutzbar, d.h. die restliche Kapazität der anderen in Reihe 
liegenden Zellen hilft keinem.

Und zurück auf die Eingangfrage: wenn eine Zelle so hinüber ist, dass 
sie massig Selbstentladung hat (das ist eine der möglichen 
"defekt"-Varianten), dann zieht diese natürlich die parallel liegenden 
eigentlich intakten Zellen mit weg.

von Repa (Gast)


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Sebastian M. schrieb:
> Angenommen ich habe ein Batteriemodul mit 4 Zellen

OK, theoretisch virtuell...

Sebastian M. schrieb:
> allerdings eine Zelle kaputt ist und somit weniger Spannung hat

Diese liefert je nach Eigenspannung entsprechend weniger, keinen oder im 
schlimmsten Fall zieht sie den Strom invers ab von der gesunden Nachbarn 
und macht Chemie und/oder schlicht Hitze.

Beim Bekanntwerden sollte sie der Wiederverwertung zugeführt werden.

Sebastian M. schrieb:
> welche
> Modulspannung habe ich dann.

Genau die Dein Messgerät (Stromuhr) anzeigt. Willste die bei Belastung 
wissen musste belasten. Ist recht einfach logisch inkomplex.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Christian M. schrieb:
> Parallel geschalten entladen sie sich immer
> irgendwie gegenseitig, egal welche Technologie. Akkupacks in
> Reihenschaltung entladen sich weniger bis gar nicht

Am besten sind Akkupacks aus gegenseitig isolierten Einzelakkus.
Die entladen sich gar nicht!!1!elf!zwölf

von Martin S. (mmaddin)


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Sebastian M. schrieb:
> welche
> Modulspannung habe ich dann.

Jede Zelle hat einen Innenwiderstand.

https://de.wikipedia.org/wiki/Ausgangswiderstand

Den kannst du auch ermitteln:

https://www.leifiphysik.de/elektrizitaetslehre/ohmsches-gesetz-kennlinien/aufgabe/innenwiderstand-eines-akkus#:~:text=Die%20Gr%C3%B6%C3%9Fenordnung%20des%20Innenwiderstands%20eines,0%20%2C%2030%20%CE%A9%20betrieben%20werden.

Und damit Rückschlüsse auf den Zustand deiner Zellen gewinnen und auch 
in etwa abwägen wo die Summenspannung läge.

Es empfiehlt sich nicht, Zellen unterschiedlicher Alterszustände oder 
ggf. auch unterschiedlicher Chargen oder Ladezustände zu mischen, da 
dann Querströme fließen und ggf. ein schlechter Akku warm/heiß wird 
etc...

M.

Ps.: guck mal auf der Tastatur beim "ß" neben der Null und nutze die 
Taste mit Shift.

Einfaches Rätsel dazu: "Jemands Mutter hat vier Söhne. Nord, West und 
Süd. Wie lautet der Name des vierten Sohnes. Antworte mit dem richtigen 
Namen vom vierten Sohn."

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