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unterschiedliche Akkus zusammenschalten

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(@stocki1)
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@andreash 

hi, so hatte ich mir das vorgestellt das es funktioniert.

Letzlich sind beides "Markengeräte" mit allem Drum und Dran, ebenso dem verbautem BSM das die Regelung übernimmt. Natürlich muß man die beiden Grenzwerte einstellen, nun hätte ich nur zum Verständnis gerne gewußt was daran unzuverlässig und potenziell gefährlich wäre?

Im Solobetrieb kann ein BSM genauso versagen ...

mfg, stocki

2x405 an 600-er WR am Balkon, 1x5kWh 48V im Keller
angesteuert von EM540, Cerbo GX mit Touch, Multiplus 3000
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Carolus
(@carolus)
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Veröffentlicht von: @hopfen

Optimal wäre eine externe Zelle in Serie  mit eigener Überwachung und Trennfunktion bei oberer und unterer Spannungsgrenze.

Ist hier schon Mal diskutiert worden. Würde ich machen, wobei ich für diezelle mindestens die 1,5 fache Kapazität vorsehen würde, dann reicht ne simple Überwachung aus

 

Ich bin kein Amateur, aber ich lerne trotzdem noch.
Bürokratie schafft man nicht durch neue Regeln oder Gesetze ab.


   
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(@hopfen)
Autarkiekönig
Beigetreten: Vor 5 Monaten
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@carolus Ich habs eigentlich als logisch betrachtet daß diese Zelle stärker sein muß. irgendwie und irgendwo im Strang muß eine Abschaltung bei Fehler erfolgen und wenn ich eine simplen Temperaturfehler an das Haupt BMS im Strang  schicke. Analoge Temperatursensoren lassen sich leicht provozieren wenn man sie findet.

Die Balance Kontrolle wird auch nicht ganz simpel aber machbar. (Teiler 1/15 mitfahren) oder man kompensiert grob  und ärgert sich halt gelegentlich wenn es aus der Reihe tanzt und abschaltet.

Klima Heizung mit FTXZ35 Ururu Sarara, scop < 6 seit 2016 im Wohn +SZ über Umluft. Seit 2006 Heizung mit 4 single tick-tack im Altbau.
Seit 2018 800 VA BKW mit Aeconversion WR. Ab 2022 LTO + LFP + Na-Ion Test, 5 kWh, 5kWp am Flachdach als BKW plus Küchenblock als Halb Insel.


   
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endurance
(@endurance)
Batterielecker
Beigetreten: Vor 1 Jahr
Beiträge: 270
 

Veröffentlicht von: @stocki1

Im Solobetrieb kann ein BSM genauso versagen ...

Das ist schon richtig, aber im Regelbetrieb fährst Du gar nicht an die Grenzen bei denen das BMS aktiv abschalten muss.
Bei Deinem Setup würde immer ein BMS reagieren müssen (unter oder obere Packspannungsgrenze) - zumindest wenn Du den maximalen Spannungsbereich nutzen möchtest. Wenn Du den MP auf den kleinsten gemeinsamen Nenner konfigurierst vergibst Du einiges an Kapazität, dann kannst das das kleine zweite Pack auch gleich weglassen.

Immer unter Strom
5 PV Anlagen bei Doppelhaushälfte inklusive Nordseite, Batteriespeicher (SMA + Victron), Sole-WP, KNX Hausautomatisierung, 2 Elektroautos >200tkm gefahren.


   
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Carolus
(@carolus)
Famous Member Admin
Beigetreten: Vor 2 Jahren
Beiträge: 8156
 

Veröffentlicht von: @hopfen

Die Balance Kontrolle wird auch nicht ganz simpel aber machbar. (Teiler 1/15 mitfahren) oder man kompensiert grob 

Deswegen 1,5 fache Kapazität: man balanciert die Zelle garnicht, man halt sie gemittelt

 

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(@hopfen)
Autarkiekönig
Beigetreten: Vor 5 Monaten
Beiträge: 455
 

@stocki1 Ich kenne keine modernen BMS nicht, könnte! mir vorstellen das die Balancer zumindest in einem Back versagen.

Klima Heizung mit FTXZ35 Ururu Sarara, scop < 6 seit 2016 im Wohn +SZ über Umluft. Seit 2006 Heizung mit 4 single tick-tack im Altbau.
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Stefanelo
(@stefanelo)
Heroischer Stromgenerator
Beigetreten: Vor 2 Jahren
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Veröffentlicht von: @carolus

Veröffentlicht von: @stefanelo

Das ist so nicht richtig. Die VERSUCHEN auf die gleiche Spannung zu kommen, was bei 15 und 16 Zellen nicht geht.

Stefan, das ist so nicht richtig. Smile  

Die Spannung ist am Verbindungspunkt der Akkus tatsächlich immer gleich. Ob dann wegen Strom auf den Strompfaden zu beiden Akkus da noch kleine Unterschiede entstehen, sei Mal dahingestellt.

Geht der Strom gegen null, so steht am Akkueingang beider Akkus tatsächlich die gleiche Spannung. Ob die dann für den Akku ok ist (das BMS schaltet zum Akku durch) oder nicht erlaubt ( das BMS trennt den akku ) ist ein ganz anderes Thema. 

Und ob das ein akzeptable Betriebsart - unter Sicherheit Aspekten - ist, noch ein anderes.

 

 

Ok. Habe mich mal wieder nicht korrekt genug ausgedrückt Smile Ja am Verbindungspunkt wird sich die gleiche Spannung einstellen.

 


   
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Stefanelo
(@stefanelo)
Heroischer Stromgenerator
Beigetreten: Vor 2 Jahren
Beiträge: 843
 

Also ich hatte es nicht zu Ende durchdacht. Danke an Carolus.

Da du ja ein BMS dazwischen hast, kannst du das so betreiben. Das eine Pack wird dann halt immer an der oberen Grenze betrieben und das andere irgendwo zwischendrin. Für mich ist das aber irgendwie Murks. Und das hinzufügen einer weiteren Zelle ist doppelmurks :-). Dann würde ich eher eine Zelle aus dem 16 er Pack rausnehmen und das BMS anpassen.

Stefan


   
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Carolus
(@carolus)
Famous Member Admin
Beigetreten: Vor 2 Jahren
Beiträge: 8156
 

Veröffentlicht von: @stefanelo

Ok. Habe mich mal wieder nicht korrekt genug ausgedrückt....

Na, die wenigen Fälle, wo dir das passiert, muss ich einfach ausnutzen....

Ne, hier war es etwas missverständlich. Gruß..C.

 

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(@g1cs2009)
Batterielecker
Beigetreten: Vor 7 Monaten
Beiträge: 235
 

Finde das gerade hier nirgends übersichtlich, also kurze Zusammenfassung :

Beide Packtypen haben ja eigene BMS, nach den BMS zusammen geschaltet, bei gleicher Spannung beim ersten mal. Sehe ich auch unkritisch. Werte der Zellen sind egal, Leistungsdaten via BMS sind wichtig.

Jetzt habe ich aber noch drei Punkte zu bedenken. Bitte Beachten, ich habe die jeweiligen Daten der Akkus nicht, alles fiktive Werte

1. Leistungswerte Laden/Entladen

Das Laden kann theoretisch ja mit der Gesamtladeleistung erfolgen, Pack 1 darf 5A, Pack 2 darf 3A also sind es zusammen 8A, teilt sich automatisch durch die Physik in den Akkus auf. (Ich würde sicherheitshalber 10-5% unter dem Wert bleiben.) Entladeleistung ist doch aber oft eine andere, sollte man drauf achten, wenn der Wert zu hoch gesetzt wird, trennt ein Akku Schlagartig über das BMS, das ist für den Wechselrichter sicherlich nicht so entspannt wenn das öfter passiert.

 

3. Balancing

Es sollte sichergestellt sein, das auch der 16s Akku definitiv bei der Ladeschlussspannung ausreichendes Balancing betreibt, wenn man den Ladeschlusswert auf das des 15S senkt. Nicht das die Pakete  dann driften.

 

4. Dauernutzbarkeit

Wie bereits selber eingangs angemerkt, ist es doch am besten etwas Kapazität einzubüßen, aber die Werte beider Packs anzupassen. Ladeschussspannung maximal vom 15S und Entladeschlussspannung vom 16S. Dann wird kein Pack über das Limit betrieben, aber es gehen ein paar % Kapazität flöten. Das schlagartige Abschalten eines BMS beim Laden oder Entladen entfällt und der Wechselrichter wird nicht unnötig zum reagieren gezwungen.

Ich würde über Wechselrichter die Hauptbegrenzung machen, so das es noch 2-3% bis zu BMS Grenze des jeweiligen Packs sind. Dann hat man etwas Schwingsicherheit. BMS etwas längere Reaktionszeit einräumen. 


   
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Carolus
(@carolus)
Famous Member Admin
Beigetreten: Vor 2 Jahren
Beiträge: 8156
 

Veröffentlicht von: @g1cs2009

Das Laden kann theoretisch ja mit der Gesamtladeleistung erfolgen, Pack 1 darf 5A, Pack 2 darf 3A also sind es zusammen 8A, teilt sich automatisch durch die Physik in den Akkus auf.

Das ist auf lange sicht sichergestellt, abe nicht auf kurze, weil die Kennlinien nicht zueinander passen und bei hohem Strom der Widerstand mitentscheidet.

Veröffentlicht von: @g1cs2009

Es sollte sichergestellt sein, das auch der 16s Akku definitiv bei der Ladeschlussspannung ausreichendes Balancing betreibt, wenn man den Ladeschlusswert auf das des 15S senkt

Dann ist der 15 s aber in OVP, wenn ich richtig rechne.

Veröffentlicht von: @g1cs2009

Ladeschussspannung maximal vom 15S und Entladeschlussspannung vom 16S.

Dann wird 16 s wohl nicht balanciert.

Veröffentlicht von: @g1cs2009

Das schlagartige Abschalten eines BMS beim Laden oder Entladen entfällt

Das darf eh nicht sein, damit geht der Sinn des BMS (Sicherheit) verloren.

 

 

 

 

Ich bin kein Amateur, aber ich lerne trotzdem noch.
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(@andreash)
Batterielecker
Beigetreten: Vor 3 Jahren
Beiträge: 234
 

Veröffentlicht von: @stocki1

nun hätte ich nur zum Verständnis gerne gewußt was daran unzuverlässig und potenziell gefährlich wäre

Indem daß man dabei IMMER in die Abschaltungen der BMS fährt was man in einem "normalen" Setup NIEMALS tut. Wenn eines der beiden BMS versagen sollte dann wird zwangsläufig entwerder der 15S gekocht oder der 16S zu tief entladen auch wenn Laderegler und Wechselrichter alles richtig machen. Wenn man soweit ausmittelt daß beide save sind wird, wie schon geschrieben wurde, zuviel Kapazität verschenkt und der 16S nicht gebalanced.

Ist und bleibt Murks. Sollte ja am Ende 10+ Jahre halten so ein Puffer.


   
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(@stocki1)
Batterielecker
Beigetreten: Vor 2 Jahren
Beiträge: 287
Themenstarter  

@andreash 

ok, jetzt hab ich es begriffen, hatte das BSM als "normale" Regeleinrichtung angesehen, isses aber nicht sondern in meinem Construkt die Notbremse.

@g1cs2009

ich verstehe Deine (angenommenen?) Stromstärken nicht, ich habe meinen Liontron auf 20A Ent-/Ladeleistung eingestellt, Begrenzungsarameter ist je 115A.

@all

Danke für die interessante Diskussion, aber  die Entscheidung war ja schon vorher gefallen zu Gunsten eines weiteren Liontron, es ging mir nur um das Verständnis weshalb es nicht gehen sollte.

mfg, stocki

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(@g1cs2009)
Batterielecker
Beigetreten: Vor 7 Monaten
Beiträge: 235
 

Veröffentlicht von: @carolus

Veröffentlicht von: @g1cs2009

Das Laden kann theoretisch ja mit der Gesamtladeleistung erfolgen, Pack 1 darf 5A, Pack 2 darf 3A also sind es zusammen 8A, teilt sich automatisch durch die Physik in den Akkus auf.

Das ist auf lange sicht sichergestellt, abe nicht auf kurze, weil die Kennlinien nicht zueinander passen und bei hohem Strom der Widerstand mitentscheidet.

Warum auf lange Sicht und auf kurze nicht? Die angegebenen Lade/Entladestromstärken ergeben sich genau aus diesem Widerstand der Zellen. Deshalb ist das auch kurzfristig so, da die Stromstärke eine Physikalische Einheit bei Zeit. Die Kennlinie ist hier nur relevant bei Selbsterstellung des Akkusystem und BMS, wenn man dieses einstellt 

"Die elektrische Stromstärke, Symbol \(I\), ist ein Maß für die elektrische Ladung, die pro Sekunde durch einen Leiterquerschnitt hindurchfließt. "

Somit ist es egal wann die Akkus betrachtet werden, dadurch das die Parameter beider Akkus berücksichtigt werden und nach meiner Empfehlung darunter geblieben wird, was beide theoretisch gleichzeitig max aufnehmen können. Die Kennlinie ist hier nicht relevant, so lange der Hersteller nicht flunkert und der Dauerstrom korrekt ist, wird es keine Probleme mit der Aufteilung auf beide Akkus geben. Siehe die US2000 Akkus mit "Rated Power" 25A, das ist der Dauerstrom der zu jedem Zeitpunkt Geladen/Entladen werden kann. 

Beispiel, wo dieses Anwendung findet, in jedem DIY Akku mit unterschiedlichen Akkuzellen. Ich habe einen 15kWh Akkuspeicher 14S120P aus alten 18650 Zellen aus E-bikes. Da sind ca. 30 verschiedene Akkumodelle und zig Alterungsstufen verbaut. Wenn ich das Pack Lade, begrenze ich auf 60A, das sind gerade mal 0,5A je Zelle, das steckt jede Zelle weg, auch die, welche 10A ab können. Wenn ich entlade liegt es bei 80A, sind immer noch nur 0,67A. Physikalisch betrachtet ist jede 18650 ein Akkupack unterschiedlicher Systeme.

 

Veröffentlicht von: @carolus

Veröffentlicht von: @g1cs2009

Es sollte sichergestellt sein, das auch der 16s Akku definitiv bei der Ladeschlussspannung ausreichendes Balancing betreibt, wenn man den Ladeschlusswert auf das des 15S senkt

Dann ist der 15 s aber in OVP, wenn ich richtig rechne.

Ähh, nein, deshalb ja Ladeschlussspannung des 15S als Höchstwert, da gibt es nichts zu Rechnen.

 

Veröffentlicht von: @carolus

Veröffentlicht von: @g1cs2009

Ladeschussspannung maximal vom 15S und Entladeschlussspannung vom 16S.

Dann wird 16 s wohl nicht balanciert.

Veröffentlicht von: @g1cs2009

Das schlagartige Abschalten eines BMS beim Laden oder Entladen entfällt

Das darf eh nicht sein, damit geht der Sinn des BMS (Sicherheit) verloren.

Warum soll der 16S nicht Balancieren? Mein BMS balanciert aktiv und ab 3V mit voller Leistung, ist aber zu schwach, deshalb inaktiv und ich habe 2A aktiv Balancer, die immer mit 2A Balancen können. Bei vielen wird am Ladeschluss halt stärker balanciert, aber ist vorher schon aktiv. Wenn das BMS einstellbar ist, dann wird auch bis dahin balanciert, sonst würde der Hersteller diesen Wert nicht zulassen. 

Das das Harte Abschalten des BMS nicht gut für den Wechselrichter ist, habe ich ja bereits geschrieben, aber warum geht der Sinn des BMS verloren? sehe ich nicht ganz so, nur ist es nicht die saubere Art das BMS dafür zu missbrauchen, aber ist nicht zwangsläufig ein Problem für das Pack selber. Das BMS hat ja dann getrennt und so lange ist das Akkupack geschützt.

 

Veröffentlicht von: @stocki1

@g1cs2009

ich verstehe Deine (angenommenen?) Stromstärken nicht, ich habe meinen Liontron auf 20A Ent-/Ladeleistung eingestellt, Begrenzungsarameter ist je 115A.

@all

Danke für die interessante Diskussion, aber  die Entscheidung war ja schon vorher gefallen zu Gunsten eines weiteren Liontron, es ging mir nur um das Verständnis weshalb es nicht gehen sollte.

Das waren wirklich rein fiktive Werte, hat nichts mit der Realität zu tun. Nur um dritten das zu verdeutlichen.

Falls wer das gleiche Problem hat.

 

So, jetzt habe ich mir die Mühe gemacht, einmal die Werte beider Akkus raus zu suchen. Beide Systeme sind laut meiner Recherche mit aktiven Balancern in jedem Spannungsbereich ausgestattet, hatte ich bei den Marken aber auch erwartet. Der LIONTRON nutzt definitiv die Zellen weiter aus, weshalb dieser bei voller Nutzung zuerst sterben wird.

                                                        LIONTRON 48V mit 5,12kWh                                                  Pylontech US2000C

Entladeschlussspannung                              43,2V                                                                                       45V  

Je Zelle                                                        2,7V                                                                                        2,81V

Ladeschlussspannung                                  58,2V                                                                                       53,5V

Je Zelle                                                        3,63V                                                                                      3,34V  

 

Bei einer Linearen Zustandsannahme der Kapazität, ich weiß, ist nicht Linear, aber stark ansteigende Kapazität am Ladeschluss und Stark abfallende am Entladeschluss gleichen sich da für gemittelte Werte schon aus, komme ich auf folgende Kapazitätswerte.

Entladeschluss mit 2% Sicherheit                 45,9V                                                                               

Ladeschluss mit 2% Sicherheit                     52,5V

 

Wäre ein Kapazitätsverlust beim Liontron       66%

Beim US2000C                                             22%

Würde bei dem erst angedachten Setup dann 2,253kWh/Lintron und 5,335kWh/3xUS2000C

 

Technisch also nicht Sinnvoll, aber möglich, finde den Unterschied nur sehr auffällig, wobei beide 16S Akkus sind. Beide über 6000 Zyklen Lebensdauer angeben, allerdings beim Liontron mit nur 90% Nennkapazität. 


   
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Carolus
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Veröffentlicht von: @g1cs2009

Warum auf lange Sicht und auf kurze nicht? Die angegebenen Lade/Entladestromstärken ergeben sich genau aus diesem Widerstand der Zellen. Deshalb ist das auch kurzfristig so, da die Stromstärke eine Physikalische Einheit bei Zeit. Die Kennlinie ist hier nur relevant bei Selbsterstellung des Akkusystem und BMS, wenn man dieses einstellt 

Erstmal ist das im Prinzip richtig. Die schwierigkeiten liegen im Detail.

Weil:

- Nicht dur der Widerstand der zellen ist relevant, auch der der Kontaktstellen und Verbinder

- Plus der Widerstand des BMS Schalters

- Plus der gesamtsumme der kabelwiderstände ind dem Jeweiligen teilstromkreis des Akkus

- Plus der tatsache, dass Zellenwiderstände nicht proportional zu Kapazität sind ..

- und auch bei gleichen Zellen vom Alter abhängen

Also, schon ein pfuschneuer Akku und ein gleicher mit ein paar hundert Zyklen können in sonst gleichem Stromkreis bei belastung verschiedene Ströme bringen.

Der hässlichste Einwand ist noch: bei ausgeleierten Akkus kann sich die gesamte Entladekurve um ein paar zig millivolt ändern: Die Zelle hat schon OHNE Strom bei gleichem SOC eine niedrigere Spannung.

Das alles zusammen macht ein paar pis ein paar mehr Prozente Unterschied im Strom nicht nur möglich, sondern soagr eher wahrscheinlich.

Was immer noch nicht schlimm ist, denn unterhalb von - sagen wir - 40 % SOC ist die kennlinie nicht mehr flach, und das gamnze kehrt sich um bzw. gleicht sich aus.

Solange man nicht fest den maximalen Gesamstrom beider akkus als gegeben eiinplant, ist das alles problemlos.

 

Veröffentlicht von: @g1cs2009

Beispiel, wo dieses Anwendung findet, in jedem DIY Akku mit unterschiedlichen Akkuzellen. Ich habe einen 15kWh Akkuspeicher 14S120P aus alten 18650 Zellen aus E-bikes.

Dein Beispiel mit 18650 sind wohl die LiIon - die haben keine sehr flachen Kennlinienteil und das beschriebene Problem ist kleiner.

Veröffentlicht von: @g1cs2009

Warum soll der 16S nicht Balancieren? Mein BMS balanciert aktiv und ab 3V mit voller Leistung,

Ganz schlechte Aktion. Schlechtere ist kaum möglich. Ist hier schon hundertmal beschrieben,  "Warum man LiFePo nicht unter 3,4 V balancieren kann"..

ganz einfach, unterhalb von 3,4 V gibt die Spannung keine verwertbare Aussage über den SOC.

 

 

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