Hallo zusamen,
ich heiße Edgar, bin bald 62 Jahre alt und möchte in ca. einem Jahr mit einem Expeditionsmobil auf Weltreise gehen.
Da ich auch Solarzellen auf dem Dach haben werde und vier AKkupacks mit je 8 Sück 200Ah Zellen, versuche ich die Technik verstehen zu lernen.
Ich musste feststellen, daß ich die vier Akkupacks mit je eigenem 8S-BMS nicht einfach parallel schliessen kann sondern einen Art übergeordnetes Managementsystem dazu brauche.
Aber wonach muss ich suchen? Was für ein System oder Teil benötige ich um diese vier Akkupacks gemeinsam zu nützen?
Hallo Edgar,
für dein Expeditionsfahrzeug benötigst Du einen geeigneten Solarladeregler der Dir das Aufladen der Batterien steuert.
Die Auswahl des Ladereglers hängt davon ab, welche Spannung und Strom, sprich Leistung, die Solarpanele abgeben können. Auch musst Du Dir überlegen wieviele "Strings" also wieviel Solarpanele in Reihe geschaltet werden. Wenn Du 2 Strings haben wirst, dann brauchst Du auch 2 Eingänge für den Laderegler.
Des weiteren ist es natürlich auch wichtig bei der Auswahl des Ladereglers die verwendete Batterietechnologie zu berücksichtigen. Eine Bleibatterie hat ein anderes Ladeverhalten als Lithium-Batterien.
Ich hoffe die Stichworte Solar Laderegler, Solar Controller helfen bei der weiterführenden Suche mit einer Suchmaschine Deines Vertrauens
4 Akku Packs parallel zu schalten ist bei Solaranlagen nicht ungewöhnlich.
Bei einem ordentlichem Wechselrichter (z.B. Victron Multiplus II) sehe ich da keine Probleme. Die Akkus und der WR werden mit Datenleitungen verbunden und der Rest ist Einstellung/Software.
Solange die dann auch wirklich einzeln die Packs trennen können ist das so OK und kann parallel geschaltet werden. Laderegler und ein gemeinsamer Shunt (der den Gesamtstrom messen kann) und dann eine Gesamtregelung ala Venus OS - oder alternativ ein Multiplus (GX) von Victron.
Viele haben Batterypacks parallel laufen (ich hab auch 6 parallele) das macht eigentlich keine Probleme solange die Gesamtspannungen diesselben sind.
Meine Planung sieht so aus, daß ich die Anschlüsse der BMS parallel schließe und mit zwei Solar-Ladreglern und einer Lichtmaschine gleichzeitig lade.
Die BMS werden den jeweiligen Lade-/Entladestrom begrenzen und beim Erreichen der voreingestellten Spannungen trennen.
Bei dem/den Wechselrichter/n bin ich mir noch nicht schlüssig, ob 1 oder 3 Phasen,weil ich auch einen Tauchkompressor mit 4 kW / 380V betreiben möchte.
Bei dem muss ich noch ausprobieren, ob er sich mit einem entsprechenden Frequenzumrichter betreiben lässt.
Den Ladestrom sollten dann die Laderegeler reduzieren, ein trennen seitens BMS ist schon der "notfall". Maximal kann ein BMS dem Regler den maximalen Ladestrom und maximale Spanung vorgeben.
Ich dachte, die Laderegler geben alles, was sie können weiter und die BMS trennen, wenn sie genug haben.
Muss eine Kommunikation zwischen den Ladereglern und den BMS stattfinden?
MUSS? Nein, aber (zumindest ich) sehe das BMS eines Akkupacks als SCHUTZinstanz.Im einfachsten Fall macht das BMS dicht wenn:
Zellspannung aus dem Ruder läuft
Gesamtpackspannung aus dem Ruder läuft
Temperaturen aus dem Ruder laufen
Ströme aus dem Ruder laufen
Mit aus dem Ruder meine ich Grenzwerte über oder unterschritten werden.
Luxus (manche meinen auch unnötiger Luxus): wenn das BMS eine maximale Stromstärke vorgibt (z.B. Temperaturabhängig) oder die maximale ChargeVoltage vorgebenen wird.
Damit könnte das BMS sogar die Ladekurve steuern.
Problemstellung: mehrere Packs mit je einem BMS: wer gibt denn nun etwas vor und hat recht? Es gibt nun mal nur eine Ladespannung und einen Gesamtstrom.
Also was wäre da dann geregelt? Das wäre ja nur Umsetzung von PV auf Batteriespannung aber welche Spannung wird schon mal spannend
Ich hab jetzt nur Multiplus - keine DC-DC Laderegler wie das dort z.B. bei Victron genau läuft kann jemand der Erfahrung damit hat besser sagen.
Autschi, 4kw dreiphasig hört ich insgesamt teuer an.
Sollte das auf 12V laufen, müssten da Kabel von der Stärke eines "Saidawürstles" mit 350A klar kommen. edit du schreibst oben von Batterien mit acht Zellen. Das könnten dann 24V LiFePo sein. Da sind es nur 150A.
Ich kenne mich nicht mit Tauchkompressoren aus (abgesehen von 5min Recherche), aber um die Umsetzung wäre es vermutlich einfacher hier auf ein schwächeres Gerät umzusteigen.
Gebrauchtgeräte habe ich einphasig mit 2-3kw Nennleistung gesehen.
Die Füllzeit für eine Fllasche wird dann vermutlich etwas länger, aber man spart sich viel Material in der Elektrik.
Gedanklich kann man die Atemluftflaschen als Energiespeicher sehen. Also sofern es möglich ist, sobald genug Sonne scheint den Kompresor gestartet und den Umweg über die Batterie sparen.
@PV2004
Warum hört sich das teuer an? Wegen dem Wechselrichter?
Ich muss eine 50 Liter Flasche für eine Reifendruckregelanlage auf 300 bar füllen und der kompakte Tauchkompressor braucht 2,5 Stunden dafür (wenn sie leer war).
Es wird eine 24 V Anlage und es wird eine zusätzliche 5 kW Lichtmaschine eingebaut, die nur für die 4 Akkupacks sorgt. Es werden 6 Solarpanels mit je 400 W Peak eingesetzt. Da müssen die Leitungen natürlich ein bisschen dicker ausgeführt werden. Woher der/die Inverter die 24 V bekommen, dürfte für die Stärke der Versorgungsleitungen keine Rolle spielen. Die müssen kräftig genug ausgeführt werden.
Ja, dreiphasig kenne ich eigentlich nur aus dem stationären Bereich. Von Victron scheint es einen zu geben, der das alles kann. Ich habe 2000€ als Preis gefunden.
Du hast 2,4kw peak an Erzeugungsleistung. Da können die Kabel etliches dünner bleiben als bei 4kw Entnahme Dauerleistung. Oder was zieht der tatsächlich?
Wie oft muss denn der Druckspeicher (doch keine Tauchsessions am Ende der Welt) gefüllt werden? Also wie oft wird am Tag der Luftdruck im Fahrzeug verändert (erhöht) und wie lange braucht ein kleinerer Kompressor um das auszugleichen?
So wie ich das verstehe ruft das ja gerade nach einem kleineren Dauerläufer. Oder kann man den Hochdruckteil der Regelanlage umgehen und sie direkt mit einem "normalen" Druck füttern?
Die einfachste Technik würde einfach "alles geben" bis eine bestimmte Spannung (Ladeschluss) erreicht ist. Dann fährt sie mit der Leistung so weit runter, dass die Spannung konstant bleibt (CC-CV). Irgendwann ist der Ladestrom 0, die Batterie voll.
Schlauere Geräte drosseln den Strom schon davor nach einer Ladekurve oder beziehen noch zusätzliche Daten mit ein.
Die BMS sollten dann nur abschalten, wenn wie weiter oben geschrieben im Akku etwas nicht passt. Knifflig wird es wenn einer der Akkus abschaltet und die anderen das Übernehmen müssen.
Deshalb sollte die Ladeschlusspannung des Ladereglers unter dem Überspannungsschutz des Akkus liegen und beim entladen über der Unterspannungsabschaltung.
Warum braucht man 300 bar für Reifendruck?
Dachte die laufen mit 6-24bar? Da reicht ein 24V Kompressor der nur bei laufendem Motor arbeitet damit wird während der Fahrt aufgeladen?
Ich muss jetzt doch ein wenig weiter ausholen...
Vielleicht habe ich doch ein grösseres Verständnisproblem.
Ich habe 4 Akkupacks jeweils mit einem BMS. Die muss/möchte/würde ich parallel schließen, weil ich zu einen laden muss und zum anderen soll der Wechselrichter sich daraus bedienen und die 24 Volt Anlagedes Wohnteils auch etwas ziehen will bzw. wird. Auf der Ladeseite sind zwei Laderegler, welche theoretisch zusammen dann die max. 2,4 kW aus den Solarpanels abliefern und eine 5 kW Lichtmaschine, die ihren Strom auch an die Anlage liefern soll.
D. h., ein Teil der Leistung wird an den BMS vorbei, direkt zu den Verbrauchern und der Rest (im Extremfall 7,4 kW) kann/könnte von den 4 BMS in die Akkupacks geleitet werden.
Die BMS können Lade- und Entladestrom jeweils auf einen Wunschwert begrenzen.
Wenn ich da für jeden Akkupack ein Ladekurve einstellen will, bräuchte ich zusätzlich vier Laderegler die die jeweiligen Lade- und Entladeströme berücksichtigen.
Gibt es so etwas überhaupt?
Nun zu der Sache mit dem Tauchkompressor, dem 50 Liter / 300 bar Druckspeicher und der Reifendruckregelanlage:
Das passt ja nicht in dieses Forum, aber, wegen der Nachfragen möchte ich es kurz erklären.
Der LKW ist ein Vierachser mit 8 Reifen, Betriebsdruck 6 bar, aber mit einen Nominalvolumen von je 300 Liter. Der Reifendruck kann bis 0,5 bar abgesenkt werden und es braucht zum Wiederfüllen sehr viel Luft. Mit einem 4 kW Schneider-Kompressor dauert das Aufpumpen eines Reifens ca. 5 Minuten.
Bei 8 Reifen wären das dann 40 Minuten!! Das ist viel zu lange!
Die 300 bar aus dem Druckspeicher werden auf 40 bar reduziert und alle 8 Refen elektronisch gesteuert gleichzeitig damit beaufschlagt. Da die Felgen mit speziellen Ventilen umgerüstet sind, dauert das Befüllen von 0,5 auf 6 bar dann unter 2 Minuten.
Wie oft man das pro Tag Machen muss, hängt natürlich von den örtlichen Gegebenheiten ab. Es wird aber Zeiten geben, da wird das mehrmals täglich nötig sein und es wird Zeiten geben, in dennen man das monatelang nicht benötigen wird.
Na - wenn Du die Akkus parallel angeschlossen hast gibt es nur einen Gesamtladestrom und eine Gesamtspannung. Der Strom verteilt sich dann anhand der Innenwiderstände der Akkus automatisch auf die Akkupacks.
Bzgl. der maximalströme kann man dann so vorgehen, dass man den so dimensioniert, dass es selbst mit einem pack nicht zuviel wird (es könnten ja drei wegen wartung abgeklemmt sein). Bei der Spannung muss man dafür sorgen, dass die Akkus eben die gleiche Chemie haben also z.B. nicht LFP (nehme an Du hast solche) und LiOn mischen. Die maximale Ladeschlussspannung (e.g 3.45V pro zelle - oder x mal Zelle je nachdem was Du für Packs hast) und maximalen Ladestrom (0.5C bei Dir dann vermutlich 100A) stellt man dann anhand der Akku Datenblätter ein. Dann stellt man vermutlich noch die float spannung und Zeit ein (3.3V pro zelle). Floating wird genutzt um nicht bei voller Spannung noch in den Akku zu brezeln sondern bei einer angenehmen Spannung (quasi unter wenig druck) den Akku zu füllen bis der ladestrom sinkt.
Das BMS überwacht dann nur dass die einzelnen Zellen nicht über e.g. 3.6V und unter 3V beim entladen absinken. Oder der maximal strom auf e.g150A beschränkt wird etc. Typischerweise warnt das BMS erst und dann kappt es die Verbindung.
Mal ein Beispiel wir so etwas aussehen könnte (sind meine 6 Packs)
Du siehst die Spannung ist nahezu identisch (sind eher Messfehler). Die Ströme sind (war gerade keine wirklich last drauf) durchaus an den einzelnen Akku unterschiedlich - kann sogar sein, dass ein Akku lädt der andere entlädt um sich gegenseitig auszubalancieren. BatteryAggregator könnte man als übergeordnetes BMS betrachten - nimmt die Werte von den BMS drunter und "merged" die zum einer großen Battery. Der Lynx ist bei mir ein Shunt der ständig den Gesamtstrom misst und ich nutze Ihn um den SOC (state of charge in %) genauer zu ermitteln. Man sieh im Bild die SOCs sind teils von den einzelnen BMS echt grottig (falsch).
OK Zahlen zusammenfassen:
24V 800Ah ist der speicher also ungefähr 20kWh. Der darf vermutlich +/-400A abbekommen, das verteilt sich auf die 4 Pakete. Da auch mal eins schlecht werden könnte, besser mit 300A rechnen.
Das heißt, die ganze Batterie kann mit +/-7,2kW arbeiten. Nur darauf achten, daß alle einzelnen Akkus mit gleichem Leitungswiderstand und gleichen Sicherungen an der zentralen Stromschiene hängen. Das reicht.
Wichtig: Dle Laderegler bestimmen die Maximalspannung. Die muss immer unterhalb der Abschaltspannung der BMS bleiben.
Du (@tageloehner ) nimmst jetzt einfach mal 24V an - gelesen habe ich das vom Threadersteller bisher nicht - oder habe ich das überlesen?
Ich habe nat. sehr konservativ mit 100A spekuliert (nur ein Pack), aber dann bekommst du halt die Leistung nicht zusammen. Dann müsste man schon auf 200A bei einem 48V System gehen und braucht eine 48V -> 24 oder 12V Umsetzung. Je niedriger die Spannung desto höher halt die Ströme (und dicker die Kabel).
Ah doch 24V OK hab den Beitrag gefunden. Dann eben die 300A um die Leistung zu erreichen - braucht es Zellen dazu die das auch länger aushalten. Aber das gleich mehrere Packs ausfallen ist hoffentlich unwahrscheinlich. Von daher ok.
