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| Technik-Talk Alles was nicht Bootspezifisch ist! Einbauten, Strom, Heizung, ... Zubehör für Motor und Segel |
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Themen-Optionen |
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#1
28.09.2013, 10:53
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Mehrere Batterien parallel einbauen und laden?
Hallo Leute, habe schon ein wenig gesucht, aber nicht das richtige gefunden.
Ich habe beruflich immer wieder mit ausrangierten USV`S zu tun (Unterbrechungsfreie Stromversorgung). Das sind Geräte, in denen hochwertige Blei Akkus zwischen 4 und 7 AH verbaut sind. Diese Akkus sind oftmals noch gut in Schuss. Ich habe mir nun überlegt, ob ich diese nicht zur Stromversorgung in meinem Boot verbauen kann: Vorteil: Laufender Nachschub mit (für mich) kostenlosem Batteriematerial, aufgrund der kleinen Abmessungen problemloser Einbau im Bugbereich (günstigere Gewichtsverteilung). Nachteil (?): Etwas aufwändigere Verkabelung und vor allem: Wie laden? Natürlich kann ich die einfach alle parallel schalten mit ausreichendem Kabelquerschnitt (der aufgrund der geringen Einzelleistung ja nicht sooo groß sein muß, 6-8 qmm2 sollten da reichen) - aber werden die dann auch vernünftig geladen? Ich kann die natürlich vorher ausmessen, damit ich möglichst gleichen Zustand habe, aber das ist natürlich nicht so super zuverlässig. Hatte schon überlegt mehrere Ladegeräte mit Dioden zu verwenden - allerdings ist mein eingebautes Ladegerät mit 20 A groß genug, die ganze Bank zu laden ( Hatte an 120 AH gedacht). Was meint ihr, lohnt sich der Aufwand, oder ist das eine totgeborene Idee? 
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#2
28.09.2013, 11:34
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Hallo.
Akkus gleicher Chemie und Spannung (in deinem Fall 12 V Bleiakkus) kannst Du problemlos parallel Schalten so viel du willst. Es erhöht sich halt immer die Kapazität und Belastbarkeit um den Wert der weiteren parallel dazugeschalteten Akkus. Dabei spielt auch der Zustand des Akkus keine große Rolle. Ein nicht so guter Akku trägt halt weniger zur Gesamtkapazität bei, da innerhalb der parallelen Verschaltung immer die gleiche Spannung an allen Zellen anliegt. Du kannst die komplette Bank mit einem Ladegerät laden. Die Zeit des Ladens erhöht sich halt. Wichtig ist halt, das du nicht leere mit vollen Zellen parallel verschaltest, immer auf gleichen Ladezustand achten. Ob das praktikabel ist, mit so vielen Einzelakkus ist eine andere Sache. Schließlich bekommst du Sie ja umsonst. Gruß Detlef
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#3
28.09.2013, 17:31
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Ich kann auch nahezu jeder Zeit z.B. ausrangierte 12V-12Ah-AGM-Akkus aus USV'n bekommen.
Leider habe ich festgestellt, dass deren reale Kapazität z.Teil schon sehr gelitten hat (50% real entnehmbare Kapazität) bzw. auch schon Fälle mit Zellenschluss vorhanden waren. (So etwas kommt bei Parallelschaltung gar nicht so gut...) Von daher würde ich die nur dann ernsthaft als Versorgungsakku für das Boot in Erwägung ziehen, wenn die Kapazität und der Zustand der Akkus getestet ist. (80% sollte es schon sein) Klar, kann man beispielsweise 20 Akkus von je 6Ah parallel zusammenschalten und mit einen 20A-Lader laden. Ich persönlich würde mir 20 Batterien aber nicht antun. Da gibt es zu viele Fehlermöglichkeiten (Kontakte) und mechanisch gut gesichert sollen die 20 Batterien im Boot ja auch noch sein. Solche Bastellösungen würde ich zumindest bei Booten, die sich auch mal im raueren Wasser und weiter ab von Land bewegen, grundsätzlich ablehnen. Gruß Friedhelm
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#4
29.09.2013, 09:46
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Willst Du Schiffeversenken spielen?? Totgeborene Idee!
Bei uns in Franken ging mal eine Zelle der USV eines Spupermarktes hoch. Wir Elektriker wiesen zwar immer darauf hin, daß der entspr. Verteilerraum nicht als Lagerraum von Kartons und anderen Artikeln genutzt werden soll, aber die Verkäufer wußten es besser. Bis eines Nachts ne Zelle versagte und die Kartons in Brand setzte worauf die komplette Bank hochging. Am Morgen danach war ein Betreten des Raumes nur mit "Phasenprüfer im Anschlag" möglich (Zwei Haupttrafos des Mittelspannungsnetzes im Nebenraum, Abschalten war unmöglich ohne nen Stadtteil lahmzulegen), d.h. eine Berührung jeglicher Oberflächen im Raum erfolgte nur nach Freimessung!!!! Da konntest Du die wildesten Effekte beobachten, so daß wir eine erste grobe Reinigung des Raumes übernahmen, da die jeweiligen regulären Mitarbeiter hier nicht lange überlebt hätten.
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Grüße Karl-Heinz ---------------- "Elektronische Bauteile kennen 3 Zustände: Ein-Aus-Kaputt". (Wau Holland)
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#5
29.09.2013, 11:30
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...ich denke mal, wenn eine Zelle einer 4-7Ah-Batterie "hoch geht" dürfte sich der Schaden, zumal es sich hier sehr wahrscheinlich um Vlies-Akkus handelt, im Rahmen halten.
Wenn eine Zelle einer 6-zelligen-120Ah-Batterie "hoch geht" sieht das vielleicht schon etwas anders aus. Ein größeres Risiko, dass es bei dieser Massen-Parallelschaltung zu Zellendefekten kommen muss, kann ich nicht unbedingt erkennen.
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#6
29.09.2013, 11:57
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Zitat:
Und interessant wird dann die Suche nach der defekten Zelle/Batterie, wenn die nicht "Explodiert".
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No Money - No Problem No Work - No Problem No Wind - PROBLEM
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#7
29.09.2013, 12:04
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Zitat:
Und interessant wird dann die Suche nach der defekten Zelle/Batterie, wenn die nicht "Explodiert". bei 4-7Ah pro Batterie (immer noch 6 Zellen pro Batterie) und 120Ah Gesamtkapazität, sind wir da bei ca. 20 Batterien a 6 Zellen = 120 Zellen!!!!! Abgesehen davon.... wird interessant die defekte Batterie dann zu finden.... Da sind eine menge Polklemmen abzunehmen, um die Batterien einzeln zu messen  Abgesehen davon.... ist ja auch eine Gewichtsfrage....... eine einzelne BAtterie ist sicher wesentlich leichter, als viele einzelne Batterien incl. deren Verkabelung!!!! EDIT: woran erkennst du eigentlich dass die noch "gut in Schuss" sind ?????
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#8
29.09.2013, 15:46
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Erstmal danke für die zahlreichen Antworten. Ich denke, die Gefahr des Explodierens braucht man nicht so hoch hängen, zumindest, wenn die Verkabelung anstädndig hergestellt wird und die übrige Elektrik stimmt. Zumindest wird Sie nicht soo viel höher sein, als bei anderen Batterie Lösungen. Trotzdem danke für den Hinweis, den ich durchaus ernst nehme.
Die Befestigung sehe ich auch als ein Problem, aber eben auch als Chance, da man mit mehreren kleinen Batterien schon flexibler ist als mit einer großen. Besonders liegt mir aber ein anderes heir genanntes Thema auf dem Magen: Wie erkenne ich wirklich, wie gut die Batterien sind? Bisher habe ich einfach mit meinem 10 A Ctek geladen, bis er zur Erhaltungsladung übergegagen ist, abgenabelt und nach 1 Tag die Spannung der Batterie gemessen. Ich nehme dann nur die Batterien, die mindestens 12,7 Volt erreichen. Eine zugegebenermaßen vereinfachte Methode, mir ist aber mit meinen zur Verfügung stehenden Mitteln nichts besseres eingefallen. Aber das ist schon ein wichtiges Thema, da ich auch die eventuelle Fehlersuche einzener defekter Batterien für etwas aufwändig halte. Obwohl die ja alle mit Flachsteck-Anschlüßen ausgerüstet sind, das also nicht so schlimm ist wie mit Polklemmen...
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#9
29.09.2013, 19:50
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@Bandit1973:
Zitat:
@Freitag: Zitat:
Ob eine 7Ah-Batterie noch (m.E. ausreichende) 6Ah oder nur noch 2Ah real hat, stellst du so nicht fest. Für einzelne 4-7Ah-Batterien dürfte ein 10A-Ladegerät ohnehin sehr ungeeignet sein. Wirklich voll geladen wird eine einzelne Batterie mit deiner Methode vermutlich nicht sein. Um eine ungefähre Aussage über die Gebrauchsfähigkeit einer Batterie treffen zu können, musst du schon irgendwie die reale Kapazität überprüfen und das geht i.d.R. nur mit Entladen. Das beste wäre, wenn du eine neue Batterie entsprechender Größe besitzt, denn dann könnte man eine vereinfachte Abschätzung der Kapazität älterer Batterien vornehmen. Grobe Abschätzung-nur als Anhaltswerte zu verstehen: Eine neue Batterie mit 7Ah (C/20) müsste, wenn sie an einen Fernlichtfaden einer H4-Lampe anschlossen wäre, knapp 50 min betrieben werden können (Peukert-Faktor: 1,2), bis die Spannung an den Batteriepolen ca 10,5V beträgt. 11,5V sollten ca nach 40 Minuten anstehen. Weniger als 30 Minuten bis zum Erreichen von 11,5V könnte man dann z.B. als Ausschlusskriterium benutzen. So ein Schnelltest würde dann pro Batterie maximal 40 Minuten dauern. Wie gesagt: Maßgebend wären die Spannungs-Zeit-Werte einer neuen vollgeladenen Batterie. Vollladen könnte man mehrere Batterien durchaus gemeinsam (5 Batterien (ca gleicher Entladezustand) sollten es bei dem 10A-CTEK schon sein), aber insgesamt würde das Testen von rund 20 Batterien auf diese Weise schon einige Zeit verschlingen. Als noch schnellere Methode könnte man eine definierte Innenwiderstandsbestimmung machen. Das wäre dann aber wirklich nur ein Behelf. Mit üblichen Geräten, die den Kaltstartstrom bestimmen können, was durchaus, wenn man gar nichts anderes hat, einen ganz groben Rückschluss auf die Kapazität der Batterie zulässt, kann man bei diesen kleinen Batterien nicht arbeiten.
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#10
30.09.2013, 12:47
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Zitat:
Kleiner Tipp von mir, wenn die nach 3 Jahren raus müssen, hat das seinen Grund. Die halten nicht mehr viel aus, sie sind ja die letzten Jahre im Dauerbetrieb online gewesen und wurden so gut wie nicht entladen oder wirklich benutzt. Die kannst wegschmeissen. Vom erhöhten Installationsaufwand und den zahlreichen Kabeln dazu mal ganz zu schweigen, nimm einen neuen grossen Akku und gut is. 
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Gruss Marco PS: Mein Antisegler fährt mit Benzin, nicht mit "Danke!" 
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#11
30.09.2013, 18:44
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...ok, für dich dann genauer: Blei-Vlies-Akku oder auch AGM-Blei-Akku...
andere als Blei-Akkus findet man unter dem Begriff "Vlies-Akku" selten und ja, es gibt durchaus USV's mit solchen Akkus. Die 4-7Ah-Akkus, die hier in diesem Thread genannt wurden, dürften zu dieser Gattung gehören. Leider hat der TE darüber noch nicht aufgeklärt.
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#12
30.09.2013, 21:01
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Es sind meist Akkus aus APC USV`s, das sind meiner Meinung nach einfache Blei Akkus, also keine AGM, obwohl die tatsächlich auch von einigen Herstellern eingesetzt werden.
Die werden übrigens nicht ausgesondert weil sie nicht mehr gut wären, wie hier vermutet wurde, sondern einfach weil die Leasingfrist abgelaufen ist. In der Vermarktung werden dann aber neue Akku Packs reingenommen um eine vernünftige Garantie zu geben - bei der Verwendung von USV`s geht es eben meist nicht um den Wert der Geräte selber, sondern der Daten, die damit abgesichert werden sollen. Tatsächlich halten die Akkus aber viel länger, weil gerade die APC USV`s eine ausgeklügelte Elektronik drinne haben, die die Akkus sehr lange frisch hält und nicht einfach nur immer stupide lädt. Ich wage mal zu behaupten, daß die drei jahre alten Akkus einer APC USV eine höhere Lebenserwartung ahben, als eine neue NoName Batterie aus dem Baumarkt.
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#13
01.10.2013, 11:15
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Zitat:
Für LiFePoY4 gibt's ein solches System für bis zu 24 Zellen schon für rund 1500,-- Euro. Ich kann ein solches System auch für bis zu 144 in Reihe geschaltete 12V-Bleiakkus liefern: Basiseinheit rund 1400,-- Euro, pro Akku ein Modul ab 400,-- Euro. Internetanschluss zur Fernüberwachung inclusive. Die 144 Akkus dürfen in bis zu vier parallel geschalteten Strängen organisiert sein, also z.B. 4 x 36 x 12V/7Ah = 28Ah bei 432V. Das System amortisiert sich bei der Zielgruppe innerhalb von etwa 2 Jahren über reduzierten Wartungsaufwand und längere Akku-Lebensdauer. Gruß, Jörg
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#14
01.10.2013, 11:30
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Zitat:
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#15
01.10.2013, 17:08
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@Freitag:
Zitat:
Dürfen diese Akkus ausschließlich in "aufrechter" Lage (also Pole zeigen nach oben) betrieben bzw. transportiert werden? Wenn es bei der Beantwortung dieser beiden Fragen mindestens einmal ein "ja" gibt, dann sind es tatsächlich übliche Blei-Akkus mit ungebundener Säure. Wenn nicht, sind es Akkus mit gebundener Säure, also Gel- oder AGM(Vlies)-Batterien. In der Größe von 4-7Ah und dann auch noch in kleinen USV's wird man aber wohl eher keine Akkus mit ungebundener Säure einsetzen. Das Schadenspotential wäre viel zu groß. Guck doch mal auf die Aufschrift dieser Akkus. Irgendetwas müsste man da ja identifizieren können. Als Blei-Ersatzakkus für diese Art USV bekommt man m.E. nur welche mit gebundener Säure. Hallo Jörg, mir ging es nur darum zu zeigen, dass die Wahrscheinlichkeit eines Zellendefektes (also "hoch gehen") nicht so sehr groß ist, denn sonst würden Fahrzeughersteller nicht mit so vielen Zellen arbeiten. Einen Balancer kann man beim Parallelladen von 20 Bleibatterien, wie in dem genannten Fall, nicht einsetzen: An die Zellen der Einzelbatterien kommt man eh nicht heran und das Spannungsniveau aller 20 Batterien ist durch die Parallelschaltung ohnehin gleich (das wäre ja sonst die Aufgabe eines balancers) und somit kann ein zu hohes Spannungsniveau pro Batterie bei intakter Ladeelektronik ausgeschlossen werden. Dazu reicht ein üblicher IUoU-Lader völlig aus. Gruß Friedhelm
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#16
01.10.2013, 18:31
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Friedhelm,
die Wahrscheinlichkeit eines Zellendefektes ist die Ausfallwahrscheinlichkeit einer Zelle mal die Zellenanzahl, bei 20 Zellen also 20 mal so wahrscheinlich wie bei einer einzelnen Zelle. Das Betreiben vieler Zellen selbst in Reihenschaltung ist eines der größten Probleme, mit denen die Entwickler von Akkusystemen für KFZ kämpfen. Die würden viel lieber mit einer einzelnen 3V Zelle fahren, aber die Ströme... Ähnliche Flüche höre ich aus der USV-Ecke. Balancer für Parallelschaltungen gibt es schon, im Prinzip wird über die an jeder Zelle installierten Bypässe die Spannung des ganzen Strangs geregelt. Wenn Du an jeder Zelle einen Bypass-Widerstand hast, der auch noch regelbar ist, der Controller den Zustand jeder Zelle und jedes Bypasses kennt und jeden Bypass einzeln steuern kann ergeben sich Möglichkeiten - in engen Grenzen, wie gesagt. 20 Stränge parallel kann kein mir bekannter Hersteller. Gruß, Jörg
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#17
01.10.2013, 19:13
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Zitat:
Wenn die sehr klein ist, macht der Faktor 20 dann insgesamt immer noch kein sehr großes Risiko. Balancer kann es doch höchstens bei Parallelschaltungen von in Reihe geschalteten Zellen geben. Wenn Zellen parallel geschaltet sind, ist keine einzelne Spannungsregelung per Bypass sinnvoll oder überhaupt möglich. Ein parallel zur Zelle geschalteter Bypass-Widerstand, kann den Ladestrom für die Zelle regeln (mindern), aber nicht die Spannung im Verhältniss zu weiteren dazu parallel geschalteten Zellen. Die sollte gleich bleiben und von daher reicht ja auch, übertragen auf Batterien, ein geregelter Ladegerätausgang für mehrere Bleibatterien völlig aus. Im Exide AGM-Handbuch wird daher wohl auch nicht ohne Grund die Möglichkeit der Parallelschaltung von bis zu 10 Batterien, ohne besondere Technik, genannt.
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#18
01.10.2013, 19:45
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Zitat:
Ob es Sinn macht ??? Zur Sicherheit kannst ja eine zweite Batteriebank mit nochmals 20 oder mehr Batterien einbauen, als Backup  Hier gibt sich jeder die grösste mühe, um alles möglichst ausfallsicher aufzubauen, und du willst mit aller Gewalt eine Fehlerquelle ersten ranges einbauen  Kauf dir eine (besser zwei) ordentliche BAtterien, und die Sache ist erledigt!!!!
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No Money - No Problem No Work - No Problem No Wind - PROBLEM
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#19
01.10.2013, 20:01
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Bevor du weiteren, Smiley-überladenen Unsinn schreibst, solltest du vielleicht noch mal die einzelnen Beiträge nachlesen:
@Freitag will so etwas bauen und nicht ich. Für ihn macht das anscheinend aus finanziellen Gründen Sinn. Ich habe davon abgeraten. Trotzdem muss es ja wohl mal erlaubt sein, über technische Einzelheiten, die sich daraus ergeben würden, zu diskutieren. Und nein, wenn ich eine Batterie/Zelle mit einem IU-Lader lade (darum ging es), an der ein Widerstand parallel geschaltet ist, ändert sich die Ladeschlussspannung für die Zelle/Batterie solange nicht, wie die Leistungsfähigkeit des Ladegerätes ausreicht, die Summe aus dem Strom, der durch die Batterie fließt und dem Strom der durch den Widerstand fließt, zu liefern. Von daher ändert ein parallel geschalteter Widerstand beim Laden nicht die Spannung, sondern nur den Bypassstrom. Die Spannung für die Batterie würde er in dem Fall nur ändern, wenn er in Reihe geschaltet wird. Davon war in meinen Ausführungen aber nicht die Rede. Geändert von tritonnavi (01.10.2013 um 20:11 Uhr)
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#20
01.10.2013, 20:04
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Zitat:
Meiner Meinung nach sind sie das nicht, wenn z.B. bei 20 parallel geschalteten Zellen 19 davon gegen die 20ste (die schwächste) arbeiten. Entsprechend auch bei Reihenschaltung.
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Gruß Richard Den Unterschied zwischen "lernen" und "verstehen" kann man nicht lernen, den muss man verstehen
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#21
02.10.2013, 08:56
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@coffeemuc:
Zitat:
Wenn eine schwächere Zelle vorhanden ist, also eine die weniger Maximalkapazität/größeren Innenwiderstand hat, dann wird die beim Laden eben weniger Kapazität/Strom aufnehmen und beim Entladen weniger Strom abgeben. Mehr passiert da nicht. Geschädigt wird sie dadurch nicht und "hochgehen" kann sie dadurch normalerweise auch nicht. Überladen und zu tief entladen ist bei der Zelle ebenfalls nicht möglich, sofern die Ladetechnik ansonsten stimmt. Bei der Reihenschaltung sieht das ganz anders aus. Die ist deutlich kritischer: Es muss immer der gesamte Strom durch jede Zelle und ein Überladen bzw. zu tief Entladen von Zellen ist ohne Balancer o.ä. immer möglich, wenn die Zellen unterschiedlich sind. Bei Bleibatterien wird dafür die sogenannte Ausgleichsladung benutzt und Li-Batterien müssen daher eigentlich, aufgrund der gegen Unter- und Überspannung empfindlicheren Zellen, immer mit Balancern ausgestattet sein. Bei der Reihenschaltung ist es, im Gegensatz zur Parallelschaltung, sehr wichtig, dass alle Zellen möglichst geringe Abweichungen haben. Mir ging es darum, wie hoch die statistische Wahrscheinlichkeit ist, dass eine Zelle einen wirklichen Defekt (z.B. einen Zellenschluss) hat. Normale Abweichungen in Kapazität und Innenwiderstand zähle ich nicht als Defekt, denn die gibt es zwischen allen Zellen.
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#22
02.10.2013, 20:50
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Zitat:
Mir ging es darum, wie man die Wahrscheinlichkeit von einer Zelle auf 20 Zellen umrechnet. Das Gesamtausfallrisiko steigt, das ist klar. Es steigt aber meiner Meinung nach wesentlich stärker als nur um den Faktor 20, da die Zellen eben nicht statistisch unabhängig sind.
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Gruß Richard Den Unterschied zwischen "lernen" und "verstehen" kann man nicht lernen, den muss man verstehen
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#23
03.10.2013, 17:22
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Was ist denn der Unterschied für die einzelne Zelle bei Parallelladung gegenüber Einzelladung, der bewirkt, dass das Risiko eines Ausfalls bei Parallelschaltung wesentlich höher ist?
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#24
07.10.2013, 20:36
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Zitat:
Wenn nun eine Zelle einen Zellenschluß hat, was passiert dann mit den anderen 5 Zellen in diesem Block? Diese werden dann weiterhin mit 12V oder etwas mehr geladen, unter tatkräftiger Mithilfe der intakten parallel geschalteten Batterien. Welcher Ladestrom fließt durch die 5 intakten Zellen und wie lange halten sie das aus?
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Gruß Richard Den Unterschied zwischen "lernen" und "verstehen" kann man nicht lernen, den muss man verstehen
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#25
08.10.2013, 13:54
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Jetzt müssen wir mal genau unterscheiden:
meine letzte Frage hatte ich bewusst nur zu deiner Aussage zu parallel geschalteten Zellen gestellt und es ging in dem Fall darum, dass 19 stärkere gegen 1 schwächere Zelle arbeiten: @coffeemuc: Zitat:
(bei einem Zellenschluss´sieht das natürlich auch bei der Parallelschaltung anders aus, aber eine Zelle mit Zellenschluss ist nun mal schon defekt und nicht "schwächer". Eine schwächere Zelle hat gewöhnlich einen höheren Innenwiderstand und keinen erheblich niedrigeren. Völlig anders ist das bei der Reihenschaltung von Zellen, denn da arbeiten die Zellen dann, bei unterschiedlich starken Zellen, tatsächlich gegeneinander und erhöhen auch gegeneinander das Risiko des Ausfalls. Also nochmal deutlich: der erste Satz deiner zitierten Behauptung stimmt nicht. Deine neue Aussage bezieht sich 1. auf den Fall, dass eine Zelle definitiv defekt (und nicht nur schwächer) ist und 2. auf eine Reihenschaltung Und die Schlüsse, die du daraus ziehst, sind m.E. auch richtig. Jede Abweichung einer Zelle in einer Reihenschaltung, im Extremfall ein Zellenschluss, führt dazu, dass die anderen Zellen in Mitleidenschaft gezogen werden können und daher deren Ausfallrisiko größer wird. Wenn du mehrere Batterien von je 6 Zellen parallel schaltest, betrifft eine defekte oder schwache Zelle immer nur hauptsächlich die anderen 5 Zellen dieser Batterie. Auf die anderen Zellen der anderen Batterien wirkt sich das kaum aus.
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