Frage zum Anschluss einer zweiten LifePo4-Verbaucherbatterie

[fignon83]

Ich hatte das schon mal thematisiert, jetzt bin ich soweit fertig:

Ich habe mir aus meinen Restbeständen eine zweite 320Ah LifePo4 mit einem eigenen 250 A BMS aufgebaut. Von den Daten her genau identisch wie die erste (aber "in echt" wird es -möglicherweise auch nur geringe - Abweichungen in der Kapazität geben, u.a. andere Hersteller).

Die erste hängt an einem Shunt und Batteriemonitor der Fa. Philippi. Lt. dem manual kann ich die Batterien einfach parallel anschließen, erhöhe dann die eingestellte Kapazität und fertig.

Beide Batterien gehen dann mit einem gemeinsamen Pluskabel an den Hauptschalter )dort kann ich wählen zwischen "Verbraucherbatterie ein", "Verbraucherbatterie & Starterbatterie ein" und "Verbraucherbatterie und "Starterbatterie parallel".

Am Verbaucherbatterie-Anschluss des Hauptschalters ist auch der Mppt-Regler und der B2B-Regler angeschlossen.

Meine Fragen:
die Batterien - auch wenn sie vermeintlich identisch sind, werden nicht 100% das gleiche Lade- und Entladeverhalten aufweisen. Muss/kann/sollte ich da was zwischenschalten, was die individuelle Situation der Batterie berücksichtigt ?

Und, wenn ich doch möchte, dass die zweite Batterie nur dann in Anspruch genommen wird, wenn die Kapazität der ersten sich dem Ende neigt, was benötige ich dann?

Groetjes
Carsten

[Woody]

Solange Du die beiden Batterien getrennt laden / entladen willst wird der Batteriemonitor keine sinnvollen Werte anzeigen - woher soll der Shunt wissen welche Batterie gerade ge- oder entladen wird.
Entweder wirklich (dauerhaft) parallel schalten oder einen Batteriemonitor mit zwei Shunts benutzen.
Gruß,

Jörg

[fignon83]

Die Anzeige des Shunts ist mir nicht ganz so wichtig. Ich möchten vermeiden, dass es bei parallelem Anschluss keine Komplikationen beim Laden und entladen gibt, z.B. das eine Batterie übe rGebühr beansprucht wird, dass die eine die andere entlädt, usw.

Wenn die die zweite Batterie nur als Ergänzungsbatterie der ersten nutzen möchte, wäre mir die genaue Kapazitätsanzeige auch nicht so wichtig, aber auch hier müsste ich das Laden und entladen hinbekommen, was wahrscheinlich schwieriger wird als im ersten Fall, dem reinen parallel-Betrieb.

[jogie]

Zitat von fignon83

Ich hatte das schon mal thematisiert, jetzt bin ich soweit fertig:

Ich habe mir aus meinen Restbeständen eine zweite 320Ah LifePo4 mit einem eigenen 250 A BMS aufgebaut. Von den Daten her genau identisch wie die erste (aber "in echt" wird es -möglicherweise auch nur geringe - Abweichungen in der Kapazität geben, u.a. andere Hersteller).

Die erste hängt an einem Shunt und Batteriemonitor der Fa. Philippi. Lt. dem manual kann ich die Batterien einfach parallel anschließen, erhöhe dann die eingestellte Kapazität und fertig.

Beide Batterien gehen dann mit einem gemeinsamen Pluskabel an den Hauptschalter )dort kann ich wählen zwischen "Verbraucherbatterie ein", "Verbraucherbatterie & Starterbatterie ein" und "Verbraucherbatterie und "Starterbatterie parallel".

Am Verbaucherbatterie-Anschluss des Hauptschalters ist auch der Mppt-Regler und der B2B-Regler angeschlossen.

Meine Fragen:
die Batterien - auch wenn sie vermeintlich identisch sind, werden nicht 100% das gleiche Lade- und Entladeverhalten aufweisen. Muss/kann/sollte ich da was zwischenschalten, was die individuelle Situation der Batterie berücksichtigt ?

Und, wenn ich doch möchte, dass die zweite Batterie nur dann in Anspruch genommen wird, wenn die Kapazität der ersten sich dem Ende neigt, was benötige ich dann?

Groetjes
Carsten

Bei dieser Aussage, Kentniss würde ich dir ein Elektriker empfehlen.

[Leuchtturm]

Du solltest einen Balancer verwenden der hält die Spannung immer gleich. Nehme aber einen mit mind. 5 AH sonst dauert das unter umständen zu lange. Ich würde auch nur beide Batterien zusammen laden und Entladen. Wenn du eine Leer hast und auf die 2. Volle schaltest kommen sehr hohe Ausgleichsströme zu stande die auf dauer nicht wirklich gut für die Batterien sind. Ich habe 2 Batteriebänke hier zu Hause mit jeweils je einem BMS und Balancer. Die laufen jetzt sein 9 monaten ohne unterschiede. Entladen gleichmäßig und laden auch gleichmäßig. Zellspannungsunte4rschiede unter 0,1 Volt bei 60 AH ladung und zum teil 100 AH Entladung. Ist llerdings ein 16 S system mit 560 AH.

[holgerw]

Mion Figmon

Das mit deiner Idee ist recht problematisch: Falls die beiden Akkus gerade unterschiedliche Spannungen haben, darf man diese nicht zusammen/parallel schalten. Gerade bei LiPo4 Akkus werden sonst enorm hohe Ausgleichsströme entstehen, die interen BMS werden dann wohl abschalten. Trotzdem ist es keine Option, oder nur mit einem Umschalter (kein BOTH).

Einer dauerhaften Verschaltung mit den beiden BMS gesicherten Akkus spricht jedoch nichts entgegen - das wird häufig so gemacht. Als Sicherheit solltest du die Zuleitungen aber immer einzeln absichern.

Es soll aber auch LiPo Akkus geben, welche einen Parallelbetrieb untersagen oder nur mit einer bestimmten Anzahl erlauben. Da besser noch mal. die Herstellerunterlage befragen.

So ein Akku kümmert sich selbst um seine Volladung, also wäre auch ein 100A und 300A zusammen möglich, Wenn der kleinere voll ist dann nimmt er auch keinen nennenswerten Strom mehr auf bis der Grosse fertig ist.

ym2c - Holger

[fignon83]

Einer dauerhaften Verschaltung mit den beiden BMS gesicherten Akkus spricht jedoch nichts entgegen - das wird häufig so gemacht. Als Sicherheit solltest du die Zuleitungen aber immer einzeln absichern.

Was meinst du damit genau, einfach zusammen an den shunt und an die plus-Zuleitung zum Schalter legen?

Eine Absicherung habe ich von Anfang an im Gehäuse berücksichtigt.

die Herstellerunterlage befragen.

sind beides Eigenbauten mit Eve und Catl-Zellen und externem Daly BMS

Bei dieser Aussage, Kentniss würde ich dir ein Elektriker empfehlen.

Diese Aussage verstehe ich nicht. Der Schalter schaltet auf Stufe 1 den Kreis Verbraucherbatterie (egal, ob da jetzt 1 oder 2 dran hängen) ein, auf Stufe 2 Verbraucher und Starter, jeweils getrennt, und auf Stufe 3 Verbraucher und Starter zusammen.

[holgerw]

Zitat von fignon83

sind beides Eigenbauten mit Eve und Catl-Zellen und externem Daly BMS

Also dann ja wohl Daly befragen.

[fignon83]

Also dann ja wohl Daly befragen.

der war gut. Im ernst, das ist eigentlich unmöglich, mit denen zu kommunizieren. Ich abe mal den deutschen Händler angeschrieben, bei dem ich die gekauft habe. Ich habe noch sowas gefunden:
https://de.aliexpress.com/item/1005003726152839.html
Aber ob es sowas bedarf?

[Oldskipper]

Du könntest auch jeweils zwei Zellen parallel schalten. Dann reicht ein BMS. Allerdings solltest du dann einen zusätzlichen Balancer verwenden, der einen größeren Strom hat. Es gibt für kleines Geld aktive Balancer. Hab ich selbst in Betrieb. Funktioniert super.
Ich wüsste nicht, was dagegen spricht zwei komplette Packs parallel zu schalten. Die Einstellungen der BMS müssen dann natürlich gleich sein. Allerdings sollten beide Packs beim Zusammenschalten auch die gleiche Spannung haben.
Probleme kann es eventuell geben, wenn ein Pack wegen Zellenschieflage abschaltet und das zweite Pack weiter lädt.
Ich würde auf das zweite BMS verzichten. Dann beobachten ob es größere Abweichungen gibt und jeweils aus dem schwächsten und dem stärksten Pack eine Zelle tauschen, bis alle Packs möglichst gleich sind. Das erkennt man, wenn man die Akkus richtig voll lädt. Das Pack mit der höchsten Spannung hat die geringste Kapazität und umgekehrt.
Ein Batterie Umschalter 1-2 Both ist gefährlich. Es sei denn du blockierst die Stellung Both. Aber dann kannst du auch nur einzeln laden.
Hast du beide Akkus einzeln abgesichert, fliegt im Problemfall die Sicherung, wenn du einen vollen, mit einem leeren Akku zusammenschaltest. Ohne Sicherung kannst du dann grillen, oder es stirbt eine Zelle.
Ich würde auf jeden Fall dauernd parallel schalten. Sei es auf Zellenebene oder zwei komplett aufgebaute Batterien.

[fignon83]

Die Einstellungen der BMS müssen dann natürlich gleich sein. Allerdings sollten beide Packs beim Zusammenschalten auch die gleiche Spannung haben

So hatte ich mir das auch gedacht.

Probleme kann es eventuell geben, wenn ein Pack wegen Zellenschieflage abschaltet und das zweite Pack weiter lädt.

Aber was könnte da passieren? Angenommen, der eine macht wegen zu großer Differenzspannung der Zellen schon bei 13,8V zu, das BMS der anderen Batterie lädt voll bis 14,2V. Und dann? Dann haben die Batterien unterschiedliche Spannung, was passiert dann? Sobald die Differenzspannung der einen Batterie wieder im Lot ist, fängt die an, die andere etwas leerzusaugen, bis beide von mir aus auf 14V stehen? Das ist doch bei parallel geschalteten Bleibatterien auch nicht anders?

Ein Batterie Umschalter 1-2 Both ist gefährlich.

Ich glaube, hier ist was missverständlich rüber gekommen. Den normalen 1,2,3,both,off-Schalter habe ich schon lange rausgeschmissen. Ich habe einen, der schaltet auf Stufe 1 de Verbraucherbatterie (bzw. in diesem Fall beide parallel geschalteten Lifepo4), auf Stufe 2 werden wieder die beiden Verbraucherbatterien und die (Blei-) Starterbatterie geschaltet, aber nicht both im alten Sinn. Erst auf Stufe drei werden die Verbraucherbatterie (bzw. Batterien) parallel mit der Starterbatterie geschaltet, falls die mal schwächelt (musste ich letzens sogar mal machen).
Was ist da jetzt dran gefährlich?

Akkus einzeln abgesichert

Wie schon geschrieben, das habe ich direkt im Gehäuse vorgesehen.

Ich würde auf jeden Fall dauernd parallel schalten.

Das mache ich jetzt dann auch. Es sei denn, es spricht noch was dagegen.

[Oldskipper]

Thema leere vs volle Batterie:
Bleibatterien brechen bei Belastung in der Spannung ein. Lifepo macht das nicht. Dadurch sind die Ausgleichsstöme erheblich. Insbesondere zwischen zwei Lifepo.
Allerdings sollte auch da das BMS eingreifen. Lade, bzw Entladestrombegrenzung ist das Stichwort.
Eigentlich kann nichts schief gehen.

[fignon83]

ok, dann wage ich es. Aber erst nach dem Winter. Aber wenn ich in prc noch was bestellen müsste, müsste ich bald bestellen.

[fignon83]

Lade, bzw Entladestrombegrenzung ist das Stichwort.

Dazu habe ich noch eine Verständnisfrage:
Als Default-Werte sind in den BMS jeweils 375 A eingetragen. Theoretisch könnte ich die Menge ja bei der Entladung ja gebrauchen (Anlaufstrom Ankerwinde, BSR, falls die Blei abdankt, usw). Das BMS lässt ja sogar kurz bis zu 750A durch, abgesichert sind die LiFePo4 mit 300A.

Es sollte doch reichen, wenn ich nur den Ladestrom bei beiden begrenze. Der Mppt schickt max. 30A, das B2B max 30A, das 230 Netzteil 30A (was wiederum über den B2B läuft) un die LimA max 60 A (die auch über das B2B läuft). d.h. der max Ladestrom sind nur 60A.

D.h., wenn ich bei beiden Batterien nur den Ladestrom auf z.B. 100A begrenze, kann doch eigentlich nichts passieren. den Entladestrom kann ich auf 375 A lassen.
Richtig gedacht?

[Oldskipper]

Zitat von fignon83

Dazu habe ich noch eine Verständnisfrage:
Als Default-Werte sind in den BMS jeweils 375 A eingetragen. Theoretisch könnte ich die Menge ja bei der Entladung ja gebrauchen (Anlaufstrom Ankerwinde, BSR, falls die Blei abdankt, usw). Das BMS lässt ja sogar kurz bis zu 750A durch, abgesichert sind die LiFePo4 mit 300A.

Es sollte doch reichen, wenn ich nur den Ladestrom bei beiden begrenze. Der Mppt schickt max. 30A, das B2B max 30A, das 230 Netzteil 30A (was wiederum über den B2B läuft) un die LimA max 60 A (die auch über das B2B läuft). d.h. der max Ladestrom sind nur 60A.

D.h., wenn ich bei beiden Batterien nur den Ladestrom auf z.B. 100A begrenze, kann doch eigentlich nichts passieren. den Entladestrom kann ich auf 375 A lassen.
Richtig gedacht?

Das würde ich auch so sehen. Allerdings vermute ich, dass die Begrenzung die Ladung abschaltet, ein paar Sekunden wartet und dann wieder einschaltet und wiederum abschaltet usw.
Das ist eine Abschaltvorrichtung und keine Ladestromregelung.
Da der Strom aber unter normalen Bedingungen keine so hohen Werte erreicht, sollte das genügen um Schaden zu vermeiden.

[holgerw]

Also wenn beide Lifepo einen eigenen BMS haben, solltest du Sie problemlos erst dann zusammenschalten, wenn diese auch auf ähnlicher Spannung liegen. Einen Umschalter mit BOTH würde ich hier aus diesem Grund NICHT einbauen. Eher dann jeweils einen Schalter um im Problemfall jeden Akku trennen zu können. Der Ladestrom wird von den BMSessen jeweils überwacht und bei Überladung oder Unterladung wird jeder Akku im Bedarf einzeln von denen abgetrennt werden.

So weiss jedes BMS auch wann der jeweilige Akku voll ist. Nach Aussen treten Sie dann als gemeinsame Gleichspannungsquelle auf. Den gemeinsamen Shunt solltest du dann noch mitteilen welches die addierte Kapazität der Akkus ist damit er dann auch klarkommt.

LG

[fignon83]

Einen Umschalter mit BOTH

Nochmal: der Schalter hat eine Booth, damit werden/können die Verbraucherbatterie(n) im Notfall die Starterbatterie versorgen. Ich glaube nicht, dass das einen Einfluss hat, ob ich nun ein oder zwei Liefepos als Verbraucherbatterie einsetze.
Einen separaten Trennschalter für jede LieFepo habe ich nicht. Abe jederzeit Zugriff auf den Sicherungshalter. DInd dann blieben noch der Hauptschalter und das BMS als Eingriffsmöglichkeit. Ich denke, das sollte als Redundanz reichen.

Den gemeinsamen Shunt solltest du dann noch mitteilen welches die addierte Kapazität der Akkus ist damit er dann auch klarkommt.

Yepp, so wollte ich das machen. So steht es auch im Manual des BMs.

[tritonnavi]

Ich würde beide LiFe ständig parallel geschaltet lassen.

Die überlastest du sehr wahrscheinlich nicht.

Für Start- und BSR-zwecke sind die aber wirklich nur im Notfall ein zu setzen, denn, je nach Installationswiderstand, können Starter- oder BSR-Motoren dadurch schnell überlastet werden.

[fignon83]

Genauso so wollte ich es halten. Kannst du bitte das mit dem Installationswiderstand verdeutlichen, was es damit auf sich hat?

[menschmeier]

....Anlasser und Bugstrahlruder E-Motore in 12 V Ausführung, arbeiten mit ca. 11 V Spannung, weil, das ca. eine V aufgrund von Kabel und Verbindungsstellen Widerständen als Spannungsverlust abfällt.
Die LifePO4 und große Kabelquerschnitte aber sichern eine Weile ihre volle Spannung, das führt dann zur erhöhten Leistungsaufnahme dieser E-Motoren, womit dessen verschleiß wächst.

[fignon83]

ah, ok, dann ist mit Installationswiderstand das gleiche gemeint, was schon in einem anderen Thread als Innenwiderstand bezeichnet wurde. Ich dachte, das wäre wieder was anderes.

Starter und BSR sind so konzipiert, dass deren Anschlussspannung im Betrieb auf ca 11-10V absinkt, was bei korrekt dimensionierten Bleibatterie nahezu immer gegeben ist.
LiFe haben grundsätzlich eine höhere (Ruhe-)spannungslage als Bleibatterien und sie haben einen spezifisch geringeren Innenwiderstand.

[tritonnavi]

Zitat von fignon83

ah, ok, dann ist mit Installationswiderstand das gleiche gemeint, was schon in einem anderen Thread als Innenwiderstand bezeichnet wurde. Ich dachte, das wäre wieder was anderes.

Ne, der Innenwiderstand ist meist für Akkus (Spannungsquellen) reserviert. Für Akkus wird häufiger der Innenwiderstand vom Hersteller angegeben.

Der Installationswiderstand ist der andere Teil (die Installation zwischen Batterie und Verbraucher) bis zum Verbraucher, der ebenfalls für einen Spannungsfall bei Stromfluss sorgt.

LiFe haben einen relativ kleinen Innenwiderstand.
Dazu kommt, dass sie bei ca gleichem Ladezustand wie Bleibatterien, eine höhere Spannungslage besitzen.
Die Spannung ist also grundsätzlich schon etwas größer und zusätzlich wird sie bei Belastung nicht so sehr fallen.

Wenn man also einen recht geringen "Installationswiderstand" (Kabel, Kontakte, Sicherungen usw) hat und von Blei auf eine LiFe ca vergleichbarer Kapazität umstellt, kann der Starter- oder der BSR-Motor mit zu viel Spannung betrieben werden, was zu erheblich höherer thermischer Belastung des Motors führt.

Wenn man z.B. eher dünnere und längere Kabel zwischen Batterie und Verbraucher hat, ist ein größerer Installationswiderstand vorhanden und es wird dann ein größerer Teil der Spannung (und damit auch der Leistung) über die "Installation" verbraten, wodurch die eigentliche Eingangsspannung des aktivierten Motors geringer ausfällt.

Anders herum: wenn die Spannung am aktivierten Motor bereits mit Bleibatterien nur im Bereich von gut 9V taumelt, macht man mit LiFe nichts falsch....

[Oldskipper]

Lifepo haben aber auch ein BMS. Und das BMS hat einen Maximalstrom. Je nach Größe des Bootes und des verbauten Bugstrahlruders, liegt der Strom mal schnell über dem Limit. Ich habe zwei Strahlruder. Die ziehen gerne mal 800A zusammen. Das geht mit Lifepo nur, wenn man das BMS brückt. Theoretisch machbar, besser man hat separate Bleibatterien fürs Strahlruder.

Das mit dem Spannungseinbruch ist beim Betrieb des Strahlruders nicht so wichtig. Da geht auch bei 12V nichts kaputt. Das Problem ist der Einschaltmoment. Wenn die Spannung da nicht einbricht, geht das Drehmoment ins Uferlose. Erhöhter mechanischer Verschleiß ist die Folge. Wenn der Propeller einmal läuft, ist selbst etwas Überspannung kein Problem.
Oftmals wird eine Spannung von 10-11V, im Betrieb gemessen, als Referenz angegeben. Wenn das der Fall ist, ist die Spannungsquelle weich genug, so dass beim Einschalten ein entsprechender Spannungseinbruch gewährleistet ist.
Moderne Bugstrahler haben das Problem nicht. Die sind stufenlos regelbar und laufen sanft an. Eine zu große Batterie, auch Blei, ist auch nicht zielführend. Normalerweise steht eine min und eine max Größe in der Anleitung.
Übrigens gilt das auch für die Starterbatterie. Ist die zu stark, leidet der Anlasser. Das ist das gleiche Prinzip.

[fignon83]

Das geht mit Lifepo nur, wenn man das BMS brückt

Warum nimmst du denn nicht ein passendes BMS? Selbst das 300A kann/soll ja kurz 1000A abkönnen. Die Frage ist, wie lange, Ich habe mal in einem amerikanischen Forum gelesen (und ich finde es nicht mehr...) das man den default Settings locker trauen kann und über längeren Zeiträume (ich weiß nicht mehr, wie lange, jedenfalls länger als man ein BSR benutzen sollte) entsprechend belasten könnte. Bei meinem 250A BMS sind da 600Aals Standard-Wert angegeben, bei deinem 300A 1000 oder 1200, bevor das BMS aussteigt. Jedenfalls habe ich das bei meinem BSR mal mit der Lifepo probiert (Vetus BSR, 12V 350A) und das klappte problemlos.
Werde das mit dem Strom ohnehin nie wirklich 100% begreifen. Warum z.B. steht im BSR Manual, dass der Motor 350A zieht und es wird eine 250A Sicherung empfohlen? Und bei mir ist eine 150A Sicherung vom Vorbesitzer verbaut. Und dennoch klappt alles.

[Oldskipper]

Das Problem:
Für kurz mag das gehen. Brauche ich das wirklich mal länger, brauche ich das das BSR dann vermutlich auch dringend. Möchte nicht, dass ich in so einer Situation raus bekomme, wie lange das BMS das mit macht.
Ausserdem erscheinen mir die Zellen mit M6 etwas zu popelig, für so hohe Ströme. Die Busbars sehen auch nicht so aus, als könnten sie 800A ab.

Ausserdem läge ich da schon ausserhalb der Spezifikation von 2C Entladestrom für max 30 Sekunden.
Ich habe 2 Blei drin, jeweils direkt am Strahler. Die sind zudem parallel geschaltet und dienen auch noch als Starterbatterie. Preiswert und gut. Ich kann beide Strahler gleichzeitig laufen lassen und somit auf der Stelle drehen oder traversieren. Tatsächlich benutze ich die nur sehr selten. Hauptsächlich zum rückwärts fahren und zur feinjustage in engen Boxen. Prima sind die Dinger, wenn man mal einen Anleger versaut. Kommt ab und an mal vor.