Stromversorgung Modellschiffsdrohne 12V, 54A Parallelschalt

Das man die Zellen zum laden nicht parallel schltet sollte wohl klar sein. Das Problem mit einer einer Defekten Zelle tritt auch vor allem direkt nach dem zusammenschalten auf. Die größe des Ausgleichsstroms ist dabei auch relativ nebensächlich, denn die Akkus sind voll, und entsprechend ist jeder Strom der in die Akkus hineinfließt zu viel. Selbst bei weniger als C/10 ist das ein Problem.

Bei defekten Zellen gibt es beide Versionen:
Hochohmige Zellen -> Das eine Pack wird wirkungslos, ist aber noch harmlos.
Kurzschluß in der Zelle -> Probleme mit Ausgleichsstrom.

Ich würde es so machen, das eine Schaltung erst tested, ob die Spannungen der einzelen Akkupacks fast gleich ist, und dann per LEDs ein OK/Fehler signalisiert. Dann können die Akkus per Schalter oder Stecker zusammengeschaltet werden.

Zitat:

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Das man die Zellen zum laden nicht parallel schltet sollte wohl klar sein.

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Nein, genau das ist mir eben nicht klar. Wenn die Akkus oder Zellen beim Laden parallel geschaltet sind, bekommen sie zwangsläufig alle dieselbe Ladespannung und werden auf dieselbe Spannung aufgeladen.
Genau das will man doch eigentlich.

Zitat:

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Kurzschluß in der Zelle -> Probleme mit Ausgleichsstrom.

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OK, dann hat der Akku mit der kurzgeschlossenen Zelle aber die niedrigere Spannung.
D.h. die anderen 5 ganzen Akku würden den eh schon kaputten Akku überladen und dabei selber jeweils nur 1/5 des gesammten Ausgleichstrom liefern.
Das heisst der eh schon kaputte Akku geht noch mehr kaputt und das ganze ist ein Problem der Reihenschaltung der Zellen innerhalb eines akkus und nicht die Parallelschaltung der Akkus.

Zitat:

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Ich würde es so machen, das eine Schaltung erst tested, ob die Spannungen der einzelen Akkupacks fast gleich ist,

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Wenn sie schon beim Laden parallel geschaltet sind, ist die Spannung doch zwangsläufig gleich.

Von recycle:

Zitat:

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In was wandelt der Innenwiderstand die viele Leistung denn um, wenn nicht in Wärme? In Erdbeertorte mit Schlagsahne?

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Wie wär's mit lesen? Ich zitiere mich:

Zitat:

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Alternativ: P = R * I², d.h. wenn der Strom groß ist, fällt an R viel Leistung ab. R ist der Innenwiderstand der Akkus. D.h. Akkus werden beim parallelschalten nicht warm -> alles in Ordnung.

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Ich habe explizit geschrieben, dass man nicht alles nachplappern soll, was man mal gelesen hat. Ich schlage vor, dass DU dir zwei Metallschienen und einen Haufen NiMh Akkus nimmst und diese parallel schaltest. Dürfen auch gerne 0,1V Unterschied haben. Das ist für baugleiche Akkus mit gleichem Ladezustand sehr viel! Wenn du das gemacht hast, darfst du weiter schwallen.
Von recylce:

Zitat:

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Nein, genau das ist mir eben nicht klar. Wenn die Akkus oder Zellen beim Laden parallel geschaltet sind, bekommen sie zwangsläufig alle dieselbe Ladespannung und werden auf dieselbe Spannung aufgeladen.
Genau das will man doch eigentlich.

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Dachte ich auch mal. Ist aber nicht. Wenn die Temperatur der Zelle beim Ladeende steigt, dann sinkt die Spannung! Deswegen -DeltaU, dU/dt==0 usw. als Ladeschlusserkennung. Ach ja, du hast nicht einen Satz aus meinem Beitrag verstanden. Ich zitiere mich:

Zitat:

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Nur beim Laden *kann* es zu Problemen kommen (negativer differentieller Widerstand), deswegen würde ich die Packs getrennt laden.

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Von Netzman:

Zitat:

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@avion, bevor man groß redet sollte man sich mal die Fakten vor Augen führen: selbst billige NiMh-Packs mit bedeutend kleineren Kapazitäten können Ströme von leicht 60A liefern, ergo ist der Innenwiderstand bedeutend kleiner als 1 Ohm.
Bei den erwähnten 9Ah Packs wird der Innenwiderstand noch kleiner sein, bedingt durch die größere Bauart.
Hängt man nun 2 geladene Packs zusammen, die angenommen 1V Potentialdifferenz haben, fließt in einen Akku mehr als 1/10C rein, was ein gesunder Ladestrom wäre. Das geht natürlich zu Lasten der möglichen Ladezyklen.

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Warum schreibe ich das mit dem sinnlos nachplappern überhaupt? Größenordnung Innenwiderstand NiMh Zelle ~100mΩ bei AA. Bei einer HHR900D minimal 3.5mΩ. Wenn die Akkus nicht warm werden, ist alles in Ordnung! Mess den Strom meinetwegen. Aber plapper doch nicht so einen Blödsinn!

Von Grusim:

Zitat:

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Na bei 12V mit 54Ah (deine 10Packs halt) kannst du dir auch eine vernünftige Blei-Gel-Akku einbauen, weil dürfte einfacher sein zum laden, 2.) bezahlbarer, und 3.) vermutlich sogar im Gewicht und Platz sparender sein.

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Das habe ich auch mal gedacht. Bis ich es mir durchgerechnet habe. Li-ion Akkus sind heute so unglaublich billig! Und einfach zu laden, nicht wie NiMh. Der größte Vorteil: 100%DOD ohne Schwächen! Schau dir die Preise von 18650 Zellen auf dealextreme an.

@Fischerments
Wir sind jetzt preislich schon bei 1900€. Da braucht man ein Battery Management System. So ein großes Pack muss aktiv ausgeglichen werden, Überstromabschaltung, Unterspannungsabschaltung, Überspannungsabschaltung gehört alles dazu. Jeder dieser Fehler führt zu einem defekten System. Das sind dann 1900€ Wirtschaftsförderung.

NiMh ist übrigens vollkommen ungeeignet (Ladeverfahren, keine floatcharge, viele Zellen). Blei ist bei einem geschlossenem Roboter auch nicht angebracht (Gasen, depth of discharge). Am sinnvollsten ist Li-ion technik. Ein BMS brauchst du in jedem Fall.
Ich bezweifel, dass du mit deinem aktuellen Wissensstand ein vernünftiges System auf die Beine stellst. Also entweder kleine Brötchen backen, oder machen lassen, oder vernünftig informieren. Aber letzteres nicht hier im Forum. batteryuniversity.com und google haben gute Informationen zu Akkusystemen.

@avion23

Zitat:

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Wie wär's mit lesen? Ich zitiere mich:
Zitat:

Zitat:

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Alternativ: P = R * I², d.h. wenn der Strom groß ist, fällt an R viel Leistung ab. R ist der Innenwiderstand der Akkus. D.h. Akkus werden beim parallelschalten nicht warm -> alles in Ordnung.

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Ich habe explizit geschrieben, dass man nicht alles nachplappern soll, was man mal gelesen hat. Ich schlage vor, dass DU dir zwei Metallschienen und einen Haufen NiMh Akkus nimmst und diese parallel schaltest. Dürfen auch gerne 0,1V Unterschied haben. Das ist für baugleiche Akkus mit gleichem Ladezustand sehr viel! Wenn du das gemacht hast, darfst du weiter schwallen.

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Richtig, du hast explizit geschrieben, dass man nicht alles nachplappern soll.
Aber:
a) wenn kratzt das? Falls du irgendwelche Befugnisse hast mir Vorschriften zu machen, lasse sie sich mich bitte sehen, ansonsten vergiss es einfach.
b) Gerade weil ich nicht alles ungeprüft nachplappere hinterfrage ich ja deine Aussage, bzw. zweifle sie an.

Zitat:

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Alternativ: P = R * I², d.h. wenn der Strom groß ist, fällt an R viel Leistung ab. R ist der Innenwiderstand der Akkus. D.h. Akkus werden beim parallelschalten nicht warm -> alles in Ordnung.

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Was ist das für eine Argumentationskette?
Die Formel für die Leistung ist richtig, aber solange P auch unbekannt ist, sagt sie nichts über die Höhe des fliessenden Stroms aus.

Der Innenwiderstand Ri ist beim Akku eigentlich nur ein Modell für die chemischen Vorgänge die sich hier tatsächlich abspielen.
Dieses Modell triff aber auch darin zu, dass sowohl Lade- als auch Entladestrom zur Erwärmung des Akkus führen.
Dein Rückschluss, dass der Akku nicht warm wird wenn Strom fliesst, ist also falsch.

Vielleicht wolltest du aber auch nur ausdrücken, dass der Akku sich nicht stark erwärmt, weil nur ein geringer Strom fliesst oder wenig Leistung umgesetzt wird.
Dann taugt deine Argumentation leider immer noch nichts, weil du weder eine quantitative Aussage zur Höhe des Stromes noch zur Leistung beim parallelschalten zweier Akkus machst.

Sprich du trittst auf wie Graf Rotz, unterstellst einer Menge Leute, dass sie ahnungslos Unsinn nachplappern und lieferst als Beweis selber zusammenhangloses Geplapper.

Zitat:

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Ach ja, du hast nicht einen Satz aus meinem Beitrag verstanden. Ich zitiere mich:

Zitat:

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Zitat:
Nur beim Laden *kann* es zu Problemen kommen (negativer differentieller Widerstand), deswegen würde ich die Packs getrennt laden.

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Und wo ist der Unterschied, ob ich einen Akku über ein Ladegerät oder über einen anderen Akku mit höherer Spannung auflade?
Mit dieser Aussage widersprichst du dir selber.

Zitat:

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Ich schlage vor, dass DU dir zwei Metallschienen und einen Haufen NiMh Akkus nimmst und diese parallel schaltest. Dürfen auch gerne 0,1V Unterschied haben. Das ist für baugleiche Akkus mit gleichem Ladezustand sehr viel!

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Zitat:

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Bei einer HHR900D minimal 3.5mΩ.

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OK, dann stellt die Zelle mit der höheren Spannung gegenüber der anderen Zelle eine Spannungsquelle mit 0,1V dar. In Reihe dazu liegen die Innenwiderstände beider Zellen.
Wenn wir dann mal Herrn Ohm bemühen ergibt sich aus I=U/R ein Ladestrom von:
0,1V / 0,007Ω = 14,3 A : kein besonders gesunder Ladestrom für eine Zelle mit 9000mAh.
Faustregel wäre mit C/10 0,9A.

Wir reden aber hier von 6 Akkupacks die Parallel geschaltet werden.
D.h. wenn nur einer davon eine niedrigere Spannung hat liegn die Innenwiderstande der anderen 5 Zellen parallel zueinander.
Damit ergibt sich für die parallelen 5 Zellen ein Innenwiderstand von 0,7mΩ.

0,1V / (0,0007 + 0,0035)Ω = 23A : selbst für Schnellladefähige Akkus etwas viel.

Diese hohen Ausgleichströme treten nur kurzzeitig auf, daher wird die Zelle sicherlich nicht glühend heiss. Aber bei jedem mal stirbt sie ein bisschen mehr.

Das was ich hier berechnet und gesagt habe, mag ja falsch sein. Wenjn du es widerlegen kannst, tu dir keinen Zwang an - dann aber bitte mit Argumenten und nicht mit "ihr seid alle doof, nur ich bin schlau" - Phrasen.

Zitat:

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Also entweder kleine Brötchen backen, oder machen lassen, oder vernünftig informieren. Aber letzteres nicht hier im Forum.

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Glückwunsch, wenigstens ein Treffer. Den Beweis dass nicht alles was hier im Forum gepostet wird Hand und Fuß hat, hast du tatsächlich schlüssig und nachvollziehbar geliefert ;-)

Noch einmal zum Problem beim Laden:
Neben dem Problem mit der ungleichen verteilung des Stromes hat man noch ein zweites wenn man alle Zellen Parallel lädt: Bei dem dann kleinen Ladestrom funktioniert die Abschaltung nach der Zellspannung einfach nicht mehr richtig. Die vollen Zellen erwärmen sich nicht so stark und der Spannungabfall wird kaum meßbar. Es geht also zum einen nicht parallel zu laden, und laden mit weniger als etwa C/2 geht auch nicht richtig, weil man kaum zuverlässig abschalten kann.

Die Argumentation von Avion zum Ausgleichstrom ist einfach falsch. Wenn der innenwiderstand den Strom begrenzt, wird der auch heiß. Auch wenn der Strom eher klein bleibt, ist er ein problem, denn damit wird ein schon voller Akku weiter geladen.
Was einen hier retten kann, ist das der Innenwiderstand bei einem vollen Akku anfangs recht hoch ist, bis die Spannung auf etwa 1,3 V abgefallen ist. Außerdem sinkt die Spannung anfangs ja recht schnell. Wenn alles richtig ist, solle der Spannungunterschied ja auch klein sein. Das Problem ist eher der Fall wenn ein Pack nicht geladen, oder zu heiß (frisch geladen) ist.

Beim Fall einer defekten Zelle ist es die Kombination aus Reihen und Parallelschaltung, die Probleme macht. Leider wird dadurch dann nicht nur die eine ohnehin schon defekte Zelle geschädigt, sondern vor allem die 9 anderen die dazu in Reihe sind.

Mit einem at Avion aber recht: bei der größe sollte man ein Batterymanagement haben, egal ob NiMH oder Lithium basiert.

Was dabei interessant wäre, wie viel Strom wird eigentlich gebraucht ? Vielleicht käme ja auch eine ganz andere Energiequelle in Frage (Solar, Verbrennungsmotor, Sterlingmotor, Thermogenerator). Gerade bei einem Boot sollten ein paar kg mehr auch nicht so schlimm sein.

Zitat:

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Sprich du trittst auf wie Graf Rotz, unterstellst einer Menge Leute, dass sie ahnungslos Unsinn nachplappern und lieferst als Beweis selber zusammenhangloses Geplapper.

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Yeph, frech wie Graf Rotz stimmt. Ich kann es nicht leiden, wenn die selben falschen Informationen immer weiter gegeben werden.

"D.h. Akkus werden beim parallelschalten nicht warm -> alles in Ordnung. "
Auführlicher: Energieerhaltungssatz gilt. P = R * I², die Leistung muss irgendwo hin. Hier haben wir chemische und Wärmeenergie zur Verfügung. Akku voll -> Chemische Energie fällt aus, Wärme bleibt über. Wenn man dann Akkus parallel schaltet wird die Verlustleistung in Form von Wärme frei. Ist keine Erwärmung feststellbar, dann kann auch die Leistung oder Zeit nicht kritisch sein. Ich schließe sozusagen von einem kleinen Delta W = P * t auf ein kleines P oder t. Und dann ist die Welt wieder in Ordnung.

Zitat:

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Und wo ist der Unterschied, ob ich einen Akku über ein Ladegerät oder über einen anderen Akku mit höherer Spannung auflade?
Mit dieser Aussage widersprichst du dir selber.

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_Das_ ist ein sehr großer Unterschied. Ein Ladegerät hört auf zu laden, wenn der Akku voll ist. Zumindest sollte es das, sonst ist es kein vernünftiges Ladegerät.
Und jetzt ausführlich. Beim Laden steigt die Spanung bei Ni* zuerst an. Größenordnung 1,4V - 1,55V. In dieser Zeit wird elektrische Energie in chemische Energie umgesetzt, genau das was wir wollen. Diese Spannung bleibt lange Zeit praktisch unverändert. Von ihrer Höhe kann nicht auf den Ladezustand geschlossen werden. Mit zunehmenden Ladezustand kann aber weniger elektrische Energie in chemische umgesetzt werden. Die überflüssige Energie wird in Wärme umgesetzt. Durch die Erwärmung steigt der Innendruck. Durch den gestiegenen Innendruck sinkt die Spannung (diesen Zusammenhang habe ich nicht verstanden). D.h. man kann von dem Spannungsverlauf auf die Innentemperaturentwicklung schließen. Eine signifikante Temperaturentwicklung kann übrigens nur auftreten, wenn der Strom auch hoch genug ist. Deswegen wird mit mindestens C/3 geladen weil sonst diese Ladeschlusserkennungen versagen.

Jetzt der parallele Fall. Akkus sind absolut identisch -> alles ok. Ein Akku ist etwas weniger voll als der andere. Dann ist der vollere zuerst fertig und seine Spannung sinkt. Dadurch nimmt er mehr Leistung auf. Dadurch steigt die Temperatur. Dadurch sinkt die Spannung. Dadurch nimmt er mehr Leistung auf... D.h. er übernimmt fast die gesamte Leistung die das Ladegerät liefern kann.

Ich hoffe, das war klar formuliert. Ich halte es für sinnlos die Dinge wieder und wieder zu erklären, wenn google reichen würde. Deswegen schreibe ich normalerweise nur kurz ein paar Stichworte. Derjenige der es liest kann sich die Informationen bequem mit google zusammen suchen - von Leuten, die viel besser erklären können als ich. Nur hier in diesem Thread war wieder einmal geballtes Unwissen zu lesen.

Zitat:

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0,1V / (0,0007 + 0,0035)Ω = 23A : selbst für Schnellladefähige Akkus etwas viel.

Diese hohen Ausgleichströme treten nur kurzzeitig auf, daher wird die Zelle sicherlich nicht glühend heiss. Aber bei jedem mal stirbt sie ein bisschen mehr.

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U = R*I, das stimmt. Wir sprechen hier aber von Akkus. Deren Leerlaufspannung steigt extrem schnell an, und fällt auch extrem schnell wieder. Die real existierenden Ströme sind wesentlich kleiner.
Warum probierst du es nicht einfach aus?
Übrigens sind das tolle Zellen, die sich hier jemand herausgesucht hat. Die würde ich ohne zu zögern mit 2C laden, vielleicht auch mehr. Wohlgemerkt dauerhaft. Kurzzeitig verkraften die wesentlich mehr.

Akkus sterben übrigens nicht durch hohe Ströme. So weit ich weiß hat das nur eine Überhitzung oder Durchbrennen der Stromleiter zur Folge. Genau das tritt in der Praxis selten auf bzw. ist leicht zu überprüfen.
Viel größer ist das Risiko von Überladung und Unterladung. Unterladung enthält oft auch ein verpolen. Bei vielen Zellen in Serie muss theoretisch jede einzelne Zelle überwacht und balanciert werden. Bei NiMh wird das schnell viel Aufwand. Das wird es praktisch mit Ausgleichsladung kompensiert. Zusammen mit der schlechten Ladeschlusserkennung ist Li-ion viel sympathischer.

Ich sehe jetzt zwei Möglichkeinten zum Parallelschließen:

---- Wenn ich an jeden +Pol eines Akkupacks einfach eine Schottkey-Diode anbringe, welche entsprechende Ströme aushalten kann, oder? Die ladung erfolgt getrennt
Wie ist das mit dem Spannungsabfall? 0,5 Volt kann man doch ertragen , oder?

----- Sicherung/Polyswitch mit max10A an den +Polen, dann Parallelschaltung
Wenn ich das mit 6 Packs mache, könnte ich ja auch 60A ziehen? (Ich brauche denke ich mal insgesamt 11 oder 12A)

Sind eine der beiden Lösungen Nachhaltig?

Klar, ich bin nicht vom Elektro-Fach, komme aus dem Bereich Vermessung und Geoinformatik, darum melde ich mich ja auch in diesem Forum.

Hab ich das richtig mit dem Ausgleichungsstrom begriffen:

Ich messe an zwei Packs eine Differen von 0,5 V, der Innenwiderstand einer Zelle im Pack ist 0,0035 Ohm. Da 10 Stück in Serie geschaltet sind, ist der Innenwiderstand 0,035 Ohm. Dann: U=R*I -> I =14,3A Belastung pro Zelle? (Ca.)

Hallo!

@ Fischerments

Du hast im Titel geschrieben, dass der Stromverbrauch ca. 54 A seien wird. Wenn du 6 Packs paralell schaltest, sind es bei gleichmessiger Verteilung ca. 9A pro Pack, was auf einer Diode mit Spannungsabfall in Flußrichtung ca. 4,5 W in Wärme umgewandelnde Leistung bedeutet. Ich denke, dass wenn die Diode im umfliessendem Wasser plaziert wird, hält sie es mit kleinem Kühlkörper locker aus.

Wenn die Akkus nur den Antrieb versorgen sollen und keine Schaltungen, die stabile Spannung brauchen, ist die 0,5 V unbedeutend.

Die Lösung mit Sicherung/Polyswitch finde ich nicht gut weil sie nicht zufährlessig ist. Wenn ein Pack abgeschaltet wird, werden die übrigen mehr belastet, was eine Kettenreaktion bis zum Abschalten allen Packs auslösen könnte.

Deine Rechnung des Ausglechstromms stimmt. :)

MfG

Hallo

Zitat:

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Du hast im Titel geschrieben, dass der Stromverbrauch ca. 54 A sein wird.

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Weitere Angaben hat er verweigert. Das ist es nun wirklich nicht wert, dass ihr euch hier deswegen gegenseitig anmacht. Laßt ihn sein Schiffchen doch einfach lostuckern...

Gruß

mic

Ein W-Lan Router, der serielle Signale in IP-Signale umrechnet wird noch damit betrieben und ein Echolot.

Ein Batteriepack hat ja ehr mehr wie 12V, wenn ich dann die Dioden abziehe, werde ich ja auch auf mehr wie 12V kommen.

Dieser Ausgleichsschtrom, wenn die Zellen ausgegichen sind, also ohne Dioden, dann ist der Ausgleichungsstrom ja nicht verlorene Energie, oder?

Noch ne Frage zur Parallelschaltung: Nehmen wir mal an, ich habe das mit den Dioden eingebaut, ein Akku ist halb (4Ah), der andere Voll (9Ah)geladen. Jetzt wird er entladen, dann kann ich doch theoretisch 13Ah insgesamt ziehen, oder? D.h. er würde zuerst die Energie aus dem vollen Akku ziehen, sobald dann beide Akkus auf gleicher Spannungsebene sind, wird aus beiden Strom gezogen?