Teil 1: Parallelschalten eines vollen Bleiakkus 12V 100Ah mit einem leeren LiFePO4 12V 100Ah: Welcher Strom fließt beim Einschalten?

Ducatotreiber , der 23.4 ist knapp um und wo ist die Auflösung?

Auch auf Teil3 bin ich noch gespannt!

Gruß Markus

Diese ganze Theorie mit den idealen Zuständen ist ja ganz schön, aber hat sie irgend etwas mit unserer Praxis zu tun?

Noch ein Beispiel:

Wenn ich eine 100Ah Blei mit 100A belaste bricht ihre Spannung auf unter 12,2V zusammen. Die Frage ist jetzt, zieht eine leere 100Ah LiFePO bei 12,2V wirklich 100A, oder pendelt sich das Ganze irgendwo auf einen kleineren Wert ein?

Ich werde das ganze nach meinem Urlaub noch mal genau testen, jetzt hab ich Vorbereitungsstreß.

PS. Ich hab eine Strommeßzange.

Hallo Egon, bei meiner steht im Datenblatt, dass ich mit bis zu 3C laden darf. Ich muss nur auf die Spannumg achten und darf irgend was knapp unter 4V nicht überschreiten.

Macht bei 400Ah 1200A zulässiger Ladestrom!! Damit der fließt muss aber alles passen (Kabel, Übergänge, ...). Da bricht vorher die Spannungsquelle ein und dann begrenzt die zu kleine Spannung den Strom 😉.

Gruß Markus

Noch ein praktisch ermittelter Wert meiner billig 100Ah LiFePO.

Spannung direkt an der Batterie bei 25A Last = 12,6V und bei 50A = 12,3V.

Ergibt einen Innenwiederstand der Batterie in diesem Bereich von 12 mOhm.

Also weit weg von den Werten, mit denen hier immer gerechnet wird.

Ich zweifle deine Zahlen nicht an. Hast du an den Batteriepolen gemessen oder direkt an den Zellen?

Zwischen Polen und Zellen kann ein mittelmäßiges BMS mit happigem Innenwiderstand stecken.

Gruß Markus

Zum Aufsägen der Batterie sah ich bis jetzt noch keine Veranlassung. Ich wüßte jetzt auch nicht, welchen praktischen Nutzen das für mich hätte. Ich will solche Sachen benutzen, nicht erforschen.

Bei dem Preis wird wohl kein hochwertiges BMS verbaut sein. Hat natürlich auch kein Bluetooth. Und auf Grund der kleineren Bauform auch keine Standardzellen.

Mir geht es hauptsächlich darum, die extreme Bandbreite der Batterien aufzuzeigen, so daß ein veralgemeinern in der Praxis nicht viel Sinn macht, weil jeder an seinen Batterien zu anderen Ergebnissen kommen wird.

Ich denke hier liegt ein Missverständnis vor.

100Ah billig LiFePO4 ist nicht "DIE" LiFePO4 Technik.

In dieser Batterie kommt der größere Innenwiderstand nicht von der 4 Zellen sondern vom BMS (dünne Drähtchen, Leiterplatte mit noch dünneren Kupferbahnen und ein paar MOSFET Innenwiderstände). Da kann man dann aussen 35qmm Kabel anschließen wie man will, der Innenwiderstand ist damit kaputt.

Darum auch meine Rede. Nicht theoretisch rechnen (obwohl das auch interessant ist) sondern einmal mit dem richtigen Ersatzschaltbild rechnen und dann die Werte in die Rechnung eingeben die man gerade braucht (und wenn ein Widerstand halt gerade nicht da sein soll eben 0 Ohm (oder riesen groß falls er parallel liegt)).

Der Innenwiderstand einer guten LiFePO4 Zelle ist im Bruchteilbereich von Milliohm (bei 12V Batterie mit 4 multiplizieren). Der Rest des Innenwiderstands eine 12V LiFePO4 steuert dann die innere Verschaltung (hauptsächlich das BMS bei). Alle die ihre Systeme selber bauen können das gut nachmessen die anderen müssen es glauben (oder zur säge greifen). Zu dem gibt es noch zwei Arten von BMS. Die einen führen den Strom über dünnen Leiterplatten und MOSFETs und die anderen brauchen das alles nicht sondern "nur" einen sehr niederohmigen Relaiskontakt.

Ich denke die ganze kontroverse Diskussion kommt nicht vom Unwissen sondern von den grundsätzlich unterschiedlichen Annahmen der jeweiligen.

Gruß Markus

Hallo Ducatotreiber, entweder liege ich falsch oder du, da ich auf einen Strom von 341,75A im Einschaltmoment über das Trennrelais Relais berechne.

Damit wir nicht im freien Raum diskutieren hier meine Schaltung (ich denke das ist bei jeder Rechnung Pflicht, nur so sind alle auf der selben Seite)

Knoten und Maschenregel anwenden:

K1: I=I1+I2; M1: U=I1*R1+U1; M3: U=I2*R2+U2; M2: U1=-I1*R1+I2*R2+U2

Ein bischen rechnen:

I1=I-I2 (1) aus K1

I2*R2=U1+ I1*R1-U2 (2) aus M2

I2*R2=U1+(I-I2)*R1-U2 (3) aus 1 u. 2

I2*R2=U1+I*R1-I2*R1-U2 ==>

I2*R2+I2*R1=U1+I*R1-U2 ==>

I2*(R2+R1)=U1+I*R1-U2 ==>

I2=(U1+I*R1-U2)/(R2+R1)

Damit ist rechts alles bekannt und es kann gerechnet werden.

Mit U1=12,8V; l=180A; R1=7,2mOhm; U2=10,8V; R2=4,2mOhm

Ergibt sich I2=341,75A; I1=-161,75A; U=11,63V

Was sieht man in diesem Beispiel?

Motor läuft und Lima (ohne Innenwiderstand) lädt Starterbatterie (Strom ist hier nicht berechnet). In dem Moment wo die Leerlaufspannung 12,8V erreicht hat wird das Trennrelais geschlossen (damit das Beispiel berechnet werden kann (wie messen, keine Ahnung)). Jetzt passiert genau das was oben berechnet ist.

Die Spannung der Innenwiderstand freien Lima bricht auf 11,63V!! zusammen, die Lima brummt mit maximalem Strom vom 180A, die LiFePO4 nimmt 341,75A auf und wird geladen und die Starterbatterie bricht auf 11,63V an der Klemmen ein und wird mit 161,75A entladen. Am Trennrelais gibt es also einen gewaltigen Stromsprung im Einschaltmoment.

So meine Rechnung. Wer will darf mir einen Fehler nachweisen (aber nur mit schrittweisen Rechenweg).

Eigentlich rechne ich nicht so unsinnige Beispiele da man da extra Formeln aufstellen muss. Hätte man gleich die vollständigen Ansatz gewählt könnte man die für dieses Beispiel nichtrelevanten Werte einfach Nullen oder auf unendlich setzen .

Den vollständigen Ansatz liefert jetzt ja Ducatotreiber . Danke

Gruß Markus

Solche Ströme werden in der Wohnmobilpraxis nie auftreten, aber darum geht es hier ja auch nicht.

Mea culpa, ich habe mich verrechnet . Die Formel stimmt aber als ich das in den Taschenrechner getippt hatte war wohl der Tipteufel auf meiner Schulter.

Die Werte aus #49 sollten so heißen:
Statt ergibt sich I2=341,75A; I1=-161,76A; U11,63V
..sollte da stehen I2=289,12A; I1=-109,12A; U12,01V
die sind also viel näher an den Werten aus #48. Sorry

Mir haben die Zahlen keine Ruhe gelassen und habe versucht nachzurechnen (bin gescheitert, da zu lange her als das mal aktiv im Hirn war) .

Habe mich dann mal an meine alten WolframAlpha Account erinnert. Leider ist der ein nicht Pro-Account und damit stark in der Rechenzeit beschränkt. Das komplexe Modell hat er ein einziges Mal in der tiefen Nacht (da sin die Server wohl weniger belegt) berechnet aber eben nicht ganz vollständig. Die Formel sah gut aus aber die Randbedingungen wurden nicht erwähnt und auch keine Alternativen.

Habe mal alles was ich so berechnet hatte in ne Excel Datei gegossen um damit spielen zu können.

Aber rechnen ist ja nicht das Einzige was man kann um die Ströme zu ermitteln.

Die Uni von Colorado bietet z.B. so eine Webseite an um zu spielen (ist aber nix für Ingenieure, da keine idealen Bauteile verwendet werden und die Bauteile nur begrenzt vorhanden sind). Es kommt damit etwas heraus aber nicht das hier gewollte.

Also was Besseres gesucht und gefunden (link).

Versuch mit Testvorgaben

Also keinen Innenwiderstand des Generators, nur die zwei Batterien und deren Innenwiderstände. Da der Generator natürlich nicht bei 180A einknickt (ist ja ein verlustloser) fließen utopische Ströme. Aber in den ersten Millisekunden kann der sicher mehr als 180A.

Also mal den Innenwiderstand eingeschaltet und so gewählt, dass 180A rauskommen (wie das real aussieht konnte ich nicht nachlesen aber die Größenordnung zwischen 1 und 10mOhm könnte aber schon hinkommen).

Dann noch mal ein paar Lastwiderstände rein (die bewegen fast nicht) aber das EBL hat meiner Meinung nach einen nicht unerheblichen Innenwiderstand (den ich mit 20mOhm sicher viel zu klein angenommen habe).

Und schon dreht sich die Stromrichtung an der Starterbatterie um und die wird jetzt auch geladen (erstaunlich was die 20mOhm ausmachen).

Damit der eine oder andere damit spielen kann habe ich einen Link zu dieser Schaltung gesetzt (keine Ahnung wie lange der gültig bleibt). Leitungswiderstände mit einigen zehntel Volt Spannungsabfall ist sicher in dem einen oder anderen Schätzchen verbaut. Viel Spaß beim Experimentieren (z.B. mal nur 1,2mOhm als LiFePO4 Innenwiederstand und den der Bleibatterie um 4 mOhm erhöhen und die Leistung über dem EBL messen (200W Verlustleistung, da schmelzen alle Sicherungen (OK 10,8V für die LiFePO4 ist schon sehr klein))).

Wer will kann auch mit der Excel Tabelle spielen, habe sie aber nicht fertig gemacht als ich sah, dass das mit WolframAlpha nicht hinhaut und die Simulation zum gewollten Ergebnis führt.

So nun genug der Spielerei mit der Theorie und das Zusammenschalten von Batterien. Das Fazit dürfte sein, es kommt anders als so mancher Bauch fühlt und die Ströme und deren Richtung hängen von den kleinen Innenwiderständen extrem ab. Ducatotreiber will ja noch auflösen

Gruß Markus

excel gezippt (Stromformel.zip), Simulation zum Einbetten in Webseite (circuit-20240506-2203.circuitjs.txt), Lösungen von WolframAlpha: