DE049 Akkus parallel schalten - Topologienen und Verschaltungstechniken

Das Video beschreibt die Strategienen, wie man Akkus bzw. Batterien parallel schalten kann. Mit Hilfe von Simulationen werden die verschiedenen Anschlusskonfigurationen bewertet. Mit diversen Grafiken die möglichen Umsetzungen dargestellt.

In dem Video "Akkus über Kreuz verschalten" von Elektronik Extrem kann man auch einige Messungen zu der Parallelschaltungsproblematik sehen:

Für die Simulation der verschiedenen Schaltungen wurde der Online Simulator von Falstad verwendet:

Es wird auf ungünstige Verschaltungen ebenso eingegangen wie auf optimale Verschaltungen. Insbesondere werden die Topologien
- niederohmige Strombusbar bzw. Stromschiene
- sternförmiger Anschluss
- unterschiedliche Widerstände
- optimierte Strombusbar bzw. Stromschiene
- 2er Gruppen
besprochen.

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0:00 Einleitung
0:20 Inhalt
0:17 Hinweis
1:39 Video von Elektronik Extrem
2:04 Online Simulator
2:21 Allgemeine Hinweise zur Simulation
4:40 2 Akkus parallel, diagonaler Anschluss
5:35 2 Akkus parallel, einseitiger Anschluss
6:33 Problem, 5 Akkus parallel, diagonaler Anschluss
8:36 Problem, 5 Akkus parallel, mittiger Anschluss
9:29 Lösung, niederohmige Strombusbar 4x50mm
10:40 Lösung, niederohmige Strombusbar 8x50mm
11:49 Lösung, sternförmiger Anschluss
13:59 Lösung, unterschiedliche Widerstände
14:27 Lösung, optimierter Strombusbar
16:45 Lösung, optimierter Strombusbar, Aufbau
17:43 Lösung, 2er Gruppen
22:42 Zusammenfassung
24:07 Links zu anderen Videos

#Akku #Parallelschaltung #Topologie

Simulationdaten für 8 Akkus in 2er Gruppen:

$ 1 0.000005 10.20027730826997 23 5 43 5e-11
r -224 144 -128 144 0 0.00004
r -128 208 -128 144 0 0.0005
v -128 288 -128 240 0 0 40 3.4 0 0 0.5
r -368 -32 -224 -32 0 0.0005
r -224 208 -224 144 0 0.0005
v -224 288 -224 240 0 0 40 3.4 0 0 0.5
r -368 208 -368 144 0 0.0005
v -368 288 -368 240 0 0 40 3.668 0 0 0.5
w -368 144 -368 -32 0
w -368 288 -368 496 0
w -224 496 544 496 0
w -224 144 -224 96 0
w -128 320 -128 368 0
g -368 496 -368 512 0 0
r -224 320 -128 320 0 0.00004
r -368 496 -224 496 0 0.0005
370 -224 208 -224 240 1 0 0
370 -128 208 -128 240 1 0 0
370 -368 240 -368 208 1 0 0
370 96 208 96 240 1 0 0
370 0 208 0 240 1 0 0
r 0 320 96 320 0 0.00004
v 0 288 0 240 0 0 40 3.4 0 0 0.5
r 0 208 0 144 0 0.0005
v 96 288 96 240 0 0 40 3.4 0 0 0.5
r 96 208 96 144 0 0.0005
r 0 144 96 144 0 0.00004
370 320 208 320 240 1 0 0
370 224 208 224 240 1 0 0
r 224 320 320 320 0 0.00004
v 224 288 224 240 0 0 40 3.4 0 0 0.5
r 224 208 224 144 0 0.0005
v 320 288 320 240 0 0 40 3.4 0 0 0.5
r 320 208 320 144 0 0.0005
r 224 144 320 144 0 0.00004
370 544 208 544 240 1 0 0
370 448 208 448 240 1 0 0
r 448 320 544 320 0 0.00004
v 448 288 448 240 0 0 40 3.4 0 0 0.5
r 448 208 448 144 0 0.0005
v 544 288 544 240 0 0 40 3.4 0 0 0.5
r 544 208 544 144 0 0.0005
r 448 144 544 144 0 0.00004
w 96 320 96 368 0
w 0 96 0 144 0
w 224 96 224 144 0
w 320 320 320 368 0
w 544 320 544 368 0
w 448 96 448 144 0
r -224 96 0 96 0 0.00011
w 224 48 224 96 0
w -224 48 -224 96 0
w 96 368 96 416 0
w 544 368 544 416 0
r -224 48 224 48 0 0.00016
r 96 416 544 416 0 0.00016
w -224 -32 -224 48 0
w 544 416 544 496 0
p -176 240 -176 256 1 0 0
w -176 240 -128 240 0
w -176 288 -128 288 0
w -272 288 -224 288 0
w -272 240 -224 240 0
p -272 240 -272 256 1 0 0
p -48 240 -48 256 1 0 0
w -48 240 0 240 0
w -48 288 0 288 0
p 48 240 48 256 1 0 0
w 48 240 96 240 0
w 48 288 96 288 0
p 176 240 176 256 1 0 0
w 176 240 224 240 0
w 176 288 224 288 0
p 272 240 272 256 1 0 0
w 272 240 320 240 0
w 272 288 320 288 0
p 400 240 400 256 1 0 0
w 400 240 448 240 0
w 400 288 448 288 0
p 496 240 496 256 1 0 0
w 496 240 544 240 0
w 496 288 544 288 0
p -432 240 -432 256 1 0 0
w -432 240 -368 240 0
w -432 288 -368 288 0
w -432 256 -432 288 0
w -272 256 -272 288 0
w -176 256 -176 288 0
w -48 256 -48 288 0
w 48 256 48 288 0
w 176 256 176 288 0
w 272 256 272 288 0
w 400 256 400 288 0
w 496 256 496 288 0
w 544 288 544 320 0
w 448 288 448 320 0
w 320 288 320 320 0
w 224 288 224 320 0
w 96 288 96 320 0
w 0 288 0 320 0
w -128 288 -128 320 0
w -224 288 -224 320 0
r 224 96 448 96 0 0.00011
r 320 368 544 368 0 0.00011
r -128 368 96 368 0 0.00011

[Elektronik-EXTREM]

Danke fürs erwähnen. 😊😊😊
Sehr professionelle Simulation!💪👌
Ich habe alles ohne Simulator berechnet. 😅
Ich werde das Video hier in meiner Videobeschreibung implementieren.😊

Manchmal müssen sich die Ströme nicht so exakt gleich verteilen, kommt immer auf den Anwendungsfall an. Hier wäre aber alles perfekt erklärt - zu perfekt 😅 Am besten mit der Stromzange nachmessen, weil in der Praxis gibt es auch noch die Exenplarstreuung...

[waldemar]

Ich denke, dass das Problem überbewertet wird. Ich habe für mein fünf 12V 100AH Batterien ein Kupfersammelschiene mit 5 mal 25 mm verwendet. An diese Sammelschienen sind dann die Akkus mit den jeweils gleich langen 25 mm2 Kupferleitungen angeschlossen. Bespeist werden die Sammelschienen von einer Seite. Wenn das Gesamtsystem mit maximal 100 A beaufschlagt wird, dann fließen bei 100 A Gesamtstrom durch eine Batterie ca 20 A. Ich denke, daß bei den beschriebenen Querschnitten die Ströme sich halbwegs verteilen werden. Meistens ist dass System mit weit wenig als 100 A belastet. Dann wirken sich Widerstandsunterschiede noch weit weniger aus. Außerdem werden sich abweichende Ladezustände nachts, wenn das System unbelastet ist, sowieso ausgleichen können. Denkst du, daß es in der Praxis wirklich auf eine so ausgeglichenen Verdrahtung ankommt wie von dir beschrieben? Ist es wirklich von großem Nachteil für die einzelnen Batterien, wenn ein geringes Ungleichgewicht besteht? Jeder Akku ist auf einen Lade- und Entladestrom von 100 A ausgelegt.

[karlbesser]

Muss mal nachsehen, wie das bei meinem Pedelec-Akku 7S4P gelöst ist; wahrscheinlich suboptimal.

[dieterferdinand]

hallo,
erfahrungsgemaess macht es nicht so viel aus, wenn die anschlusswiderstaende der akkus unterschiedlich sind, solange die verbindungen einen ausreichenden querschnitt haben.

die simulation ist zwar sehr gut gemacht, aber ein wichtiger punkt wird vergessen: je voller der akku, desto hoeher die ladespannung.

und ehrlich gesagt, es spielt normalerweise keine rolle, ob die akkus gleichtzeitig voll werden oder mit 30 minuten zeitdifferenz! das mag bei einem e-auto wichtig sein, wo man mit mehr als 1C laden will, damit der akku schnell wieder genuegend leistung hat, fuer einen pv-speicher ist es aber eher bedeutungslos. ueber den groessten bereich der ladung/entladung duerften die akkustroeme sich verhalten, wie die akkukapazitaeten.

und selbst bei einem e-auto duerfte die spannungsdifferenz aufgrund des ladezustandes eine groessere auswirkung haben, als der anschlusswiderstand, der schon wegen der hohen stroeme moeglichst klein sein sollte!

ich habe bei mir inzwischen 14 akkus mit 50 Ah und 2 mit 280 Ah parallel geschaltet, da ich dazu eine 2. sammelschine fuer den plus-pol brauchte, sind natuerlich die anschlusswiderstaende auch unterschiedlich und die lade- und entladestroeme auch. mal ist der strom beim laden/entladen bei den kleinen akkus groesser, mal bei den grossen. aber wenn genug pv-leistung reinkommt, werden sie jeden tag auch voll. wobei ich fuer die 50 Ah akkus eine hoehere ladespannung brauche, als fuer die 280 Ah akkus, damit die ausbalanciert werden. auch ist der eigenbedarf der kleinen akkus deutlich hoeher als bei den beiden grossen akkus. das macht die soc-berechnung ueber den akku-strom auch nicht gerade einfach, zudem das bms auch gerne mal bei 89% soc haengen bleibt und dann auf 100% springt.

ich koennte jetzt einmal die gespeicherten daten auswerten und feststellen, ob die lade-/entlade-energie das gleiche verhaeltnis hat, wie die kapazitaeten. aber ehrlich gesagt, es ist mir voellig egal, ob die akkus exact den gleichen soc haben oder der 5-10% abweicht, solange keines der systeme im betrieb mit einem hoeheren strom geladen oder entladen wird, als erlaubt ist. und wer sein system so auslegt, dass es immer nahe dem maximalen stromwert betrieben wird, wird sowieso probleme bekommen! man soll immer etwas luft nach oben lassen und man soll den akku ja auch nicht dauernd komplett entladen oder zu 100% aufladen, damit er laenger haelt.
ich habe das ganze bei mir noch nicht so richtig optimiert, aber ich werde versuchen in einem bereich von 10-90% zu bleiben und ihn lediglich regelmaessig zu 100% aufzuladen, wobei ich eine reserve von ca. 30% reservieren werde. deshalb wird der akku jetzt auch noch einmal erweitert, damit ich ihn im februar und anfang maerz nicht jeden tag auf 100% aufladen muss, sobald genug pv-leistung reinkommt, damit es bis zum naechsten tag reicht. immerhin laeuft auch die heizung in der kalten jahreszeit zu einem guten teil oder sogar komplett ueber die pv.

tschuess