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LiFePo Eigenbau-Akku erweitern - Parallelschaltung ?

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  •  CariCaro
4.8. - 11.8.2023
15 Antworten | 6 Autoren 15
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Hallo liebe Community,
ich lese hier schon ganz lange mit und wir haben uns deshalb auch für eine Victron-PV-Anlage entschieden, aber jetzt stehen wir an und ich brauche euer gesammeltes Schwarmwissen 😀

Wir haben momentan 10 kWh in LiFePo-Eigenbau-Zellen an die Victron Anlage geklemmt. (Herzlichen Dank an dieses Forum und Andreas Schmitz auf YouTube)
Victron weiß von dem Akku nur die Gesamtspannung und reguliert damit Be- und Entladung. Ein BMS BMS [Batteriemanagementsystem] ist zwischen den Einzelzellen in Betrieb, kommuniziert aber nicht mit Victron. Läuft soweit perfekt 👍

Ende Oktober kommt endlich ein E-Auto ins Haus und in dem Zuge möchten wir auch den PV-Speicher deutlich vergrößern für mehr Eigenverbrauch. Geplant wäre ein zweiter Block LiFePos (baugleich wie der erste), aber doppelt (=20 kWh) so groß. 

Jetzt die Frage: Können wir den (entsprechende Verkabelung vorausgesetzt) einfach parallel an + und - zum alten Akku dazuklemmen und halten die Blöcke dann automatisch die gleiche System-Spannung ?
Oder wird ein weiteres, zusätzliches Balancing benötigt um die beiden Blöcke auszubalancieren ?
Oder wärs überhaupt besser das ganze so umzubauen, dass es nicht einmal 10 und einmal 20 kWh sind, sondern 2x15 ?
Was sagen die Profis dazu ? 😁

Lieben Dank im Voraus und noch ein schönes Wochenende
Caro

  •  helyx
  •   Gold-Award
4.8.2023  (#1)
Ihr habt selber einen Akku gebaut, mit Victron im Betrieb und stellt dann solche grundlegenden Fragen? 
🧐

Gleiche Zelltypen parallel ist grundsätzlich kein Problem. Ströme verteilen sich dann halt je nach Innenwiderstand und Spannungslevel am Oberen/unteren Ende.
Am sinnvollsten ein BMS BMS [Batteriemanagementsystem] pro Block und halt auch Balancing pro Block.

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  •  Gawan
  •   Gold-Award
4.8.2023  (#2)
Hi   @Caro,
ich hab grad fast exakt dieselbe Situation, allerdings mit LTO-Zellen und zwei gleichgroßen Akkublöcken (einmal 28 und einmal 30 kWh). Wie schon angemerkt ist ein (unabhängiges) BMS mit seriellem Balancing je Block nötig.
Prinzipiell dürfte es aber genau so funktionieren wie ihr das erwartet - wichtig ist halt beim Anschließen, dass die beiden Blöcke ziemlich genau die gleiche Spannung haben, aber das sollte eh selbstverständlich sein.

Was mich darüber hinaus interessiert (da fehlt mir das Elektriker-KnowHow), vielleicht kann @helyx was dazu sagen:
Angenommen ich verkabel den Block 1 mit 25mm² und den Block 2 mit 100mm² und fahr dann mit 400A in den Akku. Was passiert dann ?
Das parallele Gesamtsystem hält trotzdem ein gemeinsames Spannungslevel , oder ?
Wird dann einfach irgendwann das 25er Kabel extrem heiß oder gibt es andere Effekte ?
Geht die Spannung der Blöcke auseinander ? Wenn ja, wie weit ? und wie schnell ?


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  •  CariCaro
4.8.2023  (#3)
Da hast du recht helyx, aber bei Victron hatten wie Hilfe, serielle Verkabelung haben wir durchschaut und der Teil mit dem Balanzieren auf Zellebene und dem BMS BMS [Batteriemanagementsystem] ist recht logisch.

Der Teil mit dem parallen verschalten ist uns aber neu und daher muss das zuerst verstanden werden, bevor erweitert werden kann/darf 🧐
Mein Mann würde am liebsten schon bestellen und schrauben, aber ich möchte es vorher  noch genauer wissen. 🤓

Gawan, hast du deine Anlage schon gebaut ? Du bist gar nicht weit weg wenn das stimmt. Laden wir uns helyx ein und machen einen gemeinsamen Workshop 🤣🤣

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  •  Fani
4.8.2023  (#4)

zitat..
Gawan schrieb:

Hi   @Caro,
ich hab grad fast exakt dieselbe Situation, allerdings mit LTO-Zellen und zwei gleichgroßen Akkublöcken (einmal 28 und einmal 30 kWh). Wie schon angemerkt ist ein (unabhängiges) BMS mit seriellem Balancing je Block nötig.
Prinzipiell dürfte es aber genau so funktionieren wie ihr das erwartet - wichtig ist halt beim Anschließen, dass die beiden Blöcke ziemlich genau die gleiche Spannung haben, aber das sollte eh selbstverständlich sein.

Was mich darüber hinaus interessiert (da fehlt mir das Elektriker-KnowHow), vielleicht kann @helyx was dazu sagen:
Angenommen ich verkabel den Block 1 mit 25mm² und den Block 2 mit 100mm² und fahr dann mit 400A in den Akku. Was passiert dann ?
Das parallele Gesamtsystem hält trotzdem ein gemeinsames Spannungslevel , oder ?
Wird dann einfach irgendwann das 25er Kabel extrem heiß oder gibt es andere Effekte ?
Geht die Spannung der Blöcke auseinander ? Wenn ja, wie weit ? und wie schnell ?

Grundlagen Leute, Grundlagen. Das sollte bei DIY schon bekannt sein (Ohm und Kirchhoff und so).

Empfehle dazu den Victron Unlimited Wiring Guide. ico https://www.victronenergy.com/upload/documents/The_Wiring_Unlimited_book/43562-Wiring_Unlimited-pdf-en.pdf

Das gilt auch für das parallel Schalten von Akkus mit unterschiedlicher Kapazität, hat Helyx ja schon beantwortet. 




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  •  Gawan
  •   Gold-Award
4.8.2023  (#5)
Für mich ist schon immer ein Unterschied zu "wissen" wie sich ein System verhalten sollte und dann in der Praxis zu sehen, dass - wenn ich zwei Zellen mit ähnlicher aber nicht identischer (e.g. einmal 2,0 V und einmal 2,05 V) parallel schalte um sie zu laden - die Spannungsdifferenz bleibt und nicht mit der Zeit "automatisch" verschwindet. 
Und für diese Fragen stehen in den Handbüchern leider nur sehr selten Antworten.

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  •  Fani
4.8.2023  (#6)

zitat..
Gawan schrieb:

Für mich ist schon immer ein Unterschied zu "wissen" wie sich ein System verhalten sollte und dann in der Praxis zu sehen, dass - wenn ich zwei Zellen mit ähnlicher aber nicht identischer (e.g. einmal 2,0 V und einmal 2,05 V) parallel schalte um sie zu laden - die Spannungsdifferenz bleibt und nicht mit der Zeit "automatisch" verschwindet. 
Und für diese Fragen stehen in den Handbüchern leider nur sehr selten Antworten.

Die Antworten bekommst du durch das Wissen über die Grundlagen und die daraus abgeleitete Anwendung in der Praxis. Das ist ja keine Frage von Meinungen. Ohne entsprechendes Grundlagenwissen ist es nur gefährliches Nachbauen irgendwelcher YT Videos und Blogs, welche tlw selbst nur wieder nachbauen. Stille Post Prinzip bei Elektrik geht mal schnell in die Hose.

Zu deinem konkreten Beispiel, mal den Ausgleichsstrom gemessen? Fliesst überhaut einer oder ist der Widerstand einfach zu hoch? 

Zum eigentlichen Thema, ja geht wie von helyx beschrieben. Achtet auch darauf dass der neue Akku mit identem Kabelquerschnitt und selber Länge als der bestehende angebunden wird. An einer gemeinsamen Busbar, details siehe Victron Dokument.

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  •  CariCaro
4.8.2023  (#7)

zitat..
Fani schrieb:

──────
Gawan schrieb:

Hi   @Caro,
ich hab grad fast exakt dieselbe Situation, allerdings mit LTO-Zellen und zwei gleichgroßen Akkublöcken (einmal 28 und einmal 30 kWh). Wie schon angemerkt ist ein (unabhängiges) BMS mit seriellem Balancing je Block nötig.
Prinzipiell dürfte es aber genau so funktionieren wie ihr das erwartet - wichtig ist halt beim Anschließen, dass die beiden Blöcke ziemlich genau die gleiche Spannung haben, aber das sollte eh selbstverständlich sein.

Was mich darüber hinaus interessiert (da fehlt mir das Elektriker-KnowHow), vielleicht kann @helyx was dazu sagen:
Angenommen ich verkabel den Block 1 mit 25mm² und den Block 2 mit 100mm² und fahr dann mit 400A in den Akku. Was passiert dann ?
Das parallele Gesamtsystem hält trotzdem ein gemeinsames Spannungslevel , oder ?
Wird dann einfach irgendwann das 25er Kabel extrem heiß oder gibt es andere Effekte ?
Geht die Spannung der Blöcke auseinander ? Wenn ja, wie weit ? und wie schnell ?
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Grundlagen Leute, Grundlagen. Das sollte bei DIY schon bekannt sein (Ohm und Kirchhoff und so).

Empfehle dazu den Victron Unlimited Wiring Guide. ico https://www.victronenergy.com/upload/documents/The_Wiring_Unlimited_book/43562-Wiring_Unlimited-pdf-en.pdf

Das gilt auch für das parallel Schalten von Akkus mit unterschiedlicher Kapazität, hat Helyx ja schon beantwortet.

Die Grundlagen sind uns bekannt, aber wie Gawan sagt - die Theorie ist das eine, die Praxis manchmal das andere und wir sind in dem Themengebiet keine Praktiker.
Gerade bei der Elektrik ist es doch oft so, dass der Experte / Spezialist bei konkreten Problem en genau weiß was man schon oder eben nicht nicht machen soll / darf / kann und wie man bestimmte Anforderung löst.
Und dieses Wissen würde ich gerne abgreifen bevor ich meinen Mann sein Zeug bestellen lassen - Vorsicht ist besser als Nachsicht

Für mich ist es jetzt aber klar geworden, dass die geplante Parallelschaltung kein großes Problem ist und keine zusätzlichen Maßnahmen erforderlich sind um die beiden Akkupakete synchron zu halten, weil das die Physik ganz alleine macht 👍


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  •  uzi10
  •   Gold-Award
4.8.2023  (#8)

zitat..
helyx schrieb:

Ihr habt selber einen Akku gebaut, mit Victron im Betrieb und stellt dann solche grundlegenden Fragen? 
🧐

Gleiche Zelltypen parallel ist grundsätzlich kein Problem. Ströme verteilen sich dann halt je nach Innenwiderstand und Spannungslevel am Oberen/unteren Ende.
Am sinnvollsten ein BMS BMS [Batteriemanagementsystem] pro Block und halt auch Balancing pro Block.

Würd ich auch so sagen. Welches bms hast du?.geht das master slave? Hast einen dc sicherungsverteiler?


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  •  CariCaro
10.8.2023  (#9)

zitat..
uzi10 schrieb:

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helyx schrieb:

Ihr habt selber einen Akku gebaut, mit Victron im Betrieb und stellt dann solche grundlegenden Fragen? 
🧐

Gleiche Zelltypen parallel ist grundsätzlich kein Problem. Ströme verteilen sich dann halt je nach Innenwiderstand und Spannungslevel am Oberen/unteren Ende.
Am sinnvollsten ein BMS BMS [Batteriemanagementsystem] pro Block und halt auch Balancing pro Block.
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Würd ich auch so sagen. Welches bms hast du?.geht das master slave? Hast einen dc sicherungsverteiler?

Es ist ein Daly BMS BMS [Batteriemanagementsystem], soweit ich weiß kann das kein Master/Slave und kommuniziert auch nicht mit der Victron-Anlage. Das überwacht nur die Spannungen der Zellen bzw. des Gesamt-Blockes und kann im Fehlerfall den Akku abschalten.
Und ja, es gibt einen DC-Sicherungsverteiler zwischen Akku und Kupferblock Victron.

Wir müssten also nur ein zweites, gleichlanges und gleichdickes Kabel vom Kupferblock zum neuen Akku legen und alles andere macht die Physik 🤴


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  •  Fani
10.8.2023  (#10)

zitat..
CariCaro schrieb:

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uzi10 schrieb:

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helyx schrieb:

Ihr habt selber einen Akku gebaut, mit Victron im Betrieb und stellt dann solche grundlegenden Fragen? 
🧐

Gleiche Zelltypen parallel ist grundsätzlich kein Problem. Ströme verteilen sich dann halt je nach Innenwiderstand und Spannungslevel am Oberen/unteren Ende.
Am sinnvollsten ein BMS BMS [Batteriemanagementsystem] pro Block und halt auch Balancing pro Block.
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Würd ich auch so sagen. Welches bms hast du?.geht das master slave? Hast einen dc sicherungsverteiler?
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Es ist ein Daly BMS BMS [Batteriemanagementsystem], soweit ich weiß kann das kein Master/Slave und kommuniziert auch nicht mit der Victron-Anlage. Das überwacht nur die Spannungen der Zellen bzw. des Gesamt-Blockes und kann im Fehlerfall den Akku abschalten.
Und ja, es gibt einen DC-Sicherungsverteiler zwischen Akku und Kupferblock Victron.

Wir müssten also nur ein zweites, gleichlanges und gleichdickes Kabel vom Kupferblock zum neuen Akku legen und alles andere macht die Physik 🤴

Sicher kommuniziert das Daly mit Victron, schaust du hier

ico https://github.com/Louisvdw/dbus-serialbattery

oder hier

ico https://www.akkudoktor.net/forum/panels-wechselrichter-laderegler/victron-multiplus-ii-mi-daly-bms-200-a/

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  •  CariCaro
10.8.2023  (#11)
Ja, da gibt es ein paar Bastellösungen, aber die nutzen wir nicht

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  •  Fani
10.8.2023  (#12)

zitat..
CariCaro schrieb:

Ja, da gibt es ein paar Bastellösungen, aber die nutzen wir nicht

Aha das Daly BMS BMS [Batteriemanagementsystem] Interface Board ist eine Bastelloesung?🧐

Na gut wennst meinst 🤪


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  •  CariCaro
10.8.2023  (#13)

zitat..
Fani schrieb:

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CariCaro schrieb:

Ja, da gibt es ein paar Bastellösungen, aber die nutzen wir nicht
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Aha das Daly BMS BMS [Batteriemanagementsystem] Interface Board ist eine Bastelloesung?🧐

Na gut wennst meinst 🤪

es ist zumindest eine zusätzlich eingebaute Komponente und wir haben keinen der uns sowas einbaut, verkabelt und programmiert

ico https://www.photovoltaikforum.com/core/attachment/277744-pasted-from-clipboard-png/

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  •  Gawan
  •   Gold-Award
10.8.2023  (#14)

zitat..
CariCaro schrieb:

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uzi10 schrieb:

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helyx schrieb:

Ihr habt selber einen Akku gebaut, mit Victron im Betrieb und stellt dann solche grundlegenden Fragen? 
🧐

Gleiche Zelltypen parallel ist grundsätzlich kein Problem. Ströme verteilen sich dann halt je nach Innenwiderstand und Spannungslevel am Oberen/unteren Ende.
Am sinnvollsten ein BMS BMS [Batteriemanagementsystem] pro Block und halt auch Balancing pro Block.
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Würd ich auch so sagen. Welches bms hast du?.geht das master slave? Hast einen dc sicherungsverteiler?
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Es ist ein Daly BMS BMS [Batteriemanagementsystem], soweit ich weiß kann das kein Master/Slave und kommuniziert auch nicht mit der Victron-Anlage. Das überwacht nur die Spannungen der Zellen bzw. des Gesamt-Blockes und kann im Fehlerfall den Akku abschalten.
Und ja, es gibt einen DC-Sicherungsverteiler zwischen Akku und Kupferblock Victron.

Wir müssten also nur ein zweites, gleichlanges und gleichdickes Kabel vom Kupferblock zum neuen Akku legen und alles andere macht die Physik 🤴

witzig, wir haben ein sehr ähnliches Setup, aber ich hab Chargery statt Daly im Einsatz als BMS BMS [Batteriemanagementsystem]
Könnt ihr das Daly irgendwie auslesen und aus der Ferne überwachen ?
oder geht das nur mittels Bluetooth ?




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  •  taliesin
  •   Gold-Award
11.8.2023  (#15)
Grundsätzlich (wieder mal emoji ):

1. man kann (im ersten Ansatz) den Akku als Spannungsquelle mit Widerstand simulieren
2. die externe Verkabelung ist auch ein Widerstand
3. die Ladequelle ist je nach SOC der Akkus entweder eine Stromquelle oder eine Spannungsquelle (beides mit Innenwiderstand)

daraus ergibt sich rechnerisch:
1. die Spannung der Ladequelle (bei definiertem Ladstrom)
2. die Spannung an den beiden Akkus (muss nicht gleich sein, wenn die Innenwiderstände unterschiedlich sind)
3. die Ladeströme der beiden Akkus (Stromteiler)

In der Realität verschieben sich die 'Arbeitspunkte' über den SOC der Akkus ständig, d.h.:
1. die Innenwiderstände der Akkus
2. die Spannung der Akkus
3. der Strom aus dem (typ.) CCCV Lader

Es stimmt zwar, dass der Herr Kirchhoff und das ohmsche Gesetz grundsätzlich reichen, aber das Gesamtverhalten ist schon relativ komplex, ich hab' mal für eine Lader-SW (BMS) eine Zellsimulation in python geschrieben, basierend auf ico https://link.springer.com/article/10.1007/s10800-018-1239-6

Die Parallelschaltung funktioniert bei LiFePO und bei LTO grundsätzlich ganz gut, da die volleren Zellen mehr Spannung haben und daher der Strom immer zur geringer geladenen Zelle geht. Der Grundsatz sollte sein: Gleiche Zellenzahl, gleicher Zellentyp, gleiches BMS BMS [Batteriemanagementsystem] (der Serienschaltung), ist das nicht so, können durchaus 'Effekte' auftreten.

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