Grundregeln Strom I bei Akkus Parallel / Reihe

[Flyrabbit]

Hallo Zusammen,

ich wette die Frage wurde schon 1000x gestellt, aber ich finde leider immer unterschiedliche Antworten auf Google und wollte hier mal die Fachleute fragen bevor ich etwas falsch verstehe.

Wenn ich zwei 18650 Akkus habe die voll geladen sind, Einer hat 4,2 V 2800mah , und sagen wir mal 0,2c max Ampere.

parallel = 4,2 und 2800*2 = 5600mah und 0,4c max, da jede Zelle 0,2 gibt
d.h. ich kann "sicher" (2800*0,2)*2 = 1,120 Ampere ziehen.

wie ist das ganze bei einer Reihenschaltung, mit den Ampere ? Die Amperestunden bleiben gleich, das ist klar, aber der maximale Ausgangsstrom ?

in reihe = 2x4,2V = 8,4V bei gleich bleibenden 2800mah.

Ich hoffe jemand kann mir das schlüssig erklären.

vielen Dank vorab

Grüße

Fly

[anders]

wie ist das ganze bei einer Reihenschaltung, mit den Ampere ?

Dann bestimmt das schwächste Glied die Stärke der Kette.

Du solltest aber prinzipiell nicht verschiedene Akkutypen mixen, weder in Parallel- noch in Reihenschaltungung ud schon gar nicht bei der Li-Technologie.

[der mit den kurzen Armen]

Autsch da fehlen einige Grundlagen.
1: Ein Akku hat wie jede Spannungsquelle erst mal eine Spannung U die Einheit ist das Volt (V)
2: Ein Akku liefert wie jede Stromquelle einen Strom I die Einheit ist das Ampere (A)
3: Die Einheit der Zeit ist die Stunde (h)
4: das Produkt aus konstantem Strom (A)mal die Zeit (h) ist die Ladekapazität Ah oder auch wie in Deinem Fall 2800mAh =2,8Ah
5: das C ist der Strom der einen Akku in einer Stunde vollständig entladen würde, also in deinem Fall 2,8 A
bei hohen Strömen wirst du aber nie die volle Kapazität des Akkus nutzen können.
Deshalb werden Akkus wenn sie lange genutzt werden sollen mit rund 0,1 C also über 10 Stunden entladen entspricht dann 280mA
6: bei Akkus die du parallel schaltest (immer unter der Voraussetzung gleiche Akkus) erhöht sich der Strom du kannst also aus Akku1 280mA entnehmen und auch aus Akku 2 . Das ergibt nach Eva Zwerg 560mA *10h = 5600mAh
7: schaltest du die beiden Akkus in Reihe fließt aber nur( nach Ohm) ein Strom von 280mA allerdings bei doppelter Spannung daraus folgt 280mA *10h = 2800mAh
Alle Klarheiten beseitigt?
Achte in Zukunft bitte auf die korrekte Schreibweise es ist schon ein Unterschied ob du mA milliAmpere oder MA MegaAmpere schreibst

[Flyrabbit]

an den mit den kurzen armen

Vielen Dank, dass war aufschlussreich. Einzig bei Punkt 7

7: schaltest du die beiden Akkus in Reihe fließt aber nur( nach Ohm) ein Strom von 280mA allerdings bei doppelter Spannung daraus folgt 280mA *10h = 2800mAh

Ich glaube ich hatte das mit dem C wert falsch umschrieben. Ich ging davon aus, dass er die maximale
"gesunde" Endladerate für einen Akku darstellt, ohne dass dieser sich überhitzt, und abhängig von der Kapazität und Typ ist. Die Zellen die ich nutze haben 0,2c bei 2800mAh = 560mA dürfen entnommen werden ohne die Zelle zu beschädigen.

Habe gestern mal nachgemessen, und der Maximale Amperewert erhöht sich auch in der Reihenschaltung.

Ein Akku (eine Zelle) 4,2V hat mir 12Ampere geliefert, hatte ihn aber nur 2-3 Sekunden am Multimeter da dies eigentlich nicht mehr als 10 verträgt. Habe dann Akku 2 (eine Zelle) in Reihe geschalten und nochmal gemessen und siehe da, wir sind bei 18-20 Ampere. Wobei das mit gesund entladen ja nix mehr zu tun hat.

Um einen Gleichstrommotor anzutreiben ( Pedelec Motor) benötige ich

36 V
250 W
ergo um die 7 Ampere

Ich habe ca. 120 Zellen, teils von verschiedenen Herstellern. Ich möchte jeweils 10 stck. gleichen Typs parallel schalten, und das ganze dann 10 mal in Reihe.

also 10* 4,2v = 42V (Reihe)
10*2800mAh=28000mAh = 28Ah (Parallel)
I1 nutzbar durch Parallel= 10*(2800*0,2) = 5,6A
I2 nutzbar durch Reihe = 10*(2800*0,2)=5,6 A

I1+I2=11,2A ohne die Zellen zu schädigen oder ?


Du solltest aber prinzipiell nicht verschiedene Akkutypen mixen, weder in Parallel- noch in Reihenschaltungung ud schon gar nicht bei der Li-Technologie."

Ich weiß, lässt sich aber hier nicht umgehen, ich werde allerdings darauf achten in der Parallelschaltung nur gleiche Zellen zu verwenden, in der Reihe sollte dass weniger Probleme machen. Habe die Zellen alle samt in Munitionskisten der Bundeswehr (auch im Betrieb), falls doch was schief geht.

Vielen Dank

Grüße

Fly

[BernhardS]

Hallo,

naja - da sind ein paar kleine Mißverständnisse drin.
Der Maximalstrom den Du gemessen hast wird bestimmt vom Innenwiderstand der Zelle, aber auch vom Widerstand der Kontaktierung (denkt Keiner dran), vom Widerstand der Meßleitung und vom Innenwiderstand des Geräts. Wenn Du zwei Zellen in Reihe schaltest, dann kommt zwar der Innenwiderstand der zweiten Zelle dazu, die anderen WIderstände bleiben aber gleich. Bei doppelter Spannung fließt dann mehr Strom. Das ist der eigentliche Grund für Deinen erhöhten Meßwert.

Bei der Verschaltung so vieler Zellen: Wenn eine Zelle leer ist, dann treiben die verbliebenen Zellen ihren Strom weiter durch die leere Zelle, so daß diese zerstört wird. Die Frage ist also, ob das in Deiner Anwendung berücksichtig wird. Falls also die Möglichkeit besteht, daß einzelne Zellen leer gefahren werden, so sollten sie eine Schutzschaltung haben. Das klingt schlimmer als es ist - schon eine so genannte Schottky-Diode kann das Schlimmste verhüten.
Leider ist es auch praktisch unmöglich diesen Pack wieder vernünftig zu laden. Während eine starke Zelle noch nicht wieder voll ist wird eine schwache Zelle überladen.

Das mit den Holzkisten ist ja ganz lustig und mechanisch auch irgendwie sinnvoll. Was jedoch in der letzten Zeit über explodierende Akkus geredet wird ist zu 99,9% Unsinn. Internetvideos mit lauten "Boahh ... Eyhh... Woww... " Geschrei zeigen nur die "dramaturgische Unterversorgung" einer überzivilierten Gesellschaft auf und haben weder technische Bedeutung noch sind sie Beweis für irgend etwas.
Mit einem Berstschutz brauchst Du Deinen Pack also nicht versehen; schon gar keinen der die Wärmeabfuhr behindert.

Bernhard

[der mit den kurzen Armen]

Das C ist nur die Menge der im Akku gespeicherten Energie. In deinem Fall also 2800 mA die du eine Stunde lang dem Akku entnehmen könntest. Den Strom den du aus einem Akku entnehmen kannst hängt davon jedoch nicht ab. Ein Bleiakku mit 38Ah kann durchaus einen Strom von 600A und mehr liefern!
Verantwortlich für den Stromfluss der im Kurzschlussfall fließen kann (und das ist der höchstmögliche Strom) ist einzig und allein der Innenwiderstand der Akkus. Nach Ohm addieren sich aber Widerstände bei Reihenschaltung und das gilt auch für den Innenwiderstand der Akkus.
Das Akkus im Normalfall nur mit rund 0,1 C entladen werden sollen liegt da dran das dies eben der chemischen Gleichung und den Energieverlusten geschuldet ist.
Noch etwas eine Kette ist nur so stark wie ihr schwächstes Glied und bei Reihenschaltung von Akkus ist zuerst derjenige leer der die geringste Ladung gespeichert hat. Aber schon davor handelst du dir Probleme ein. Stichwort Tiefentladung und im Extremfall polen sich sogar die Zellen um. Was dann passiert merkst du deutlich!
Grundsätzlich sollten in einer Reihenschaltung nur Zellen gleichem Types und gleicher Inbetriebnahme verwendet werden! Schon allein die unterschiedliche Alterung kann da für Ärger sorgen!

[Flyrabbit]

Vielen Dank für die Informationen, ihr habt mir echt geholfen

Was die Unterschiede bei der Kapazität betrifft wollte ich das mit mehr Zellen ausgleichen. Geladen wird auch mit Balancer, und da alle Zellen bei 4,2 V 100% der Ladung haben sollte es da keine Probleme geben,auch wenn es unterschiedliche Kapazitäten sind. Wenn ich 28 Ah im Akku habe glaube ich nicht dass ich das Teil in einer Fahrt nur ansatzweise mit einem 250w Motor leerbekomme, da müsste ich mehr als 4 Stunden ohne Stop und beihilfe, vollgas fahren.

Habe hier einen gefunden der ein ähnliches Akkupack gelötet hat, halt nur mit 48V und einem 1KW motor...

https://www.youtube.com/watch?v=Z-VLdE6RxYQ

Hier der Link wie die Batterie geladen / gebalanced wird.

https://www.youtube.com/watch?v=1e_gj4dASl0

Ich denke ich versuchs mal Übrigens die Munitionskisten von der Bundeswehr sind aus relativ dickem Metallblech, und Wasserdicht. Jedoch werde ich ein paar Löcher für die Kabel/Belüftung reinbohren, und auch für den Fall dass da was hochgeht, sollte sich da in der Kiste kein Druck aufbauen.


Vielen Dank für die Hilfe, etz geht es erstmal ins Wochenende

[Flyrabbit]

Vielen Dank für die Informationen, ihr habt mir echt geholfen

Was die Unterschiede bei der Kapazität betrifft wollte ich das mit mehr Zellen ausgleichen. Geladen wird auch mit Balancer, und da alle Zellen bei 4,2 V 100% der Ladung haben sollte es da keine Probleme geben,auch wenn es unterschiedliche Kapazitäten sind. Wenn ich 28 Ah im Akku habe glaube ich nicht dass ich das Teil in einer Fahrt nur ansatzweise mit einem 250w Motor leerbekomme, da müsste ich mehr als 4 Stunden ohne Stop und beihilfe, vollgas fahren.

Habe hier einen gefunden der ein ähnliches Akkupack gelötet hat, halt nur mit 48V und einem 1KW motor...

https://www.youtube.com/watch?v=Z-VLdE6RxYQ

Hier der Link wie die Batterie geladen / gebalanced wird.

https://www.youtube.com/watch?v=1e_gj4dASl0

Ich denke ich versuchs mal Übrigens die Munitionskisten von der Bundeswehr sind aus relativ dickem Metallblech, und Wasserdicht. Jedoch werde ich ein paar Löcher für die Kabel/Belüftung reinbohren, und auch für den Fall dass da was hochgeht, sollte sich da in der Kiste kein Druck aufbauen.


Vielen Dank für die Hilfe, etz geht es erstmal ins Wochenende

[der mit den kurzen Armen]

mach was du willst , du gehörst eh zu der Sorte der Unbelehrbaren! Selbst Balancer sind nur eine Notlösung und sollen auf Kosten der Verluste das schlimmste verhindern.

[anders]

Übrigens die Munitionskisten von der Bundeswehr sind aus relativ dickem Metallblech, und Wasserdicht.

Bomben auch.

[Flyrabbit]

mach was du willst , du gehörst eh zu der Sorte der Unbelehrbaren! Selbst Balancer sind nur eine Notlösung und sollen auf Kosten der Verluste das schlimmste verhindern.

Warum unbelehrbar, ich gehe doch auf die Leute ein, ich glaube du missverstehst mich.

Wie würdest du das machen, mal abgesehen von im Laden kaufen ?

Was ist an dem im Laden gekauften 18650er Zellen anders ? Ich meine ich will ja kein Spaceshuttle mit Strom versorgen. Gut dass es mittlerweile Zellen gibt die eine aufgetropfte Sicherung haben ist mir bekannt, aber ob die da wirklich hilft darüber streiten sich auch die Foren.

Ich will das Rad ja nicht neu erfinden, es gibt bei den Ebikes auch die Billigprovider z.B. die Teile von Aldi & Co, da habe ich bis etz noch kein Balancer Kabel gesehen, und es sind keine "hochwertigen" Zellen wie z.B. Sony Konion verbaut, aber da interessiert es keinen, und die Bikes laufen auch seit 2 Jahren ohne zu Brennen oder zu Explodieren.

Zum Balancer, es muss nicht 100% effizient sein. Ich bin mir sicher wenn ich Fertige "lipo packs" kaufen würde wäre ich besser bedient, aber weniger gefährlich sind die auch nicht, oder etwa doch ?

Was denkst du ?

Nix für ungut



Grüße

Fly

[BernhardS]

Hallo,

ich hab das am Anfang überlesen, daß das Li-Akkus sind.
Da muss ich noch was nachschieben: Li-Akkus dürfen nicht völlig entladen werden. Da beginnt eine Zersetzung, die nicht wieder aufgehalten werden kann. Bei flachen Zellen erkennt man das daran, daß die dicker werden.
Auf irgendeine Weise, technisch oder organisatorisch sollte man verhindern, daß eine einzelne Zelle unter z.B. 2.8V entladen wird.
Das mit den aufgetropften Sicherungen kannte ich noch nicht. Ich kann ja mal versuchen herauszufinden, ob die sowohl Überladung als auch Tiefentladung verhindern können.

Laß Dich von diesen Bombengeschichten nicht beeindrucken. Auslöser des Themas waren Ereignisse wie z.B. eine mit Li-Zellen beladene Palette, die von einem Gabelstapler durchstoßen wurde. Die hat sich dann überhitzt, zu brennen begonnen und ist dann "expoldiert" - also auseinandergeplatzt. Die Halle ist aber stehen geblieben.
"Explosion" ist als Begriff nicht definiert und kann von Jedem nach seinem Belieben verwendet werden, wovon auch reichlich Gebrauch gemacht wird. Der Letzte, der mir was über Li-Akkus einreden wollte hat mir ein Foto aus dem Internet als "Beweis" präsentiert, aber vor lauter Begeisterung nicht genau angeschaut. Der präsentierte Laptop hatte ein Brandloch in Größe des Akkus - soweit, so gut - aber keinerlei Deformation am Gehäuse. Das ist ein Brand, keine Explosion.
Dann versuchte er zu retten was nicht zu retten war und kam mit dem Boeing Dreamliner daher. Leider hatte er zuvor nicht recherchiert - im Gegensatz zu mir. Der besagte Li-Akku hat im Dreamliner keine relevante Funktion, er soll nur die Unterhaltungselektronik versorgen, da die Gewinnung von Strom aus den Triebwerken sehr teuer ist und das Gewicht des Akkus zu transportieren billiger kommt. Er ist temperaturüberwacht und kann jederzeit abgeschaltet werden. Um Stress mit der Zulassungsbehörde zu vermeiden, sollte der Akku eine entlüftete Einhausung und eine Löschanlage bekommen. Temperatur- und Druckverläufe im Brandfall wurden der Genehmigungsbehörde vorgelegt. Wie es möglich wurde, das in den Medien als unverantwortliche Bastelei darzustellen und die Zulassung damit aufzuhalten, das wissen nur Journalisten, der Teufel, diejenigen die die Zulassungsstelle politisch unter Druck gesetzt haben und der liebe Gott - in der Reihenfolge.

Was dann doch trotzdem noch gern präsentiert wird sind (bei näherem Hinsehen) brutal überlastete Zellen, die unter Feuererscheinung auseinanderplatzen. Das Feuer kommt dabei vom Elektrolyten, der brennbar ist. Das beweist nicht mehr, als daß man mit Gewalt alles kaputt bekommt und brennbare Flüssigkeiten brennbar sind.

Also: Beim Thema Li-Zellen mal gründlich recherchieren und hinterfragen - und bitte keine Medien"berichte" als Gegenargument.

Bernhard

[der mit den kurzen Armen]

So mal Klartext Lithium ist ein sehr reaktionsfreudiges Metall. Bei Kontakt mit Sauerstoff oder Wasser kann es durchaus auch Explosionsartig reagieren.
Nun aber zu Deinen Fragen. Was ist daran unverständlich nur gleiche Typen des gleichen Herstellers und gleichen Alters in Reihe zu schalten? Das sich bei Reihenschaltung nur die Spannung erhöht aber die Strombelastbarkeit sich dieser Reihenschaltung im Verhältnis zur Einzelzelle nicht ändert hast du hoffentlich begriffen. Warum bei Reihenschaltung von Zellen da Balancer eingesetzt werden hast du auch nicht verstanden. Grundsätzlich dürfen fertige Akkupacks nicht ohne Grund mit Schutzschaltung verkauft werden.
Deine aufgetropften Sicherungen sind in Wahrheit die Schutzschaltung und bestehen aus etwas mehr als nur einem Sicherungsdraht. Da steckt mehr Elektronik drin als in einem Kofferradio Anfang der 80 er Jahre!

[Erfinderlein]

Hallo Kurzarmiger,

Deine aufgetropften Sicherungen sind in Wahrheit die Schutzschaltung und bestehen aus etwas mehr als nur einem Sicherungsdraht. Da steckt mehr Elektronik drin als in einem Kofferradio Anfang der 80 er Jahre!

Gibt es da ein Beispiel ? Wenn ich das erfunden hätte, wäre das vermutlich ein Kaltleiter, der in der Zeit bis er im Kurzschlußfall den Strom begrenzt, den Akku nicht wärmer als 500 Grad werden läßt und mehr nicht.

Schönes Wochenende allen!

Lothar

[anders]

? Wenn ich das erfunden hätte, wäre das vermutlich ein Kaltleiter, der in der Zeit bis er im Kurzschlußfall den Strom begrenzt,

Das reicht eben nicht.
Man muß den Akku auch nach einer Tiefentladung abschalten, da dabei die Hohlräume im Graphit zusammenbrechen können, in die bei der Ladung die Li-Ionen eingelagert werden.
Wenn das nicht mehr funktioniert, scheidet sich beim Laden an der Kathode metallisches Lithium ab, das dem oxidischen Anodenmaterial gegenüber steht.
Was dann passieren kann, wirst du vom Thermitverfahren her kennen.