Zellenschluß bei parallelgeschalteten 12V-Akkus - Erkennung?

  • Hallo,


    mir ist gestern ein Zellenschluß einer Zelle bei Parallelschaltung von vier 12V-Blöcken untergekommen, bemerkt habe ich dies durch einen Spannungseinbruch auf ca. 12,3V trotz angeschlossenem (schwachbrünstigem Ladegerät), es handelte sich dabei jedoch auch um ca. 10 Jahre alte Akuus, die aufgrund Neuanschaffung und Zeitmangels das letzte Jahr wenig Beachtung fanden. Kurzzeitige Last von 2KW (ein zwei Minuten) hatten sie aber zusammen zuvor nach Ladung schon noch "gemeistert".


    Meine Frage diesbezüglich, den Thread ->


    Batterien parallel/in Reihe gemischt verschalten


    hatte ich schon gesehen, ist jedoch "mausealt" und in dem ging es eher um die Parallelschaltung, deswegen wollte ich meine Frage und Bemerkungen nicht anhängen, wäre:


    Gibt es Lösungen/Schaltungen, die es ermöglichen, einen Zellenschluß im Betrieb zeitnah zu erkennen?


    Jedem Akku vorgeschaltete 100A-Sicherungen haben das unbeschadet überstanden(wurden im dem oben erwähnten Thread schon an einer Stelle vorgeschlagen und an anderer Stelle dort bezweifelt, daß sie auslösen würden).


    Die drei anderen Akkus sollten nicht gelitten haben, da sie ja "nur" auf 12,3V(5*2,46V der defekten Batterie, die hatte kurz danach 10,7V(5*2,14V), heute 10,3V(5*2,06) "hinuntergezogen" wurden).


    Sollte ja mehr oder weniger auch nur ein Versuchsaufbau werden, weil ich gerade mal Zeit habe.


    Mein Gedanke wäre nun, die Ströme zu/von den Akkus zu ermitteln, 4 bzw. 8(falls die Stromrichtungen getrennt zu ermitteln wären) A/D-Wandler in Form eines oder mehrerer AVR sollten dazu genügen. Es dürfte ja nie vorkommen, daß die Stromrichtung zu den verschiedenen parallelgeschalteten Akkus entgegengesetzt wären, außer bei Zellenschluß, wenn z.B gerade keine Last geschaltet ist und der Ladevorgang unterbrochen wurde. Vllt. wäre es auch mit Kanonen auf Spatzen geschossen, aber einen solchen Fall des Ausfalls könnte ich bei meiner normalen Anlage nicht gebrauchen, da sollte so ein Akku schnell weggeschaltet werden(Trennrelais, ja, da bräuchte es gleich vier).


    Hat soetwas mal jemand realisiert? :/

    mobile 12V-Insel mit 4x80Ah


    "Wir müssen aus den Fehlern der anderen lernen, denn wir leben nicht lang genug, um alle Fehler selber zu machen.

  • P_Frank

    Hat den Titel des Themas von „Zelleschluß bei parallelgeschalteten 12V-Akkus - Erkennung?“ zu „Zellenschluß bei parallelgeschalteten 12V-Akkus - Erkennung?“ geändert.
  • hallo,


    gebaut habe ich sowas noch nicht. Jedenfalls nicht für DC.

    Ströme erfassen und vergleichen wäre die eine Option. Die andere Alternative wäre, die Akkutemperatur zu messen und auszuwerten. Ist vielleicht einfacher/günstiger als 4 Shunts a 100A zu verbauen. Die Dinger sind ja auch nicht verlustfrei. Wie weit runter kannst du mit der Messspannug gehen, ohne dass du einen Analogverstärker bauen musst? Also was kann der AVR noch sinnvoll auswerten? 200mV? Wären 200mV*100A=20W Verlustleistung bei Nennlast (pro Strang).

    Vorteil der Temperaturmessung wäre auch, dass man ggf. erkennen kann, wenn das Ladegerät Mist baut (nicht abschaltet).


    Bezüglich der Trennrelais bitte beachten, dass auch die Dinger dauerhaft Strom fressen. Die Kontaktverlustleistung ist die eine, die Spule vermutlich die gravierendere "Heizung". Alternativ Relais mit Öffner verwenden, ist dann allerdings mit mehr "fail safe" (Wenn die Ansteuerung kaputt geht, bleibt es eingeschaltet).


    Gruß Markus

  • billiger einerfacher und scheneller als 4 Shunts mit Stromsensor wo jeder 12€ kostet gehts auf keinen Fall, das ist auch das einzige was funktioniert .. ansonsten müßte man eingehenden und ausgehende Strompfade entkoppen über batterie trenner.. in beide richtungen, was dann permanentverlustechnisch nbei 12V niemals dafür steht

  • Danke,

    mal kurz überschlagen sollte der Widerstand einer Leitung(35mm², 0,5m) von Batterien zu Zusammenführung ungefähr dem eines 300A-Shunts(75mV) entsprechen, mit so einem hatte ich mir gerade eine (reine) Anzeige zugelegt.


    Leider hab ich kein Monitoring betrieben, als es auftrat, weiß also nicht, wie hoch die Ströme im Verbund überhaupt waren, sicherlich im aufgetretenen Fall bei der einen höher als der Ladestrom für alle, sonst hätte die Spannung ja nicht absinken können, in der Größenordnung sollte es die oben erwähnte Anzeige schon anzeigen können, aber ob ein AVR und wie der schaltungstechnische Aufwand dafür wäre, damit habe ich mich noch nicht beschäftigt, hab zwar ein paar hier rumliegen, aber mit A/D-Wandlung hab ich mich noch nie beschäftigt. Jetzt schalte ich die Batterien nicht nochmal mit der defekten zusammen, wäre wohl auch nicht aussagekräftig.



    pezibaer

    Trennung der Batterien Marke Eigenbau via ->

    Smart Diode Texas Instruments SM74611

    ladeseitig UND lastseitig würde ich auch vermeiden wollen und die Kauflösungen sind auch nicht so überzeugend


    ich such mal, ob ich was passendes finde, Trennrelais in der Größenordnung und als Öffner, besser als bistabile Ausführungen scheinen nicht so gefragt zu sein, vllt. bekommt man eine Sicherung mit Hand-Auslösung auch elektromechanisch von außen ausgelöst, sonst wird es auch größere mechanische Fummelei

    mobile 12V-Insel mit 4x80Ah


    "Wir müssen aus den Fehlern der anderen lernen, denn wir leben nicht lang genug, um alle Fehler selber zu machen.

  • Trennrelais in der Größenordnung und als Öffner, besser als bistabile Ausführungen scheinen nicht so gefragt zu sein,

    Guck mal im Kfz Bereich, da habe ich vor einigen Jahren 70A Relais mit Wechsler günstig über eBay in China geschossen.

    Hatten allerdings die im Kfz Bereich verbreiteten Flachsteckanschlüsse, in der 10mm (?) Variante. Jedenfalls ne Nummer größer als Standard (4,8/6,3mm).


    Gruß Markus

  • vllt. bekommt man eine Sicherung mit Hand-Auslösung auch elektromechanisch von außen ausgelöst, sonst wird es auch größere mechanische Fummelei



    Falls du damit die normalen Sicherungsautomaten für die Hausinstalltion meinst:

    Ja gibt es. Nennt sich Arbeitsstromauslöser. Gibt auch für DC 12-48V


    https://www.eibmarkt.com/de/pr…-f-LS-Schalter-MZ204.html


    Sind aber nicht günstig. Z.B. 63A Automat von Hager kostet mit Auslöser ca 50€ pro Kombination.

    Über 63A wird es richtig teuer. Da kostet so ne Kombination locker über 100€.

  • Ich könnt mir vorstellen, dass ein Arduino mit 4 ds18b20 (an die Batterien geklebt) und einem passiven Piepser auch helfen könnten - die Batterien werden, wenn sie zusammenfallen recht fein warm, wenn mal eine 5 grad über den anderen liegt ist wohl schon passiert. Evtl mit nem esp8266 koppeln, der dann sofort ein Warm(n)mail verschickt.

  • MarkusSi : mit der Angabe 80A habe ich solche gesehen, 5-polig, aber eben Umschalter, es wird dann im Fall des Falles immer Strom verbraucht, bis man mal vorbeikommt


    Solar A : ansich meinte ich sowas, nur vllt. Marke Eigenbau mit den Hochstrom-Automatik-Sicherungen für den Kfz-bereich, wenn die brauchbar erscheinen, Auslösung vllt. auch mittels feder-vorgespannter Mechanik(Mausefallenprinzip), die durch ein Relais(funktionierende "Feinmechanik") entriegelt wird


    KlausAlb : Temperaturmessung habe ich leider auch keine durchgeführt, als es mir auffiel, an die Wärmebildkamera hab ich nicht gedacht, hätte in Griffweite gelegen, nur habe ich meine Bedenken, falls das so aus dem kalten raus passieren würde ohne Ladung, man weiß ja nie, soll ja sowieso nur für den Fall des Falles, wie der nun passiert und zeitnah selbst mitbekommen, sein.


    Bin mir nicht sicher, ob ein ASC711(Messung über parallel mit geringerem Querschnitt angeschlossem Leiter) und nachgeschalteter AVR was bringt, um die Stromrichtung auch bei geringen Strömen sicher zu erkennen, gefühlt müßten 100 mA sicher erkannt werden, solche Dauerverbraucher mag man ja schon sonst nicht.


    Wobei Ausgleichsströme nach Lastabschaltung wohl auch noch eine Weile fließen können, denke ich, je nach unterschiedlichem Zustand der Batterien steigt deren Spannung ja wieder an und dauert sicherlich unterschiedlich lang, einfache Logikschaltung dahinter täte es wohl nicht.


    Im "Funkamateur" 06/2017 gabs einen Beitrag "Detektierung der Stromrichtungan Kfz-Bordsteckdose", sowas würde ansich genügen.


    Verschieden Lösungen und ich kann mich nicht entscheiden und einen Eigenverbrauch haben die dann auch …


    Andererseits habe ich inzwischen mal ein bistabiles Relais der Größenordnung(300A) gefunden, allerdings 24V(18-32V)(https://www.kissling.de/filead…9_ECS-Relais-Prospekt.pdf)

    "Max. Kontaktspannungsabfall 150 mV

    Kontaktspannungsabfall nach Lebensdauer 175 mV"


    Ohne das jetzt verwenden zu wollen, denke aufgrund der Funktionen dessen wäre es fehl am Platz und auch überdimensioniert, aber das ist ja nochmal "eine Größenordnung" mehr als an einem Shunt, aber die sind wohl aufgrund der verfügbaren Leitunglänge, über die gemessen werden kann, eh unnötig.

    die Daten dessen für den Spannungsabfall über die Kontakte lassen für andere (billige) Relais jedoch nichts besseres erwarten, Klemmen, Sicherungen und Leitungen(mit Kabelschuhen) kommen auch noch hinzu, ich werde wohl mal unter Last bestimmen, wie das schon derzeit ohne Schaltelement aussieht, auch wenn hohe Lasten eher nicht die Regel sein werden …

    mobile 12V-Insel mit 4x80Ah


    "Wir müssen aus den Fehlern der anderen lernen, denn wir leben nicht lang genug, um alle Fehler selber zu machen.

  • Solar A : ansich meinte ich sowas, nur vllt. Marke Eigenbau mit den Hochstrom-Automatik-Sicherungen für den Kfz-bereich, wenn die brauchbar erscheinen, Auslösung vllt. auch mittels feder-vorgespannter Mechanik(Mausefallenprinzip), die durch ein Relais(funktionierende "Feinmechanik") entriegelt wird

    Ok.

    Dann müsstest du halt einen Hubmagnet benutzen der auf den Auslösetaster der Sicherung drückt.

    Sowas z.B. (Hab jetzt nix besseres auf die schnelle gefunden):

    https://www.pollin.de/p/elektr…end-its-lz2560d-12-340813

    oder

    https://www.pollin.de/p/elektr…nd-its-ls2924bz-12-340806


    Müsstest dir dann noch eine Haltbügel bauen der über die Sicherung geht um den Magnet über dem Auslöser zu positionieren. Bei der zweiten Variante könnte man die Auslösung sogar noch selber betätigen wenn man auf den Anker des Magneten drückt.

    Musst mal selber suchen. Gibt es ja in den unterschiedlichsten Bauformen.


    Strom würde das ganze dann nur im Auslösemoment benötigen. Muss auch so sein da die meisten dieser Teile thermisch keine 100% ED vertragen wenn sie direkt an die Nennspannung angeschlossen werden.

  • Ich hatte vor Jahren 10stk. 12V 220ah parallel. Sind alle nacheinander gestorben. Nach jedem Spannungsproblem alle getrennt und wieder eine aussortiert.

    Das ist großer Mist, denke wie bei NiCd und NiMh mögen die das parallele nicht. Eventuell kriegt man die gar nicht gepflegt aufgrund von unterschiedlichem Innenwiderstand.

    KWK Ecopower1.0 1kwp, 1x SB 5.0 und 1x SB 3.0 6,6kwp, 2x Outback Flexmax80 3,5kwp, Speicher 24V/1000ah, Überschußverwertung mit Heizstab in Pufferspeicher (Infrarot auf Q3d Zähler)
    Nachteinspeisung wenn KWK aus über WR