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Kann man LiFePO4 Batterien parallel schalten?
Es ist keine Überraschung, dass wir viele batteriebezogene Probleme bekommen.
Eine der häufigsten Fragen lautet: “Ich brauche mehr Energie, kann ich die Batterien parallelschalten? Wie viele LiFePO4-batterien kann ich maximal parallelschalten?”
Das Parallelschaltung von Batterien in einer LiFePO4-Batterie ist eine Möglichkeit, die Kapazität der Batterie zu erhöhen (d. h. wie lange die Batterie mit einer einzigen Ladung betrieben werden kann).
Natürlich bedeutet die Parallelschaltung von LiFePO4-Batterien nicht, dass Ihre Batterie jedes Gerät über ihrer Standardspannung Ausgabe mit Strom versorgt, sondern vielmehr die Dauer verlängert, mit der sie das Gerät mit Strom versorgen kann. Es ist zu beachten, dass die erhöhte Amperestunden-Kapazität beim Parallelladen von LiFePO4-batterien längere Ladezeiten erfordern kann.
Verwandte Kenntnisse von LiFePO4-Batterien parallel
Zunächst einmal müssen wir wissen, dass bei einer Parallelschaltung von zwei oder mehr LiFePO4-Batterien der Strom, der durch jede Batterie fließt, nicht genau gleich sein kann.
Ein Beispiel: Nehmen wir an, Sie verwenden zwei 12,8V 100Ah-Batterien parallel. Wenn das Batteriesystem an eine Last von 50A angeschlossen ist, kann die Last jeder Batterie nicht ganz genau 25A betragen. Eine Batterie kann mit 21A belastet werden, während die andere Batterie mit 29A belastet wird. Dieser Stromunterschied wird deutlicher, wenn die Last größer ist.
Außerdem wird es mit zunehmender Anzahl parallel geschalteter Batterien immer schwieriger, Strom von jeder Batterie zu erhalten und gleichmäßig an jede Batterie zu leiten. Um die Sache noch komplizierter zu machen, hat jede Batterie einen einzigartigen Innenwiderstand und nimmt/erzeugt daher Strom mit leicht unterschiedlichen Raten.
Ursachen des Stromasymmetrie in LiFePO4-Batterien nach Parallelschaltung
Das Stromungleichgewicht zwischen den Batterien wird durch Unterschiede im Herstellungsprozess von Zellen und Batterien, Unterschiede im Batterieverbindungswiderstand und Temperaturunterschiede zwischen Batterien und anderen Variablen der Feldinstallation verursacht.
Selbst wenn die Batterien in der gleichen Charge hergestellt werden, können ihr Widerstand und ihre Stromversorgungskapazität nicht exakt gleich sein. Und der unterschiedliche Strom in den einzelnen parallelen Zweigen führt dazu, dass der Ladezustand der Batterie (SOC) divergiert. Die Batterie mit der besten Leistungsfähigkeit wird schneller entladen als die anderen. Dann nähert sich der SOC aller Batterien wieder an, da die sich am schnellsten entladende Batterie einen Punkt erreicht, an dem sie nicht mehr so viel Strom an das System liefern kann. An diesem Punkt werden die stärkeren Batterien diejenigen sein, die ursprünglich weniger Energie geliefert haben, nun aber einen höheren SOC aufweisen.
Die Schlussfolgerung ist, dass es für den größten Teil der Lebensdauer des Batteriesystems einen Unterschied im SOC zwischen jeder parallel geschalteten LiFePO4-Batterie geben wird. Der SOC-Unterschied zwischen den Batterien bedeutet, dass selbst bei abgeschalteter Last Wirbelströme zwischen den Batterien fließen, da sie den SOC-Status des parallel geschalteten Batteriesystems ausgleichen müssen. Manchmal können Wirbelströme zwischen Batterien ungewöhnlich hoch sein und dazu führen, dass die Zellen in einen unvorhersehbaren Schutzmodus wechseln.
Es ist wichtig zu beachten, dass die Entladungskurve einer LiFePO4-Batterie sehr flach ist, so dass es viele Stunden dauern kann, bis der SOC-Wert der Batterien ausgeglichen ist, sobald eine Last entfernt wird. Es ist möglich, dass die Batterien nicht ausgleichen, egal wie lange Sie warten, aufgrund von Diffusionsspannungen, oder was einige als "Oberflächenladung" bezeichnen.
Natürlich kann ein Batteriemanagementsystem (BMS) mit der Asymmetrie des parallelen Zweigstroms und dem unkontrollierten Wirbelstrom umgehen, aber es kann dieses Problem nicht zu 100 % lösen und kann nur einen relativ ausgeglichenen Zustand zwischen den parallel geschalteten Batterien erreichen. Sobald der Strom im Parallelzweig höher als erwartet ist, kann sich die Lebensdauer der Batterie verkürzen.
Vorsichtsmaßnahmen für die Parallelschaltung von LiFePO4-Batterien
Beachten Sie vor dem Parallelschalten von Batterien Folgendes:
1. Mischen Sie keine Batterien verschiedener Marken und Kapazitäten
Achten Sie darauf, dass die parallel geschalteten Batterien eine strikte Innenwiderstandspaarung haben: absolut gleiche Kapazität, gleiche Spannung, gleiche Marke und nicht mit alten und neuen Batterien verwendbar. Wenn Batterien mit unterschiedlichen Kapazitäten zusammen verwendet werden, kommt es zu einem Stromungleichgewicht zwischen den beiden Batterien, wodurch sich die Betriebszeit des Batteriesystems verkürzt. Wenn Sie Akkus unterschiedlicher Kapazität längere Zeit mischen, führt dies irgendwann zu einem Kurzschluss in den Akkus mit geringerer Kapazität. Eine kurzgeschlossene Batterie kann übermäßige Hitze verursachen, die das gesamte elektrische System weiter beeinträchtigt oder sogar die Batterie beschädigt.
2. Laden Sie den Akku zuerst vollständig auf
Bevor Sie die Batterien parallel schalten, stellen Sie sicher, dass alle lifepo4-Batterien, die Sie parallel betreiben wollen, einzeln durch das lifepo4 Ladegerät vollständig aufgeladen sind, so dass die Batterie mehr oder weniger ausgeglichen ist und Sie die Gesamtnutzungszeit maximieren können.
3. Verwenden Sie das richtige Anschlusskabel
Stellen Sie sicher, dass Ihre Kabel die richtige Größe (Durchmesser) haben, um den erforderlichen Strom zu führen - sie müssen die gleiche Größe wie Ihre maximalen Anforderungen haben und normalerweise zu Ihrem Wechselrichter passen.
Daher sollte das Batteriekabel genauso groß oder größer sein als das Wechselrichterkabel. Sie müssen auch die richtige Länge haben, um effizient zu sein.
Idealerweise sollten Sie darauf achten, dass die Verbindungskabel so kurz wie möglich sind und die Batterien dicht beieinander liegen, und dass die Kabel zwischen den einzelnen Batterien gleich lang sind.
4. Überprüfen Sie das Hauptsystemkabel
Das Hauptsystemkabel, das die Last mit Strom versorgt, sollte mit dem gesamten Batteriesatz verbunden werden, um sicherzustellen, dass die Batterien für eine optimale Leistung gleichmäßig geladen und entladen werden.
Stellen Sie außerdem sicher, dass die Hauptsystemkabel und die Kabel, die die Batterien miteinander verbinden, groß genug sind, um den gesamten Systemstrom zu bewältigen.
5. Verbinden Sie die Batterie
Verbinden Sie die Pluspole miteinander und tun Sie dasselbe mit den Minuspolen. Schließen Sie dann den Pluspol der ersten Batterie und den Minuspol der letzten Batterie an das System an.
Achten Sie darauf, dass Sie die Plus- und Minuspole nicht vertauschen.
Warum kann man alte und neue Batterien nicht parallel verwenden?
Wenn zwei oder mehr parallel geschaltete Batterien neu sind und dieselbe Kapazität und Spannung aufweisen, ist die zwischen den Batterien übertragene Strommenge gut ausbalanciert. Wenn die Batterien altern, stimmen ihre Innenwiderstände allmählich nicht mehr überein.
Batterien erzeugen bekanntlich Eigenverbrauch. Selbst wenn die Batterie nicht benutzt wird (oder nur ein- oder zweimal), verbrauchen die Schaltkreise im Akku usw. eine geringe Menge Strom. Die Zellen in der Batterie altern dann langsam mit der Zeit.
Beispielsweise haben die vor einem Jahr (oder vor einem halben Jahr) gekaufte LiFePO4-100Ah-Batterie und die gerade gekaufte 100Ah-Batterie derselben Marke leicht unterschiedliche Zustände der internen Zellen, und auch der Innenwiderstand der Batterie ist unterschiedlich. Sie können diese beiden Batterien nicht parallel verwenden.
Denn der neue Akku hat im Vergleich zum alten Akku einen geringeren Innenwiderstand. Batterien mit geringerem Innenwiderstand sind etwas selbst korrigierend und laden und entladen sich mit höheren Strömen als andere, altern schneller und holen mit ihren Gegenstücken auf. Auch der Innenwiderstand der neuen Batterie ist niedriger als der der alten Batterie, so dass der Strom nun hauptsächlich durch die neue Batterie fließt, was sich auf die Lebensdauer der neuen Batterie auswirkt.
Können LiFePO4-Batterien parallel geschaltet werden?
LiFePo4 Batterien können grundsätzlich ( Identischer Hersteller ) parallelgeschaltet werden, jedoch müssen folgende Bedingungen erfüllt sein:
1. Die Kapazität des Akkus ist gleich.
2. Die Batterien werden in der gleichen Charge produziert.
3. Die Batterien sind ganz neu.
4. Die Akkus werden vor dem Parallelschalten vollständig aufgeladen.
Nur so kann sichergestellt werden, dass die inneren Eigenschaften der Batterien näher beieinander liegen und die Parallelwirkung besser ist.
Wenn Sie vorhaben, Batterien parallel zu betreiben, ist der Kauf von 2 Batterien auf einmal die beste Option.
Lithiumbatterien ( LiFePo4 ) werden günstiger....
Tatsächlich, es wird auch mal "Was" erschwinglicher. Lithiumbatterien oder auch LiFePo-Batterien. Inzwischen sind wohl mehr Erkenntnisse vorhanden und (zumindest unser Hersteller) geben inzwischen 5 Jahre Garantie. Unsere 100AH Ultimatron mit Bluetooth und Heizung bieten wir (nur Internetpreis) für 599.- excl. Einbau an.
Standbycharger / Standby-Lader, ein kleines aber wichtiges Utensil!
Ein Standbycharger ist eines der wichtigeren Bauteile im Elektronik-Puzzle. Viele haben zwar eine schicke und leistungsfähige Solaranlage auf dem Dach, allerdings wird die Motorbatterie ( wenn nicht ein MPPT von Votronic mit zwei Ausgängen verbaut ist ) sträflich vernachlässigt. Oft steht dann das Mobil mit voller Aufbaubatterie, aber der Motor sagt keinen Mucks mehr.
Ein Standby-Lader kann hier Abhilfe schaffen. Sobald die Aufbaubatterie voll ist, sendet er bis zu 5A in die Starterbatterie und hält sie somit fit und am leben.
Bei uns erhältlich inkl. Einbau für 129.-
Der wichtigste Einbruchsschutz für Ihr Wohnmobil!
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Eine Türsicherung an den Vordertüren ist die wichtigste Maßnahme, um Langfinger die Möglichkeit des schnellen Einbrechens zu "versauen" !
Die wohl bekannteste Methode, gerade bei Jumper, Ducato und Boxer, ist das "Aufstechen" der Fahrertür.
Es wird nur ein 2-3 mm großes Loch mit einer Stechaale unterhalb des Türgriffs gestochen, um dann die Tür mit einem Draht zu entriegeln. Es ist nicht nur eine Sache von wenigen Sekunden, sondern der Vorgang geschieht vollkommen lautlos.
Vorweg....Mit einem Heosafe Sicherungssystem wird das wirkungsvoll verhindert.
Mancher versucht einen Spanngurt zwischen die Türen zu spannen....klappt nicht denn wenn es annähernd sicher sein soll, müssten die Türgriffe massiv aufgerüstet werden.
Gerade des Nachts wird diese Methode des Einbruchs gerne angewandt und im Nu ist das Mobil leer....inzwischen sogar, wenn Sie darin schlafen.
Heosafe wird PASSGENAU an ihrer Fahrzeugtür angebracht und am Abend durch einen Handgriff verriegelt, so ist die größte Gefahrenquelle eliminiert.
Wir bieten Heosafe für die beiden Kabinentüren zu einem Festpreis von 289€ inkl. fachgerechter und sauberer Montage an. Alternativ können Sie auch sämtliche Türen des Fahrzeugs damit sichern. Hierfür liegt der Preis bei 499€ inkl. Einbau.
Solarmodule für viel Unabhängigkeit
Solarmodule in Schindeltechnik, auch Overlapping oder Shingle Technology genannt, werden zunehmend beliebter auf dem Markt, um das Wohnmobil einfach autark und unabhängig nutzen zu können. Diese Solarmodule sehen nicht nur schön aus, sondern verfügen über sehr viele Vorteile. Häufig wird als Gegenargument angeführt, dass die Technik noch relativ neu ist, doch so ganz stimmt das nicht. Bereits 1960 kam die Idee der Schindeltechnik erstmal zur Sprache. Erst seit 2012 wurde das Thema forciert, um diese Technik zur Marktreife zu bringen. Viele erfolgreich durchgeführte Versuche haben dafür gesorgt, dass sich die Solarmodule fest im Bereich Wohnmobile und Wohnwagen etablieren konnte.
Um die Vorteile der Schindeltechnologie zu verstehen, müssen wir etwas mehr in die Technik einsteigen. Die Teile, welche den Strom im Solarmodul generieren, werden Wafer genannt. Diese gibt es in mono- oder polykristalliner Ausführung. Auf der Oberseite des Wafers befindet sich das Minus und auf der Unterseite das Plus. Die Spannung eines Wafers bleibt annähernd gleich, egal wie groß dieser ist. Was sich ändert ist der Strom. Damit also eine arbeitsfähige Spannung erreicht wird, müssen mehrere Wafer miteinander in Reihe, also seriell, verbunden werden. In der Vergangenheit wurde das bei unseren Solarmodulen über die Leiterbahnen, auch Stromschienen oder Busbars genannt, realisiert.
Je mehr Busbars ein Wafer hatte, um so dünner wurden die Busbars und umso effektiver die Module. Die Busbars waren auf der Oberseite der Wafer aufgebracht. Da bei der Serienschaltung aber der Plus mit dem Minus verbunden wird, mussten die Busbars von der einen Wafer Oberseite zu der Unterseite des nächsten Wafers verlegt werden. Daher musste zwischen den Wafern immer ein Abstand bleiben, damit die Busbars dort verlegt werden konnten. Nun werden die Wafer bei der Schindeltechnik in schmale Streifen geschnitten und auf der einen Seite oben und auf der anderen Seite unten mit einem elektrisch leitfähigen Kleber versehen. Im Anschluss werden die Streifen wie Schindeln überlappend miteinander verklebt. Das Auftragen des Klebers und das Aneinanderkleben erfolgt vollautomatisch und mit einer sehr großen Präzision.
Nun zu den Vorteilen:
- Es werden keine Busbars mehr auf den Wafern benötigt, sodass die freiwerdende Fläche der Stromerzeugung zur Verfügung steht.
- Der Abstand zwischen den Wafern wird nicht mehr benötigt, was wieder Fläche für neue Wafer freigibt oder das Modul verkleinern lässt.
- Die Übertragung von Minus zu Plus erfolgt nicht mehr über 2 oder 5 Busbars, also nicht mehr punktuell, sondern über eine vollflächige Kontaktierung in dem Bereich, wo die Wafer überlappend verklebt sind.
- Durch die Überlappung werden die Wafer doppelt so dick und somit mehr als doppelt so stabil.
- Dank der linearen Kontaktierung ist die Verbindung mit einem geringeren Widerstand gegeben, sodass der Strom effizienter fließen kann. Dieser Vorteil wird nicht bei dem Leistungstest relevant sein, sondern erst wenn die Module in der Sonne heiß werden. So wird die gewonnene Energie am Tag signifikant vergrößert.
- Da durch die schmalen Streifen nun mehr Zellen in ein Modul passen, werden nicht alle in Reihe ( in einen String ) verbunden, sondern die Zellen werden, (wenn 36 oder 72 Zellen erreicht sind) parallel verschaltet mit den nächsten 36 oder 72 Wafern im Solarmodul. Somit kann die jeweilige Anzahl der Zellen in einer Reihe komplett verdunkelt werden, während die andere Fläche noch auf volle Leistung arbeitet. Erfolgt die Abschattung jedoch so, dass alle Strings davon betroffen sind, ist dann auch schnell die Leistung stark eingeschränkt.
- Wird die Fläche des Solarmodules bei gleicher Leistung kleiner, verbessert sich der Wirkungsgrad, welcher in der Technik nicht in % angegeben wird. 1 entspricht dem allgemeinen Verständnis von 100%. Der Wirkungsgrad eines Solarmodules lässt sich ganz einfach berechnen.
- Vergleicht man nun ein 100 Watt Solarmodul mit 0,67m², welches noch Busbars hat, kommt dies auf einen Wirkungsgrad von 0,148 und ein 110 Watt Modul in Schindeltechnik und einer Fläche von 0,569m² auf 0,193. Dies zeigt, dass durch die Schindeltechnik die Module effizienter geworden sind.
- Die Wafer, der bei dem Hersteller preVent angebotenen Schindelsolarmodule bis 150 Watt, werden alle mit Wafern in der PERC Technologie produziert. Der Vorteil der PERC Wafer besteht darin, dass Licht, welches ohne Energieumwandlung bis zur Rückseite durchgedrungen ist, reflektiert wird und somit genutzt werden kann. Dieser Vorteil wird besonders bei flachliegenden Solarmodulen auf Fahrzeugen genutzt, da dort das Licht selten optimal auftrifft.
