Zusammenschaltung von Batterien - boote-forum.de

4gewinnt · #1 13.08.2009, 14:07

Hallo Zusammen,

ich bin gerade am überlegen ob ich meinen Elektromotor austausche, weil mir die Leistung nicht ausreicht. Bisher habe ich einen 24V Motor, der über 2 x 12V Batterien (in Reihe) versorgt wird. Geladen werden die Batterien über ein 24 V Ladegerät.

Die Alternative die ich mir jetzt ausgeguckt habe ist ein 48V Motor. Die Stromversorgung soll über 4 x 12V Batterien, in Reihe geschaltet, hergestellt werden. Das ist denke ich gängig und unproblematisch.

Jetzt kommts aber... Da ich mir für viel Geld die 2 Akkus und das 24V Ladegerät gekauft habe, würde ich das natürlich gern weiter nutzen. Die Idee ist, einfach 2 identische Batterien zu den bereits Vorhandenen zu kaufen. Da das bisherige System ca. 3 Wochen alt ist und erst 2 mal benutzt, sollten die 4 Batterien m.M.n. schon harmonieren.

Die Frage ist, kann ich (und wenn ja wie) eine Schaltung bauen, mit der ich

- einerseits 4 batterien in reihe geschaltet habe für den Verbraucher

- und andererseits beim ladevorgang das 4er Paket in zwei 2er Pakete "auftrenne", diese beiden 2er pakete dann "parallel" am Ladegerät hängen und dabei ja noch jeweils in Reihe (wegen der 24V) geschaltet sind?

Geht das oder fliegts mir um die Ohren?

Chili · #2 13.08.2009, 14:14

Wie werden die Batterien denn geladen? Einzeln oder auch in Reihe?

Batterien in Reihe schalten ist auf den ersten Blick nicht problematisch.
Auf den zweiten aber schon.

Denn wenn eine der Batterien schwächer ist als die anderen, dann ist die zuerst leer, die anderen noch nicht. Dann werden alle wieder vollgeladen (im Idealfall einzeln) und das Spiel geht von vorne los.

Das ganze Konstrukt macht ganz schnell die Hacken hoch, weil das schwächste Glied der Kette arg strapaziert wird.

Das kann man sehr schön an der Reihenschaltung von Akkus in Akkuschraubern erleben (wobei die erschwerend auch noch in Reihe geladen werden...)!

Nebenbei: Parallelschaltung von Batterien ist auch nicht besser...

Chili · #3 13.08.2009, 14:17

Beim Laden in Reihe hast du den Effekt, dass die vollere Batterie den Ladestrom begrenzt und die leerere nie mehr richtig voll wird.
Oder - bei ungeregeltem und zeitgesteuertem Laden - soviel Saft reingepumpt wird, dass die vollere schon gast, wenn die andere noch am Laden ist.

Alles in allem nicht sehr batteriefreundlich.

Chili · #4 13.08.2009, 14:26

Ist übrigens auch ein Grund, warum bei Batterien meistens nur eine der Zellen im Eimer ist. Eine 12 Volt Batterie ist ja im Grunde auch nur eine Reihenschaltung von sechs Zellen...

4gewinnt · #5 13.08.2009, 16:30

Zitat:

Zitat von 4gewinnt

Hallo Zusammen,

Da das bisherige System ca. 3 Wochen alt ist und erst 2 mal benutzt, sollten die 4 Batterien m.M.n. schon harmonieren.

Die Frage ist, kann ich (und wenn ja wie) eine Schaltung bauen, mit der ich

- einerseits 4 batterien in reihe geschaltet habe für den Verbraucher

- und andererseits beim ladevorgang das 4er Paket in zwei 2er Pakete "auftrenne", diese beiden 2er pakete dann "parallel" am Ladegerät hängen und dabei ja noch jeweils in Reihe (wegen der 24V) geschaltet sind?

Geht das oder fliegts mir um die Ohren?

Danke Chili für die Einwände. Ich denke aber das ich die schon alle berücksichtigt habe.

Es geht ganz simpel gesagt darum 2 x 2 je 12V in Reihe geschaltete Batterien parallel zu schalten um weiterhin mit einem 24V Ladegerät arbeiten zu können.....

Chili · #6 13.08.2009, 16:37

Ja, das Ziel ist klar.
Und es wird auch anfangs funktionieren.
Nur du musst halt damit rechnen, dass die Batterien relativ schnell eine nach der anderen das Zeitliche segnen.

Durch die Parallelschaltung kommt noch hinzu, dass sich die bessere Batteriebank in die schlechtere hinein entlädt.

4gewinnt · #7 13.08.2009, 16:46

[quote=4gewinnt;1376225]

Die Idee ist, einfach 2 identische Batterien zu den bereits Vorhandenen zu kaufen. Da das bisherige System ca. 3 Wochen alt ist und erst 2 mal benutzt, sollten die 4 Batterien m.M.n. schon harmonieren.

Die von dir geschilderten Probleme sollten daher weitestgehend ausgeschlossen sein.

Gibts noch andere Meinungen?

WalterB · #8 13.08.2009, 16:49

Von der Elektrik her müsste das so hinhauen, der Schalter muß natürlich für die Ströme bemessen sein.

4gewinnt · #9 13.08.2009, 16:56

Zitat:

Zitat von WalterB

Anhang 153088

Von der Elektrik her müsste das so hinhauen, der Schalter muß natürlich für die Ströme bemessen sein.

Das sieht hilfreich aus, vielen Dank. Mit beiden Paketen übergeordnet parallel und untergeordnet in reihe gibts also keine probleme?

t-poke · #10 13.08.2009, 17:01

Zitat:

Zitat von 4gewinnt

Hallo Zusammen,

-snip-

Die Alternative die ich mir jetzt ausgeguckt habe ist ein 48V Motor. Die Stromversorgung soll über 4 x 12V Batterien, in Reihe geschaltet, hergestellt werden. Das ist denke ich gängig und unproblematisch.

-snip-

Hallo 4gewinnt!

Du schreibst, das Du einen 48V Motor einsetzen moechtest. Hat der denn eine groessere Leistung, oder nur bei hoeherer Spannung die gleiche Leistung.

Oder die Frage anders gestellt: Ist DIr der alte Antrieb zu langsam oder reicht die Fahrzeit nicht aus?

In letzterem Fall behalte den alten Motor, kaufe zwei weitere Akkus und schalte Sie parrallel und in Reihe. Also auch die Reihenschaltungen intern mit dem anderen Satz intern parallelschalten. Damit bekommst Du die doppelte Laufzeit und annaehernd gleiche Ladeverhaeltnisse. Natuerlich sind die Einwaende Chilli-FFM nicht von der Hand zu weisen, aber mit dieser Schaltung kannst Du sie ein wenig minimieren.

Ein Punkt wurde bisher nicht erwaehnt. Bleibatterien benoetigen zum effizienten Laden einen bestimmten Mindestanfangsladestrom. Die verdoppelte Kapazitaet erfordert dann natuerlich auch einen entsprechenden Strom. Hat Dein Ladegeraet noch eine entsprechende Leistungsreserve?

Gruesse aus dem Osten,

Thomas

4gewinnt · #11 13.08.2009, 17:11

[quote=t-poke;1376427]

Du schreibst, das Du einen 48V Motor einsetzen moechtest. Hat der denn eine groessere Leistung, oder nur bei hoeherer Spannung die gleiche Leistung.

Der Leistung wegen dann mehr Watt (2000 statt 1200) und eine bessere Effizienz. Haltbarkeit Batterien passt auch (jetzt 2x, dann 4 x 160 Ampere)

.... zwei weitere Akkus und schalte Sie parrallel und in Reihe. Also auch die Reihenschaltungen intern mit dem anderen Satz intern parallelschalten.

Genau so hatte ich mir das vorgestellt, scheint also unproblematisch...?

Bleibatterien benoetigen zum effizienten Laden einen bestimmten Mindestanfangsladestrom. ..... Hat Dein Ladegeraet noch eine entsprechende Leistungsreserve?

24V mit 14,4 Ampere. Ist nicht überdimensioniert, sollte aber passen (Ich nehm das Boot mal am Wochenende, Ladezeit sind dann mindestens 4 Tage....

Gruesse aus dem Osten,

Und zurück aus dem Norden!

Chili · #12 13.08.2009, 17:25

Kannst ja dann mal deine Erfahrungen berichten.

t-poke · #13 13.08.2009, 17:31

Hallo 4gewinnt

[quote=4gewinnt;1376441]

Zitat:

Zitat von t-poke

-snip-

Der Leistung wegen dann mehr Watt (2000 statt 1200) und eine bessere Effizienz. Haltbarkeit Batterien passt auch (jetzt 2x, dann 4 x 160 Ampere)

Will ja nich meckern, aber fuer 800W mehr solch tanz? Da waere mir der Aufwand zu hoch... Aber gut!

.... zwei weitere Akkus und schalte Sie parrallel und in Reihe. Also auch die Reihenschaltungen intern mit dem anderen Satz intern parallelschalten.

Genau so hatte ich mir das vorgestellt, scheint also unproblematisch...?

Wir haben aneinander vorbeigeredet, in Deiner Variante sind dann alle 4 Batterien beim Entladen in Reihe geschaltet. Nur zum Laden werden dann die zwei Halbstraenge parallel geschaltet. Verpasse jedem Halbstrang eine Sicherung (Groesse entsprechend Motorstrom, dann koennen sie permanent drin bleiben) und die Querverbindung ebenfalls mit einer Sicherung versehen, traege Ausfuehrung maximal doppelter Ladegeraetenennstrom. Doppelte Groesse ist zur Sicherheit bei eventuell fliessenden Ausgleichsstroemen zwischen den Halbzweigen. Ist sicher Aufwendig, aber wenn eine 24V 320Ah Batteriebank "unruhig" wird, wirst Du froh sein sie drin zu haben! Bei LEAB, hab ich mal sowas wie Equilizer fuer genau solche Anwendungen gesehen. Schaust mal hier!

Bleibatterien benoetigen zum effizienten Laden einen bestimmten Mindestanfangsladestrom. ..... Hat Dein Ladegeraet noch eine entsprechende Leistungsreserve?

24V mit 14,4 Ampere. Ist nicht überdimensioniert, sollte aber passen (Ich nehm das Boot mal am Wochenende, Ladezeit sind dann mindestens 4 Tage....

Ist ein bissel duenn, aber wenn Du das Boot nur am WE brauchst, koennte es gehen, ist aber auf keinen Fall ideal.
Gruesse aus dem Osten,

Und zurück aus dem Norden!

Und wieder zurueck!

Thomas

tritonnavi · #14 13.08.2009, 17:55

Wenn man die bekannte Regel, eine Bleibatterie nicht mehr als auf 50 oder 40% Ladezustand zu entladen, beherzigt, sehe ich die 4 Tage Ladezeit nicht so ganz:
7A bleiben ja theoretisch pro 24V-Strang über und damit kann man 80Ah (50%) sicherlich schneller als in 4 Tagen nachladen.

Wenn du alle Batterien wirklich mal sehr lange vollädst (mit einem längeren Zeitanteil auf Erhaltungsspannung), so dass die, zumal die ja sowieso fast das gleiche Alter haben, auch einen 100%-Volladezustand erreichen, hast du einen guten Ausgangszustand.

Im Betrieb werden ja alle vier 12V-Batterien mit der exakt gleichen Kapazität entladen, so dass keine großen Ladezustandsunterschiede zu erwarten sind.
(Ganz im Gegenteil z.B. zu den bekannten Kombinationen aus Starterbatterie und Versorgungsbatterie mit einer Ladung über Trennrelais oder VSR. Da werden zwei Batterien mit höchst unterschiedlichem Ladezustand (meistens auch Kapazität, Alter und manchmal sogar Bauart) parallel geladen.)

Wenn du dann die 50%-Entladeregel einigermassen einhälst und immer etwas länger (m.E. mindestens 24h) als zu kurz auflädst, sehe ich überhaupt keine größeren Probleme.

Gruß
Friedhelm

Woody · #15 13.08.2009, 19:53

Wenn schon, dann richtig: zum Laden das gesamte Paket auflösen (und merken, in welcher Reihenfolge die Akkus verschaltet waren). Dann jede Batterie einzeln und nicht parallel geschaltet laden.
Gruß,

Jörg

Chili · #16 13.08.2009, 20:14

Zitat:

Zitat von tritonnavi

Im Betrieb werden ja alle vier 12V-Batterien mit der exakt gleichen Kapazität entladen, so dass keine großen Ladezustandsunterschiede zu erwarten sind.

Und das ist ein Trugschluss.

pottkieker · #17 13.08.2009, 20:28

Zitat:

Zitat von Chili-FFM

Und das ist ein Trugschluss.

Die Batterie die zu einem Zellenschluß neigt steigt so oder so aus.
Warum also die ganze Angelegenheit verkomplizieren.

So wie oben beschrieben haut das schon ganz ordentlich hin

Chili · #18 13.08.2009, 20:32

Die Bank mit dem geringeren Innenwiderstand wird mehr Strom fließen lassen als die andere.

Und ja, natürlich wird es ne Zeitlang hinhauen, das bestreite ich ja gar nicht.

Ich finde es halt nur nicht optimal. Und Batterien sind teuer.

pottkieker · #19 13.08.2009, 20:44

Zitat:

Zitat von Woody

Wenn schon, dann richtig: zum Laden das gesamte Paket auflösen (und merken, in welcher Reihenfolge die Akkus verschaltet waren). Dann jede Batterie einzeln und nicht parallel geschaltet laden.

Joop, theoretisch könnte man das wohl so machen, aber irgendwann möchte man ja auch mal Fahren. Bei Abwägung von Aufwand und Nutzen wird die o.g. Schaltung schon eher Sinn machen.

pottkieker · #20 13.08.2009, 20:48

Zitat:

Zitat von Chili-FFM

Ich finde es halt nur nicht optimal.

Und am Optimalsten ist überhaupt kein Boot zu fahren. Auch kein Auto - sondern Fahrrad

Chili · #21 13.08.2009, 21:08

Können wir uns auf Tretboot einigen?

pottkieker · #22 13.08.2009, 21:21

Zitat:

Zitat von Chili-FFM

Können wir uns auf Tretboot einigen?

joo immer doch

Götz · #23 13.08.2009, 22:46

Zitat:

Zitat von pottkieker

Und am Optimalsten ist überhaupt kein Boot zu fahren. Auch kein Auto - sondern Fahrrad

nicht ganz richtig.

Es soll ja auch noch SEGELBOOTE geben...

tritonnavi · #24 14.08.2009, 16:04

@chili-FFM:
"Die Bank mit dem geringeren Innenwiderstand wird mehr Strom fließen lassen als die andere."

Ja, das ist immer so, aber dafür hatte ich in diesem Fall ja auch für eine relativ lange Ladezeit plädiert, so dass diese Unterschiede mit einer verlängerten Ausgleichsphase beim Laden minimiert werden.

@chili-FFM:
"Und ja, natürlich wird es ne Zeitlang hinhauen, das bestreite ich ja gar nicht.

Ich finde es halt nur nicht optimal. Und Batterien sind teuer"

Wenn du schon bei solchen, fast idealen Konstellationen (gleiches Modell, gleiche Kapazität, gleiches Alter und exakt gleiche Entladung) so schwarz siehst, was sagst du denn erst zu den tausendsenden von Sportbooten, die eine Starterbatterie und eine (manchmal sogar 2) Versorgungsbatterie über Trennrelais laden?

Da stimmt nämlich überhaupt nichts. Weder Ladezustand, Kapazität, Modell oder Alter sind bei diesen (ebenfalls) Parallelladungen gleich, und trotzdem gehen die nicht alle 1,5Jahre kaputt.

Wenn man bei der 4-Batterien-Konstellation lange lädt und nur bis 50% entlädt, ist alles im Lot und ich sehe keinen Grund, dass die Lebensdauer durch die Parallelladung stark beeinflußt wird.

pottkieker · #25 14.08.2009, 16:19

Zitat:

Zitat von Götz

nicht ganz richtig.

Es soll ja auch noch SEGELBOOTE geben...

Es ging in Vorfeld um die Kosten hier für Batterien. Segelboote sind aber auch nicht gerade günstig wenn ich so an die Kosten des Riggs und der Segel denke. Und nen Motor haben die allermeisten Segelboote heutzutage doch auch noch - oder