Praktische Überlegungen zur Verwendung von Batterien parallel + parallel Vs-Serie

Ich habe einige Fragen zum parallelen Laden/Entladen von LiFePO4:

  1. Wenn sie zum ersten Mal angeschlossen werden, müssen sie zunächst auf die gleiche Spannung gekauft werden, um hohe Ströme zu vermeiden. Abgesehen vom Problem der hohen Ströme, wenn beispielsweise zwei Batterien parallel geschaltet sind. einer hat eine Kapazität C1 und der andere C2, wobei C1 > C2. Wenn einer zu 50 % und der andere zu 100 % aufgeladen wäre, würden sie sich nach dem Verbinden jeweils auf 75 % ausgleichen? Ich nehme an nein, also wenn nicht:

  2. Welche Art von Ausgleich ist erforderlich? Da sie unterschiedliche Kapazitäten haben und mit der gleichen Rate entladen werden, würden sich die beiden Batterien einfach ineinander entladen, so dass sie die gleiche Spannung und vor allem den gleichen SOC haben?

  3. Wie viel Kapazitätsunterschied ist zu viel, wenn die gleichen Zellen in der Parallelschaltung verwendet werden? Ich habe gelesen, dass es bis zu 15 % Unterschied zwischen den Batteriekapazitäten geben kann, da Zellen in Chargen hergestellt werden. Wäre dies in einer Parallelverbindung als unbrauchbar anzusehen?

Die Situation, vor der ich Angst habe, ist folgende:

Angenommen, zwei Batterien haben beide einen SOC (Ladezustand) von 10%, aber beide haben unterschiedliche Kapazitäten, wobei einer 550 mAh und der andere 500 mAh beträgt. Da sie parallel sind, würden sie beide gleichzeitig einen SOC von 0 % erreichen oder müsste ein zusätzlicher Ausgleich erfolgen, um sicherzustellen, dass der eine mit der kleineren Kapazität nicht weiter entladen wird, wenn er 0 % SOC erreicht, während der andere man entlädt sich weiter und ist immer noch bei beispielsweise 2 % SOC im Gegensatz zu 0 %. Dies würde die Batterie mit der geringeren Kapazität im Wesentlichen töten.

Parallel Vs-Serie

  1. Da parallel geschaltete Zellen sich kontinuierlich ineinander entladen, um sich selbst auszugleichen, würde dies sie nicht stark belasten und sowohl ihre Kapazität als auch die maximal mögliche Anzahl von Zyklen verringern? im Wesentlichen nur langsam töten

  2. Welche Vorteile hat eine Reihenschaltung gegenüber einer Parallelschaltung? Bisher habe ich aus meiner Erfahrung heraus festgestellt, dass die Serie eine höhere Spannung liefern kann, aber dieses Problem kann leicht mit einem DC-DC-Wandler gelöst werden. Warum also sollte jemand Serie über Parallel verwenden?

Wenn ich Zellen mit unterschiedlicher Kapazität erwähne, meine ich denselben Zellentyp, genau dieselben, aber natürlich haben Batterien nicht die gleiche Kapazität wie die Nennkapazität. Wenn der Nennwert 500 mAh war, könnten einige 490 sein, andere 510 usw.

Wie in der Antwort erwähnt, halten sich parallel geschaltete Batterien gegenseitig im Gleichgewicht. Allerdings sollten Sie keine Akkus kombinieren, die sehr unterschiedliche Kapazitäten haben, wenn sie einzeln getestet werden. Laptop-Akkupacks enthalten parallel geschaltete Li-Ionen-Zellen, und sobald die beiden Zellen miteinander gepaart sind, werden sie als nur eine Zelle mit etwa der doppelten Kapazität einer einzelnen Zelle behandelt. Das heißt, sie werden immer zusammen geladen und entladen.
@ErikR hat die Kapazitäten der beiden Zellen getestet. Sie sind genau das gleiche Modell, das eine Nennleistung von 500 mAh hat. Einer hatte 512 mAh und der andere 495 mAh
Die sind ziemlich nah ... Sie sollten kein Problem haben, parallel zu verwenden.
Wie berechnet man das? Wie gesagt, verwenden Sie sie immer zusammen als Paralleleinheit. Parallelgeschaltete Batterien funktionieren in vielen Verbrauchergeräten einwandfrei.

Antworten (1)

  1. Sie gleichen sich anhand der Spannung selbst aus. Nicht aufladen. Weil Dinge parallel die gleiche Spannung haben wollen. Ihr Beispiel von 50% und 100%, die sich auf 75% ausgleichen, funktioniert daher nicht so. Da die Batteriespannung gegenüber der verbleibenden Kapazität nicht linear ist, und selbst wenn sie linear wäre, würden die 50%||100% = 75% nur für Batterien mit identischen Kapazitäten auftreten.

  2. Nein, die Batterien, weil Batterien nicht gleich schnell entladen werden. Ihr Konzept, dass sie sich mit der gleichen Rate entladen und sich dann zum Ausgleich ineinander entladen, ist ein Umweg. Sie tun dies nicht. Sie entladen sich einfach mit unterschiedlichen Raten, so dass ihr SOC mit einer solchen Rate abnimmt, dass ihre Spannungen gleich sind.

  3. Nicht wirklich ein Punkt, an dem zu viel zu viel ist, da es im Allgemeinen einfach keine gute Idee ist, aber nicht annähernd so schlimm, wie Zellen mit unterschiedlicher Kapazität in Reihe zu schalten.

  4. Siehe 2.

  5. DC-DC-Wandler ist keine "einfache" Lösung. Versuchen Sie, ein Auto mit Strom zu versorgen und den gesamten Strom über einen DC-DC-Wandler zu leiten. Das macht den DC-DC-Wandler riesig, komplex, teuer und unnötig verschwenderisch, wenn Sie die Zellen einfach in Reihe schalten könnten.

Daraus nehme ich an, dass der Konstrukteur den Ladezustand jeder Batterie ausgleichen muss, um sicherzustellen, dass sie nicht 0% erreichen? Ich denke, einer der Gründe, warum mich das verwirrt, ist, dass Spannung und Ladezustand zusammenhängen
@fred Spannung und SOC hängen zusammen, aber die Beziehung ist nicht linear, und parallel kümmern sich die Batterien nur darum, die gleiche Spannung zu haben.
Wenn ich Zellen mit unterschiedlicher Kapazität erwähne, meine ich den gleichen Zelltyp, genau die gleichen, aber natürlich haben Batterien nicht die gleiche Kapazität wie die Nennkapazität. Wenn der Nennwert 500 mAh war, könnten einige 490 sein, andere 510 usw.
@fred Immer noch nicht linear. Die Spannung gegenüber dem SOC einer Batterie, die nichtlinear ist, ist an und für sich, ohne dass sie sich von der Chemie anderer Batterien unterscheiden muss, um dies zu sein.
Sie haben Recht, sie sind nicht linear, ich habe die beiden Zellen charechterisiert und ihre Spannungs-VS-SOC-Diagramme. Da die Spannungen gleich sind, gehe ich davon aus, dass ein Batteriemanagementsystem dafür die fest codierten Nachschlagetabellen enthalten, den SOC jeder Batterie anhand ihrer Spannung bestimmen und dann bestimmen könnte, ob Sie das Entladen oder Laden einer Batterie anhand dieser SOC-Schätzung beenden sollten.
@fred Parallel geschaltete Batterien benötigen kein BMS, um ihre Spannungen gleich zu halten. Die Batterien tun dies von selbst, auch wenn sie beim Laden und Entladen direkt angeschlossen sind. Das wollen sie tun. Es ist ihr natürliches Verhalten. Sie denken viel zu viel über parallele Zellen nach.
Ich verstehe das. Aber das würde nicht bedeuten, dass sie, da sie leicht unterschiedliche Kapazitäten haben, +/- 10%, sie nicht leicht unter- oder überladen würden? aus SOC-Sicht?
@fred Nein. Unter der Annahme identischer Zellen, aber unterschiedlicher Kapazitäten hat eine zu 50% volle Batterie unabhängig von der Kapazität die gleiche Spannung wie eine andere zu 50% volle Batterie. Batterien sind wie Eimer. Volumen ist Kapazität, die Höhe des Wassers ist die Spannung und das darin enthaltene Wasservolumen ist die Ladung. Wenn sie die gleiche Chemie haben, ist ihre volle Ladespannung gleich, also die gleiche Eimerhöhe, unabhängig vom Eimervolumen. Hat der zu 50 % gefüllte große Eimer einen anderen Wasserstand als der zu 50 % gefüllte kleine Eimer? Das Parallelschalten ist wie das Aneinanderstoßen der Eimer und das Entfernen der Trennwand.
Ich bin mir immer noch nicht ganz sicher, wie dieselbe Spannung denselben SOC bedeutet. Batterien sind nicht linear und die Eimervolumen-Analogie macht in dieser Anwendung keinen Sinn.
Ich habe nie gesagt, dass die Batterien linear sind. Tatsächlich habe ich ausdrücklich gesagt, dass sie nicht linear sind. Sie können sich Eimer vorstellen, deren Durchmesser entlang ihrer Höhe variieren, wenn Sie dies wünschen, sodass sich die Wasserhöhe nicht linear mit dem Volumen ändert. Die Form/Geometrie der großen und kleinen Schaufeln ist gleich, aber je nach Kapazität breiter oder kleiner skaliert. Gleiche Spannung bedeutet nicht gleicher SOC. Gleicher SOC bedeutet gleiche Spannung. Es gibt einen feinen Unterschied, besonders wenn eine Batteriechemie eine wirklich flache Entladekurve hat.
Ich verstehe nicht, warum Sie denken, dass die Eimer-Analogie keinen Sinn ergibt. Andererseits können Sie auch nicht sehen, wie der gleiche SOC die gleiche Spannung bedeutet. Nicht sicher warum. Es erscheint mir intuitiv. Die Batteriechemie ändert sich nicht, nur weil die Batterie mehr Kapazität hat. Sie stimmen zu, dass alle 100% SOC-Batterien die gleiche Spannung haben, richtig? Und alle 0% SOC Batterien haben die gleiche Spannung?
Genau das habe ich gesagt, wenn sie die gleiche Spannung haben, bedeutet das nicht, dass sie den gleichen SOC haben. Wie Sie bereits erwähnt haben: „Gleiche Spannung bedeutet nicht denselben SOC. Gleicher SOC bedeutet gleiche Spannung. ' . Das bedeutet, wenn Sie Batterien parallel balancieren, müssen Sie auf ihren SOC achten, um sicherzustellen, dass einer beispielsweise nicht 101 % und der andere 99 % beträgt. dh dort sind die Spannungen gleich, aber nicht ihr SOC.
@fred In diesem Fall spielt es immer noch keine Rolle, da Batterien den SOC des anderen nicht kennen können. Sie kennen nur die Spannung des anderen. Sobald sich die Spannung ausgleicht, war es das.
Ich danke Ihnen für Ihre Hilfe. Ich stimme zu, dass die Spannung ausgeglichen wird, glaube aber, dass der SOC immer noch überwacht werden muss, um sicherzustellen, dass Sie nicht über- oder unterladen oder auch nur den SOC schätzen
Praktische Überlegungen zur Verwendung von Batterien parallel + parallel Vs-Serie
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