Eine rein theoretische Frage an die Akku-Experten: Was wäre...

Diskutiere Eine rein theoretische Frage an die Akku-Experten: Was wäre... im Akkus, Batteriemanagement (BMS) und Ladegeräte Forum im Bereich Diskussionen; ...wenn man einen Akku mit zwei unterschiedlichen Akkutypen bauen würde? Beispielsweise einen 10s4p Akku bei dem zwei Zehnergruppen mit Samsung...
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HeinzH.

HeinzH.

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...wenn man einen Akku mit zwei unterschiedlichen Akkutypen bauen würde? Beispielsweise einen 10s4p Akku bei dem zwei Zehnergruppen mit Samsung 25R und die anderen zwei Zehnergruppen mit Samsung 35E Zellen bestückt wären. Wie würde das BMS bei Ladung und Entladung reagieren? Was wäre nachteilig an einem solchen gemischt bestückten Akku?

Ich habe keinerlei Absichten, ein solches Akkupaket zu bauen oder bauen zu lassen, mich interessiert es nur rein theoretisch.
Gruß aus Münster,
HeinzH.
 
  • Eine rein theoretische Frage an die Akku-Experten: Was wäre... Beitrag #2
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Pöhlmann

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Solange man kein BMS hat, welches z.B. einigermaßen verlustarm Ladung von volleren zu leeren Zehnergruppen verfrachten kann, wird das nix. Theoretisch machbar, aber aufwändig und (zu) teuer.

Idealerweise müsste man aktives Balancing spendieren. Kommt vielleicht noch ...

Handelsübliche BMS sind meist auf Zellenblöcke mit möglichst identischen Eigenschaften angewiesen. Dann schon lieber jeweils 5x 25R + 5x 35E pro Block.
 
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...wenn man einen Akku mit zwei unterschiedlichen Akkutypen bauen würde? Beispielsweise einen 10s4p Akku bei dem zwei Zehnergruppen mit Samsung 25R und die anderen zwei Zehnergruppen mit Samsung 35E Zellen bestückt wären. Wie würde das BMS bei Ladung und Entladung reagieren? Was wäre nachteilig an einem solchen gemischt bestückten Akku?

Ich habe keinerlei Absichten, ein solches Akkupaket zu bauen oder bauen zu lassen, mich interessiert es nur rein theoretisch.
Gruß aus Münster,
HeinzH.

Das geht völlig problemlos.
Der Stromverlauf teilt sich im Ruhezustand dann nach den Innenwiderständen der Akkus auf.

Das heißt die hälfte mit den 25R gibt mehr Strom ab als die hälfte mit den 35E Zellen. Das natürlich nur nach Ruhezustand.
Wenn man gleichmäßig Strom zieht. Verändern sich die Ruhespannungen der Zellen und es gibt Ausgleichsströme dazwischen. Wenn man den Akku also gleichmäßig von voll auf Leer zieht dann würden anfangs die 25R mehr Strom abgeben bis sich eine gewisse Differenz gebildet hat. Irgendwann stellt sich ein Gleichgewicht ein sodass wieder beide Gruppen den gleichen Strom liefern.

Nach Wegnahme der Belastung fließt weiterhin ein Ausgleichsstrom.

Als Akku betrachtet hätte man einen Akku mit weniger Innenwiderstand der kurze Lastspitzen mit weniger Spannungseinbruch übersteht. Die 35E Zellen werden hierbei geschont da sie in der Spitze weniger Strom liefern. Die 25R puffern Lastspitzen weg.


Vorteile bringt das nur wenn man tatsächlich sporadisch hohe Ströme braucht die die 35E in 4P nicht liefern können.
Der Nachteil ist aber größer als der reale Vorteil da man hier auf 2Ah Kapazität verzichtet was keinen Sinn macht bei einem normalen Pedelec.


All das interessiert das BMS, Sicherung und den Controller herzlich wenig. Ausgleichsströme fließen intern, man bekommt davon nichts mit.
 
  • Eine rein theoretische Frage an die Akku-Experten: Was wäre... Beitrag #4
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Solange man kein BMS hat, welches z.B. einigermaßen verlustarm Ladung von volleren zu leeren Zehnergruppen verfrachten kann, wird das nix. Theoretisch machbar, aber aufwändig und (zu) teuer.

Idealerweise müsste man aktives Balancing spendieren. Kommt vielleicht noch ...

Handelsübliche BMS sind meist auf Zellenblöcke mit möglichst identischen Eigenschaften angewiesen. Dann schon lieber jeweils 5x 25R + 5x 35E pro Block.
Ich hab das Gefühl du hast was falsch verstanden.
 
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Pöhlmann

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Ich hab das Gefühl du hast was falsch verstanden.
Jupp. Denn häufig(er) werden parallel geschaltete Gruppen hintereinandergeschaltet, schon weil man ansonsten für jeden 10er-Strang ein eigenes BMS benötigt würde ...
 
  • Eine rein theoretische Frage an die Akku-Experten: Was wäre... Beitrag #6
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Jupp. Denn häufig(er) werden parallel geschaltete Gruppen hintereinandergeschaltet, schon weil man ansonsten für jeden 10er-Strang ein eigenes BMS benötigt würde ...
Ich habe noch nicht erlebt das man parallele Gruppen (separiert) In reihe verschaltet.
 
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Leonardo75

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Ich hatte hier schon mal eine vergleichbare Frage gestellt: Gedankenexperiment: neue Zellen mischen
Inzwischen habe ich das auch schon mal mit 2 Akkus gemacht, in einer 7s4p und in einer 10s4p Konstellation pro Zellenblock je eine neue Samsung 25R und 3 neue Samsung 35E.Wenn
Ich habe gefühlt etwas weniger Einbruch am Berg und ebenfalls etwas weniger Einbruch, wenn der Akku auf leer zugeht. Negatives könnte ich nach knapp einem Jahr noch nicht feststellen. Durch den geringeren Spannungsabfall bei fast leeren Zellen sollte der Controller auch etwas später (bezogen auf die Restspannung nach Lastwegnahme) abschalten als bei nur Hochkapazitätszellen.
Um genauere Vergleichsmessungen zu machen, müsste ich mir denselben Akku nochmal nur mit Hochstromzellen aufbauen.

Mein Fahrprofil ist aber wenig akkukritisch, viel Ebene, nur kurze Steigungen, Unterstützung meist auf niedrigster Stufe. Wenn man sehr lange Anstiege mit hoher Unterstützung hätte, könnte die Differenzspannung und damit der Ausgleichsstrom nach Lastwegnahme größer werden.
 
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paddy72

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10S4P heißt Du hast 4er-Packs mit je 4 Zellen (die dann parallel geschaltet sind) und von diesen Packs werden 10 Stk. in Reihe geschaltet. Wie willst Du die unterschiedlichen Zellen da jetzt verbauen? Immer 2 von jeder Sorte in einem 4er Pack? Das ist zwar sehr unüblich, aber wohl machbar. Anders herum, also immer die gleichen Zellen im 4er Pack und davon 5 Stk. mit dem einen Typ und 5 Stk. mit dem anderen geht gar nicht! Die Packs gehen dann schnell aus der Balance, da sie unterschiedliche Kapazität etc. haben.
ABER: Warum wollte man das so machen? Man nimmt immer die gleichen Zellen in einem Akkupack!

Wichtig ist immer, das die in Serie geschalteten Gruppen (hier 4er Packs) bzgl. aller relevanten elektrischen Parameter gleich sind: 1. Kapazität, 2. Innenwiderstand, 3. Selbstentladungsrate. Gibt es hier Abweichungen in den Packs, dann driften diese auseinander und der ganze Akku wird schnell unbrauchbar!
 
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onemintyulep

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Beispielsweise einen 10s4p Akku bei dem zwei Zehnergruppen mit Samsung 25R und die anderen zwei Zehnergruppen mit Samsung 35E Zellen bestückt wären.
Das ist dasselbe als wenn man verschiedene Akkus parallelschaltet. Ich habe dabei die Erfahrung gemacht dass das ganze mehr sein kann als die Summe seiner Teile. Insbesondere habe ich mal einen neuen 29E Akku noch eine Weile mit einem völlig ausgelutschten Akku aus Sony US18650V1 ("Konion") parallel gefahren (mit dem ich zuvor mit ebenfals gutem Erfolg einen aus noch älteren US26650VT beatmet hatte). Als ich den kleinen Zusatzakku entfernt habe dachte ich das wird ja nicht gross einen Unterschied machen - in der Folge habe ich den 29E Akku dann aber noch von 5p auf 7p aufgerüstet, nur um halbwegs das gleiche Ergebnis zu kriegen :)
Wie, wann und warum das manchmal so einen grossen Unterschied macht, das müsste man mal untersuchen...
 
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Omarad

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Ich habe einen Bosch 288 Wh Classic Akku, der schaltet nach 200m Bergfahrt ab, "geboostert" mit einem 450Wh Extenderakku erreicht das Set problemlos Reichweiten wie für 6-700 Wh erwartbar.
 
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Empathiker

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Ich habe in der Vergangenheit auch schon zwei Akkus mit a)2p/10s Samsung 30Q und b) 2p/10s mit Samsung 35E parallel geschaltet gefahren, was gefühlt deutlich mehr Performance aber keine Probleme machte. Natürlich vor dem Zusammenschalten auf Spannungsgleichheit geachtet.
 
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RobRoy

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Ich bin auch schon unterschiedliche Zellen in Serie gefahren, funktioniert auch eine zeitlang, bis die kleineren Zellen kurzschließen.
 
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Pöhlmann

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bis die kleineren Zellen kurzschließen.
Das ist Worst-Case-Betrieb. Die jeweils schwächste Zelle ist zuerst bei minimaler Entladespannung, und wird danach tiefentladen, falls kein BMS den Spuk beendet.
Klar, dass die schwächsten Zellen bei weiteren Lade-/Entladevorgängen dann wie typische tiefentladene Lithium-Ionen-Akkus z.B. mit internen Kurzschlüssen reagieren.

Am Rande: Das absichtlich zu provozieren, wäre außerhalb garantiert feuerfester Umgebung (nebst Vorsorge für die recht giftigen Abgase) mutig bis fahrlässig. Z.B. im Fahrradkeller möchte man das garantiert nicht haben.
 
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paddy72

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"kurzschließen" ist hier eigentlich der falsche Ausdruck, die schwachen Zellen werden tiefentladen, im worst-case bis auf 0 und sagar darunter, d.h. sie werden umgepolt! Damit sind diese Zellen restlos hinüber und werden potentiell gefährlich, da sich Cu-Dendriten bilden können und dann tatsächlich einen inneren Kurzschluß erzeugen (können).
Seriell geschaltete Packs sollen deshalb immer die gleiche Kapazität haben. Wenn man das schon so machen will, dann braucht es zwingend ein BMS um der Tiefentladung vorzubeugen.
 
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Ich habe noch nicht erlebt das man parallele Gruppen (separiert) In reihe verschaltet.
Ich hab's damals auf Anraten des Verkäufers und weil es einfacher war, gemacht.
Damals heißt: V3 und ohne BMS und seine Begründung war, dass eine Gruppe die andere nicht schädigt.
Macht aber mit BMS keinerlei Sinn und würde ich heute auch nicht mehr tun.
 
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paddy72

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Ich hab's damals auf Anraten des Verkäufers und weil es einfacher war, gemacht.
Damals heißt: V3 und ohne BMS und seine Begründung war, dass eine Gruppe die andere nicht schädigt.
Macht aber mit BMS keinerlei Sinn und würde ich heute auch nicht mehr tun.
Hmmm - wo ist da die Logik?

Wenn ich erst einzelne Zellen in Reihe schalte und dann mehrere dieser Zellreihen parallel, dann kann sehr wohl eine Zellreihe die andere herunterziehen, wenn schlechte Zellen auch nur in einer Reihe sind! Du schädigt dann sogar sämtliche Zellen und nicht nur die Zellen in dergleichen Gruppe paralleler Zellen (wie das sonst üblich ist). Und ohne BMS läuft das Ganze dann irgendwann völlig aus dem Ruder! Es hat schon seinen Sinn, das man in allen ebike-Akkus (die ich kenne) normalerweise Zellen erst zu parallel geschalteten Zellgruppen verbindet und dann diese Gruppen in Reihe schaltet ;-)
 
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Wenn ich erst einzelne Zellen in Reihe schalte und dann mehrere dieser Zellreihen parallel, dann kann sehr wohl eine Zellreihe die andere herunterziehen, wenn schlechte Zellen auch nur in einer Reihe sind!
Nein, können sie nicht. Wenn eine Zelle einer Reihe ausfällt, funktioniert der Rest ganz normal, bekommt höchstens anteilig einen höheren Strom.
Die Spannungsgrenzen und die Einzelzellen der restlichen Reihen tangiert das nicht.
 
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Nein, können sie nicht. Wenn eine Zelle einer Reihe ausfällt, funktioniert der Rest ganz normal, bekommt höchstens anteilig einen höheren Strom.

Nur zur Sicherheit, mit dem Rest meinst du die anderen Reihen und nicht die restlichen Zellen in der betroffenen Reihe.
 
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Bei der Parallelverschaltung auf Blockebene ohne BMS beträfe das, was hier möglicherweise 9 intakte Zellen betrifft, dann 39 intakte Zellen des 40-Zellenblocks.
Das war seine Argumentation damals.

Zusätzlich hat man bei der Parallelverschaltung mit oder ohne BMS das Problem, dass bei Kurzschluss einer defekten Zelle die anderen parallelen Zellen kurzschließt.
Die liefern dann kräftig Stom in die Kurzschlusszelle, erwärmen diese mehrfach schneller und außerdem sich selbst dazu. Außerdem glühen die Zellverbinder.
Manche Firmen (Tesla) nutzen deshalb Zellverbinder mit einer eingestanzten Schwachstelle als Sicherung pro Zelle.
Trotzdem sind auch Tesla schon Akkus explodiert.
 
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paddy72

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Nein, können sie nicht. Wenn eine Zelle einer Reihe ausfällt, funktioniert der Rest ganz normal, bekommt höchstens anteilig einen höheren Strom.
Die Spannungsgrenzen und die Einzelzellen der restlichen Reihen tangiert das nicht.
Sorry, aber selten so einen bullshit gelesen!
Du begründest deine Ansicht aber auch nicht, ich habe oben klar erklärt was passiert! Was ist daran so schwierig?
Ende der Diskussion!
 
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