Parallelschaltung von Starterakkus absichern

Am 21.10.2010 16:03, schrieb Jens Fittig:

Das kannst *Du* nicht wissen, wetten? :D.

Peter

noch mal was anderes

- wieviel Ladestrom (Ausgleichsstrom) dürfte ein 88Ah Starterakku max. bekommen?

Peter

"Peter Thoms" schrieb im Newsbeitrag news:i9pq40$i4m$03$ snipped-for-privacy@news.t-online.com...

Hi, das ist abhängig von der Bauart(Konstruktion), der Temperatur, dem Ladezustand und der Dauer....bei den Feinheiten dann kommt auch das Alter und der "Säurestand" hinzu. Manchmal sogar die Einbaulage, jedenfalls aber auch die Art der Kühlung und das Risiko, was bei einer Batterieexplosion alles mit kaputtgehen könnte. Einer der Grüne, wieso LKWs ihre Akkus so weit hinten unten "angebaut" haben, liegt in den gelegentlichen Akkuknallern damals, vor Erfindung des Halbleiters. Ohne den Regler würde ein Akku auch ganz voll weitergeladen und entsprechend gasen.

"Peter Thoms" schrieb im Newsbeitrag news:i9po2k$dvv$03$ snipped-for-privacy@news.t-online.com...

Hi, ich habe in der Teilekiste einen "Akkutrennschalter", wie man ihn im Rennsport verbaut. Soeiner mit Abziehschlüssel. Der schaltet nur einen Pol, den als Mehrfachumschalter zu bauen halte ich für eine echte Zumutung. Und ja, auch der hat seine Nachteile. Weshalb man stets einen Ersatz dabeihaben sollte :-) Was Du mit soeinem 1000A-Umschalter vorhast, ist Dir garnicht bewußt. Bedenke, die nötige Leitungslänge bis zu soeinem Schalter geht ebenfalls in die Innenwiderstandskette ein, das kostet selbst bei soliden Kupfer-Stromschienen Kraft am Akku. Und wiegt schwer. Ein normales Armaturenbrennt trägt soein Schaltergewicht nicht, geschweige vermag es dem "Kabel-Zug" standzuhalten. Soeinen Schalter baut man besser direkt zwischen die Akkus und bedient den per Bowdenzug (falls man kein eigenes Boxenrudel hat). Dabei an die Funkengefahr denken! Die Akkus dagegen gibts in allen Größen und "Härten". Meist benutzt man für extreme Verbraucher eine "ausgelagerte" Zelle, die dann beim Starten und die Minuten danach getrennt bleibt, und später bei 14,4V am Startakku per Relais dazugeschaltet wird. Und nie niemals nicht als "Starthilfe" läuft. Die Leitung dahin wäre viel zu riskant, da dünn und unter brennbarer Verkleidung verlegt. Nur ein Idiot riskiert da größere Ströme. Starke Verbraucher wie etwa eine Heckhydraulik oder eine Pumpe versorgt man mit einer eigenen fetten Leitung unterm Chassis. Insgesamt aber ist ein Parallelakku rausgeschmissenes Geld, lieber verstärkt man die LiMa und verbaut einen fetteren Akku. Für die meisten Autos gbit es solche verstärkten LiMas, manchmal gar mit breiterem Riemen, und auch den Akku kann man oft größer kriegen. Wenns nicht gerade ein Kleinwagen ist.

Am 21.10.2010 19:40, schrieb gUnther nanonüm:

Hilfä Leute :D,

helft mir doch mal bei einem Punkt: Wie hoch müßte der Strompfad des Parallelschalterelais abgesichert sein? VS-Relais 125A, Leitung einadrig 6#. Zur Zeit ist das sicheungslos verbaut, wie vom "Jens Fittig" beschrieben aber bei Überlegungsansätzen zu einer Sicherung aufschäumt. Ich würde nach einigem Überdenken 50A wählen und abwarten, wie lange die hält. Ein Ansatz, der weiter geht:

Mir wäre eine Auslösung lieb, also daß die Sicherung auslöst, wenn eine Batteriezelle versagt und damit die gesunde von der defekten Batterie trennt. Ist aber eine Batterie nur entladener als die andere, sollte die Sicherung die Ausgleichsströme aushalten können.

So, jetzt zum Rest: Die Akkus müssen aber irgendwie tragbar bleiben, in ihrer Einzel-Größe und in der Summe den gesamten Platz ausnutzen können. Das paßt, das läuft, das bleibt, wie seit 30 Jahren, so. Die Schalter und die Zuleitungen in 50 oder 95# (müsste ich nachsehen) sind und waren nie das Problem, die sind dicht bei den Akkus verbaut und können nicht wild von jeder Hausfrau frei bedient werden.

Nunja, praktisch gesehen hat sich bis heute noch keine Knalltüte gefunden, die mal daran rumgefummelt hatte. Ich will ja nicht abstreiten, daß es nur ungefährliche Charaktere gibt. Aber die am Horizont auf Verdacht aufzublasen halte ich für überzogen, zumal sowas vorher aussortiert wird, besser ist das :(.

Wenn keine Absicherung vorhanden ist, dann wärs das. a) mit dem Starten vom Diesel b) Ersatzbatterie auch entladen wegen fehlender Sicherung c) keine Starthilfe wegen nicht da d) kein EVU-Netz fürs Ladegerät

Ne Alternative zum VSR wäre ein Diodenverteiler.

Peter

gUnther nanonüm schrieb:

Regler gibt es schon seit Jahrzehnten serienmäßig!

"Jens Fittig" schrieb im Newsbeitrag news:i9qb89$3a7$00$ snipped-for-privacy@news.t-online.com...

Hi, wiedermal scheinst Du nicht ganz mitgekriegt zu haben, worum es hier ging. Oder?

Da Starterakkus so gebaut sind dass sie kurzzeitig hohe Ströme liefern können (400+ A), können sie kurzzeitig auch hohe Ladeströme aufnehmen.

In der Realität ist es aber so, dass je höher der Ladestrom ist desto schneller steigt die Ladespannung an. Und bei Erreichen der Ladeschlussspannung sinkt der Strom dann schnell. Problematisch ist bei länger andauernder Ladung mit hohem Strom die Erwärmung der Platten und damit auch der Säure. Die Platten erwärmen sich so stark, dass es durch die Ausdehnung zum Knacken kommt. Dabei können auch Zellverbinder abbrechen und aktives Material verloren geht. Die Erwärmung der Säure führt dazu dass sich die Zersetzung des Wassers beschleunigt. In verschlossenen Akkus (VLRA AGM) kann es zum sogenannten Thermal Runaway kommen, d.h. die Temperatur steigt schlagartig an und der Akku wird zerstört.

Regeulär geht man bei dauerhafter Ladung von einem schonenden Ladestrom von 10-20 % der Kapazität aus. Kurzzeitig, d.h. einige Minuten lang verträgt er ohne weiteres ein Mehrfaches.

Aber wie schon geschrieben, in der Realität kümmert man sich darum überhaupt nicht, da der Strom wegen des Spannungsabfalls an den Leitungen, Anschlüssen und dem Relais dazu führt, dass der Spannungshub am Akku, der zur eigentlichen Ladung führt nicht sehr hoch ist, und deshalb der Ladestrom auch nicht hoch. Der Innenwiderstand des Akkus tut noch sein übriges. Tatsächlich hat man eher das Problem dass der Akku im Wohnmobil nicht schnell genug geladen wird. Deshalb baut man entsprechende Laderegler ein die nicht nur die Ladespannung weiter erhöhen, sondern auch den Spannungsabfall bis zum Akku mit Hilfe einer Spannungsmessung direkt am Akku kompensieren.

Wenn man einen leeren und einen vollen Akkus einfach nur zusammenschaltet kommt noch hinzu, dass die Spannung des vollen Akkus bei hohem Strom auch sehr schnell einbricht. Damit treffen sich die beiden Batterien schnell irgendwo in der Mitte. Der Stromfluss ist dann nur noch sehr gering.

Das wurde doch schon geschrieben. Du musst das Minimum aus Belastbarkeit von Leitung zwischen den Akkus und dem Relais nehmen. Da Du wohl keine Leitung mit einem Querschnitt von 70 qmm mit einer Belastbarkeit über der des Relais verbaut hast, wirst Du Dich an der Leitung orientieren müssen.

Dazu gibt es entsprechende Tabellen z.B. im Yachtbereich nach ISO 10133 und 13297:

Querschnitt 60° C 70° C 0,75 mm2 6 A 10 A 1,5 mm2 12 A 18 A 2,5 mm2 17 A 25 A 4 mm2 22 A 35 A 6 mm2 29 A 45 A

Wechle Leitungstemperatur zuläassig ist hängt von der Isolierung der Leitung ab. Ist die Umgebungstemperatur gegenüber 30° C deutlich erhöht müssen noch Abschläge gemacht werden. Im Prinzip bist Du aber auf der sicheren Seite wenn Du die Auswahl aufgrund der der 60° C Spalte triffst, also z.B für eine 35 qmm Leitung mit 80 A absicherst. Im normalen Umfeld sind die Anforderungen nicht ganz so hoch:

Eine Sicherung sollte auf jeden Fall dort eingebaut werden.

Was hast Du denn für einen minimalen Leitungsquerschnitt auf der gesamten Strecke zwischen beiden Akkus?

Je nachdem wie lang die Leitungsstücke von beiden Akkus zum Relais sind musst Du an beiden Seiten direkt an den den Akkus eine Sicherung haben. Was passiert denn sonst wenn Das Kabel aus irgendwelchen Gründen durchscheuert oder sich vom Relais löst?

Wenn es an Masse kommt kann es schnell zu einem Brand kommen. Bei allen Leitungen die länger als 30 cm sind sollte man immer nahe der Stromquelle absichern, so der maximale Strom der Stromquelle die Belastungsfähigkeit der Leitung übersteigt.

Bei dieser Konstellation wird es nicht zu einem Aufkochen kommen. Dazu reicht die Energie eines 88 Ah Akkus nicht aus. So ein Akku wiegt 15-20 kg.

Eine solche Absicherung gibt es nicht, zumindest ist sie nicht einfach realisierbar. Dazu bräuchtest Du eine Einzelüberwachung der Akkus der die Spannung in Abhängigkeit von Ladezustand und Belastung überprüft. Mit einer einzelnen Sicherung geht das nicht.

Wenn Die Leitungen 50 qmm sind dann brauchst Du eher eine Absicherung zum Schutz des Relais. Ich würde da nicht mehr als 100 A nehmen und nahe der Akkus installieren. Ein VSR ist viel teuerer als eine Streifensicherung.

Es reicht auch ein normales über D+ geschaltetes Trennrelais. Sowas tut in hunderttausenden Wohnmobilen zuverlässig seinen Dienst. Ein VSR und ein Diodenverteiler wird erst dann interessant wenn die Kapazität der Wohnmobilbatterie ein Vielfaches der Starterbatterie ist und die Ladeleistung der Lichtmaschine im Verhältnis zu klein ist. Denn nur dann besteht die Gefahr, dass die Startbatterie längere Zeit nicht mehr richtig geladen wird.

Um einen 88Ah-Akku (ca. 10l Wasser und 1l Blei) von 20 auf ca. 60°C zu erwärmen ist ca. 1 kWh nötig. Bei 12V und einer 50A Sicherung fließen ca. 600W theoretisch in einen defekten Verbraucherakku.

Ich werde mal mit den Sicherungen bis hoch um die 50A (Je nach Jahrgang des Tabellenbuchs 50 bis 68A für 6#) spielen. Für den Anfang kann ich die ja klein genug wählen, um überhaupt etwas an Grenzwerten zu erhalten. Als KFZ-Sicherung kosten die ja nix, mal sehen.

Peter

Hi,

Am 21.10.2010 20:42, schrieb Peter Thoms:

Versuch einfach mal eine Sicherung / einen Sicherungsautomaten aus dem Auto-HIFI Regal.

Kann wirklich man nicht generell sagen. Kommt auf Ladezustände und Innenwiderstände beider Batterien und die Kabellängen an.

Versuch macht klug. Reduzier die Sicherungsgröße halt so lange, daß sie gerade noch nicht auslöst. Dann hast Du eine Chance, aber keine Garantie daß sie bei Zellenkurzschluss auslöst.

Besorg Dir mal ein Buch über Yachtelektronik. Da werden Auslegungen und mögliche Probleme von elektrischen Anlagen mit mehreren Akkumulatoren ganz gut beschrieben.

BTW: Bei dem letzten Zellekurzschluss, den ich erlebt habe, ist schlicht die ganze Batterie explodiert, was das Problem ja auch irgendwie lösen würde ;-)

O.J.

Die Explosion fand dann aber eher wegen ständigem Überladen und mangelnder Abführung der des Wasserstoffs statt. Das kann man mit einer Sicherung nicht absichern. Ob es tatsächlich ein Zellenkurzschluss war ist offen. Es kann auch eine sulfatierte Zelle gewesen sein, die dann beim Laden dazu führt dass die anderen zellen überladen werden und gasen. Wird das Gas nicht abgeführt und es entsteht irgendwo ein Funke macht es Bumm.

Lieber Emil,

das habe ich nicht übersehen. Weiere Aspekte zu finden, die diese Empfehlung unterstützen, könnte ja nicht schaden, so dachte ich.

Vielen Dank, auch an alle Peter

Das Problem sind nicht die 60° C, denn das Plastikgehäuse hält weit höhere Temperaturen aus. Das Problem ist der entstehende Wasserstoff der bei Überschreiten der von 2,4 V pro Zelle sehr stark anfällt. Und dazu reicht schon ein Strom der weit geringer ist als 50 A. Die Spannung an den überladenen Zellen steigt dann auch ganz schnell an so dass sich der Strom deutlich reduziert. Für die Elektrolyse braucht man dann nur noch

Man kann sich gegen diese Folge nicht mit einer Sicherung absichern. Sie Sicherung wäre so klein dass Du den Akku nicht mehr sinnvoll nutzen könntest. Hier hilft nur regelmäßige Kontrolle des Flüssigkeitsstandes und der Säuredichte. Sollten sich die Zellen ungleichmäßig entwicklen dann ist die Zelle mit dem höchsten Flüssigkeitsstand die defekte.

Wenn die Ursache eine Sulfatierung ist dann kann man sie eventuell mit eiener Ausgleichsladung noch retten. Wenn es ein Kurzschluss ist dann lohnt sich keine Reparatur mehr.

In professionellen Installationen vermeidet man eine Parallelschaltung in der Regel. Wenn man es doch machen muss dann macht man eine Einzelabsicherung erst so ab 3-4 parallelgeschalteten Strängen. Dies liegt aber dann daran, dass bei einem defekten Strang dann eben der Strom von mindestens 2 Strängen durch den defekten Strang fließt. Dies kann dann wirklich zu Problemen führen.

Ich denke Du hast Dich hier in ein Nicht-Problem verrannt. Wenn es eines wäre dann müssten bei 1000ten von Wohnmobilen immer wieder mal die Akkus zerschmelzen oder explodieren. Ich habe bisher nichts davon gehört. Wenn es eines ist dann hat es eine sehr geringe Eintrittswahrscheinlichkeit. Und wenn es einer tragbaren Lösung bedarf dann ist das ganz sicher nicht eine einfache Sicherung. Die Sicherung ist wichtig, aber nur um die Leitung zu sichern und mögliche Kurzschlüsse mit der Karosserie zu begrenzen.

Emil Naepflein schrieb:

Meine Erfahurng ist gerade andersrum. Die leerste Zelle war bisher bei Zellschlussfehlern immer die Defekte. Weil ganz einfach leergekocht. Warum sollte das die vollste Zelle sein?

Wenn die Zelle einen Kurzschluss hat dann nimmt sie beim Laden nicht mehr richtig oder gar nicht Teil weil die Spannung zu niedrig ist. Deshalb wird auch dort kaum mehr eine Elektrolye stattfinden. Die anderen Zellen erhalten aber eine höhere Spannung und fangen ganz schnell zu Gasen an und verlieren damit Wasser.

Emil Naepflein schrieb:

unterscheide bitte 2 Arten des Kurzschlusses.

2: Grobschluss durch Materialablösung/Materialbruch

Durch einen Grobschluss kocht sie sich in kürzester Zeit selber leer. Bis hin zur Explosion.

Bei einem Feinschluss wird nur die Haltezeit der Ladung verringert. Sowas fällt im täglichen Betrieb zunächst kaum auf. Bis man die Batterie z.B. am Winteranfang oder nach längerer Standzeit mal richtig beansprucht. Dann wird sie bei den dann vergeblichen Startversuchen leergekocht. In den noch guten Zellen passiert zunächst nichts.

Das trifft nur zu, wenn die Batterie einen Vollschluss in einer Zelle hat. In so einem Fall hat sich aber eine Batterie i.d.R. und nach meiner langjährigen Erfahrung schon lange die betreffende zelle leergekocht.

Ich fahre Fahrzeuge mit Starterbatterien nun seit ca. 1970. Dabei hatte ich natürlich schon mehr als genug Batteriedefekte bei eigenen Fahrezeugen. Gar nicht mitgezählt die unzähligen Fälle im Kollegen- und Bekanntenkreis. (Du kennst dich aus - schaust du mal nach meiner Batterie...)

In keinem Fall hatte eine kaputte Zelle mehr Flüssigkeit als die danebenliegenden guten Zellen. Im Gegenteil - Meistens waren sie ziemlich bis ganz leer.

Wie hast Du festgestellt dass ausgerechnet die leere Zelle einen Kurzschluss hat?

Es gibt eine Vielzahl von Ursachen für Ausfälle von Bleiakkus. Als häufigste wird die Sulfatierung genannt. Und diese äussert sich bei Belastung genauso wie ein Kurzschluss, durch starkes einbrechen der Spannung unter Belastung und geringe Kapazität.

Was meinst Du eigentlich mit Leerkochen?

Verdunstung durch Erwärmung oder aber Zersetzung durch Elektrolyse?

Eigentlich habe ich das Kochen immer als volkstümliche Bezeichung für das Blubbern durch die aufsteigenden Gasblasen bei der Elektrolyse gesehen.

Bei einem Kurzschluss in einer Zelle wird jedenfalls wegen fehlendem Spannungspotential keine Elektrolyse mehr stattfinden.

Emil Naepflein schrieb:

z.B. durch Messung. Oder einfach durch Logik. Wenn eine Batterie z.B. nur noch 10 statt 12 Volt hat und trotzdem noch relativ stabil damit belastet werden kann.

eben nicht.

Kurzschluss = niederohmig. Sulfatierung = hochohmig

Ack - (= hochohmig)

Das ist mir ziemlich egal was du drunter verstehst. Ob die Flüssigkeit nun wirklich weggekocht ist oder sich zersetzt hat kommt letztlich auf das Gleiche raus. Die defekte Zelle hat weniger Flüssigkeit als die guten Zellen nebenan.

Das Spannungspotenzial ist i.d.R. nie schlagartig weg! Also kann auch sehr massiv zersetzt werden. Bis zur Explosion durch gasung.

So - genung nun. Offensichtlich willst du hier trollen.

EOD!