Reihenschaltung mit abweichender Kapazität

  • Hallo,


    ich habe in einem Rasenmäher 4 Stück 12 Volt AGM Batterien in Reihe geschaltet. Sie werden von einem Generator geladen, der vom Rasenmähermotor angetrieben wird.


    Eine davon ist offensichtlich defekt. Trotz voller Ladung, reicht es nicht für mehr als einen Anlasser-Startvorgang. Die Batterie hat 11,3 Volt, die anderen Batterien haben zwischen 13,3 und 13,5 Volt. Die Batterien sind eigentlich neu.


    Normalerweise soll man ja unterschiedliche Kapazitäten bei Reihenschaltung unterlassen, jetzt frage ich mich, ob das noch innerhalb der Toleranz ist oder nicht.


    Verbaut sind 4 x 6-DZF-21,6


    Gängig kaufbar sind Akkus mit 20 Ah/ 22Ah. Den verbauten Akku finde ich nicht.


    Die Größe des 21,6 Ah Akkus ist bis auf den Millimeter identisch mit dem eines 20 Ah Akkus.


    Wie würdet Ihr damit umgehen, bzw. habt Ihr einen Tipp?


    Garantie ist etwas schwierig, da in China gekauft.


    Danke für Input.

  • Servus Danke für input,

    ich würde folgendermassen vorgehen:

    Alle Batterien ersetzen, ob 20 oder 21Ah ist egal, die müssen reinpassen.

    oder:

    1. die geschädigte Batterie kennzeichnen, alle Batterien ausbauen
    2. die Batterie mit der niedrigen Spannung mit einem Labornetzgerät auf 13.3V laden
    3. alle Batterien parallel verschalten
    4. die parallel geschalteten Batterien mit einem Labornetzgerät langsam gemeinsam auf 14.8V Ladeschlussspannung bringen
    5. kontrollieren, ob eine Batterie übermässig warm wird, sollte das der Fall sein, den Vorgang abbrechen
    6. die 14.8V über min. 24h halten
    7. den Verband auflösen und nach 2h die Einzelspannungen messen
    8. sollte die vorher gekennzeichnete geschädigte Batterie deutlich abfallen, diese Batterie durch ähnliche AGM ersetzen

    Dies ist meine perönliche Meinung, welche nicht mit der Meinung anderer übereinstimmen muss und wird.

    Elektrisches Grundverständnis ist Voraussetzung.

    Ein 48V System für einen Rasenmäher ist bemerkenswert.

    Ebenso €60,- für eine Ersatzbatterie

    https://www.wiederaufladbar.de…6-dzf-21.8-ersatzbatterie


    lg

    Manfred

  • Ihr macht mir wieder Hoffnung.


    Es handelt sich um einen ferngesteuerten Rasenmäher. In China gekauft.


    Der Benzinmotor treibt das Messer und einen Generator an (48 Volt). Der Generator lädt die Batterien und die Batterien geben den zwei Motoren (48 Volt) für den Antrieb die Kraft. Das sonstige Netz hat 24 Volt.


    Die Elektromotoren haben ein angeflanschtes Schneckengetriebe.


    Angefangen hat alles damit, dass der Motor immer schlechter startete. Heute hat es nur noch für 4 Sekunden Orgeln gerecht, danach hat nur noch der Magnetschalter geklackt.


    Auch wenn die Elektromotoren eine Leistungsaufnahme von 2 x 1000 Watt haben, hat es danach noch gelangt um den Mäher zu bewegen. Ich vermute, der Anlasser zieht deutlich mehr Strom, auch weil der Benzinmotor neu und die Kompression noch hoch ist.


    Ich hatte mir schon eine 20 Ah Batterie bestellt und erst danach etwas gegoogelt. Wenn man dem Netz Glauben schenkt, kommt man direkt in die Hölle, wenn man unterschiedliche Batterien verbaut, sogar der Hersteller darf nicht abweichen.


    Wenn ich Euch richtig verstehe, dann könnte ich auch z.B. eine 22 Ah Batterie verwenden, weil die Batterien eh Abweichungen besitzen. Richtig?


    Ich habe leider nicht die technische Ausrüstung für die 100prozentige Vorgehensweise. Die vermeintlich defekte Batterie hängt jetzt an einem Ctek Ladegerät (12V) Einstellung Motorrad/AGM.


    Mal schauen.


    Würde es denn prinzipiell Sinn machen, einen Batterie Equalizer zu verbauen?


    Grüße


    Christian

  • Nun, der Elektrolyt sollte schon irgendwie gebunden sein, damit er bei flachliegenden Batterien nicht einfach rausläuft. Die Batterie sollte also eine AGM- oder eine Gel-Batterie sein. Batterien mit flüssigem Elektrolyten eigen sich für solche Anwendungen naturgemäß nicht.


    Grüße, Tom

  • Nun, der Elektrolyt sollte schon irgendwie gebunden sein, damit er bei flachliegenden Batterien nicht einfach rausläuft. Die Batterie sollte also eine AGM- oder eine Gel-Batterie sein. Batterien mit flüssigem Elektrolyten eigen sich für solche Anwendungen naturgemäß nicht.


    Grüße, Tom

    Danke, das ist klar. 😉


    Ich habe die Batterie geladen und wieder eingebaut.


    Heute morgen (Ladegerät war schon mehrere Stunden ab, hatte die Batterie eine Spannung um 12,9 Volt.


    Dann eingebaut und den Motor gestartet. Während des Startvorgangs ist die Spannung auf 11,5 Volt gesunken.


    Im Bild ist es die linke Batterie oben.


    So und jetzt wird es, wenigstens für mich, mysteriös.


    Habe bei laufendem Motor die Spannungen gemessen. Im Bild die Werte.


    Von der Lichtmaschine geht es auf die rechte untere Batterie. Von dort aus auf die rechte oben, dann nach links unten und dann nach links oben, zur vermeintlich defekten Batterie.


    Die Ladespannung ist irgendwo bei 57,60 Volt, das habe ich am Panel abgelesen.


    Jetzt hoffe ich inständig, dass mir einer von Euch erklären kann, warum die ersten beiden Batterien offensichtlich mit 14,4 Volt geladen werden und die beiden letzen Batterien offensichtlich nicht. Verbindungen habe ich überprüft.


    Was passiert da, dass das so ist wie es ist? 🤔

  • Ich hatte die beiden schwächeren Batterien durchgeladen. Sie zeigten im Ruhestrom dann alle 4 13,2 Volt an.


    Dann Motor gestartet und es ist wie vorher. Die ersten beiden 14,4 Volt, die beiden hinten um die 12,9 Volt. 🥴

  • Das ist soweit normal, wenn es kein Battery Management System gibt, welches einen Balancer beinhaltet. Bei Bleiakkus sind Balancer aber unüblich, weil Bleiakkus kaum überladen werden können, denn sie haben den Gasungsmechanismus. Dabei wird nicht weiter einladbare Energie durch Elektrolyse umgesetzt, während der weiter fließende Ladestrom die noch nicht voll aufgeladenen Zellen weiter auflädt.

    Also einfach bis zum Ende aufladen, bis alle 12V-Batterien bei wenigstens 14,4V angekommen sind. Dann löst sich das Problem ganz von selbst in Wohlgefallen auf. :)


    Nun kann es natürlich sein, dass die Selbstentladerate bei manchen Zellen oder Batterien höher ist als bei anderen. Dann entladen diese Zellen oder Batterien sich entsprechend schneller als die anderen und es tritt wieder eine Unbalance auf. Deshalb führt man bei Anlagen mit sehr vielen in Reihe geschalteten Zellen regelmäßig Serviceladungen durch, so dass, siehe Gasungsmechanismus, alle Zellen wieder Vollladung erreichen.


    Wenn man Zellen oder Batterien verschiedener Größen, Marken, Typen, Alter oder Geschichte in Reihe schaltet, hat man regelmäßig mit genau diesen Problemen zu tun, weshalb auch davon abgeraten wird, verschieden Zellen oder Batterien in Reihenschaltungen zu verwenden.


    Grüße, Tom



  • Also einfach bis zum Ende aufladen, bis alle 12V-Batterien bei wenigstens 14,4V angekommen sind.



    Grüße, Tom

    Servus Christian,

    ja, so machen wie Tom das vorschlägt.

    Offensichtlich ist die Betriebszeit nicht ausreichend um eine Ausgleichsladung durchzuführen.

    Ich würde mit 0.1C 2A und 14.4V x 4 = 58V mit einem CC / CV Netzteil aufladen.

    Wahrscheinlich wird ein gewisser Spannungsunterschied noch immer vorhanden sein, weil die Ladeendspannung AGM 14.8V nicht erreicht wird. Dann vielleicht auf 60V gehen. Das ist die max. Spannung der allermeisten Netzgeräte.

    El. Grundverständnis ist wie immer Voraussetzung.

    Ev. wäre eine 16S LiFePo ca. 10Ah mit BMS möglich, das ist dann eine andere Lösung. Je nachdem wie weit Du gehen möchtest.

    Vielleicht kannst Du den Starterstrom mit einer Gleichstrom-Stromzange messen.

    16x 3.6V = 58V würde als Ladeendspannung überwacht mit einem BMS auch passen.

    lg

    M.

  • Danke Tom und Manfred!


    Das mit der Ladung über ein Netzteil, welches dann eine Ausgleichsladung herstellt, finde ich einen guten Ansatz.


    Ärgerlich halt nur, dass IHR mir das erzählt und nicht der Hersteller.


    Das mitgelieferte Ladegerät ist da halt einfach unbrauchbar, da es offensichtlich irgendeine Endspannung misst, dann abschaltet, und die unterversorgten Batterien darunter leiden.


    Noch mal ne Frage zum Balancer.


    Wenn da Leistungsabgaben stehen. Z.B. 10 Ampere.


    Bedeutet dass, dass der Balancer selbst Ströme von bis zu 10 Ampere verwalten/balancieren kann, unabhängig von anderen Strömen im System, die unter Umständen deutlich höher sind?


    Wenn ja, gibt es Gründe, so einen Balancer nicht zu verbauen?


    Einen Balancer in Verbindung mit einem einstellbaren Netzteil zur regelmäßigen Ausgleichsladung?

  • Ärgerlich halt nur, dass IHR mir das erzählt und nicht der Hersteller.

    Das ist bei vielen Zusammenhängen mit Batterien so, weil deren Hersteller sich "ums Verrecken" nicht in irgendeine juristische Schusslinie bringen wollen. Aus genau diesem Grund pflegen alle (mir bekannten) großen Hersteller die Praxis, immer nur konservative Hinweise zur Ladung von Batterien zu geben, weil sie eben nicht für andernfalls eventuell entstehende Schäden haften wollen. Mir persönlich erscheint das zwar idiotisch, aber dennoch machen es eben alle auf dieselbe Weise. Schließlich könnten Bleibatterien bei erhöhter Ladespannung stark zu gasen beginnen und dann "überkochen". Wenn das in einem Ferrari passiert, könnte das teuer werden. Oder bei Lithium-Batterie könnte das Sicherheitsventil öffnen und in der Folge noch weit größere Schäden entstehen. Schema hättste, wärste, könnste. Selbst in Internetforen schreiben heute erschreckend viele, dass sie für die Folgen der Anwendung ihrer Tipps nicht haften. Herrgöttchen! :rolleyes:


    In der Folge dieser extrem konservativ gestalteten Ladegeräte bleiben die Kunden dann auf vermeidbaren Schäden durch zu zurückhaltende Aufladung sitzen und oft auch auf dem vorzeitigen Verschleiß.


    Zitat

    Das mitgelieferte Ladegerät ist da halt einfach unbrauchbar, da es offensichtlich irgendeine Endspannung misst, dann abschaltet, und die unterversorgten Batterien darunter leiden.

    Ja, auch das ist ein bekanntes Schema. Aber dafür gibt es solche Händler wie mich, die diese Lücke schließen. Soweit man die betreffenden Ladegeräte nicht doch noch mit List und Tücke zur vernünftigen Mitarbeit überreden kann. Und dafür gibt es eben solche Foren. :saint:


    Wenn aktive Balancer (auch Equalizer genannt) mit Stromangaben angeboten werden, dann bildet sich dabei natürlich auch die werbende Anpreisung ab. Bestenfalls übernimmt der Händler die Angaben des Herstellers, aber die übertreiben ja ihrerseits schon notorisch. Deshalb sind die Werte meist auf etwa 50% zu reduzieren, um realistisch zu werden. Im Betrieb muss man aber auch bedenken, dass sich bei unterschiedlich großen Spannungsabweichungen zwischen Zellen auch meist stark unterschiedliche Ausgleichsströme ergeben: Zu niedrigeren Spannungen hin sinken die Ausgleichsströme immer weiter, bis sie dann bei nur noch 1 oder 2mV Spannungsunterschieden schließlich bei Null ankommen. Auf nur wenige starke Equalizer wie z.B. meine Hi-Power-Equalizer trifft diese Feststellung nicht bzw. nur in stark vermindertem Maße zu. Die sind aber alle recht teuer.


    Was keinen wirklichen Sinn ergibt, ist der Versuch, mit einem starken Equalizer quasi in Echtzeit unter Last gegen einen auftretenden Spannungsunterschied an einer Batterie anzukämpfen. Das wird nur teilweise gelingen und natürlich auch bestenfalls nur bis zum Maximalstrom des Equalizers. Deshalb funktioniert der Ersatz von BMS durch Equalizer auch nicht, auch wenn manche Leute davon überzeugt sind.


    Bei Bleibatterien kann man vorteilhaft Batterie-Equalizer verwenden, die ganze 12V-Batterien untereinander ausgleichen. Da es diese aber nur für zwei 12V-Batterien gibt, braucht man zum Ausgleich von vier 12V-Batterien in Reihe leider drei Stück davon. Aber damit kommt man bei notorisch unbalancierten Bleibatterien aus dem Tal des Leidens gut heraus. :)


    Warum man keine Balancer bzw. Equalizer verbauen sollte? Manche Leute sagen, weil man dann nicht mehr sofort erkennt, wenn Probleme mit einer Batterie auftreten. Das scheint mir aber ein komisches Argument zu sein, denn wenn mit Equalizer keine Probleme erkennbar sind, dann gibt's ja offensichtlich auch keine wirklichen. Ansonsten bleibt m.E. nur der Preis als Argument, sie nicht zu verwenden. Bei Bleibatterien sind sie bei regelmäßiger Ausgleichsladung mit Gasung aber verzichtbar, wenn man nicht gerade vier 12V-Batterien in Reihe schaltet.


    Die Sache mit dem einstellbaren Netzteil empfehle ich jedem, das kann man hier im Forum rauf und runter lesen. Allerdings tritt dabei manchmal ein Problem auf, dass ich als "erfahrener Fachmann" wegen chronischer Betriebsblindheit nicht sehe: Viele Leute wissen 1. nicht, wie man mit solchen Netzteilen umgeht und 2. welche Spannung bzw. welchen Strom sie einstellen sollen. Dann triit unter ungünstigen Umständen aber genau das auf, wovor die großen Batterie- und Ladegerätehersteller sich fürchten: Schadensersatzklagen von Kunden, die mit dem (falschen?) Einsatz solcher Geräte ihre Batterie und/oder deren Umgebung beschädigt haben. Man sollte bei der Verwendung von einstellbaren Netzteilen als Batterie-Ladegeräte also in etwa wissen, was man tut. Dann wird die Anwendung solcher Geräte bei verschiedenen Batterien und Akkus aber außerordentlich flexibel und das Ergebnis regelmäßig hervorragend sein. :thumbup:


    Grüße, Tom

  • ich würde die Batterien mal untereinander tauschen

    es werden wohl immer nur die ersten beiden zum Start des Motors genutzt?

    also Mittelabgriff für das 24V Netz

    Das kann eigentlich nicht sein, da der Anlasser deutlich schneller dreht, wenn die letzten Batterien geladen sind.


    Eventuell sind es ja die letzten beiden Batterien, die dafür zuständig sind, so würde ein Schuh draus.


    Das muss ich nochmal genau anschauen.

  • ich würde die Batterien mal untereinander tauschen

    es werden wohl immer nur die ersten beiden zum Start des Motors genutzt?

    also Mittelabgriff für das 24V Netz

    Ich habe gerade geschaut. Das ist ja ein ganz normaler Rasenmäher-Motor mit Anlasser. Und die haben 12 Volt.


    Es wird an der vermeintlich defekten Batterie abgegriffen im Bild grün markiert).


    Hab's getestet, ohne Kabel klickt nur das Relais.

  • Das ergibt durchaus Sinn,

    wir hatten vor über 40 Jahren in unserer früheren Firma eine alten LKW mit 24 Volt Bordnetz, wo nachträglich eine gebrauchte Hebebühne mit 12 Volt Hydraulikumpe montiert wurde. Die verantwortlichen hatte diese Hebebühne am Mittelanschluß der beiden in Reihe geschalteten 12V 88Ah Bleiakkus angeschlossen, was naturgemäß mehrmals zum unerwarteten Tod der Starterbatterien führte! Die erste Batterie wurde zu wenig geladen und die zweite überladen und verbrauchte deshalb regelmäßig Wasser.


    Solche Todsünden darf man an Batterien in Reihenschaltung niemals begehen!

  • deswegen ist die Batterie immer schlechter

    die könntest du zyklisch durchtauschen oder halt öfter extern nachladen

    Wenn ich nur diese eine nachladen will, muss die vom System getrennt werden, wenn sie mit dem 12 Volt Ladegerät einzeln nachgeladen wird? Ist ja die letzte in der Reihe. Wenn nicht, könnte ich mir für Notfälle einen Anschluss nach aussen legen und zwischendurch auch mal mit dem Autoladegerät nachladen.

  • Guten Abend,


    Eine andere Lösung könnte sein, indem eine weitere, separate 12V-Batterie nur für den Anlasser-Stromkreis

    verbaut wird. Diese Batterie wird dann über einen DC/DC-Ladewandler (48V/12V) geladen.

    Somit entfällt der schädigende Abgriff (12V) in der Reihenschaltung... (Batterie oben links)

    Diese Methode wir heute noch in modernen landwirtschaftlichen Maschinen angewendet.


    Viele Grüße - Peter

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