Reihenschaltung von vier 12V LiFePO4-Batterien funktioniert ganz schlecht

    Hallo Herr Rücker,

    ich habe ihre Beiträge im microcharge-Forum gelesen und hätte mal eine Fachfrage :)


    Ich habe mir für meinen Hybrid-Wechselrichter 4 LiFePo4 Akkus 12V 100Ah 1280Wh gekauft, aber diese funktionieren leider nicht wie gewünscht. Die Akkus sind in Reihe geschaltet. Sobald tagsüber die Sonne scheint und die Akkus geladen werden funktioniert natürlich alles einwandfrei. Aber nachts, wenn die Geräte aus den Akkus mit Strom versorgt werden (sollten), schaltet sich der Wechselrichter nach ca. 6 bis 8 Stunden mit einer Fehlermeldung ab. Wenn ich dann die Batterien messe, haben drei zwischen 12.2 und 12.4 Volt. Bei einem zeigt mir das Voltmeter plötzlich -21.6 Volt an. Wenn ich diesen Akkus dann aus dem Verbund ausbaue zeigt mir das Voltmeter dann komischerweise 10.5 Volt.


    Der Hersteller der Batterien sagte mir, dass es wohl an einem fehlenden Akku-Ausgleich liegt. Kann das sein? Ich hatte vor der Inbetriebnahme alle Akkus mit einem LiFePo4-Ladegarät auf die gleiche Spannung aufgeladen (ich glaube es waren alle auf 13.3 Volt). Und ich dachte zudem dass die 4 Akkus sich automatisch ausgleichen, da diese ja ein BMS eingebaut haben…


    Jetzt ist es halt so, dass jede Nacht diese Fehlermeldung irgendwann kommt und sich der Wechselrichter dann abschaltet.


    Jetzt habe ich ja aus Ihrem Forum von Ihren Equalizern erfahren. Aber ich habe noch nicht ganz verstanden welchen ich brauche bzw. ob es überhaupt die Möglichkeit gibt, 4 separate Akkus damit auszustatten? Können Sie mir da weiterhelfen. Ob Sie ein passendes Gerät haben und ob das überhaupt Sinn macht oder ob eine/mehrere Batterien evtl. defekt sind?


    Bilder der Akkus und des Aufbaus habe ich Ihnen in der Anlage beigefügt.


    VIELEN DANK im Voraus für Ihre Hilfe. Ich war schon so weit die ganze Anlage aufzugeben. Seit zwei Wochen ist die in Betrieb und nur einen Tag hat sich richtig funktioniert :(


    Viele Grüße

    Frank S.

    Hallo,


    der Hersteller hat recht!


    Selbstverständlich haben Ihre LiFePO4-Batterien jeweils interne Balancer, nur vermögen diese natürlich nur die eigenen vier LiFePO4-Zellen im Gehäuse zu balancieren. Die Batterien untereinander können naturgemäß aber nicht von den integrierten Balancern ausgeglichen werden, da die hierfür erforderlichen technischen Voraussetzungen nicht vorhanden sind.


    Zur Lösung dieses Problems eignen sich meine „Blei-Equalizer“ (Artikel-Nr. 1040) sehr gut. Lassen Sie Sich von dem Namen nicht täuschen: Diese Geräte können selbstverständlich auch LiFePO4-Batterien untereinander ausgleichen. Um vier Stück in Reihe geschaltete 12V LiFePO4-Batterien damit auszugleichen, benötigen Sie drei Stück dieser Equalizer.



    Allerdings sind diese Geräte nicht dafür entwickelt worden, im Ladezustand grob voneinander abweichende Batterien einander anzugleichen, denn das würde sehr lange dauern. Daher empfehle ich vor dem Einbau dieser Blei-Equalizer, dass Sie Ihre Batterien zuvor alle vier randvoll aufladen. Nur auf 13,3V Batteriespannung aufzuladen reicht aber nicht aus, da 13,3V die Batteriespannung ist, die LiFePO4-Batterien zwischen 20% und 80% Ladezustand aufweisen. Wenn Sie nur bis 13,3V laden, können Sie also nie wissen, welchen Ladezustand die Batterien danach aufweisen: Es können 50% sein, ebenso gut aber auch 80%, oder auch nur 20%.


    Genau das ist auch der Grund für Ihr Problem: Der Unterschied im Ladezustand Ihrer Batterien war schon zu Beginn der Reihenschaltung viel zu groß und konnte seitdem nicht verbessert werden. Denn natürlich ist in einer Reihenschaltung die Batterie mit dem geringsten Ladezustand die erste die leer wird und deren BMS muss dann logischerweise abschalten, um Schäden an den Zellen zu verhindern.


    Also:

    1. Alle vier Batterien (einzeln oder in einer Parallelschaltung) bis etwa 14,5V randvoll aufladen
    2. Reihenschaltung wieder herstellen
    3. Drei Stück Bleibatterie-Equalizer wie im unten gezeigten Schaltbild anschließen.

    Ich hoffe ich konnte Ihnen weiterhelfen.


    Grüße, Tom

    Hallo Herr Rücker,


    vielen Dank für Ihre ausführliche Antwort! Das hat mir wirklich sehr geholfen.

    Jetzt habe ich aber noch eine kleine Frage: Ich habe mir ja extra ein LiFePo4 Ladegerät gekauft, aber noch nie hat dieses oder auch der Wechselrichter einen oder auch alle Akkus auf mehr als 13.3 Volt geladen. Auch einzeln hatte ich die Batterien schon aufgeladen, aber es wurde nie mehr als 13.3 Volt angezeigt. Auch jetzt wo die Sonne gerade scheint habe ich jetzt nochmal schnell gemessen. Alle Akkus stehen bei 13.3 Volt und weiter geht es auch nicht… Kann das sein? Sorry für die vielen Fragen und die Umstände die ich Ihnen bereite.


    Ich habe mal ein Bild beigefügt vom Voltmeter und vom Wechselrichter, da sieht man auch das alle zusammen dann „nur“ 53.2 Volt haben…


    Wie lange wäre denn die aktuelle Lieferzeit der Equalizer?


    Vielen Dank nochmal für die vielen Infos und jetzt verstehe ich endlich, warum es wohl nicht so richtig funktioniert!


    Ich wünsche noch einen schönen (Arbeits-)tag und bald ein schönes Wochenende!


    Viele Grüße

    Frank S.



    Hallo,


    lt. einem Ihrer beigefügten Bilder ist im Lader eine Ladeschlussspannung von 58,4V eingestellt. 58,4V geteilt durch 4 12V-Batterien ergibt eine maximale Batteriespannung von 14,6V. Das ist exakt die maximal zulässige Spannung für vier in Reihe geschaltete LiFePI4-Zellen (Zellenspannung maximal 3,65V, 4 Zellen in einer 12V-Batterie also 14,6V, vier 12V-Batterien in Reihe = maximal 58,4V). Der Grund, weshalb sie immer nur 13,3V maximal messen, liegt darin, dass die vollste Batterie irgendwann ihre maximal zulässige Ladeschlussspannung erreicht und dann abschaltet. Damit wird die Ladung für alle vier Batterien gleichermaßen beendet. Das Ladegerät kommt so gar nicht dazu, alle vier Batterien randvoll zu laden.


    Ursache: Die Ladezustände Ihrer vier Batterien liegen zu weit auseinander.


    Lösung: Batterien auf gleichen Ladezustand bringen und dann Batterie-Equalizer verwenden. :)


    Grüße, Tom

    Hallo Herr Rütter,


    ich werde die Batterien am Wochenende mal trennen und dann versuche ich die nochmal einzeln aufzuladen. Mal sehen ob die Kapazität dann höher geht als 13.3 Volt. Die Ladeschlussspannung hatte ich ja selbst programmiert, weil der Batteriehersteller mir diese Daten mitgeteilt hat. Ich dachte jetzt aber nicht, dass die sich so hoch laden lassen. Ich teste das mal am Wochenende und schreibe dann noch einmal kurz wenn es okay ist.


    Beim Laden tritt das Problem ja auch nicht auf mit dem Fehler, jetzt sich auch alle Akkus gleich voll bei 13.3 Volt. Erst heute Nacht beim Entladen kommt dann irgendwann der Fehler…


    Mit freundlichen Grüßen

    Frank S.

    Wie ich schon schrieb: 13,3V beschreiben bei LiFePO4-Batterien keinen bestimmten Ladezustand, sondern gelten für den Ladezustandsbereich von etwa 20 – 80%. Das ist eine riesige Spanne. Von „gleich voll“ würde ich da nicht zwingend ausgehen.


    Grüße, Tom

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