LiFePO4 Akkus: Was man bei Reihenschaltung, Parallelschaltung beachten sollte. Welcher Balancer ist geeignet?

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Kann man eigentlich LiFePO4 Akkus verschiedener Marken verschalten um die Gesamtkapazität eines Akkus oder Solarspeichers zu erhöhen? Und wie schalte ich genau LiFePO4 Akkus parallel bzw. in Reihe, ist dabei etwas zu beachten? Kann man den Selbstbau-Akku aus dem Projekt „5000Wh Lithium Eisenphosphat Projekt“ auch mit fertigen Akkus erweitern? Diese und ähnliche Fragen bekomme ich sehr häufig gestellt, daher möchte ich in diesem Artikel und Video mal darauf etwas näher eingehen und euch über meine Erfahrungen berichten. Ich zeige euch hier auch wie ich meinen Eigenbau -LiFePO4 Akku durch gängige LiFePO4 Akkus unterschiedlicher Marken erweitert und den Victron SmartShunt installiert habe.

Erweiterung meines 5000W Lithium Eisenphosphat Speichers (24V LiFePO4 Projekt)

Vergrößerung meines Solarspeichers

Wie die regelmäßigen Leser sicher wissen, habe ich vor bald 2 Jahren einen eigenen Akku aus einzelnen LiFePO4 Zellen gebaut, die Projektbeschreibung/Zeichnung findet ihr hier. Diesen 24V LiFePo4 Akku nutze ich ja für meine eigene Solaranlage als Speicher. Lange Zeit könnte ich damit mehr als  ca. 90% der Sonnenenergie selber im Haus nutzen. Da jedoch inzwischen ein paar Solarpanels mehr angehängt wurden, kommt es im Sommer an sehr sonnigen Tagen tatsächlich noch zu einem kleinen Überschuss, obwohl meine Anlagengröße aufgrund ungünstiger Lage mit ca. 3000W Peak noch relativ klein ist. Um diesen Überschuss an Energie nicht zu verschenken, habe ich vor kurzem meinen Selbstbau-Solarspeicher auf die doppelte Kapazität (also nun 10kWh) erhöht. Ich speise ja nichts ins öffentliche Netz und möchte auch weiterhin die gesamte Energie selbst nutzen, dazu verwende ich ja die Nulleinspeisung und verzichte gerne auf EEG-Zahlungen. Mir geht es darum so unabhängig wie möglich mit dem eigenen Strom umzugehen.
Eigentlich ist ein 10KWh Speicher derzeit sogar etwas zu groß für meine kleine Solaranlage von derzeit etwa 3kw Peak.  Aber da ich sehr günstig an gute fertige LiFePo4-Akkus gekommen bin, macht es natürlich Sinn diese auch als Speicher zu nutzen. Mehr Speicher schadet ja nicht, es schont sogar die Akkus und verlängert deren Haltbarkeit.  Ein weiterer Selbstbau-Akku nach dem Vorbild des 24V Projektes wäre zwar mein Favorit für eine Speicher-Erweiterung gewesen, aber da ich Akkus auch ausgiebig und messtechnisch teste und darüber berichte (Tests findet ihr hier), komme ich halt günstig an gute fertige Akkus. Somit  macht es finanziell natürlich mehr Sinn diese auch zur Erweiterung zu nutzen.  Dadurch kann ich in den Akku Testberichten und Projekten in zeitlichen Abständen auch über meine Langzeiterfahrung berichten, somit kommt das auch euch zugute.
Da wie schon Eingangs erwähnt immer viele Fragen zur Parallel- und Reihenschaltung von  Lithium Eisenphosphat Akkus (LiFePO4) kommen, möchte ich diese gerne ebenfalls in diesem Beitrag beantworten. Fast alles Geschilderte ist aber auch für erstmalige Nutzer von älteren Blei- oder AGM Batterien zutreffend.

Darf man eigentlich unterschiedliche LiFePO4 Akkus parallel oder in Reihe schalten?

nur einige der marktgängigen Akkus

nur einige der marktgängigen LiFePo4 Akkus

Wenn ihr einen Anbieter oder auch Experten fragt, wird diese Frage meistens mit einem Nein beantwortet, unterschiedliche Akkus sollte man nicht verschalten. Bei dieser Antwort muss man aber bedenken dass Hersteller und Händler gerne nur ihre eigenen Akkus verkaufen wollen, schon aus diesen Grund wird oft ein Vermischen nicht gern gesehen. Und bei den Experten ist es oft so dass diese gerne jegliches Haftungsrisiko scheuen und daher meistens die sicherste und einfachste Empfehlung geben um jegliche Haftung auszuschließen.
Im Einzelfall kann man die Frage aber auch anders beantworten, es spielt weniger die Marke sondern die einzelnen Werte und die genaue Verschaltung eine Rolle.

Versteht mich nicht falsch, generell bin ich auch der Meinung dass man möglichst nur Akkus verschalten sollte, welche von einer Marke stammen und welche man möglichst zum gleichen Zeitpunkt gekauft hat. Es ist vor allem wichtig dass die Akkus die gleichen Zellenchemie, Batteriespannung, gleiche Kapazität und einen möglichst ähnlichen Innenwiderstand besitzen, wenn man diese verschalten möchte. Wenn die Batterien aus einer Produktion stammen, ist das somit eindeutig das Beste was man empfehlen kann! Wenn ihr einen sehr großen Akku aus mehreren LifePO4-Zellen oder LiFePO4-Batterien verschalten wollt, kauft also möglichst alles zusammen bei einem Anbieter. Solltet ihr beispielsweise erst nach einem Jahr noch Batterien dazu kaufen, so kann der interne Aufbau und die Kapazität schon wieder ganz anders aussehen, auch wenn das Gehäuse sich äußerlich nicht verändert hat.
Power-Queen-LiFePo4-Akku-Test-AuspackenUnd Vorsicht beim Einkauf, wenn eine Batterie 40 oder 50%% günstiger als marktüblich ist, sollte man misstrauisch sein!  Bei der Qualität spielt es dagegen meistens keine Rolle ob die Batterie von deutschen Anbieter mit deutschen Markennamen oder aus China kommt, in den meisten Fällen stecken hinter den deutschen Marken sowieso chinesische Zellen, oft sogar die gleichen Hersteller. Ihr solltet somit keine Angst haben auch bei großen Markplätzen wie z.B. AliExpress, Amazon direkt aus China zu bestellen, achtet nur auf Shop-Bewertungen (die gibt es sowohl bei AliExpress als auch Amazon). Schwarze Schafe gibt es überall. Welche Batterien gut sind, erfahrt ihr am zuverlässigsten durch Testberichte wo wirklich gemessen wird, auch auf meiner Empfehlungsliste findet ihr aktuelle Empfehlungen zu Anbietern bzw. zu Batterien, Zellen die in meinem Tests und Messungen wirklich gut abgeschnitten haben.

LifePO4 Akkus verschalten – mit ein wenige Sachverstand geht es dann oft doch

Tueftler Youtube Video anschauenZurück zur Verschaltung unterschiedlicher Lithium Eisenphosphat Akkus (LiFePO4). Wenn ihr ein wenig Grundkenntnisse in der Elektrotechnik haben solltet und ein kleines Restrisiko nicht scheut, dann kann man nach meiner Erfahrung schon auch Akkus unterschiedlicher Marken durchaus kombinieren ohne die Haltbarkeit zu reduzieren. In vielen Fällen nutzen zum Beispiel auch unterschiedliche Marken die gleichen Vorlieferanten für Komponenten, sie haben nicht selten gleiche oder ähnliche Zellen und nutzen das gleiche oder ein sehr ähnliches Batteriemanagementsystem. (BMS). Aber selbst wenn BMS und Zellenhersteller unterschiedlich sind, kann es gut funktionieren wenn die Werte der Batterie gut zusammenpassen. Nachfolgend beschreibe ich euch mal auf welche Werte es an kommt.

Auf einige Dinge sollte ihr also unbedingt achten, wenn ihr  Lithium Eisenphosphat Akkus bzw. Batterien verschiedener Marken verschalten wollt. 

  • die Zellenanzahl und Ausgangsspannung muss übereinstimmen
  • Zellchemie muss natürlich gleich sein (ihr könnt nur LiFePo4 mit LiFePo4 parallel schalten, nicht Blei und LiFePo4  oder Lithium und LiFePo4  usw.)
  • alle Batterien sollten in der Bedienungsanleitung für eine Reihenschaltung genutzt werden können (ob das BMS das grundsätzlich kann das steht in der Bedienungsanleitung, es reicht wenn dort angegeben wird dass mehrere gleiche Batterien verschaltet werden können)
  • die Kapazität (Amperestunden Ah) der Batterien sollte möglichst gleich sein, besonders wenn eine Reihenschaltung geplant ist. Hier sollte man sich aber nicht auf die Herstellerangabe oder Aufschrift der Batterie verlassen, man sollte die Kapazität wirklich richtig ausmessen (gute Messgeräte sind  z.B. EBC-A20* oder DL24P* ), weil mehr als ca. 3% Unterschied sich schon sehr ungünstig auf die maximale Spannung und untere Entladespannung auswirken kann. Meine Tests haben gezeigt dass fertig gekaufte Batterien manchmal eine deutlich andere Kapazität haben als angegeben, siehe Batterie Tests. Die Wanroy Batterie beispielsweise hatte im Test z.B. 230A Zellen verbaut, somit ist die Kapazität deutlich größer als angegeben. Bei der Einzelanwendung ist das zwar positiv, aber bei der Reihenschaltung mit anderen 200Ah Batterien (z.B. Redodo, AmpereTime, PowerQueen usw.) wäre das ungünstig.
  • Der maximale Dauerstrom den das eingebaute BMS abgeben kann, sollte möglichst gleich sein. Liegt die geplante Belastung und der maximale Ladestrom deutlich niedriger als bei allen Batterien angegeben, so könnte es auch mit unterschiedlichen starken BMS gut funktionieren, das müsste man aber wirklich austesten, hier besteht dann ein größeres Restrisiko dass ein BMS beschädigt wird. Eventuell teste ich das zu einem späteren Zeitpunkt noch und berichte hier im Blog.
  • Der gemessene Innenwiderstand beider Batterien sollte keine zu großen Unterschiede aufweisen. Den Innenwiderstand könnte ihr beispielsweise mit dem Präzesions-Messgerät  YR1035  (AliExpress* / Amazon*) bestimmen. Einfache Multimeter und günstigere Messgeräte sind hier oft sehr unzuverlässig und deren Werte somit nicht vergleichbar. Als Anhaltspunkt, bei einer guten 12V/200Ah Batterie liegt der Innenwiderstand gewöhnlich deutlich unter 10mΩ.
  • Bei einer Reihenschaltung sollte man immer einen Batterie Balancer (auch genannt Batterie Equalizer) zwischen die Batterien schalten, damit die Batteriespannungen nicht auseinanderdriften. Diese sind nicht teuer und sehr einfach mit drei Drähten anzuschließen (empfehlen kann ich diesen hier, er hat auch eine Spannungsanzeige). Ihr findet diesen und andere Balancer auch auf unsere Empfehlungsliste hier. Es gibt vereinzelt Stimmen wo gesagt wird dass ein Balancer das BMS stören könnte und man die Zellen alle paar Monate manuell ausgleichen müsse. Ich konnte dies bislang noch nie feststellen und wüsste auch nicht warum das der Fall sein sollte. Mir scheint das einfach ein unbegründetes Gerücht zu sein, bei mir funktionieren diese sehr gut und ersparen einem echte Probleme. Bei einer Reihenschaltung würde ich es sogar fahrlässig sehen, wenn man auf einen Balancer verzichtet.

Die Chance dass die Batterien gut und normal zusammenarbeiten wenn alle oben genannten Parameter übereinstimmen ist sehr groß, dennoch bleibt ein kleines Restrisiko weil man die Eigenschaften der beiden verbauten BMS nicht genau kennt. Man sollte daher die Spannungen und Ströme eine Weile im Praxisbetrieb und insbesondere unter Extrembedingungen (viel Sonne / keine Sonne) überwachen und beobachten und kontrollieren. Ich kann natürlich keine Garantie übernehmen dass es mit allen Batterien klappt und sich alle Batteriemanagementsysteme langfristig gut vertragen, ich übernehme daher keine Haftung wenn es nicht klappt und euch Schäden entstehen (z.B. defekte Batterie, BMS usw.). Wenn ihr sowas versucht, dann liegt das alleine in eurer Verantwortung. Die Hersteller, Versicherungen werden vermutlich keine Garantie übernehmen wenn ihr unterschiedliche Marken verschaltet.

Was muss man nun bei Reihen- und Parallelschaltung generell beachten?

Warnung-Gefahr-FeuerBevor ihr an das Verschalten von Akkus geht, macht euch in diesen und anderen Artikel erst ein wenig mit LiFePo4 Akkus vertraut, hilfreich können diese Artikel oder diese Video-Playliste sein.  Das Arbeiten an Akkus mit so großer Kapazität erfordert schon große Sorgfalt und auch etwas elektrische Vorkenntnisse. Fehler können zu Bränden und Verletzungen führen, achtet also auf eure Sicherheit und verwendet beispielsweise nur gut isoliertes Werkzeug.  Zudem solltet ihr bei der Verschaltung Handschuhe tragen um die Leitfähigkeit der Kontakte nicht zu verringern. Alle Kontakte sollten auch  vor der endgültigen Verbindung gereinigt werden.

Nachfolgend noch ein paar Tipps und Grundlagen zur Verschaltung von LiFePo4 Batterien, da mich dazu einfach immer wieder Fragen erreichen. Damit die Ausführungen von jedem richtig verstanden werden erkläre ich nochmal ganz kurz einige Grundeinheiten da ich bei vielen Fragen gemerkt habe, dass hier oft noch einiges durcheinander geworfen wird. Sollte das für euch ein ein alter Hut sein, dann überspringt diesen Absatz einfach. Es ist aber wichtig dass jeder diese Grundkenntnisse besitzt bevor er mit größeren Batterien zu basteln beginnt.

Energieaufnahme von Geräten wird in Watt W angegeben

Gluelampe-heizung

100 Watt Verbraucher

Die Energie die ein angeschlossener Verbraucher benötigt, wird immer in Watt angegeben, Watt ist die Einheit der Leistung!. Den meisten dürfte das geläufig sein. Eine 100W Glühbirne verbraucht beispielsweise 100W an Energie ein Smartphone ca. 15W, ein Staubsauger vielleicht 800W und ein Föhn oder eine Kaffeemaschine bis zu 2000 Watt. Eine herkömmliche Steckdose im Haus kann maximal mit 3680 Watt belastet werden!
Die Leistung berechnet sich übrigens aus der Formel P= U*I , also Spannung mal Strom ergibt Leistung. Teilt man die Leistung durch die Spannung, so erfährt man wieviel Strom ein Gerät zieht.
Bei einem Föhn würde die Rechnung so aussehen:
P=U/I
2000W / 230V =8,7A
Ein 2000W Föhn zieht an der Steckdose , in der höchsten Stufe, also  8,7A an Strom.
Würde der Föhn mit 12V arbeiten, so würde bei der gleichen Leistung 2000W / 12V = 166,6 A fließen !

Die Kapazität einer Batterie wird in Wattstunden (Wh) oder Amperestunden (Ah)  angegeben

Die Kapazität gibt an wieviel Energie eine Batterie speichern kann, am besten wird dies in Wattstunden (Wh) angegeben. Wattstunden (Wh) darf man nicht mit Watt (W) verwechseln, Wattstunden geben eigentlich nicht die Kapazität sondern die sogenannte elektrische Arbeitsleistung an.  Eine Wattstunde Wh gibt an, wieviel Energie ein Gerät mit 1 Watt Leistungsaufnahme in einer Stunde verbraucht. Eine 100W Glühbirne verbraucht also in einer Stunde beispielsweise 100Wh. In zwei Stunden würde die 100W Glühbirne allerdings schon 200 Wh verbrauchen usw.

Übertragen auf unseren Akku, hier eine Beispiel Rechnung:
Wir haben einen Akku bei dem 12V und 2400 Wh an Kapazität angegeben ist. Wir rechnen jetzt mal zur Vereinfachung immer mit 12V, in Wirklichkeit müssten wir mit 12,8V rechnen da LiFePo4 Batterien eigentlich eine etwas höhere Spannung bieten.
Die Zahl 2400 Wh gibt also an wieviel Energie diese Batterie speichern kann. Die Zahl 2400 Wh bedeutet dass man mit der Batterie einen Verbraucher der 2400 Watt Leistung aufnimmt, genau 1 Stunde betreiben kann. Schließt man einen Verbraucher an, der nur die Hälft an Energie verbraucht, also 1200W, dann wären also 2 Stunden Betrieb drin.
Die Zeit die ein bestimmter Verbraucher betrieben werden kann, berechnet sich einfach indem ihr Wattstunden Wh durch Watt W teilt.  Verbraucht eurer Gerät an der Batterie nur 50 Watt, so rechnet ihr: 2400Wh / 50W = 48 Stunden.  Also dieses Gerät könntet Ihr 48 Stunden an dieser Batterie nutzen, erst danach ist die Batterie leer. So könnt ihr die Laufzeit für jeden Verbraucher an der Batterie selbst berechnen und könnt die Kapazität einfach besser einschätzen. Die genaue Definition der Wattstunde könnt Ihr hier bei Wikipedia nachlesen.

Die Kapazität wird oft auch über die Amperestunden Ah angegeben

LiFePO4 Redodo Akku-12V 200Ah TestOft werdet ihr die Wattstunden die eine Batterie leistet gar nicht auf der Batterie oder in der Werbung finden, denn meistens wird die Kapazität in Amperestunden Ah angegeben. Diese Angabe gibt aber eigentlich nicht wirklich die Gesamtkapazität (gespeicherte Energiemenge) wieder, ich erkläre gleich warum.
Amperestunden ist die Maßeinheit für die elektrische Ladung, sie wird bevorzugt bei Akkus genutzt. Eine Amperestunde ist die Ladungsmenge, die innerhalb einer Stunde durch einen Leiter fließt, wenn der elektrische Strom konstant 1 A (Ampere) beträgt (siehe Wikipedia). Eine Angabe von 200 Ah bedeutet praktisch  das bei der Batterie eine Stunde lang ein Strom von 200A fließen kann bis die Batterie leer ist. Würde nur ein Strom von 100A fließen, so würde die 200Ah Batterie also zwei Stunden lang ausreichen usw. Wenn man also weiß wieviel Strom ein Gerät zieht, so braucht man nur die Amperestunden Ah durch den Strom A teilen und bekommt die Stundenanzahl die ein Gerät an der Batterie laufen würde. Diese Rechnung funktioniert aber nur, wenn die Batteriespannung, der Spannung entspricht, die der Verbraucher auch benötigt. Anders gesagt reicht die Amperestunden Angabe alleine nicht aus um etwas über die Kapazität auszusagen, man muss immer auch die Batteriespannung kennen um mit dieser Angabe etwas anfangen zu können. Bei der Energiemenge in Wattstunden Wh  dagegen ist keine weitere Angabe nötig um die Kapazität zu beurteilen.

Das Gute ist, dass ihr Amperestunden ganz leicht auch in Wattstunden umrechnen könnt. Ihr müsst nur die Amperestunden Ah mit der Batteriespannung multiplizieren und schon habt ihr die Kapazitätsangabe in Wattstunden.

Beispielrechnung für unseren Akku:

mit 20A

Wir haben einen 12V / 200Ah Akku mit einem eingebauten Batteriemanagement das einen maximalen Dauerstrom von 200A Strom erlaubt.
Wir wollen die Kapazität in Wattstunden (Wh) wissen, also rechnen wir:  12V*200Ah= 2400Wh
Mit diesen 2400Wh können wir also genauso weiter rechnen wie oben unter Wattstunden Wh beschrieben.  Die Zahl 2400 Wh bedeutet dass man an die Batterie einen Verbraucher der 2400 Watt verbraucht, genau 1 Stunde betreiben kann. Schließt man einen Verbraucher an der nur die Hälfte an Energie verbraucht, also 1200W, dann wären also 2 Stunden Betrieb drin.
Die Zeit die ein bestimmter Verbraucher betrieben werden kann, berechnet sich einfach indem ihr Wh durch W teilt.

MERKE: Wenn ihr den Einheiten-Schnellkurs jetzt richtig gelesen habt, dann werdet ihr bemerken dass eine 12V Batterie mit 200Ah genauso viel Energie gespeichert hat als eine 24V Batterie mit 100Ah, da man ja die Spannung V mit den Amperestunden Ah multipliziert. Ähnlich verhält es sich mit dem Stromfluss. Wenn eine 12V Glühbirne 50 Watt aufnimmt, dann fließen 4,17A Strom. Wenn eine 24V Glühbirne genau die gleiche Energiemenge benötigt, dann fließen nur 2,08 A Strom. Haben die Batterien genauso viel Wattstunden Wh, würde die Energie für beide Glühbirnen genauso lang ausreichen obwohl bei der 24V Batterie weniger Strom fließt. Der große Vorteil der höheren Spannung hat aber einen wichtigen Vorteil, man braucht dünnere Kabel, da allein der Strom die Kabelstärke bestimmt. Aus diesem Grund nutzt man bevorzugt 24V und 48V für Solaranlagen als Speicher, bei reinen 12V braucht man schnell sehr dicke Kabel um die gleiche Energie zu liefern.

So das solls aber jetzt schon mit dem kleinen Zahlen-Grundkurs gewesen sein, kommen wir wieder zum Thema Parallel- und Reihenschaltung von LiFePo4 Batterien.

Wozu dient die Reihenschaltung von Akkus?

Verbindet man die Batterien in einer Art Kette (Plus zu Minus der nächsten Batterie  usw.), so nennt man das Reihenschaltung oder auch Serienschaltung, siehe Bild unten. Diese Verschaltung erhöht die speicherbare Energiemenge, also die Kapazität (Wh) aber auch die Ausgangsspannung  Der maximal mögliche Ausgangsstrom wird in dieser Verschaltung nicht erhöht, er bleibt unverändert wie bei einer Batterie.
Mit zwei 12V / 200Ah (max. Strom 200A) erhält man durch die Reihenschaltung quasi eine 24V Batterie mit  200 Ah und ebenfalls maximalen Strom von 200A.  Bei drei Akkus in Reihe käme man auf 36V und 200Ah usw.

MERKE: Die elektrische Ladung in Amperestunden Ah verändert sich in der Reihenschaltung nicht wenn Batterien mit gleicher Amperstundenzahl Ah in Reihe geschaltet werden. Würde man Akkus mit unterschiedlicher Amperestundenzahl in Reihe schalten, so würde nur noch der Strom fließen den die schwächste Batterie zulässt. Dies hätte zur Folge das beim Entladen eine Batterie bereits leer ist während die andere noch Energie hat. Die überschüssige Energie könnt man dann aber nicht mehr nutzen weil die andere Batterie beim weiteren Entladen schaden nehmen würde. Aus diesem Grund sollte man immer nur Batterien mit gleicher Amperestundenzahl in Reihe schalten.

Also bei einer Reihenschaltung von zwei 12V/200Ah Batterien hat auch die Reihenschaltung 24V und 200 Ah. Aber die gespeicherte Energiemenge in Wattstunden Wh (elektrische Arbeit) erhöht sich auf das doppelte, aus jeweils 2400Wh pro Batterie wird jetzt durch die Reichenschaltung eine 24V Batterie mit 4800Wh (24V*200Ah=4800Wh). Die Energiemenge wird also doppelt so lang für einen Verbraucher mit gleicher Leistungsaufnahme ausreichen. Eigentlich ist das elektrotechnisches Grundwissen, dennoch wird dieser einfache Sachverhalt in vielen Foren und sogar auf vielen Seiten von Batterie Anbietern falsch beschrieben

 

Wozu dient die Parallelschaltung von Akkus?

Wenn man die Spannung nicht erhöhen möchte aber dennoch die Kapazität erhöhen will, so verwendet man die Parallelschaltung. Hier wird Plus an Plus und Minus an Minus der nächsten Batterie angelegt, siehe untere Skizze und Bild. Natürlich lassen sich auch in der Parallelschaltung mehr als zwei Batterien parallel schalten. Das Ergebnis bleibt eine 12V Batterie welche dann aber die doppelte Kapazität in Amperestunden Ah und Wattstunden Wh besitzt. Die Energiemenge wird also auch hier doppelt so lang für Verbraucher ausreichen. Ein weiterer Vorteil der Parallelschaltung ist dass sich der maximal mögliche Stromfluss addiert. Wenn eine Batterie 200 A Dauerstrom erlaubt, dann sind es in der Parallelschaltung theoretisch 400A.  Theoretisch schreibe ich, da dies nur im Idealfall so ist, in der Praxis könnten sich die Ströme bei leicht unterschiedlichen Batterien (Innenwiderständen) oder Kabellängen ein klein wenig ungleichmäßig verteilen, weshalb man die maximale Belastung etwas tiefer einplanen sollte.

 

Vor Parallel- und Reihenschaltung LiFePo4 Batterien unbedingt ausgleichen

Egal ob ihr euch für Parallel- oder Reihenschaltung entscheidet, es ist wichtig dass in beiden Schaltungen die Batterien den gleichen Ladezustand besitzen, also genauso weit aufgeladen sind. Es kann Probleme, bis zur Schädigung des Akkus geben, wenn ihr Batterien mit sehr unterschiedlichem Ladezustand  in Reihe schaltet.
Bei der Parallelschaltung von Batterien mit unterschiedlichem Ladezustand könnten enorme Ströme fließen die den Zellen und BMS ebenfalls nicht gut tun und sogar neben Funken auch zu Verletzungen oder Bränden führen könnten. Daher vorher unbedingt dafür sorgen dass die Batterien den gleichen Ladezustand, also die gleiche Spannung haben. Am einfachsten ist das zu bewerkstelligen indem ihr beide Batterien nacheinander komplett an einem Ladegerät oder Labornetzteil voll aufladet. Geeignete Ladegeräte, Labornetzteile die sich zum Laden von LiFePO4 Akkus eignen findet ihr hier. Mein persönlicher Favorit ist seit kurzem mein neues Kiprim Labornetzteil DC605S* wegen 60V Spannungsbereich und Oszilloskop ähnlichem Display. Eine sehr günstige Alternative ist das brandneue Wanptek APS605H*.
In meinem Beispiel habe ich mich entschieden die LiFePo4 Batterie von PowerQueen (12V/200Ah/200A) mit der Batterie von Redodo (12V/200Ah/200A) zu einer 24V Batterie zu verschalten. Ihr kennt diese sicher schon von meinen Batterietests. Beide Batterien haben die gleichen Eckwerte, nahezu genau gleiche Kapazität und ähnlichen Innenwiderstand. Ich habe sie also einfach zunächst einzeln mit meinem 40A Ladegerät* (siehe Test) aufgeladen.

LiFePo4 schnell aufladen

Natürlich könnt ihr zum Laden auch ein Labornetzteil nutzen, das habe ich ja in vielen Tests und Videos schon gezeigt. Nach dem Aufladen sollten die Spannungen eigentlich auf gleichen Niveau sein. Sicherheitshalber könnt ihr das aber mit einem Multimeter* noch mal überprüfen. Ist die Spannung jetzt nahezu gleich (kleiner 100mV Differenz kann man als gleich ansehen), dann sollte man die Batterie jetzt erst mal parallel schalten (Plus an Plus / Minus an Minus) und dann einige Stunden stehen lassen.  Dadurch gleichen sich die letzten Differenzen auch noch aus.
Geht bei der Parallelschaltung aber sehr vorsichtig vor, macht hier hier keine Fehler. Ein versehentlicher Kurzschluss ist sehr gefährlich und könnte sogar zu Verletzungen oder Bränden führen. Auch beim korrekten Parallelschalten kann es beim Verbinden leicht funken, lasst euch also dadurch nicht erschrecken. Wenn ihr besonders vorsichtig sein wollt, so könnt ihr auch eine Mega-Sicherung in euer Verbindungskabel schalten solange Parallelschaltung nur zum Ausgleich dient. Bei der endgültigen Parallelschaltung sind Sicherungen zwischen den Batterien weniger empfehlenswert.

Nach einigen Stunden (ca. 3 bis 6) dürften die Batterien ausreichend ausgeglichen sein, so dass ihr jetzt entweder die Parallelschaltung so belassen könnt oder noch mal die Kabel entfernt und alles zur Reihenschaltung umbaut. Wichtig ist noch zu wissen dass ihr bei der Parallelschaltung die Last  (der Verbraucher) nicht an einer Batterie sondern an beide Batterien anschließt (siehe Bild unten). Ansonsten würden die Batterien bei großen Lasten ungleichmäßig belastet, was auf Dauer nicht gut für die Gesamtlebensdauer  ist.

Was wenn die Batteriespannung  vor dem Verschalten der Akkus fast gleich ist?

Sollte nach dem Laden der beiden Batterien die Spannung noch etwas unterschiedlich sein, vielleicht weil eine Batterie schon ein paar Tage herumstand oder weil man bei einer Batterie ein anderes Ladegerät genutzt hat, so kann man die Batteriespannungen beider Batterien auch durch einen Widerstand in einer Leitung ausgleichen. Als Widerstand kann man beispielsweise eine 12V Glühbirne verwenden. Schließ man diese wie im unteren Bild gezeigt an, so wird die Spannung beider Batterien ganz langsam ausgeglichen. Das kann aber schon mal eine Nacht oder länger dauern, je nach Differenz und Leistung der Glühbirne.

Von Zeit zu Zeit sollte man prüfen ob der Ausgleich schon abgeschlossen ist. Man kann das messen indem man die Spannungen beider Batterien mit einem Multimeter prüft oder indem man misst ob noch ein Strom durch die Glühlampe fließt. Kleinste DC Ströme lassen sich allerdings mit Stromzangen* oft nicht mehr so gut messen, so das man normale Multimeter in Reihenschaltung zum Strom messen müsste. Fließt kein Strom mehr, sind die Batterien ausgeglichen und können entweder richtig parallel oder in Reihe geschaltet werden.

Was muss man bei der Reihenschaltung beachten?

Auch bei der Reihenschaltung von Batterien ist es wichtig dass die Spannung ausgeglichen wird, daher gleicht man auch hier die Spannung zunächst wie oben beschrieben aus. Anschließend kann man die Batterie wie unten gezeigt verschalten. Auch hier ist zu beachten dass später die Last an beiden äußeren Polen der Kette (wie im Bild zu sehen) angeschlossen wird, anders geht es bei der Reihenschaltung auch gar nicht.

Victron-Batterie-Balancer-AusgleicherBei der Reihenschaltung ist es zusätzlich wichtig dass ihr einen sogenannten Batterie Balancer* zwischen die Batterien schaltet (btte beachten das nicht alle Balancer für LiFePO4 Batterien geeignet sind, entgegen der Anbieteraussage hat sich der ursprünglich genannte Balancer als ungeeignet herausgestellt – sehr gut dagegen arbeitet der Victron Balancer (Bild rechts) bei LiFePO4, nähere Infos dazu weiter unten) . Zwar hat gewöhnlich jede Batterie schon einen Balancer eingebaut, jedoch können die eingebauten ja nur die Zellen einer Batterie miteinander vergleichen und ausgleichen. Der eingebaute Balancer kann in der Reihenschaltung nicht feststellen welche Spannung gerade die andere Batterie oder deren Zellen besitzt. Zwar haben wir die Spannungen ja vor der Reihenschaltung manuell ausgeglichen, jedoch können viele Ladungen und Endladungen mit der Zeit dazu führen dass die Spannungen langsam etwas auseinanderdriften. Stimmen diese Spannungen später nicht mehr überein, so kann man beim Laden nicht mehr die übliche Endspannung erreichen, da ja eine Batterie dann schneller voll ist als die andere. Dies führt dazu dass weniger Kapazität genutzt werden kann und könnte dazu führen dass der Laderegler irgendwann durcheinander kommt weil die eingestellte Endspannung nicht mehr erreicht wird. Das gleiche würde sich dann auch bei der BMS-Abschaltspannung ergeben, diese wird höher erfolgen wenn die Spannung der Batterien nicht mehr gleich ist. Je mehr Batterien in Reihe geschaltet werden, desto größer das Problem.
Aus diesem Grund solltet ihr den besagten Batterie Balancer unbedingt einbauen, dieser sorgt automatisch dafür dass beide Batterien sich gegenseitig ausgleichen. Wichtig ist allerdings auch das ihr einen geeigneten Balancer verwendet. Leider hat meine Erfahrung gezeigt viele nicht für LiFePO4 Akkus geeignet sind obwohl viele Anbieter  diese auch dafür empfehlen. Auch ich bin Anfangs auf so eine Empfehlung reingefallen und habe Anfangs einen Balancer mit Display verwendet (siehe Bild rechts). Es hat sich aber herausgestellt das diese ein auseinanderdriften nicht ausreichend verhindern  und sogar kaputt gehen können wenn ein BMS einer Batterie die Ladung aus Sicherheitsgründen blockiert. Von 4 getesteten Balancern (3 Marken) gingen 3 kaputt, nur der Victron Balancer* hat sich bei LiFePO4 Batterien als geeignet und wirklich gut herausgestellt. Er arbeitet nach einem ganz anderen Prinzip (er schaufelt nix impulsartig rüber, sondern arbeitet als Last) und kann daher die genannten Probleme nicht verursachen! 
Der Anschluss eines Balancers ist recht einfach, man muss lediglich drei Drähte anschließen, siehe untere Skizze und Bild.

Mit dem Victron Balancer*  bin ich bislang sehr zufrieden, nach den schlechten Erfahrungen mit dem letzten Balancer habe ich diesen auf Herz und Nieren auch bei Extrembedingungen, wie einer BMS Ladeblockierung, getestet. Auch in diesem Fall arbeitet dieser Balancer korrekt und problemlos weiter. Die Batteriespannungen erreichen jetzt sehr synchron ihre Spitzenspannung, genau wie es sein soll. Der Balancer hat leider kein Display, dafür aber eine Alarm-LED. Er hat sogar einen Relaiskontakt wo man Sirene, Warnlicht oder ähnliches anschließen könnte. Sollten die Batterien an der Spitze zu stark auseinanderdriften, kann man dies also auch hier sehr leicht erkennen. Ein weiterer Vorteil dieses Balancers ist, das dieser nur im oberen Spannungsbereich arbeitet und sich im unteren Bereich automatisch abschaltet. Da er zudem die Batterie nicht impulsartig ausgleicht wie diese kleinen Balancer, verträgt er sich auch sehr gut mit eigentlich allen mir bekannten Batterien und Akkus. Verschaltet wird der Victron Balancer genau wie der Balancer in der oberen und unteren Skizze.

Balancer fuer 24V 36V und 48V Batterie Reihenschaltungen

 

Verschaltet man 3 Batterien braucht man übrigens zweimal den gleichen Balancer, bei vier Batterien wären es 3 Balancer (siehe Skizze oben).
Bei der Parallelschaltung von Akkus ist kein Balancer nötig, hier gleichen sich die Batterien von selbst aus.

Vorsicht Brandgefahr bei einigen Balancern und zu hoher Ladeschlussspannung

Warnung-Gefahr-FeuerIn Balancer Kabel sollte man generell eine Schmelzsicherungen in die Plus und eine in die Minus-Leitung des Balancers einbauen um bei einem defekt eine Brandgefahr zu verhindern. Empfehlen kann ich z.B. ca. 5A KFZ-Sicherungen* und solche Anschlussstecker*.  Wenn man Batterien lädt, sollte generell die Ladeschlussspannung am Laderegler immer so gewählt werden das sichergestellt ist das die Ladung von den Ladereglern gestoppt wird bevor ein BMS abschalten kann. Das ist besonders wichtig wenn Batterien in Reihenschaltung verwendet werden, denn hier können Differenzen Batteriespannungen dazu führen das eine Batterie schneller voll ist als die andere. Beim schnellen Laden kann allerdings oft auch ein guter Balancer nicht verhindern das eine Batterie ihre Ladeschlussspannung von z.B. 14,4V schneller erreicht als die andere. Verwendet man noch dazu Batterien verschiedener Hersteller erhöht man diese Wahrscheinlichkeit noch.

Victron-Balancer-ideal-auch-fuer-Lifepo4-Akkus

Nur Victron Balancer überzeugt

Würde dann weitergeladen wird das BMS eventuell die Ladung einer Batterie blockieren.  Das Problem ist das einige Balancer eine Ladeblockierung des BMS nicht zu vertragen scheinen, diese können dann sogar manchmal durchbrennen oder langsam verschmoren. Tests haben jetzt ergeben das der ursprünglich in diesem Artikel genannte Balancer mit Display, dieses Problem auch besitzt! Aber nicht nur der, ich habe weitere Balancer getestet und muss leider sagen das von 4 getesteten Balancern 3 kaputt gegangen sind nachdem eine Batterie die BMS  Ladeschlussspannung erreicht hat. Die Variante mit Display ist sogar gefährlich lange verschmort! Sowas darf einfach nicht vorkommen, zumal viele Anbieter diese als LiFePO4 geeignet verkaufen!   Ich rate dringend von der Verwendung dieses und ähnlicher Balancer ab.  Empfehlen kann ich derzeit nur den Victron Balancer*. Im Test war dies der einzige der zuverlässig funktioniert hat, auch dann wenn ein Batterie-BMS die Ladung blockiert. Der Victron Balancer arbeitet nach einem ganz anderen Prinzip und kennt daher diese Probleme nicht.  Dennoch empfehle ich bei zwei Batterien in Reihenschaltung, die Ladeschlussspannung in den Ladereglern <= 28,4V einzustellen um dem Balancer nicht zu viel Arbeit aufzubürden. Dadurch verzichtet man auf sicherlich weniger als 1% der Energie, das ist also kaum der Rede wert. Zudem wird es euch der Akku mit einer höheren Lebensdauer danken.

Die unten gezeigten Balancer konnten im Test  bei LiFePO4 Batterien nicht überzeugen. Sie funktionierten entweder nicht zuverlässig oder gingen kaputt wenn in einer LiFePO4 Batterie das BMS die Ladung blockierte. Wie man im rechten Bild sieht kann ein Balancer sogar verschmoren, daher immer an eine Absicherung denken. Empfehlen kann ich diese Sicherungen und diese Stecker*.

Wie habe ich meine 5000Wh Eigenbau LiFePO4 Akku erweitert?

Lithium-Eisenphosphat-LiFePO4-Akku-bauen-Skizze-Verkabelung-BMSZum Schuss möchte ich euch noch erläutern wie ich mein 24 Volt Akku aus dem 5000Wh Projekt (Bild rechts) durch die vorhandenen Standard LiFePO4-Batterien erweitert habe. Ich weiß von der Resonanz das viele dieses Projekt nachgebaut haben, von daher sind die Erfahrungen beim Ausbau für einige sicher ganz nützlich.
Ich habe mir zunächst erstmal die beiden Batterien herausgesucht, welche die gleichen Werte und vor allem auch die gleiche Kapazitäten besitzen. Das war die PowerQueen und die Redodo-Batterie, die passen gut zusammen. Die Wanroy-Batterie hatte leider zu viel Kapazität und nur ein 100A BMS, daher fiel diese erst mal raus. Die Amperetime-Batterie hätte ich auch nehmen können, sie weicht aber von der Kapazität etwas mehr als die anderen beiden ab. Somit habe ich also die Powerqueen und Redodo Batterie wie oben beschrieben in Reihe geschaltet um auf die 24V zu kommen.
Anschließend habe ich auch meine 24V Batterie per Sonne über übliche Solar-Laderegler komplett laden lassen. Danach habe ich eine Mega-Sicherung verbaut und die Spannung mit einer Halogen Birne mit meinem 24V Akku ausgeglichen (siehe Bilder).

Als die Spannung weitgehend gleich war, habe ich die neue Reihenschaltung  aus zwei Batterien,  richtig parallel zu meiner 24V Batterie geschaltet. Dazu habe ich zwei neue Sammelschienen* für die Batterie Verschaltungen sowie einen weiteren Batterieschalter* vorgesehen. In etwa einer Stunde haben sich die Spannungen nun komplett angeglichen. Die Angleichung ist beendet, wenn kein Strom mehr zwischen den Batterien fließt Von den neuen Sammelschienen* geht es über eine Mega-Hauptsicherung Sicherung und einen Victron SmartShunt* zu meiner bisherigen Verteilung mit den Sicherungsautomaten. Und von da geht es dann wie bisher zu den Wechselrichtern und zu den Ladereglern.
Der neue Victron Shunt* dient dazu den Gesamtstrom meiner Solaranlage zu überwachen und wird später auch genutzt um im Hochsommer einen zu hohen Ladestrom zu vermeiden.

Per App kann ich so den Stromfluss sehr gut kontrollieren, sogar noch genauer als es das Daly BMS* meiner 24V Batterie bislang erlaubt hat. Der Victron SmartShunt* ist wirklich gut, zwar nicht ganz billig aber aufgrund der Genauigkeit und Zuverlässigkeit sein Geld wert. Diesen sowie das ganze andere Zubehör findet ihr ja auf meiner Einkaufsliste falls ihr sowas auch sucht. Den Schaltplan zu meiner Solarspeicher-Erweiterung und Verschaltung mit dem 5000Wh Speicher findet ihr etwas weiter unten.

Victron Smart Shunt erlaubt es nun drahtlos Gesamtstrom des Speichers zu überwachen

Anschließend habe ich den Stromfluss pro Batteriezweig unter stärkerer Belastung mit der Stromzange* kontrolliert. Der Strom hat sich sehr gut verteilt, nahezu genau die Hälfte der Energie kommt jetzt aus den neuen beiden Batterien, die andere Hälfte aus meiner bisherigen Eigenbau Batterie. Genau so soll es sein! Sollte der Stromfluss ungleichmäßig sein, so müsste man eventuell die Kabellänge oder Durchmesser eines Batteriezweigs etwas anpassen. In der Regel sagt man dass Durchmesser und Kabellänge bei allen Batteriezweigen gleich sein sollten. Oft wird aber vergessen dass die Empfehlung nur dann gilt, wenn absolut gleiche Batterien und Zellen verschaltet werden.  In der Praxis ist das bei etwas unterschiedlichen Batterien wie in meinem Beispiel  nicht wirklich so entscheidend, denn hier kann schon durch unterschiedliche Sicherungen, Innenwiderstände eine unterschiedliche Stromverteilung erfolgen. Besser ist es daher meiner Meinung nach wenn man wie gesagt die Kabel so wählt, dass sich der Strom möglichst gleichmäßig auf beide Batteriezweige verteilt. Das muss man halt durch Messungen abstimmen. Natürlich muss der Kabeldurchmesser auch so gewählt werden, dass er den maximalen Dauerstrom (entsprechend der Sicherung) auf Dauer verträgt, aber das versteht sich glaube von selbst. Als grobe Faustregel kann man den passenden Kabeldurchmesser in mm² errechnen, indem man einfach den maximal zulässigen Strom durch 3 teilt. Beträgt der maximal Strom 100A, so kommt man somit auf gerundete 35mm², was in der Praxis ganz gut hinkommt. Die Verschaltung der Akkus kann man auch dem unteren Schaltplan entnehmen.

Update LiFePo4 Eigenbau Solaranlage-Kapazitaet erhoehen mit Victron Shunt

Zum Abstellen der Akkus habe ich wie im Bild zu sehen eine Art gut belüfteten, sehr stabilen Rollcontainer gebaut. Dieser ist zum Teil mit Lochblech* und Gipsfaserplatten ein wenig feuerfester konzipiert und kann im Problemfall relativ leicht vom Keller nach außen geschoben werden. Die Gefahr das LiFePO4 Zellen  bei einen defekt zu brennen beginnen ist allerdings sehr gering, das haben viele Tests schon gezeigt. Eine Acrylglasscheibe schützt den Akku vor Staub und verhindert unabsichtlichen Kontakt. Zudem kann über die Frontscheibe sehr gut Akku und Batterie-Balancer kontrolliert werden.

Soweit erstmal, Updates folgen

Soweit soll erst mal meine Bericht zum Update meiner derzeitigen Solaranlage bzw. meines LiFePo4 Speichers und zu dem Basis-Wissen hinsichtlich Parallel- und Reihenschaltung von Akkus sein. Ich hoffe ich konnte damit dem ein oder anderen seine Fragen noch etwas klarer beantworten, per E-Mail ist das ja leider aus Zeitgründen nicht so ausführlich möglich. Oft angefragte Dinge beantworte ich daher auch gern in einem Beitrag wie diesem oder Video wenn es die Zeit zulässt. Aktuell teste ich also meine Anlage mit diesen 10kWh Akku-Speicher weiter aus, bisher läuft alles richtig rund. Im letzten Jahr konnte meine kleinen Anlage rund 600 Euro Energiekosten einsparen, mal schauen wie es dieses Jahr mit dem erweiterten Speicher aussieht. Aufgrund der Strompreis-Erhöhungen dürfte es aber dieses Jahr sowieso mehr sein.
Über meine Erfahrungen oder weitere Erweiterungen werde ich entweder hier im Artikel oder im Artikel zum 5000Wh Akku (hier) oder auch in neuen Artikeln und Videos berichten. Ihr wisst ja dass am Ende eines Artikels öfters kleinen Update-Hinweise mit Langzeiterfahrung nachgetragen werden. Solltet ihr Fragen haben, so könnt ihr diese gerne wie immer als Kommentar hinterlassen. Wollt ihr Ergänzungen nicht verpassen, empfehle ich euch auch das kostenlose Abo meines Youtube-Kanals (hier) oder/und den kostenlosen Newsletter (hier), falls ihr diese noch nicht abonniert habt. An dieser Stelle möchte ich auch noch mal allen danken die den Kanal und Blog unterstützen, einen zusätzlichen Dank besonders auch an die Kaffee-Sponsoren., wobei ich die letzten auch gerne persönlich im neuen Video genannt habe. Da ich nicht weiß ob ihr genannt werden wollt, erwähne ich nur erste Buchstaben des Nachnamens, wenn ich diesen ausschreiben darf dann gebt das bitte bei der nächsten Kaffeespende direkt an, das mache ich gerne.

Gezeigt und verwendet wurden in diesem Beitrag folgende Akkus

Da oft gefragt wird: In diesem Artikel habe ich als Beispiel Akkus der Plus-Serie von Redodo* und Powerqueen* genutzt. Diese Akkus liefern 12V bei 200Ah Kapazität und haben ein 200A BMS um auch stärkere Verbraucher .versorgen zu können. Ausführliche Test der Batterien findet ihr hier und hier.

zuletzt aktualisiert.: 22.06.2024 um 00:23 Uhr * Hier werden Partnerlinks bzw. Affiliate genutzt- Wenn Du über eine Affiliate Link ein Produkt kaufst unterstützt Du unsere Seite da wir eine kleine Provision erhalten. 

 

Updates zum Artikel

  • Update nach 1 Monat:  Vorsicht bei ungeeigneten Balancern. Der Balancer mit Display sowie einige andere haben sich langfristig als ungeeignet herausgestellt Unter bestimmten Bedingungen kann dieser kaputt gehen und sogar verschmoren, ich habe den Artikel oben etwas überarbeitet und das Problem darin geschildert. Auch bei ähnlichen Balancern wäre ich äußerst vorsichtig. Empfohlen wird derzeit nur der Victron Balancer*, aufgrund seiner anderen Arbeitsweise hat dieser das Problem nicht und arbeitet immer korrekt.  Dieser Balancer schaufelt die Energie nicht  impulsartig hin und her sondern fungiert in bestimmten Spannungsbereich als Last, eine einfache aber sehr zuverlässige Methode.  Er wird zwar dadurch sehr warm, kann aber die Wärme durch seinen Kühlkörper gut abgeben. Ich setze jetzt selbst überall den Victron Balancer ein. Ihr bekommt diesen bei Amazon*.
  • zuletzt aktualisiert.: 22.06.2024 um 07:47 Uhr * Hier werden Partnerlinks bzw. Affiliate genutzt- Wenn Du über eine Affiliate Link ein Produkt kaufst unterstützt Du unsere Seite da wir eine kleine Provision erhalten. 

 

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18 Kommentare zu Artikel “LiFePO4 Akkus: Was man bei Reihenschaltung, Parallelschaltung beachten sollte. Welcher Balancer ist geeignet?”

  1. Andreas Wolfram sagt:

    Hallo,
    vielen Dank für den Artikel, der hat mir sehr viel weiter geholfen und einiges an Unsicherheit die ich noch hatte ausgeräumt.
    Eine Frage bleibt bei mir jedoch offen:
    Wie lade ich meine Reihenschaltung aus 3x 12V Batterien?
    Kurze story vorab. Ich habe 3x 12V a‘ 110 A (Vetus Nass-Verbraucherbatterien für Womo und Boot) in Reihe geschaltet (diese dienen als Stromversorgung für einen Elektromotor auf einem Boot). Ich habe die Victron Balancer wie von Ihnen (Schaltplan) angegeben verbaut.
    Als Ladegerät verwende ich ein Sterling power pro 20A mit 3 ladeausgängen (je für eine 12V Batt.)
    Kann ich das zusammengebaute System mit Balancer und der Reihenschaltung laden, oder muss ich vorher irgendwas „rückbauen“? Ich möchte nichts kaputt machen, freue mich sehr über Ihre Rückmeldung, zeige mich sehr gern auch erkenntlich.
    Ihre Antwort kann mir schließlich viel Geld, Zeit und Ärger ersparen!!!
    Beste Grüße
    Andreas Wolfram

    1. Tueftler sagt:

      Ich kenne dein Ladegerät nicht näher, aber so wie es aussieht musst du dafür die Reihenschaltung der Batterien wohl wieder auseinanderbauen. Wenn dein Ladegerät nur für 12V Batterien geeignet ist, kannst du sie auch nur einzeln bzw. getrennt laden. Besser wäre ein Ladegerät für 36V Batterien deines Typs, nur damit könntest du die Reihenschaltung zusammengebaut laden. Besser wären natürlich LiFePo4 Batterien, aber das weißt du sicher selbst.

  2. Jens sagt:

    ich sehe dein Akku ist OHNE Sicherung an den Akku-Sammelschinen !
    Dein Akkulader hat eine Sicherung und dein Wechselrichter.
    Das nützt dir aber gar nichts wenn die Sammelschine (Busbar) kurz geschlossen wird. Der Akku wird hunderte von Ampere über die Leitungen pumpen bis irgend was nach gibt. Entweder brennen die Kontakte oder Kabel ab oder der Akku platzt und raucht ab.
    Warum keine Sicherung direkt auf den Pluspol des Akkus?
    Die Autoindustrie macht das ja auch. Die erste Sicherung gehört unmittelbar auf die Batterie !

    1. Tueftler sagt:

      Nein das siehst Du falsch. Du hast den Hinweis im Schaltplan nicht beachtet und dir das 5000W Batterie Projekt vermutlich nicht angeschaut. Hier sind die Sicherungen bereits in dem Batteriegehäuse verbaut! Ich hatte es dir schon bei deinem Youtube Kommentar geschrieben. lg Frank

  3. Fritz Kremer sagt:

    Hallo,
    mein China Flitzer hat 6 Gel-Akkus 12V, denen langsam die Puste aus geht.
    Gerne möchte ich die durch LiFePo4 ersetzen.
    Auf deren Anleitung wird die Reihenschaltung immer auf 4 Stück begrenzt.
    Habe einen China Lieferanten angefragt, der antwortete dann erlischt die Garantie.
    Nun weiß ich noch immer nicht, geht das oder brennen die Akkus ab?
    Schönen Gruß
    Fritz

    1. Tueftler sagt:

      Sechs 12V Akkus in Reihe ergebe Spannung über 72V, das geht schon in den gefährlichen Bereich hinein. Würde ich nicht empfehlen. Ob es geht oder nicht hängt vom verbauten BMS ab, das kann man pauschal nicht sagen. Ich würde eher von abraten, die meisten BMS werden für eine solche Verwendung sicherlich nicht ausgelegt oder geprüft worden sein.

  4. Sascha Gutherz sagt:

    Hallo Tueftler.
    Du hast hier Deinen älteren 5KW-Akuu und die beiden In-Reihe-geschalteten 12V Akkus (nach einem Ausgleich) zusammen auf die Busbar gelegt.
    Das entspricht einer Parallelschaltung der beiden Akkus (die beiden 12V Akkus in Reihe betrachte ich ab hier als einen 24V Akku).
    Die grobe Kapazität der beiden Akkus (5KW) stimmt überein. Dennoch werden hier auch Unterschiede in der Kapazität sein, auch im Innenwiderstand (denke ich).
    Manch andere Youtuber erweitern Ihren Speicher ständig mit selbstgebauten Akkus unterschiedlicher(!) Kapazität und schalten diese dann an der Busbar parallel.
    Da nimmt man in Kauf, daß kutzfristig hohe Ströme fliessen. Aber wenn die Akkus dann von der Spannung her ausgeglichen sind, läuft das System, teilweise bereits seit Jahren.
    Fragen:
    1) Was passiert denn eigentlich, wenn die Akkus bei Parallelschaltung unterschiedliche Kapazität haben?
    2) Nimmt der Akku mit der größeren Kapazität beim Laden nicht einfach weiterhin Strom auf, während der mit der geringeren Kapazität bereits die Stromaufnahme beendet hat?
    3) Welche Unterschiede gibt es beim Entladen?
    VG,
    Sascha

    1. Tueftler sagt:

      Ja so ist es. Ideal ist es wenn Akkus gleiche Kapazitäten bei Parallelschaltung haben. Es sollte aber auch mit unterschiedlichen Kapazitäten klappen wenn man berücksichtigt das dann unterschiedliche Ströme fließen. Auch bei unterschiedlicher Kapazität entladen sich die Akkus weitgehend gleichzeitig da mit der Entladung ja auch die Spannung sinkt. Wenn ein Akku also schneller entladen würde, dann würde er eine niedrigere Spannung als der andere haben. Da sie aber parallel liegen würden sie sich sofort gegenseitig wieder ausgleichen und zudem wird beim entladen zunächst immer mehr Strom aus dem Akku mit der höheren Spannung gezogen. All das sorgt dafür das beide in etwa immer den gleichen Prozentsatz an Kapazität besitzen. So sollte es zumindest theoretisch sein. In der Praxis werde ich das aber auch noch austesten, denn ich habe ebenfalls vor Akkus mit ganz unterschiedlicher Kapazität parallel zu schalten. Ich würde sicherheitshalber jedes parallele Akku extra absichern. Man sollte auch nicht zu hohe Ströme wählen weil die sich ungleichmäßig verteilen. Ansonsten sollte das eigentlich gut machbar sein. Beim Laden verhält sich das ganze umgekehrt, auch da gibt es sicherlich keine Probleme mit man es mit den Strömen nicht übertreibt.
      lg
      Frank

  5. Jürgen sagt:

    Hallo
    Ich habe 4 LIFEPO4 12V und schalte sie 2P2S. Wie muss ich da den Balancer anschließen?
    Danke.

    1. Tueftler sagt:

      Betrachte einfach die 2 parallelen Akkus immer als ein Akku. Dann hast du quasi eine normale Reihenschaltung aus zwei großen Akkus und weißt somit wo Balancer dran kommt. Balancer wird immer nur für die Reihenschaltung gebraucht. Da änderst sich nichts wenn Du noch weitere Akkus parallel hast. Irgendwann kann natürlich die Kapazität so hoch sein das Balancer kaum noch hinterher kommt.

  6. Jürgen Striegler sagt:

    Hallo,
    ich habe mittels SMA Sunny Island 4.4- 2 Li Batterien von LG 48v 10 und 6.5 kWh mittels des LG Erweiterungskit zusammengeschlossen? Ist denn dies ein Problem, da die Kapazität und das Alter der Batterien völlig unterschiedlich sind? Bis jetzt läuft eigentlich alles schon länger ohne Probleme!
    Kann ich denn jetzt noch eine neue LiFePO4 Batterie über einen 2. SMA SI 4.4 in meine Anlage integrieren? Welche Sicherungen müsste ich dann noch einbauen?

    1. Tueftler sagt:

      Zu SMA Wechselrichtern kann ich dir leider gar nichts sagen, mit denen habe ich mich bislang noch nie beschäftigt!

  7. Sascha Gutherz sagt:

    Hallo Tueftler.

    Ich bin mal wieder auf deinen Beitrag hier gestoßen.
    Ein gutes Nachschlagewerk! Glückwunsch!

    Ich hatte mir überlegt, von einem 24V auf ein 48V system umzubauen.
    Im Augenblick habe ich 2 Basengreen Batterien 24V 100Ah (gekaufte Fertig-Batterien) parallel geschaltet.
    Jetzt dachte ich mir, daß ich ja relativ günstig auf 48V umbauen kann, indem ich die beiden Blöcke in Reihe schalte und den Wechselrichter austausche (der kann aktuell nur 24V). Die Laderegler könnten schon 24V oder 48V.
    Die Prüfung, ob eine Reihenschaltung zulässig ist, hast Du ja auch als 3. Punkt Deiner Checkliste oben vorgesehen.

    Jedoch gibt der Hersteller BasenGreen für diese Batterie vor, daß nur parallel geschaltet werden darf und zwar bis zu 4P.
    Reihenschaltung ist nicht erlaubt. In einem Chat mit dem Support hat Basengreen angegeben, daß bei einer Reihenschaltung das BMS schaden nehemen wird. Wieso und warum konnte mir nicht erklärt werden.
    Hast Du eine Idee, wieso eine Reihenschaltung nicht möglich ist?

    1. Tueftler sagt:

      Ja das stimmt, 24V LiFePo4 Akkus kann man generell nicht in Reihe schalten. Das ist schon deshalb nicht möglich weil in der Regel keine 24V Balancer angeboten werden. Ein Balancer ist aber Pflicht bei Reihenschaltungen. Da dies öfters gefragt wird, findest Du nähere Erklärung in einem grünen Katen auf dieser Seite: „Tipps für Akku und Solar Einsteiger und Bezugsquellen
      Gruß Frank

  8. Marc sagt:

    Hallo Tueftler,
    erstmal ein großes Lob für die vielen top Infos und Videos.
    Ich habe bereits ein 48V LiFePo4 Sytem bestehend aus 4 x 12 V 200 Ah selbst gebaut, allerdings habe ich dort einen von deinen als schlecht bewerteten Balancern verbaut. Bisher macht der keine Probleme und das Balancing funktioniert einwandfrei. Jedoch mache ich mir nach deinen Ausführungen dazu doch ernsthafte Gedanken. Ein Umrüsten auf Victron Balancer wäre eine doch recht teure Option, deshalb frage ich mich ob ein nachträgliches einbauen von (KFZ) Sicherungen 5A (oder evtl. sogar noch kleinere) in alle acht Balancer Leitungen, wie von Dir oben im Artikel beschrieben, ausreicht um, bei einem evtl. Abschalten durch ein BMS, ein verschmoren des Balancers bzw. einen möglichen Brand zu verhindern ? Wie ist deine Meinung dazu ?

    Grüße

    Marc

    1. Tueftler sagt:

      Ja wie gesagt, diese Balance funktionieren bis mal ein BMS abschaltet. Irgendwann wird das vermutlich überall mal passieren und dann brennt er durch. Ich muss dazu sagen das ich die 4 Fach Version nicht getestet habe sondern nur die 2 fach Version, ich glaube jedoch nicht das da andere Technik drin steckt.
      Eine 5A Sicherung in allen Plusleitungen kann da schon helfen schlimmeres zu vermeiden, da kann man sicher schon besser schlafen. Persönlich würde ich allerdings lieber auf Victron Balancer oder echten 48V Akku mit 15 Zellen setzen, was ich ja auch gemacht habe. Aber das muss jeder selbst entscheiden, es ist wie gesagt auch Kostenfrage.

  9. Thomas sagt:

    Hallo Tüftler
    Durch das Lesen deiner Beiträge habe ich unheimlich viel gelernt. Danke dafür
    Jetzt habe ich aber eine Frage bei der ich nicht weiterkomme.
    Ich habe einen Victron 100/20 und 2 litime Lifepo4 Akkus mit 24V 25Ah die ich für eine Solar Nachteinspeisung verwenden will.
    Die beiden Akkus sind Parallel geschaltet und so komme ich auf 24V 50Ah. Nachts soll der Akku an einem Eingang des auf 300W gedrosseltem HM700 hängen.
    Ich merke nun das ein 36V System eine bessere Ausbeute bringen wird und der HM 700 mit 36V auch besser laufen würde. Der Victron 100/20 unterstützt 36V. Für ein 48V System ist die Paneel Spannung von knapp über 50V zu gering

    Ich würde gerne auf 36V und 50Ah kommen und überlege ob es möglich ist einen zusätzlichen 12V 50Ah litime Akku in Serie zu den beiden 24V Akkus zu schalten. Rechnerisch komme ich dadurch auf 36V 50Ah mit einer Kapazität von ca. 1,8kWh. Also ideal für 150Watt Nachteinspeisung.
    Alle Akkus wären neu, von litime und mit internen 50A BMS. Für alle Akkus lässt litime grundsätzlich eine Serien und Parallel Schaltung zu.
    Kann ich die 3 Akkus so verschalten oder laufe ich Gefahr, dass mir das um die Ohren fliegt. Ich habe dazu nicht wirklich viel im Netz gefunden wäre also dankbar für deine Hilfe.

    1. Tueftler sagt:

      Hi, danke für netten Worte. Eine Panelspannung von 50V ist für 36V Akku durchaus ausreichend, das ist kein Problem! Du kannst allerdings nicht Akkus mit unterschiedlicher Kapazität in Reihe schalten, sowas geht nur bei der Parallelschaltung! Bei der Reihenschaltung sind wie im Artikel erläutert möglichst gleiche Akkus zu verwenden sonst gibt es große Probleme. Zudem bräuchtest du dann 2 Balancer.
      Ich würde statt dessen lieber bei 24V bleiben und mir anderen Wechselrichter zulegen, lese mal diesen Beitrag (hier) und schau dir da die Wechselrichter an, die würden viel besser passen! lg Frank

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