Batteribank - hvor mye strøm går i parallell- og serie-kablene?

[terjejh]

Vedlagte skisse nedenfor viser min også tidligere drøftede batteribank bestående av 4 stk 12v AGM batterier 'a 140 Ah betegnet hhv. A, B, C og D. Disse er parallell- og seriekoplet til en 24V batteribank på 280 Ah

 

Underoppdelingen er to parallell-koplede 12V batteribanker 'a 280Ah bestående av batteriene (A og B) og (C ogD) via kablene nummerert (1 og 2) og (3 og 4). Disse to 12V bankene er igjen seriekoplet til den totale 24V banken via kabelen S fra (B-) til (C+).

 

Første og siste batteri i serien er altså A og D. Her er 24V uttaket/strømforbruket til motor etc tilkoplet polene (A-) og (D+), for jevnest mulig uttak og belastning på alle batteriene i serien (banken).

 

Effektive, men kostbare 24V ladere i størrelsen 50A-100A finnes nå tilgjengelig, her f.eks Victron Skylla-TG 24/50:

http://www.sparelys.no/index.php?page=shop.product_details&flypage=flypage_ny.tpl&product_id=1582&category_id=88&option=com_virtuemart&Itemid=39
http://www.victronenergy.com/upload/documents/Datasheet-Skylla-Charger-24V-universal-input-and-GL-approval-EN.pdf

 

Med 24V 50A lading, hvor mye strøm vil da maksimalt gå i parallellkablene 1, 2, 3, 4 og seriekabelen S ?

 

Jeg har i utgangspunktet "en følelse av" at ved strømlast eller tilførsel blir det de to direkte-tilkoplede batteriene A og B som først får maks last, og at det med litt forsinkelse flyter og jevnes ut til de to mellomste batteriene B og C i serien.

Dvs.går først hele strømlasten 50A inn på tilkoplede batterier A og D, og så halvparten 25A videre gjennom kablene til B og C? Og hva med kabelen S ?

Eller er dette feil tenkt, og at hele strømstyrken på 50A kan gå i internkablingen mellom batteriene?

 

https://baatplassen.no/bildearkiv/54/54001/batteribank_kablet.jpg

Redigert 28.Januar.2015 av terjejh (see edit history)

[Fantino]

Er du sikker på at tegningen stemmer? For meg ser det ut som om + på hhv. A/B ikke har noen forbindelse med noen krets eller det andre batteriet bestående av C/D. Det samme gjelder - på C/D.

 

Eller er det jeg som har stirret for lenge på tegningen?....

[taunus]

Jeg er enig i at tegningen ikke stemmer. Men uansett når du seriekobler 2 stk 12v banker, går samme strøm gjennom begge 12v banker. Hvis alle 4 batteriene er like og likt ladet går 50% av strømmen igjennom hvert batteri og 100% gjennom sammenkoplingsledningene. Og 100% av strømmen går i kablene før og etter hele banken.

Klart som blekk....??øh.

 

Bruker du kun 24v ombord eller stjeler du 12 volt ut av denne banken i tillegg.

I såfall vil du få skjevlading.

Redigert 28.Januar.2015 av taunus (see edit history)

[JRK]

Har ikke sett hvordan du har koplet batteribanken din men med en normal serie/parralellkobling av 4 stk like 12 volt batterier, så vil det gå 50 Amperes fra pluss Polen på lalderen til de pluss polene til de 2 første paralellkoplede batteriene. Her vil strømmen fordelene seg og det går 25 Ampere igjennom de to første batteriene. Så går den samme strømmen fra minuspolene på disse til plusspolene på de seriekoblede batteriene. De samme 25 amperene går videre til - polene på disse batteriene hvor de kobles sammen i parallekoblingen her. Så går det 50 Amperes tilbake til laderen. Alle batterier får akkurat like my lading

 

Etterhvert som batteriene eldes og kjemien utvikler seg litt forskjellig i batteriene så vil det kanskje gå 24 ampere gjennom 2 av batteriene og 26 gjennom de 2 andre. Derfor er det veldig viktig at man har 4 identiske batterier i en slik bank.

[Dinamo]

Den måten å tegna på, er ikkje heilt enkel, og eg får den heller ikkje til å stemma. Den grøne ledningen som er tegna mellom B- og C+ er plassert feil. Hvis du her føl ledningane frå anlegget til A- til B- til C+ til D+ og videre til anlegget, so ser du at det er heil ledning heile veien, og dermed ikkje spenning. Hvis du set lader på dette, opplever du at laderen blir kortsluttet. Flytt ledningen som er tegnet mellom B- og C+ slik at den blir lagt mellom B+ og C- so har du ein batteribank på 24 volt.

Og so var det kor mykje strøm. Å seia noko eksakt, er ikkje mulig, for då må der takast slike forbehold som nøyaktig lik batteritilstand (som der egentlig skal vera i alle fall) og nøyaktig samme lengde og tverrsnitt på ledningane mellom batteria, men det er god nok beregning å sei at av strømmen som går i ledningen som kjem frå anlegget til B- går 50 % i kvar av ledningane 1 - - 4 og 100 % i den som er tegna med grønt, og som skal omplasserast til B+ og C-.

Dei ledningane som eg skriv 50 % om, vil eg anta held seg innenfor 48 - 52 %.

 

Magne

Redigert 28.Januar.2015 av Dinamo (see edit history)

[Jens_P]

Litt uvant tegnet, så tok litt tid å forstå.

Men, du må ha tilkoblingene for 24V på A+ og D-.

 

Da får du halve strømmen for belastning/lading i ledrene 1,2,3 og 4.

Hele strømmen vil gå i kabelen S.

[fist]

Vi kan være einige om at tegningen bør justeres litt. Slik den er, representerer tilkoblingen til motor/lader en kortslutning.
Flytt pluss-kabel fra motor/lader til + på batteri A og minus-kabel til - på batteri D så blir det bra!

Hele lade og utladestrøm vil gå i tilførselskablene og og i forbindelsen merket S-24V.
Fordeling av strøm gjennom baterien er vanskeligere å si noe nøyaktig om.
Dersom lader (+) kobles til batteri A og S-24V-kabel kobles til batteri B (-) vil motstand i kabel 1 komme i serie med Batteri B og kabel 2 komme i serie med batteri A. Slik vil hvert av de to batteriene få en liten seriemotstand. Dersom motstandene er like, vil det bidra til å utgjevne strømmen mellom batteriene.

I praksis vil du nok få litt ulik strøm mellom parallelle batterier, men jeg tror at det skal ganske mye til av uheldige forhold før stømmene endres så mye at det blir 55%-45% fordeling. Dette siste tallet er en gjetning. Kanskje andre har målt? jeg skal prøve å huske å måle ved en passende anledning, men det blir trolig ei stund til.

[Teerex]

[terjejh]

Takk for alle gode svar; feilen var selvsagt en test fra min side ;)

Neida, jeg stusset først på hva som kunne være galt. Jeg tegnet da sirlig av "originalskissen" for kabelopplegget utført i båten, og jeg hadde da vitterlig både testet at motoren gikk og ladingen fungerte (bortsett fra de før omtalte hurtigpluggene som fikk varmgang).

 

Dinamo m.fl. hadde rett i at S-kabelen måtte omkoples. Men Jens_P traff spikeren helt på hodet. De to siste kablene opp til Motor/Lader hadde jeg klart å bytte om på skissen. Slik skulle og skal selvfølgelig skissen være:

 

 

Skissen kan virke uvant opptegnet, men det er slik batteriene er oppstilt i båten foran og bak, for det mest praktisk skal kunne koples om til to banker og to ladere, jfr. originalskissen nedenfor. Og bortsett fra batteribetegnelsene, følger skissen prinsippet i Figur 5 Ex. 2 på denne lenken:

http://www.batterytender.com/Connecting-Chargers/#answer4

 

Den andre måten å kople batteriene med 'en kabel mindre er vist på Fig. 4 Ex. 1 foran i samme lenke.

Så kan spørre seg hvorfor strømuttak på Fig. 4 avviker fra og ikke er gjort likt med "diagonal-koplingen" for lading av tilsvarende bank med 'en lader som på Fig. 11 Ex. 1 her?

http://www.batterytender.com/Connecting-Chargers/#answer11

 

 

Her er min "originalskisse" med hele kabelopplegget i båten til orientering, selv om det kan virke enda ett hakk forvirrende. Men den besvarer spørsmålet som også ble stilt; ja, jeg har montert en 24V/12V omformer.

 

 

I utgangspunktet er der fastmontert en 24V/14A lader for hele banken. De før omtalte hurtigpluggene ble montert for å splitte opp banken i to på hhv 24V og 12V for å kople inn en ekstra 12V/25A lader jeg hadde. Dette er testet og bekreftet funger ok.

 

All internkabling er med 16 mm2. Selv om det er uaktuelt pga prisen, synes det som om ved å øke den korte seriekabelen S til 25 mm2 at anlegget kunnet klart opptil 24V 100A lader (2400W). http://sparelys.no/index.php?option=com_content&view=article&id=22:diagram&Itemid=40

En slik kraftlader ville teoretisk kunne ladet en dyputladet 240 Ah bank på halve tiden av en 50A lader, dvs. ca. 2,5 timer. Mon tro om det regnes som langtidslast eller korttidslast på kablene?

 

PS:

Jeg kom i farten ikke på at spurte lignende spørsmål i en tidligere tråd, men det viste seg altså å være nødvendig og lærerikt :) Interesserte kan lese denne tråden herfra:

https://baatplassen.no/i/topic/107467-12v-uttak-fra-en-serieparallell-tilkoplet-batterikrets-paa-24v/?p=1563267

Redigert 29.Januar.2015 av terjejh (see edit history)

[Sydvesten]

Hvorfor gjøre det enkelt slik teerex sin tegning, når man kan gjøre det komplisert ..

[JRK]

Hei,

 

Det jeg og Terex beskriver er nok ikke helt identisk med trådstarter. Han har altså en ekstra lask i tillegg mellom de to seriekoblingen. Om man da skal forklare hva som faktisk går av strøm i de forskjellige kablene blir det straks værre, for alt etter batterienes tilstand vil det begynne og gå strøm i denne lasken også.

 

(Uten at dette innlegget bidrar noe mer)

[terjejh]

For å repetere litt fra min trådstart:

Underoppdelingen er to parallell-koplede 12V batteribanker 'a 280Ah bestående av batteriene (A og B) og (C ogD) via kablene nummerert (1 og 2) og (3 og 4). Disse to 12V bankene er igjen seriekoplet til den totale 24V banken via kabelen S fra (B-) til (C+).

 

Denne måten (ref. lenke Fig. 5 Ex 2 ovenfor) er heller ikke særlig mer komplisert å forstå, men noe mer arbeidskrevende å utføre enn den andre (ref.lenke Fig. 4 Ex 1).

Dette måtte jeg altså "betale" for økt fleksibilitet i å kunne lade med 'en 12V lader i tillegg:

8 m ekstra parallell-kabellengde utover den korte Serie-kabelen, pluss hurtig(om)koplingene.

Redigert 29.Januar.2015 av terjejh (see edit history)

[Zach]

Takk for alle gode svar; feilen var selvsagt en test fra min side ;)

????

[Jens_P]

;) =

 

[Dinamo]

For å repetere litt fra min trådstart:

Underoppdelingen er to parallell-koplede 12V batteribanker 'a 280Ah bestående av batteriene (A og B) og (C ogD) via kablene nummerert (1 og 2) og (3 og 4). Disse to 12V bankene er igjen seriekoplet til den totale 24V banken via kabelen S fra (B-) til (C+).

 

Denne måten (ref. lenke Fig. 5 Ex 2 ovenfor) er heller ikke særlig mer komplisert å forstå, men noe mer arbeidskrevende å utføre enn den andre (ref.lenke Fig. 4 Ex 1).

Dette måtte jeg altså "betale" for økt fleksibilitet i å kunne lade med 'en 12V lader i tillegg:

8 m ekstra parallell-kabellengde utover den korte Serie-kabelen, pluss hurtig(om)koplingene.

Det å lada med ein 12 volt lader i ein 24 volt batteribank, lukter trøbbel laaaang vei. Dette fordi at om du går inn og lader halve batteribanken slik, so har du forskjell på ladetilstanden til dei to halvpartane, dette gjer at når der kjem 24 volt lading vil den halvparten som har fått litt ekstra lading bli overlada, samtidig som den andre halvparten ikkje har fått full lading. Begge deler skader batteriet. Eg vil derfor foreslå at alle batteria blir paralellkobla, og opplada slik sammenkobla, til det er fullt, med ein 12 volt lader for å jevne ut eventuelle forskjeller.

[Teerex]

De som er interessert i strøm i båt kan få en del tips her http://www.skyllermarks.se/wp-content/uploads/2013/04/Skyllermarks-Elguiden-2013-uppslag.pdf

[terjejh]

Det å lada med ein 12 volt lader i ein 24 volt batteribank, lukter trøbbel laaaang vei. Dette fordi at om du går inn og lader halve batteribanken slik, so har du forskjell på ladetilstanden til dei to halvpartane, dette gjer at når der kjem 24 volt lading vil den halvparten som har fått litt ekstra lading bli overlada, samtidig som den andre halvparten ikkje har fått full lading. Begge deler skader batteriet. Eg vil derfor foreslå at alle batteria blir paralellkobla, og opplada slik sammenkobla, til det er fullt, med ein 12 volt lader for å jevne ut eventuelle forskjeller.

 

Helt enig, hvis 'det første hadde vært tilfelle. Her blir imidlertid ikke 24V banken ladet med en 12V lader. Det som gjøres er at den totale 24V banken med 4 like AGM batterier splittes i og omkoples til 'to atskilte banker, hhv. 'en 24V bank av to seriekoplede batterier foran og 'en 12V bank med 2 parallellkoplede batterier bak (hhv. oppe og nede på tidligere sammenstillingstegning).

 

24V banken lades så med 24V/14A laderen og 12V banken lades med 12V/25A laderen til begge bankene hver for seg blir fulladet og ditto også alle batteriene. Uten at det egentlig betyr så mye annet enn praktiske fordeler, er begge Ctek laderene tilsvarende likt oppbygget mht ladeprogrammer, ladeeffekt og ladehastighet. Dermed fullføres ladingen av begge bankene også "samtidig" i praksis, selv ved kjøring av spesialtrinnet RECONdisjonering, slik jeg nylig erfarte.

 

Etter fullading av begge banker og alle batterier, frakoples 12V laderen og den totale 24V banken rekoples tilbake til 4 batterier som før.

Redigert 29.Januar.2015 av terjejh (see edit history)

[terjejh]

 

Hei,

Jeg har som framgår ikke anvendt dette alternativet, som er likt det refererte Fig. 4 Ex 1 vist her:

 

 

 

Det som likevel er interessant å høre synspunkter på, er det som BatteryTender hevder at ved lading f.o.m 10 A og høyere, kan denne tilkoplingen gi betydelig spenningsfall/forskjell over batteriene. Derfor anbefaler de diagonal tilkopling til (C-)istedenfor (D-) for 'en 24V lader, for å balansere og jevne ut spenningsfallet/forskjellen.

 

For egen regning vil jeg tro den samme regelen bør gjelde strømuttak også. Så hvorfor ikke først som sist gjøre dette diagonalt - og best, som vist på figuren nedenunder her?

 

Redigert 29.Januar.2015 av terjejh (see edit history)

[fist]

Her kommer du inn på det jeg prøvde å forklare i innlegg #7.

 

Her vil batteriene B+C alltid få en eksltra (liten) motstand fra B+ til A+ og tilsvarende fra C- til D-. Størrelsen på disse motstandene vil bestemmes av kabeldimensjoner (lengde og tverrsnitt) og koblingene. Under lading og bruk vil batteriene B+D alltid få litt mer strøm og må levere litt mer strøm. Altså litt ulik bruk.

Om du flytter minuskabelen til C-, diagonalt som du skriver, vil du jevne ut motstand mellom de to parallelle bankene og batteriene får likere forhold.

[terjejh]

Her kommer du inn på det jeg prøvde å forklare i innlegg #7.

..............snip

Om du flytter minuskabelen til C-, diagonalt som du skriver, vil du jevne ut motstand mellom de to parallelle bankene og batteriene får likere forhold.

 

Men det andre alternativet som jeg har brukt (ref. Fig.5 Ex 2), synes ikke å være beheftet med tilsvarende spenningsfall/forskjell over batteriene pga uheldig tilkopling som ovenfor:

 

 

 

For slik jeg greier å tyde det, er koplingene i figurene over og nedenfor i realiteten identiske. Førsteinntrykket er at de er forskjellige, men bytter en om batteribetegnelsene C og D i lade-figuren nedenfor, blir koplingene like. Dvs. tilkoplinger i begge situasjoner til pluss på første og minus på siste batteri i serien. Enig?

 

Redigert 29.Januar.2015 av terjejh (see edit history)

[bellen]

Einaste du oppnår med denne koblingen er at det må gå dobbelt så mykje strøm i gjennom W2 i forhold til en normal kobling ;)

[JRK]

Hei,

 

Du oppnår en fordel med denne siste koblingen, med W2 . Om man tenker seg at det skulle oppstå brudd i batteri C og B eller A og D, så vil W2 hjelpe.

W2 samt W1 tilkobling sørger også for best mulig spenningsutjevning på alle batterier.

[fist]

terjejh
Begge figurene dine i innlegg #20 er slik at tilkoblinge er "diagonalt" over to parallelle batterier og dermed vil bidra til at batteriene arbeider under like forhold. Men som bellen skriver i #21, må all strøm passere W2. Det kan da tenkes at totalmotstand for hele koblingen øker. Det er ikke gunstig.
Dersom batteribanken og alle kabler og koblinger er godt dimensjonert for de aktuelle strømmene som skal gå, har jeg en mistanke om at de forskjellene vi diskuterer her har begrenset betydning - men jeg har ikke målt.....

[Farco]

Etter å ha "skummet" gjennom tråden, føler jeg for å komme med et bidrag som muligens ikke besvarer spørsmålet, men allikevel.

 

For lange/tynne kabler, dårlige/mange koblinger etc. betyr i mange tilfeller ikke bare dårlig/feil lading av batterien, men kan også være direkte farlig.

 

Jeg vil våge den påstand at motstand i kabler/koblinger og måten man kobler opp en batteribank har større betydning for levetiden på en batteribank enn folk flest tror, især hvor både serie- og parallellkobling forekommer.

 

Til terjejh: Vanligvis sier man at man har en 24V "streng" når to 12V batterier er seriekoblet. Så parallelkobler man X antall 24V strenger for å bygge banker med ønsket kapasitet. Seriekoblingen(e) kalles "Mid point" på nynorsk, og jeg kaller det midtpunkt.

 

Ved gjentagne ut- og oppladinger, vil det bestandig oppstå en ubalanse i batterispenningen på hver side av seriekoblingen(e) i en slik bank. Ubalansen kan bli temmelig stor, og man går da "glipp av" et betydelig antall Ah, da SOC (State Of Charge) blir svært forskjellig i batteriene. Dette er en "ond spiral", og til slutt bryter batteribanken sammen. Ved sammenkobling av midtpunktene, kan man faktisk gjøre vondt verre.

 

Victron har derfor utviklet og lansert en "Battery Balancer" og "Mid Point" overvåking i batterimonitor BMV 702. Battery Balancer sørger over tid for at alle batteriene i en bank får samme SOC når de står på lading.

 

Jeg har i full fart laget skisser samlet i en PDF-fil for å illustrere dette med utgangspunkt i det første bilde/tegning i innlegg #9. Side 1 viser nøyaktig samme kobling, men batteriene er "stablet" annerledes for å gjøre det mer oversiktlig.

 

Vennligst les alle kommentarene på sidene før eventuelle protester. OBS! Dette har gått litt fort, så med alle mulig forbehold om feil!!

 

Håper noen tar poenget og kan ha nytte av dette.

[taunus]

Meget interessant....Den siste der har jeg faktisk koblet opp i en båt, men bare med det øymed å telle ampertimer eller %. Det var i et 12v system.

 

Personlig er jeg godt fornøyd med å ha 12v i båten min.