Mein erstes Projekt: 47S

Der Sunny Boy braucht ein 16S Speicher bei Lifepo4.
und du brauchst ein BMS das mit SMA kommuniziert. REC oder Batrium

Hallo stromsparer99,

die Antwort enttäuscht mich ehrlich gesagt etwas aus folgenden Gründen:

Viele Grüße
Dominik

Hallo!

Von SMA gibt es verschiedene Wechselrichter, mit 48V oder "Hochspannung" zum Akku. Du hast offensichtlich einen mit höherer Spannung, das zeigen deine Messwerte ja sehr deutlich. Das hat stromsparer99 vielleicht übersehen. Der Eigenbau von Speichern >16 Zellen wird hier selten durchgeführt, ist aber nicht unmöglich. Wir sind aber in einem Bereich, an dem nur noch Elektrofachkräfte mit ausreichend Respekt vor der‌ Spannung arbeiten sollten.

Kompliziert ist die Kommunikation mit dem Wechselrichter, da die meisten Wechselrichter >48V eine aktive Kommunikation mit dem Akku voraussetzen, um diesen überhaupt zu nutzen. Weil jeder Wechselrichter sein eigenes Protokoll spricht scheitert ein Eigenbau-Akku häufig daran.
Das kannst du aber elegant umgehen, da du ja bereits einen Akku besitzt. Es reicht wahrscheinlich aus, wenn der vorhandene Akku mit dem Wechselrichter spricht. Dem Wechselrichter kann die Akku-Kapazität ja eigentlich egal sein, er darf den Akku halt nur nicht zu hoch laden oder zu tief entladen. Möglicherweise stimmen die Anzeigen in der SMA App über den Akku nicht mehr.

Dein zusätzlicher Akku benötigt natürlich auch ein BMS, dieses läuft dann Autark und kümmert sich nur um den Schutz des Akkus und dem Balancing. Es gibt teure BMS-Lösung für Akkus >32S, damit habe ich keine Erfahrung. Sowas solltest du aber bevorzugen.
Es ist prinzipiell auch möglich mehrere 16s, 24s oder 32s Akku-Packs in Reihe zu schalten. Dabei gibt es aber einige Fallstricke, u.a. musst du das Balancing zwischen den einzelnen 16/24/32s Packs berücksichtigen. Hierzu werben einige Aktiv-Balancer damit, dass mehrere Geräte in Reihe geschaltet werden können, wenn einige Zellen überlappend an zwei Geräte angeschlossen werden. Siehe zum Beispiel hier: https://www.jkbms.com/product/jk-b2a24s/ , Abschnitt "4.3 Multiple Equalizer Cascading Installation".
Bei mehreren BMS in Reihe muss man aber sehr genau wissen, was man da tut. Schon der gleichzeitige Anschluss von 2 BMS mit einem RS485/TTL-Port an einem Laptop kann zu einem krassen Kurzschluss führen, bei dem ein Akku-Pack über die Datenleitungen im Laptop kurzgeschlossen wird. Zum Glück gibt es Bluetooth, per Funk kann zumindest dem Laptop/Smartphone nichts passieren.

Zu den grundlegenden Problemen:
Die von dir gemessenen Spannungen sehen für mich nicht unbedingt nach einem Lifepo4 Akku aus. Ich rate mal und sage es ist ein Li-Ion Akku mit 40s, wahrscheinlich viele kleine 18650 Zellen in einer 40s??p Konfiguration. Ich habe keinerlei Erfahrung mit der Parallelschaltung von Li-Ion und Lifepo4. Vielleicht kann hier jemand anders aushelfen? Wie verhalten sich die Entladekurven, liegen die etwa gleich, wenn die Nennspannungen der Akku-Packs gleich sind? Oder sind die Entladekurven derart unterschiedlich, dass die Ströme abhängig vom Ladezustand mal nur aus dem einen oder anderen Akku fließen?

Wie viel Erfahrung hast du überhaupt? Also ich habe mit der Reparatur von Fahrrad-Akkus begonnen, dann den typischen 16s LF280K Akku gebaut und daran Erfahrungen gesammelt. Nebenbei bin ich aber auch Elektrofachkraft und Elektronik/Embedded Entwickler, das hilft beim Thema BMS sicherlich eine Menge. In Zukunft möchte ich mich vielleicht an einen 64 - 120s Akku trauen. Dazu habe ich das Protokoll zwischen Pylontech-HV-Akku und Solis Hybrid-WR bei einer anderen Installation mit einem CAN-Adapter aufgezeichnet und reverse-engineered. Das Projekt geht aber nur mit original Grade A Akkus vom Hersteller, diese ganzen Resteverwerter von Alibaba liefern keine ausreichende Qualität für ein solches Projekt. Und ich bin mir noch nicht einig welches BMS ich verwenden werde, einen Protokollübersetzer passend zum Solis-WR muss ich dann selbst programmieren. Für einen Neuling würde ich aber den Bau von bewährten Projekten und den Einsatz von passenden BMS für die Akku-Anzahl dringend empfehlen.

Viele Grüße
Stefan

Also ich würde hier nicht so kompliziert etwas umbauen.

Stelle den Akku und den sunnyboy auf Kleinanzeigen und bezahle von dem Gewinn einen neuen Akku + wechselrichter. Das namhafte Zeug lässt sich aktuell doch teurer als Gold verkaufen

Deye hybrid mit 16s Akku wäre zum Beispiel eine Lösung

Ich hab gerade das hier gefunden:
https://forum.drbacke.de/viewtopic.php?p=55508&hilit=li+ion+lifepo4+parallel#p55508
=> Kann klappen, der Eigenbau-Akku wird also hauptsächlich bei mittlerem Akku-Ladestand genutzt, ganz unten/oben übernimmt der Li-Ion Akku.

Der Vorschlag den SMA‌ zu verkaufen ist wirtschaftlich wahrscheinlich sinnvoll. Deye / Solis usw. sind günstig und gut. Bedenke nur, dass damit jegliche Garantie/Gewährleistung vom Installateur der PV verloren geht und manchmal sogar der Netzbetreiber Probleme machen könnte. Und beim Tausch des Wechselrichters kommt man zwangsläufig auch mit Spannungen >48V in Kontakt Du musst den SMA Energy-Meter/Home Manager im Zählerschrank dann übrigens auch tauschen.

Hallo zusammen,

vielen Dank the2masters für die vielen Anregungen und die hilfreichen Tips! :thumbup:

Die Kommunikation des Wechselrichters mit der neuen zusätzlichen Batterie zu umgehen war genau mein Plan. Jetzt bin ich aber auf eine Parameterliste von SMA gestoßen, die einige Fragen aufwirft:

https://www.photovoltaik4all.de/media/pdf/bf/76/9e/SBSE-Parameter-TI-de-11.pdf

Demnach weiß der Wechselrichter wie groß die Batterie ist und könnte u. U. Fehler schmeißen wenn plötzlich die Änderung der Energiemenge nicht mehr zur Änderung der Batteriespannung passt. Vielleicht stimmt dann aber auch nur die klägliche Batterieladebalkenanzeige am Display nicht mehr mit dem tatsächlichen Ladezustand überein (damit kann ich leben). Diese Parameter können aber geändert werden. Die Frage ist nur wer das kann. Vorzugsweise würde ich das gerne selbst machen. Weiß jemand wie das geht ohne zum SMA-Service Techniker werden zu müssen?

Ich denke ich werde es mit der von the2masters vorgeschlagenen Serienschaltung von zwei JKBMS versuchen. Bei mir würde ja die Anzahl der Eingänge mit Überlappung ja zufällig genau passen. Kann man bei dem BMS nicht benötigte Eingänge auch einfach frei lassen falls die Zellanzahl nicht zufällig mit der Anzahl der Eingänge übereinstimmen sollte?

Bezüglich der Parallelschaltung von Li-Ion und LiFePO4-Akkus habe ich mal ein bisschen gerechnet. Im Prinzip darf ja nur keiner der Akkus überladen oder tiefentladen werden, den Rest müssen die BMS und die Balancer erledigen. Natürlich sollte auch kein Akku "ewig" an seiner Maximal- bzw. Minimalspannung rumeiern und man sollte sich über die Kapazitätseinbußen durch die Lade- und Entladelimits im Klaren sein. Die Kurven der beiden Zellchemien unterscheiden sich natürlich stark. Aber bei der Wahl der richtigen Anzahl Zellen in Serie kann das aber meiner Meinung nach funktionieren:

Falls jemand Interesse an der Berechnung hat, gerne PN an mich.

Erfahrung habe ich nur wenig: Vorstellung meinerseits
Deshalb kann ich das natürlich auch nicht im Alleingang machen.

Viele Grüße
Dominik

Ich denke ich werde es mit der von the2masters vorgeschlagenen Serienschaltung von zwei JKBMS versuchen.

Ganz schlechte Idee.

Erstmal sind die wenigsten BMS für eine Reihenschaltung zugelassen.
Grund ist die Spannungsfestigkeit der Mosfets, die die Abschaltung machen sollen. Gerade bei JK, die schon für grosse Zellenzahl gemacht sind, kann ich mir das kaum vorstellen.

Und für das Balancing der beiden Blöcke müsstest du auch noch was vorsehen. Jedes kümmert sich ja nur um die Differenz der Zellen seines Blocks. Aber nicht um die Spannung im Vergleich zum anderen Block.
Wäre aber machbar.

Kann man bei dem BMS nicht benötigte Eingänge auch einfach frei lassen falls die Zellanzahl nicht zufällig mit der Anzahl der Eingänge übereinstimmen sollte?

Auch da: normalerweise nicht, ausser das BMS ist dafür vorgesehenen (ich glaube die JK gehören dazu) oder man kann Parameter verstellen ( das mache ich bei den kleinen JBD von SZLLT) oder man müsste Firmware ändern.

Im JK BMS sind Mosfet's mit 100V Spanngsfestigkeit verbaut, die kann man nicht in Reihe schalten ohne vorher umzubauen. Wenn dann muss das schon ein BMS sein das die 47s auch kann. Da wird die Luft dünn. Mal abgesehen davon, dass ich nicht den Eindruck habe, dass hier genug Kenntnisse vorhanden sind, um wirklich alle Probleme die dabei entstehen können entsprechend abfangen zu können. Das kann Lebensgefährlich sein und der erste Fehler ist dann der letzte, oder anders gesagt learning by doing endet hier mit dem ersten Fehler. Würde ich niemals machen und ich mach sonst einiges.

Vielen Dank für den Hinweis mit der Spannungsfestigkeit der Mosfets! Hätte ich selbst wissen müssen, aber dafür ist das Forum ja gut!

QUCC baut BMS mit bis zu 240S und Kilovac Schützen von TE. Diese Schütze sind bis 1000V DC und zum Teil 500A geeignet, ich habe gehört die werden auch in E-Autos verbaut. Das BMS von QUCC macht aber nur ein Balancing bis 60mA. Außerdem funktioniert das mit dem Laden und Entladen nur über separate Schütze, die bei einem gemeinsamen Anschluss auch noch über 2 Dioden in Reihe geschaltet werden müssen. Ich habe mir das BMS von denen auf Alibaba erklären und anbieten lassen, knapp 700$ ohne Versand für die 60s Variante. Dabei verkaufen die das BMS für sehr viel Geld, kalkulieren für die DC-Schütze aber nur 30$, obwohl die in Deutschland nicht unter 100€ zu bekommen sind. Auf Nachfrage bekam ich dann die Info, dass die Schütze gebraucht sind und aus Fahrzeugen ausgebaut wurden.

=> Ich lasse die Finger davon. Das Schütz gefällt mir aber sehr gut, da gibt es keine Gefahr durch durchlegierten Mosfets mehr.

Die Idee mit der Reihenschaltung kam mir, da ich noch 5 Stück JK-BMS unausgepackt hier liegen habe. Bei den aktiven Balancern von JK machen Sie Werbung mit der Möglichkeit einer Reihenschaltung (solange die überlappend angeschlossen werden), bei den BMS steht das korrekter Weise nicht dabei. Ich werde versuchen die vorhandenen BMS zumindest als aktive Balancer zu verwenden, weil ich sonst keine Verwendung dafür mehr habe (die von mir gebauten 48V‌ Speicher laufen jetzt alle mit Seplos). Ich schaue mir die JK Platinen aber mal in Ruhe an, vielleicht kann man die Mosfets ja tauschen, ich habe Möglichkeiten zum Reflow-Löten. Aber das wäre schon ein großer Zufall wenn ich die Mosfets 1:1 tauschen könnte, es muss ja alles passen (Bauform, Wärmeentwicklung, die Treiber, Spannungsfestigkeit des Platinenlayout usw). Aber es ist bestimmt möglich parallel zu den Mosfets Optokoppler anzuschließen, dann hole ich mir von jeder Platine über Optokoppler die Signale Laden/Entladen und kann mit einem UND-Gatter die Schütze schalten. Die Mosfets blieben dann ungenutzt (nur einseitig angeschlossen, damit das korrekte Potential anliegt). Die Schütze sollen im Normalfall niemals abschalten, da ich den Wechselrichter über CAN vorher bremse / stoppe.

Achtung: Das sind gerade grobe Gedankenansätze wie ich mit vorhandenem Material ein selbstgebautes BMS erstelle. Es ist Elektronikentwicklung und Softwareentwicklung erforderlich, die ich noch nicht einmal begonnen habe. Ich übernehme absolut keine Haftung für irgendetwas und bin mir sicher, dass ich die Planung noch 3x wieder überarbeite, bevor der erste Versuch überhaupt aufgebaut wird. Ohne weitere Fallschirme wie als Sollbruchstelle dimensionierte NH-Sicherungen werde ich nichts betreiben. Wenn ich aber hier jemanden mit ähnlichen Planungen oder Erfahrungen treffe wäre ich an einer Zusammenarbeit sehr interessiert!

Und für das Balancing der beiden Blöcke müsstest du auch noch was vorsehen. Jedes kümmert sich ja nur um die Differenz der Zellen seines Blocks. Aber nicht um die Spannung im Vergleich zum anderen Block.
Wäre aber machbar.

Das verstehe ich nicht ganz. Es muss doch nur sichergestellt sein, dass die Parallelschaltung der beiden Batterien bei gleichem Spannungsniveu erfolgt (± 0,1 V bei Leitungs- bzw. Gesamtwiderstand 0,01 Ohm sind das 10 A Ausgleichsstrom).

Im JK BMS sind Mosfet's mit 100V Spanngsfestigkeit verbaut, die kann man nicht in Reihe schalten ohne vorher umzubauen. Wenn dann muss das schon ein BMS sein das die 47s auch kann. Da wird die Luft dünn. Mal abgesehen davon, dass ich nicht den Eindruck habe, dass hier genug Kenntnisse vorhanden sind, um wirklich alle Probleme die dabei entstehen können entsprechend abfangen zu können. Das kann Lebensgefährlich sein und der erste Fehler ist dann der letzte, oder anders gesagt learning by doing endet hier mit dem ersten Fehler. Würde ich niemals machen und ich mach sonst einiges.

Danke für die Info mit den Mosfets. Mir ist klar, dass das System potentiell tödliche Spannungen und Ströme aufweist. Die Zellüberwachung und Notabschaltung ist auch noch nicht gelöst. Ich werde wie schon gesagt das Projekt auch nicht im Alleingang realisieren.

Das verstehe ich nicht ganz. Es muss doch nur sichergestellt sein, dass die Parallelschaltung der beiden Batterien bei gleichem Spannungsniveu erfolgt (± 0,1 V bei Leitungs- bzw. Gesamtwiderstand 0,01 Ohm sind das 10 A Ausgleichsstrom).

Bei parallel schon, aber es ging um die Reihenschaltung von 2 JK BMS hintereinander. Da wäre das neben dem Problem der Spannungsfestigkeit noch zusätzlich zu lösen