Aihe: Akkujen kytkentä

Omaa sopivaa aihetta en nyt löytänyt, joten tein uuden

Tilanne seuraava: Nyt vaunussa paikallaan 77ah akku ja harkinnassa ostaa toinen 80 ah akku ja kytkeä nämä rinnan.  (Tiedetään että uusi akku kuluu nopeampaa jne vanhan kanssa).

Vaunussa on myös aurinkopaneelit, voiko ne olla kytkettynä pelkästään toiseen akkuun vai pitääkö plusssan mennä toiseen akkuun ja miinuksen vaihtoehtoisesti toiseen akkuun?

 Minkäkokoisella kaapelilla akut pitää yhdistää? riittääkö esimerkiksi 6mm2 kaapeli?
ja vaatiiko sulaketta tms väliin.?
Muuta huomioitavaa?

Kiitoksia etukäteen jo vastauksista

Moi, panelit voit liittää toisen hupi akun (ihan sama kumman) + ja - napoihin. Panelien lataussäädin toki siinä välissä, joka katkaisee latauksen, kun akut on täynnä.
6 neliön piuha on sopiva välipiuha akkujen yhdistämiseen. Sulaketta en välijohtoon laittaisi, vaan huolehtisin johtojen vedon niin varmasti ettei oikosulku riskiä ole, esim. laittamalla johdot letkun sisään.

Kahden erilaisen akun rinnankytkentä on lähinnä rahan tuhlausta.

Rinnankytkennässä kuorma ja lataus aina toisen akun plussaan ja toisen miinukseen. Liitosten ylimenovastukset aiheuttavat tässä kohtaa akkujen läpi menevässä virrassa enemmän eroa, kuin johtojen vastus.

Erilaisten akkujen rinnankytkennässä ongelma ei tule niinkään akkujen iästä vaan niiden sisäisestä vastuksesta. Jos akkujen sisäinen vastus ei ole sama niin rinnankytkennässä akuista otettavat virrat ovat on ihan merkittävästi erilaisia. Toinen akku tyhjenee ensin, jolloin osa täydemmän akun virrasta menee tyhjemmän akun läpi. Käytännössä siis osa energiasta menee sen heikomman akun lataamiseen.


Tarvittavien johtojen paksuus riippuu ihan siitä, millainen virta niistä on tarkoitus mennä läpi, ja kuinka pitkiä ne johdot ovat. 6 mm² on riittävä n. 20 A virralle enintään 5 m johdossa.


PS. 77 Ah + 80 Ah akkujen kapasiteetti rinnankytkennässä ei ole 157 Ah. Käytettävissä oleva energia jää todellisuudessa huomattavasti tuon alle. Kokemuksen perusteella se on todennäköisesti jossain 100 Ah:n tienoilla. Syväpurkausakuilla ehkä vähän enemmmän, mutta akkujen speksejä tarkemmin tuntematta sitä on mahdoton laskea,

https://hsaoy.com/hybridijarjestelmat-atg/agm-kytkennat/ tuolla vähän Ah:n laskentaa ja erillaisia kytkentöjä, tosin samankokoisilla akuilla tehtynä.

https://hsaoy.com/hybridijarjestelmat-atg/agm-kytkennat/ tuolla vähän Ah:n laskentaa ja erillaisia kytkentöjä, tosin samankokoisilla akuilla tehtynä.

Aika suoraviivaisesti laskettu Ah kapasiteetti noissa linkin esimerkeissä, mutta noinhan se menee jos vain kytkentää ja nimelliskapasiteett ia ajatellaan.
Siellä puskassa on kuitenkin merkitystä vain akusta ulos saatavalla Ah määrällä, ei niinkään nimelliskapasiteeti lla, mistä Svc tuossa jo mainitsikin.

Perus-lyijyakusta voi ottaa ulos pyöreästi noin 50% nimellisestä kapasiteetista, AGM akusta ehkä 70-80%. (?)
Joten 77Ah + 80Ah x 50% => ~80-90Ah hyötykapasiteetti, josta voi miettiä/laskea millaiseen käyttöön se riittää.

Perus-lyijyakusta voi ottaa ulos pyöreästi noin 50% nimellisestä kapasiteetista, AGM akusta ehkä 70-80%. (?)
Joten 77Ah + 80Ah x 50% => ~80-90Ah hyötykapasiteetti, josta voi miettiä/laskea millaiseen käyttöön se riittää.

Mihin sijoittuu lifepo4 akku ? 

Saattaisi olla turvallisempi valinta kuin litiumakku . . .

Aika suoraviivaisesti laskettu Ah kapasiteetti noissa linkin esimerkeissä, mutta noinhan se menee jos vain kytkentää ja nimelliskapasiteett ia ajatellaan.
Siellä puskassa on kuitenkin merkitystä vain akusta ulos saatavalla Ah määrällä, ei niinkään nimelliskapasiteeti lla, mistä Svc tuossa jo mainitsikin.

Perus-lyijyakusta voi ottaa ulos pyöreästi noin 50% nimellisestä kapasiteetista, AGM akusta ehkä 70-80%. (?)
Joten 77Ah + 80Ah x 50% => ~80-90Ah hyötykapasiteetti, josta voi miettiä/laskea millaiseen käyttöön se riittää.

Sehän riittää selvästi kaksinkertaiseen määrään kuin yksi akku. Kysymyksen aloittaja laittaa toisen akun rinnalle niin kapasiteetti kaksinkertaistuu, vai onko joku eri mieltä.

Aloittajan kysymykseen akkujen yhdyskaapelista laittaisin niin paksua,kuin kaapelikenkiin mahtuu, vaikkapa 50mm2. Pätkä on lyhyt, eikä siten kustannus ole ratkaisevaa. Jos jossain vaiheessa kuormitusta tuleekin enemmän kuin 150W, niin on se osa valmiiksi tehty.

Akun kuormitus vaikuttaa myös sen antamaan energian määrään. Isolla kuormalla (100A) niitä ampeeritunteja ei saa niin paljon, kuin pienellä (5A).

Lisäys: Kun laskee jollekin kulutuslaitteelle tarvittavan johdon paksuutta, pitää ottaa huomioon johdon pituus kaksinkertaisena. Kahden metrin päässä oleva laite tarvitsee neljä metriä johtoa. Se voi helposti unohtua laskureita käyttäessä.

Sehän riittää selvästi kaksinkertaiseen määrään kuin yksi akku. Kysymyksen aloittaja laittaa toisen akun rinnalle niin kapasiteetti kaksinkertaistuu, vai onko joku eri mieltä.

Minä olen.

Käytettävissä oleva kapasitetti kaksinkertaistuu ainoastaan silloin, jos rinnankytketyt akut ovat samanlaiset. Jos akut ovat eri paria, ts. niiden sisäinen vastus ei ole sama, niin käytettävissä oleva kapasiteetti on paljon pienempi, kuin Ah₁ + Ah₂.

Hieman yksinkertaistettu ja oiottu esimerkki:
-Kytketään rinnan kaksi erilaista 12 V lyijyakkua.
-Toinen 50 Ah (sisäinen vastus 1 m?) ja toinen 100 Ah (Sisäinen vastus 1,5 m?)
-Kytketään niihin kuorma, joka ottaa virtaa 10 A, jolloin virta jakaantuu akkujen sisäisten vastusten mukaisesti, eli 50 Ah akusta lähtee 6 A ja 100 Ah akusta 4 A.
-n. 8 h kuluttua 50 Ah akku on täysin tyhjä, 100 Ah akun varauksesta on käytetty noin kolmannes, eli n. 33 Ah.

Tässä kohtaa pitäisi akkujen purkaminen viimeistään lopettaa, sillä lyijyakkua ei pitäisi koskaan päästää tyhjäksi. 150 Ah kapasiteetista on saatu siis käytettyä vasta reilu 80 Ah. Oikeasti purkaminen pitäisi lopettaa jo siinä kohtaa, kun toinen akku on 50% varauksessa, eli kun 150 Ah yhdistelmästä on saatu ulos n 50 Ah.

Todellisuudessa tuo pienempi akku ei tyhjene ennen isompaa akkua, sillä isompi akku alkaa pikkuhiljaa lataamaan sitä enemmän ja enemmän, kun pienemmän akun varaus ja sen myötä kyky pitää yllä napajännitettä alenee. Isomman akun energiaa kuluu siis sen pienemmän akun lataamiseen täysin turhaan.

Näppituntumalla heitän, että esimerkin 50 + 100 Ah yhdistelmästä saadaan ulos hyötykäyttöön hädin tuskin 60 Ah, jos sitäkään.

Tämä oli vain karkea ja yksinkertaisuuden takia monessa kohtaa oiottu esimerkki. Todellisuus on huomattavasti monimutkaisempi.
Ei ole pakko uskoa. Jokainen saa edelleen rakentaa akustonsa miten haluaa.

Juu, paras on olla lukematta näitä juttuja, muuten joutuu autonsakin veivaamaan käyntiin...

Tuossa sisäisten vastusten mukaan laskiessa unohtuu yksi asia. Mikä on tyhjän akun ja 1/3 puretun akun napajännite? Voiko kahden rinnankytketyn akun välille muodostua jännite-ero?

Ja jos kääntää nuo sisäiset vastukset oikein päin, eli isommassa akussa on pienempi sisäinen vastus, miltä tulos sitten näyttää? Kävisikö ehkä niin, että akut purkautuisivat suunnilleen kapasiteettiensa suhteessa ja olisivat yhtä aikaa tyhjät?

Tuossa sisäisten vastusten mukaan laskiessa unohtuu yksi asia. Mikä on tyhjän akun ja 1/3 puretun akun napajännite? Voiko kahden rinnankytketyn akun välille muodostua jännite-ero?

Ei voi. Koska akkujen plusnavat ja miinusnavat ovat yhdessä, niin niiden napajännite on sama. Samoin siihen pisteeseen tulevien ja lähtevien virtojen summa on sama. Isommassa varauksessa oleva akku työntää virtaa myös tyhjempään akkuun.

Asian voi miettiä näinkin: Otetaan kaksi paineilmasäiliötä. Toisessa on painetta 0,5 bar ja toisessa on 1 bar. Mitä tapahtuu, kun ne liitetään yhteen?

Jos taas isommassa akussa on pienempi sisäinen vastus, niin silloin siitä lähtee virtaa enemmän. Eriparisia akkuja käytettäessä yksi kikka olisi etsiä akut, joiden sisäiset vastukset ovat sopivassa suhteensa toisiinsa niin, että kumpikin tyhjenisi samaan tahtiin. Tämä on tosin vaikeaa, koska akkuvalmistajat eivät juuri kerro noita tietoja ainakaan yleisimmin käytettyjen käynnistysakkujen osalta. Syväpurkausakut ovat sitten oma maailmansa mutta hinnatkin ovat sitä luokkaa, että harva niitä käyttää.

Vastaus #10: "Mikä on tyhjän akun ja 1/3 puretun akun napajännite?"

- Ilmeisesti olet intuitiivisesti oikeilla jäljillä mutta et osaa ilmaista sitä?
  Tarkoittanet akun sisäistä (kemiallista) lähdejännitettä? (napajännitteethän eivät
  voi kovin paljoa erota jos kytkentä on määritelty/mielletään rinnakkaiseksi.

   Ja joo, tuo on osa sitä mikä tekee k.o. laskelmasta humpuukia. Siinä siis oletetaan
  lähdejännite varauksesta riippumattomaksi ja se ei päde. Toinen asia on se että
  myös sisäinen resistanssi oletetaan varauksesta riippumattomaksi. Nämä ovat ne katkerimmat
  virheet.

   Mutta lisää, jos ei ihan virheitä niin vähintään arveluttavia olettamuksia:
  sisäiset resistanssit ovat akkujen kapasiteetteihin nähden oudot, pienemmällä akulla
  voi olla pienempi sisäinen vastus mutta yleensä asia on päinvastoin.

   Tuossa tarkastellaan melko huomattavaa purkuvirtaa merkittävällä syklillä, mahdollista
  kyllä, joku voi noinkin akkujaan käyttää mutta niitten ennuste on silloin kehno joka
  tapauksessa.

 "Ja jos kääntää nuo sisäiset vastukset oikein päin, eli isommassa akussa on pienempi sisäinen
               vastus, miltä tulos sitten näyttää?"

- Se näyttää silloin jo paljon realistisemmalta mutta humpuukina se silti pysyy.



En ehdi juuri nyt kirjoitella aiheesta mutta se rinnankytkennän oleellinen
asia, lepojännitekäyttäyt yminen, tulikin jo tuolla:

<https://karavaanari.org/index.php/topic,15283.60.html> vastaus #63

Siis rinnankytkennässä ensimmäiseksi tulee lepojännitteitten yhdenmukaisuus, toiseksi
ei tule mitään, kolmanneksi tulee Mattilan tilan maitotili ja vasta sitten tulee kaikki muu.

Vastaus #10: "Mikä on tyhjän akun ja 1/3 puretun akun napajännite?"

- Ilmeisesti olet intuitiivisesti oikeilla jäljillä mutta et osaa ilmaista sitä?

Jos minua tarkoitat, niin kyllä. Olen laskenut näitä viimeksi tarkemmin joskus 25 vuotta sitten. Opinnoista alkaa olla kohta 30 vuotta.

Kuten totesin: "Tämä oli vain karkea ja yksinkertaisuuden takia monessa kohtaa oiottu esimerkki. Todellisuus on huomattavasti monimutkaisempi.

Perusidea on koittaa selvittää, miksi kahden erilaisen akun rinnankytkentä ei ole kauhean järkevää ainakaan kustannusmielessä.

Heh, itsekin aikoinaan tein kahden akun rinnankytkennästä ja niiden latauksesta lopputyön. Poikkeuksena se että se oli logiikka ohjattu niin että ensin purettiin ykkösakku ja sen jälkeen kakkosakku, ilman katkosta virransyötössä. Lataus taas ihan "perinteisesti diodi erottimella", paitsi että se oli tehty ilman diodien jännitehäviötä (tain no pari millivolttia oli häviö) MOSFETtejä apuna käyttäen.
Ja kyllä, tuossa olisi voinut käyttää eri kokoisia tai eri ikäisiä akkuja ilman ongelmia.