Wie bereits angekündigt eröffne ich für dieses Thema einen eigenen Fred. Ich beschreibe kurz meine Ausgangssituation: Ich habe einen 4S3P Akkupack, das heißt 12 Zellen, davon 4 in Reihe, jeweils 3 parallel. Die resultierende Spannung sind 14,8V. Die Kapazität beläuft sich auf 3x4Ah = 12Ah. Aus dem Pack gehen 5 Leitungen - für jeden der in Reihe geschalteten Akkupakete eine. Für meine Anwendung wird der Akku relativ ungewöhnlich betrieben: Ich habe unter Umständen hohe Lagerzeiten (Monate), niedrige Leistungsentnahme (3A-Bereich = 0,25C) und eine lange Einsatzdauer (möglichst eine Akkulebenszeit im x-Jahre-Bereich). Nur aus Platzgründen kann ich keinen Bleiakku verwenden. Aufgrund diesen Anforderungen sind die normal erhältlichen Akkuschutzschaltungen für mich nicht geeignet. Besser gesagt ich brauche ohnehin eine Schaltung, die den Akku vor zu großer Belastung schützt und damit die klassichen Protection Circuits ersetzen kann (überflüssig macht). Ich habe also an diese Schaltung folgende Anforderungen: 1. Sie soll den Strom durch den AkkuPack begrenzen. Eine sinnvolle Schranke wären hier 6A, was 0,25C entspricht. Das dürfte sowohl fürs Laden als auch fürs Entladen genug Sicherheit bedeuten. Ich gehe mal davon aus, dass sich dieser Strom gleichmäßig auf die drei jeweils parallel geschalteten Zellen verteilt. 2. Es gibt einen Überspannungsschutz für jeden Zellen-3er-Block (4 Werte werden überwacht). Sollte eine Spannung über den Grenzwert steigen, wird ein weiteres Laden dieses Zellenpakets verhindert. Nur noch Entladen ist möglich. Die Grenze wird irgendwo zwischen 3,95V und 4,1V liegen. 3. Es gibt einen Unterspannungsschutz für jeden Zellen-3er-Block (4 Werte werden überwacht). Sollte eine Spannung unter den Grenzwert fallen, wird ein weiteres Entladen dieses Zellenpakets verhindert. Nur noch Laden ist möglich. Die Grenze wird bei 3,0V liegen. 4. Einige Minuten vor Erreichen dieser Abschaltung bei einer Zelle beginnt eine Warn-LED zu leuchten. Also etwa bei einer Zellspannung von 3,05V 5. Die ganze Schaltung ist ständig am AkkuPack. Sie darf nur minimalen Strom verbrauchen. Optimal wäre etwas im zweistelligen µA-Bereich. Die Versorgungsspannung der Schaltung schwankt entsprechend zwischen 11V und 15V. 6. Optimal wären 1-3 Temperaturfühler, die das Pack ab 55°C komplett abschalten. Aber meine Vorstellung sind wohl auch ohne Sensoren schwer zu erfüllen, oder? 7. Die Schaltung wird direkt zwischen AkkuPack (Eingang) und allen angeschlossenen/anschließbaren Geräten (Ausgänge) fest angebracht. Dazu gehören Balancer/Equalizer, Ladegerät sowie der Verbraucher Ist so etwas realisierbar? Oder hat so etwas vielleicht schon mal jemand gebaut? Ich sehe im Prinzip zwei Möglichkeiten: a) Analog zu den 5 Leitungen aus dem Pack gibt es 5 Ausgänge an der Schaltung, die universell einsetzbar sind. Als Konsequenz müsste die Stromflussrichtung gesteuert werden, was durch zu und abschalten von Diodenstrecken zu lösen wäre. Es werden 10 Leistungsdioden notwendig. Probleme sehe ich hier dabei, dass die abfallende Spannung am Ende meinem Verbraucher fehlen könnte. b) Die Schaltung bietet für jeden Anwendungsfall eigene Ausgänge. So wird das Ladegerät an einen anderen Anschluss als der Verbraucher angeschlossen. Die Schaltung schafft dann für die jeweiligen Anschlüsse eine leitende Verbindung zum Pack oder eben nicht. Eine Sonderstellung nimmt hier der Balancer ein. Hier muss man dann wohl davon ausgehen, dass er dem Pack nicht schaden kann und ihn immer direkt verbunden lassen. c) Hier könnte deine Idee stehen =) ehrlich gesagt bin ich mit der konkreten Realisierung ziemlich aufgeschmissen. Aber vielleicht fällt euch ja etwas dazu ein? Bisher habe ich mich fast ausschließlich mit Digitaltechnik beschäftigt. Aber die funktioniert halt auch nicht ohne Strom...
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Hmm... sooviele Wünsche auf einmal... Strombegrenzung (6A) würde ich über eine normale Sicherung machen. Wenn die auslöst, ist eh etwas anderes kaputt, und man sollte vor dem Wiedereinschalten sowieseo nochmal alles checken. Balancer evtl mit LM3420 ö.Ä. der hat dann aber schon einen Eigenverbrauch von ~100µA, hier lohnt sich also ein bischen Suche, obs was sparsameres gibt. Wenn die Balancer dauerhaft an den Zellen bleiben, erledigen die auch gleich den Überspannungsschutz mit. Für den Tiefentladeschutz würde ich nur die Gesamtspannung überwachen, und das Entlade-Ende weiter oben ansetzen, z.B. bei 3.2V/Zelle. Kommt auch der Akku-Lebensdauer zugute, wenn die nicht immer bis auf den letzten Tropfen ausgequetscht werden.
da wir hier in einem µC-Forum sind und du dich mit digitaltechnik beschäftigt hast: such mal bei farnell nach "mega406" ;)
Also wenn ich deine Wuensch so lese beschreibst du im Prinzip eines der ganz normalen ueblichen Standard-ICs wie sie in jedem Akku verwendet werden. Als einzigen Unterschied vermag ich nur zu erkennen das deine Mindestspannung hoeher ist als normalerweise ueblich. Allerdings habe ich schon Datenblaetter gesehen wo die Hersteller von ihrem IC locker 20Typen im Datenblatt gelistet hatten die sich nur durch einen Buchstaben an der Typbezeichnung unterschieden und wo der Unterschied gerade in unterschiedlichen Spannungen fuer die Abschaltung lagen. Lediglich fuer deinen Vorwarnausgang wirst du dir dann noch was extra basteln muessen. Sollte aber wohl kein Problem sein. Die Absicherung gegen Ueberstrom erfolgt bei den Teilen indem sie den Spannungsabfall am Mosfet messen mit dem abgeschaltet wird. Das kannst du also durch Wahl des Mosfet mit einer gewissen Toleranz einstellen. Olaf
Armin wrote: > (möglichst eine Akkulebenszeit im x-Jahre-Bereich). Nur aus Platzgründen > kann ich keinen Bleiakku verwenden. Wenn Li == LiPo oder LiIo, duerfte x kaum ueber 3 kommen. Ich wuesste nicht, dass sich bei der Lebenszeit in den letzten Jahren viel geaendert haette.
Zum Thema LiION Schutzbeschaltung gibt's auch hier noch ein paar Infos und Bauteile -> http://focus.ti.com/paramsearch/docs/parametricsearch.tsp?family=analog&familyId=413&uiTemplateId=NODE_STRY_PGE_T
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