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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Balancer für Lipo Akkus


Autor: Kamikaze-Flyer (Gast)
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Hallo,
was macht denn ein Balancer für Lipo-Akkus genau und wie funktioniert 
er?

Hat schonmal jemand einen Balancer für Lipo-Akkus selbst gebaut?

Würde mich über einen Schaltplan sehr freuen....

Danke


Kamikaze-Flyer aka Ingo

: Verschoben durch Admin
Autor: Schrumpeltilzchen (Gast)
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Autor: Kamikaze-Flyer (Gast)
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Kann ich die Zelle dann wenn ich den selbstgabeuten Balancer dran habe 
mit nem ganz normalen NiMH Ladegerät vollhukken?

Autor: Kamikaze-Flyer (Gast)
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Kamikaze-Flyer schrieb:
> Kann ich die Zelle dann wenn ich den selbstgabeuten Balancer dran habe
> mit nem ganz normalen NiMH Ladegerät vollhukken?

Ohoh! Um das mit deinen Worten zu sagen: Kabooom!

Mein Tipp:
Lass die Finger davon und kauf dir einen Lader. Deine Gesundheit, dein 
Haus und deine Akkus werden dir die 80 Euro investiertes Geld danken!

Extra für dich:
http://www.hobbydirekt.de/Robbe/Ladegeraete/Beginn...

Autor: Micha H. (mlh) Benutzerseite
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Schrumpeltilzchen schrieb:
> http://www.elv-downloads.de/service/manuals/LBA1/6...

Auch wenn ELV das so nennt, das ist kein Balancer. Typisch ELV, 
Bildzeitungsniveau halt. In den Funktionshinweisen kommen sie 
schließlich selber drauf, daß es sich um einen elektronischen 
Lastwiderstand handelt.

Ein Balancer - oder auf deutsch Ladungsausgleicher - hat Anschlüsse für 
mindestens 2 Akkus, schließlich geht es darum 2 oder mehrere Akkus 
auszugleichen, d.h. auf gleiche Ladespannung zu bringen.

Ein echter Balancer ist z.B. hier zu sehen:
http://www.f5b.dk/lipo/default.htm

Autor: Chris Tian (chris0086)
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In der aktuellen Elektor ist ein Artikel für einen Balanzer drin. 
Einfach mal nachschauen...

Autor: Icke (Gast)
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>Lass die Finger davon und kauf dir einen Lader. Deine Gesundheit, dein
>Haus und deine Akkus werden dir die 80 Euro investiertes Geld danken!
Richtig. Die Kosten für die Beseitigung der Feuerschäden stehen in 
keinem Verhältnis zu denen eines Laders. Für Akkus bis 4S und ca. 3000 
mAh tuts auch dieses noch preiswertere mit integriertem Balancer:

http://www.mhm-modellbau.de/part-R-8540.php

Autor: Schrumpeltilzchen (Gast)
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Micha H. schrieb:
> Ein echter Balancer ist z.B. hier zu sehen:
> http://www.f5b.dk/lipo/default.htm

Leider ist mein Dänisch ein bisschen eingerostet.
Wie funktioniert denn das Ding?

Autor: Micha H. (mlh) Benutzerseite
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Der Schaltplan (nimm gleich den Ersten) ist doch einfach genug. Die 
beiden Akkuspannungen werden miteinander verglichen (obwohl die 
Parallelschaltung von je einem 1%- und einem 0,5%-Widerstand Unsinn ist, 
aber das tut hier nichts zur Sache) und eventuelle Abweichungen 
voneinander werden über die Leuchtdioden abgeleitet. Recht viel mehr ist 
da nicht, da braucht man gar kein Dänisch dazu.

Autor: Martin G. (zombo)
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Moinsen.

bei normalen mehrzellenakkus werden die zellen unterschiedlich geladen, 
je nach dem wie der zustand der zelle ist. ist bei den meisten akkupacks 
nicht weiter wild, da die ladeschlussspannung einer zelle die 
ladespannung einer anderen zelle erhöht und somit am ende alle relative 
gleich geladen sind.

bei lipos ist das nicht unbedingt so. eine defekte zelle oder eine die 
langsamer lädt als die anderen, sort dafür das die anderen zellen zu 
viel spannung bekommen und im schlimmsten fall explodieren.

der balancer misst beim laden des akkupacks die spannung der einzelnen 
zellen und regelt über die zusätzlichen anschlüsse die ladespannung der 
einzelnen zellen nach.

beim balancer werden sozusagen alles zellen (mehr oder wehniger) einzeln 
geladen. dadurch wird verhindert das einzelne zellen überladen und 
andere nicht ausreichend geladen werden.

eigen bau ist möglich, aber nicht nötig.
mein (gekaufter) balancer kann mit ner eingangsspannung von 12V oder 
230V bis zu 6-zellige lipos laden ( um die 22,2 V)


lg Martin
<EDIT> rechtschreibfehler dürfen behalten werden</EDIT>

Autor: Schrumpeltilzchen (Gast)
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Micha H. schrieb:
> Der Schaltplan (nimm gleich den Ersten) ist doch einfach genug. Die
> beiden Akkuspannungen werden miteinander verglichen (obwohl die
> Parallelschaltung von je einem 1%- und einem 0,5%-Widerstand Unsinn ist,
> aber das tut hier nichts zur Sache) und eventuelle Abweichungen
> voneinander werden über die Leuchtdioden abgeleitet. Recht viel mehr ist
> da nicht, da braucht man gar kein Dänisch dazu.

Und wie Funktioniert das Teil? Bzw. Wo kommt das Ladegerät dran?
Wenn eine Zelle die Ladeschlusspannung erreicht hat stellt das der 
Balancer an dieser Zelle auf 'Strom an der Zelle vorbei' und es wird nur 
noch die eine Geleaden, doer wie?

Autor: Icke (Gast)
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>Wenn eine Zelle die Ladeschlusspannung erreicht hat stellt das der
>Balancer an dieser Zelle auf 'Strom an der Zelle vorbei'
Das wäre der Idealfall. Die meisten Balancer arbeiten jedoch so, daß sie 
versuchen, während der Ladung alle Zellen auf gleichem Spannungsniveau 
zu halten. Hat eine Zelle mehr Spannung als die anderen, dann wird ein 
Teil des Stromes über den Balancer geleitet und "verbraten". Das klappt 
aber nur, wenn die Zellen nicht zu stark voneinander abweichen, da die 
Balancer i.d.R. nur einen relativ geringen Strom vorbeileiten können. 
Die Größenordnung bewegt sich zwischen einigen zehn bis einigen hundert 
Milliampere. Das ist nicht sehr viel, da der Ladestrom mehrere Ampere 
betragen kann. Bei starker Drift würde der Ableitstrom nicht ausreichen, 
um ein Überladen der Zelle zu verhindern. Gute Balancer werden daher 
nicht nur den Zellen parallel geschaltet, sondern unterbrechen bei 
Überschreitung der zulässigen Zellenspannung den Ladestrom komplett. Die 
o.g. Schaltung kann das aber nicht.

Autor: Pothead (Gast)
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Icke schrieb:
> Gute Balancer werden daher...

...und richtig gute verbraten die "überschüssige" Leistung nicht in 
Widerständen sondern schaufeln die Ladung den schwächeren Zellen zu. Zum 
Beispiel:

http://www.patentstorm.us/patents/6121751/fulltext.html
http://ieeexplore.ieee.org/Xplore/login.jsp?reload...

Autor: Icke (Gast)
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>...und richtig gute verbraten die "überschüssige" Leistung nicht in
>Widerständen sondern schaufeln die Ladung den schwächeren Zellen zu.
Keine schlechte Idee, aber wahrscheinlich zu aufwendig für 
RC-Modellbau-Lader. Es gibt auch noch bestimmte Kombinationen aus 
Balancer und Lader, die miteinander "reden", sodaß der Balancer das 
Ladegerät veranlassen kann, weniger Strom zu liefern oder auch 
abzuschalten.

Autor: Georg A. (Gast)
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> Gute Balancer werden daher nicht nur den Zellen parallel geschaltet,
> sondern unterbrechen bei Überschreitung der zulässigen Zellenspannung
> den Ladestrom komplett.

Bezieht sich das "Gut" auf die eine Zelle oder auf eine vollständige 
Abschaltung? Letzteres machen alle.

BTW: Balancer sind bei den Zwei-Zellen-Packs IMO nicht wirklich häufig 
im Consumerbereich. Bei den typischen kleinen 7.4V-Akkus von Kameras 
(egal ob Noname oder teure Marke, zB. Canon) habe ich noch KEINEN 
Balancer gesehen, nur die übliche Über/Unterspannungsabschaltung. Damit 
ist es dann kein Wunder, dass die Packs schon nach relativ kurzer Zeit 
untauglich sind, weil eine Zelle nie voll wird und das immer weiter 
auseinanderläuft. Wenn man den Pack aufmacht und beide Zellen einmal 
separat volllädt, taugt der Pack wieder eine Zeitlang.

Autor: Pothead (Gast)
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Icke schrieb:
> Keine schlechte Idee, aber wahrscheinlich zu aufwendig für
> RC-Modellbau-Lader.

Das macht ja auch beim Entladen durchaus Sinn. Wenn man z.B. mit seinem 
Flieger möglichst lange in der Luft bleiben will, sollte man auch hier 
balancen.     Also ich würde es machen...  :-)

Autor: Georg A. (Gast)
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Also die Lader, die ich so für Universal/RC-Zwecke kenne (zB. imax 
6b/hype xtreme bei ebay, gibt diverse recht ähnliche), haben den 
Balancer gleich integriert.

Autor: Icke (Gast)
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>Bezieht sich das "Gut" auf die eine Zelle oder auf eine vollständige
>Abschaltung? Letzteres machen alle.

Nein, das machen eben nicht alle. Im RC-Modellbau gibt es viele einfache 
Balancer, die lediglich den Zellen parallel geschaltet werden, während 
die Pol-Klemmen des Akus direkt am Ladegerät hängen. Diese Art von 
Balancer kann den Ladestrom nicht unterbrechen. Die besseren werden 
dagegen in die Zuleitung eingeschleift.

>Das macht ja auch beim Entladen durchaus Sinn. Wenn man z.B. mit seinem
>Flieger möglichst lange in der Luft bleiben will, sollte man auch hier
>balancen.

Du unterschätzt die Ströme, die ein Flugmodell dem Akku entnimmt. Ein 
relativ kleiner Heli der 450er Klasse zieht schon mal 40-50 A aus einem 
2000 mAh Akku. Deswegen wird nix balanciert. Es gibt aber 
Überwachungsschaltungen für die einzelnen Zellen, um 
Tiefentladungsschäden zu vermeiden.

Autor: Pothead (Gast)
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Icke schrieb:
> Du unterschätzt die Ströme...

Keineswegs. Gerade bei solchen Strömen macht es halt Sinn. Dass man hier 
für ordentlich Balancingstrom sorgen muss ist klar; das sollte aber 
machbar sein.

Icke schrieb:
> Deswegen wird nix balanciert.

Weswegen?

Autor: Frank B. (frankman)
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Für alle, die N I C H T genau wissen, was sie tun!!!


Youtube-Video "Overcharging LiPo batteries!"

Autor: Icke (Gast)
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>Weswegen?
Das hat ganz einfache praktische Gründe. Die Balanceranschlüsse der 
Akkus sind nur mit sehr dünnen Kabeln und filigranen Steckern 
ausgeführt, d.h. sie vertragen max. Ströme von vielleicht 2-3 Ampere. 
Für balancierte Entladung müßte man große Querschnitte und 
Hochstromstecker einsetzen. Das wiederum führt zu erhöhtem Platzbedarf 
und höherem Gewicht. Ein Balancer für solch hohe Ströme müßte ebenfalls 
recht kräftig ausgeführt sein und bringt nochmals Platzbedarf und 
Gewicht mit. In den meisten Flugmodellen hat man aber ohnehin schon 
wenig Platz und zusätzliches Gewicht will man schon gar nicht haben.
Aus praktischer Erfahrung heraus kann ich sagen, daß ein 
"Entladebalancer" auch völlig unnötig ist. Die Zellen driften während 
eines Fluges nur selten nennenswert auseinander. Falls sie es doch tun, 
dann stimmt mit dem Akku sowieso irgendwas nicht. Und beim Aufladen wird 
wieder angeglichen.

Autor: Rumpelpumpel (Gast)
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http://home.arcor.de/kc-mail/LiPo-Balancer.htm

Was haltet ihr von demda?

Seh ich das richtig? Wenn der Balancer balanced - dann schließt er die 
Zelle über den MOSFET kurz?

Autor: Icke (Gast)
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>Was haltet ihr von demda?
Wenn ich das richtig sehe, ist das eigentlich gar kein Balancer, sondern 
eher ein Begrenzer. Das heißt, das Ding greift erst ein, wenn die 
Zellenspannung über 4,2V ansteigt und vorher findet kein Abgleich der 
Zellen statt. Auch ist das Teil nicht in der Lage, den Ladestrom 
komplett zu unterbrechen. Ein vernünftiger Balancer sollte das aber 
können und außerdem die Zellen unabhängig vom Ladezustand sofort auf 
gleiches Spannungsniveau bringen. Tu dir und deinen Akkus den Gefallen 
und kauf einen fertigen, z.B. den hier:

http://www.mhm-modellbau.de/part-R-8492.php

>Seh ich das richtig? Wenn der Balancer balanced - dann schließt er die
>Zelle über den MOSFET kurz?
Nein, nur der Ladestrom wird an der Zelle vorbeigeleitet und im MOSFET 
verbraten.

Autor: 2fla66 (Gast)
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Jetzt habe dazu mal eine Frage.

Ich besitze ein geregeltes Netzteil, bei dem ich Spannung 0 - 80 V und 
den Strom von 0 - 40 A einstellen kann.

Ich lade schon einige Zeit 1s lipos damit.

Max Spannung stelle ich hierbei auf 4,17 V, den Strom begrenze ich auf 
1c oder laut Angabe auf den max. Ladestrom.

Beim Ladevorgang ist der Strom anfangs gleich dem eingestelltwn max 
Strom, die Spannung steigt dabei kontinuierlicg bis letztendlich die 
Spannung die eingestellten 4,17 V erreicht und der Ladestrom 0,00 A.

Jetzt die Frage(n):

Die Art und Weise des Ladens ist laut meinem Verständnis die für 
Lipo-Akkus richtige, bin ich da jetzt richtig "gewickelt"?

Und 2. Wenn ich den Balanceranschluss (2mal minus, 1mal plus) bei einem 
7,4 V lipo parallel schliesse und alles genauso wie ich es bei dem 1s 
Akku mache, müßte doch alles ok sein?
Richtig?

Danke schon mal für die kompetenten Antworten.

lg 2fla66

Autor: Stefan M. (derwisch)
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2fla66 schrieb:
> Die Art und Weise des Ladens ist laut meinem Verständnis die für
> Lipo-Akkus richtige, bin ich da jetzt richtig "gewickelt"?

Das ist prinzipiell schon richtig.
Wichtig ist aber, dass die eingestellte Spannung auch wirklich stimmt ( 
sehr genaues Digitalmultimeter nötig ).
Der Spannunganzeige des Netzteils würde ich bei so einer Anwendung nicht 
trauen.

Ausserdem sollte der 1C Akku eine kleine Schutzplatine gegen Überladung 
/ Tiefenladung haben.

Autor: 2fla66 (Gast)
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Stimmt, da kam wohl mal wieder meine Gutgläubigkeit durch, die in diesem 
Fall aber nicht unangebracht war, und GsD nur eine sehr geringe 
Abweichung ergeben hat.
Aber balancen sich die Zellen des 7,4 V 2s Akkus auf diese Art und Weise 
jetzt von selbst?

Wenn ich das richtig verstanden habe lädt eine Zelle mit Ladevorsprung 
ja langsamer durch die höhere Zellenspannung, dadurch sollte die 
langsamere aufholen, da ja Strom begrenzt wird und die Spannung ja 
entsprechend der volleren Zelle angepasst wird.
Da bei einem nicht defekten Akku ja die Differenz nicht so groß sein 
sollte würden sich die Zellenspannungen am Ende der Ladezeit auf 
gleichem Niveau treffen.

Wenn ich den Akku so laden will, kann ich dann als max Ladestrom 1c 
einstellen (wenn das als max Ladestrom angegeben ist), oder muss ich das 
dann noch durch die Anzahl der Zellen teilen?

Autor: min (Gast)
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Der Funktioniert sehr gut.
http://www.kc-world.de/LiPo-Balancer.htm

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