Hallo Ihr. Im moment entwerfe ich eine Messschaltung, die im Extremfall auch mal ein paar Stunden 80°C aushalten soll. Dabei soll dieses Batteriegestützt sein. Ich dachte entweder an LiFePO4 oder an NiMh. NiMh gibt es Zellen, die laut Datenblatt bei 85°C entladen werden dürfen: http://www.farnell.com/datasheets/85572.pdf Leider sind die am Markt befindlichen Lade- und Powerpath-Ics nicht der Wahnsinn. LiFePO4-Zellen haben auch eine hohe Zyklenanzahl und scheinen günstiger zu sein, abbrennen bei hohen Temperaturen scheint auch keine Gefahr darzustellen, zudem sind sie mirscheint recht leicht zu laden. Jetzt frag ich mich aber was da die Einsatztemperaturen wirklich sind. Die Datenblätter geben meistens bis 60°C an, in den Beschreibungen steht oft auch 70°C drin, das hab ich aber bisweilen in keinem Datenblatt nachvollziehen können. Die Datenblätter sind alle ausserdem irgendwie schleissig, mich würde ja die Auswirkung von höheren Temperaturen auf die Zyklenfestigkeit interessieren und auch Angaben zu maximalwerten. Soll ich es mit LiFePO4 probieren oder lieber bei NiMh bleiben? Grüsse M.
dotm schrieb: > Hallo Ihr. > Im moment entwerfe ich eine Messschaltung, die im Extremfall auch mal > ein paar Stunden 80°C aushalten soll. Dabei soll dieses Batteriegestützt > sein. Die 80 °C sind in allen Situationen garantiert? > Ich dachte entweder an LiFePO4 oder an NiMh. > > NiMh gibt es Zellen, die laut Datenblatt bei 85°C entladen werden > dürfen: > http://www.farnell.com/datasheets/85572.pdf > > Leider sind die am Markt befindlichen Lade- und Powerpath-Ics nicht der > Wahnsinn. ?????? NiMH oder Li? bq2407x, MCP73871, MAX8606, AAT3672/73 LiIon die für diese Temperaturbereiche spezifiziert sind, sind mir nur von Saft bekannt: VL 25500-125, VL 32600-125 (0°C bis 125 °C), falls es andere geben sollte, insb. kleinere, so was suche ich auch bzw. einige Kunden denen die normalen Hochtemperatur-Lithium-Zellen (LiSOCl2) auf Dauer zu teuer sind... LiSOCl2 gibt's von div. Herstellern mit Einsatztemperaturen von bis zu 200 °C (Tadiran, Saft, Electrochem, EVE Energy) > Die Datenblätter sind alle ausserdem irgendwie schleissig, mich würde ja > die Auswirkung von höheren Temperaturen auf die Zyklenfestigkeit > interessieren und auch Angaben zu maximalwerten. Ist das nur für den Eigenbedarf bzw. welche (Rest-)Risiken dürfen bleiben...
Arc Net schrieb: Danke für die Antwort. > Die 80 °C sind in allen Situationen garantiert? Naja... Die 80° werden selten erreicht (hochsommer) können aber dann ein paar Stunden andauern. >> Leider sind die am Markt befindlichen Lade- und Powerpath-Ics nicht der >> Wahnsinn. > > ?????? NiMH oder Li? > bq2407x, MCP73871, MAX8606, AAT3672/73 Ich meinte NiMh. Die Lithium Lader sind superkomfortabel mit eingebauten Fets und Schaltreglern und Powerpathmanager, kein Ding. Die NiMh Lader sind alle schon einige Jahre alt und brauchen auch viel externes Zeugs, wenns nicht unbedingt sein muss.. > > LiIon die für diese Temperaturbereiche spezifiziert sind, sind mir nur > von Saft bekannt: VL 25500-125, VL 32600-125 (0°C bis 125 °C), falls es > andere geben sollte, insb. kleinere, so was suche ich auch bzw. einige > Kunden denen die normalen Hochtemperatur-Lithium-Zellen (LiSOCl2) auf > Dauer zu teuer sind... Die oben genannten Saft-Dinger haben halt ganz niedrige Zyklen, das ist eher nicht angedacht. > LiSOCl2 gibt's von div. Herstellern mit Einsatztemperaturen von bis zu > 200 °C (Tadiran, Saft, Electrochem, EVE Energy) Nur sind das halt keine Akkus... > Ist das nur für den Eigenbedarf bzw. welche (Rest-)Risiken dürfen > bleiben... Leider nicht für den Eigenbedarf. Ich will das Risiko nicht eingehen dass ich nach einem Jahr bei allen verbauten Messstellen die Akkus tauschen muss. Ich bin eben noch am recherchieren und kann natürlich davon ausgehen dass die Akkus nie komplett leergemacht werden was die Zyklenzahl natürlich erhöht. Im Idealfall hab ich eben einen Akku mit minimal einer halben Amperestunde, der die Temperatur verkraftet und auch bei leichten Minusgraden noch ladbar ist und das mit wenig Aufwand. (da werden wohl irgendwo Abstriche gemacht werden müssen) Ich hab sogar einen gefunden: http://www.tronicone.com/234/yt6042125fht---1500mah---2c.pdf Nur muss ich den mal irgendwo kaufen können.. Folgendes kann ich aber ganz sicher sagen: Wenns 80°C hat wird der Akku weder geladen noch mit vollem Strom entladen. Nur Schaden sollte er keinen gravierenden nehmen. Möglicherweise schaffe ich das bereits mit Standard LiFePo4-Zellen wie diese hier (welche ja zumindest eine Lagertemperatur bis 70° haben). http://www.blueoceanconcept.com/lifepo4/phet_cell_spec._20091130.pdf ich frag mich eben was passiert nun bei 80° und ein bisschen Stromverbrauch? Totalausfall? Oder einfach nur ein bisschen Zyklenverlust? Danke aufjedenfall für deinen Rat.
Vielleicht über Alternativen nachdenken außerhalb Akkus, denn ich befürchte mit denen wirst du keine Quantensprünge im Hochtemperaturbereich erleben. Außer ich hatte etwas am Markt übersehen. Kondensator? Mikroturbine?
Abdul K. schrieb: > Vielleicht über Alternativen nachdenken außerhalb Akkus, denn ich > befürchte mit denen wirst du keine Quantensprünge im > Hochtemperaturbereich erleben. Außer ich hatte etwas am Markt übersehen. > > Kondensator? Mikroturbine? Süss :) Ich befürchte es wird leider NiMh werden. Da werd ich wohl je nach Umgebungstemperatur auf eine Ladeschlusserkennung nach Temperatur verzichten und auf Dauerstromladung umschalten. Ich ahne schon das Mühsal des Schaltungsaufwandes..
dotm schrieb: > Die oben genannten Saft-Dinger haben halt ganz niedrige Zyklen, das ist > eher nicht angedacht. Naja, 300 Zyklen bei 80 °C und 100% Entladung (runter auf 2.5V...) >> LiSOCl2 gibt's von div. Herstellern mit Einsatztemperaturen von bis zu >> 200 °C (Tadiran, Saft, Electrochem, EVE Energy) > > Nur sind das halt keine Akkus... Kommt drauf an wie lange die Schaltung laufen soll, Strom, Impuls, wie viel Platz ist vorhanden, wie teuer darfs werden etc... Werden die Akkus regelmäßig geladen, hängt das Gerät am Netz und die Akkus diene nur zur Überbrückung von Stromausfällen? > Ich bin eben noch am recherchieren und kann natürlich > davon ausgehen dass die Akkus nie komplett leergemacht werden was die > Zyklenzahl natürlich erhöht. > Im Idealfall hab ich eben einen Akku mit minimal einer halben > Amperestunde, der die Temperatur verkraftet und auch bei leichten > Minusgraden noch ladbar ist und das mit wenig Aufwand. (da werden wohl > irgendwo Abstriche gemacht werden müssen) 0.5 Ah, LiSOCl2 gibt's in DD-Bauform mit 33 Ah, D bis afaik 19 Ah > Ich hab sogar einen gefunden: > http://www.tronicone.com/234/yt6042125fht---1500mah---2c.pdf > Nur muss ich den mal irgendwo kaufen können.. Da fehlt, so wie es aussieht, auch noch die Schutzschaltung... > Folgendes kann ich aber ganz sicher sagen: Wenns 80°C hat wird der Akku > weder geladen noch mit vollem Strom entladen. Nur Schaden sollte er > keinen gravierenden nehmen. Zur Temperaturstabilität, Zyklen etc gibt's z.B. hier eine Übersicht www.mpoweruk.com/lithium_failures.htm (wie auch dort geschrieben ist, näheres sollte der Hersteller wissen)
Arc Net schrieb: > dotm schrieb: >> Die oben genannten Saft-Dinger haben halt ganz niedrige Zyklen, das ist >> eher nicht angedacht. > > Naja, 300 Zyklen bei 80 °C und 100% Entladung (runter auf 2.5V...) > >>> LiSOCl2 gibt's von div. Herstellern mit Einsatztemperaturen von bis zu >>> 200 °C (Tadiran, Saft, Electrochem, EVE Energy) >> >> Nur sind das halt keine Akkus... > > Kommt drauf an wie lange die Schaltung laufen soll, Strom, Impuls, wie > viel Platz ist vorhanden, wie teuer darfs werden etc... > Werden die Akkus regelmäßig geladen, hängt das Gerät am Netz und die > Akkus diene nur zur Überbrückung von Stromausfällen? > leider muss der Akku die halbe Betriebszeit aktiv sein, da allerdings im leistungsreduzierten Betrieb (wahrscheinlich!). es kann aber eben auch vorkommen dass (bei erkannten Fehlern) der Akku die Fehlermeldung betreiben soll. Daher: Es kommt sicher nicht jeden Tag zu einem Entladezyklus, wenn dann aber so, dass eine Dauerniedrigstromladung nicht mehr reicht um den Akku in ausreichender Form wieder einsatzbereit zu bekommen. >> Ich hab sogar einen gefunden: >> http://www.tronicone.com/234/yt6042125fht---1500mah---2c.pdf >> Nur muss ich den mal irgendwo kaufen können.. > > Da fehlt, so wie es aussieht, auch noch die Schutzschaltung... Schutzschaltungen für LiFePo4 sind ja nur Tiefentladeschutz oder? Was ich gelesen hab sind die ja wesentlich sicherer als Li-Ion. > >> Folgendes kann ich aber ganz sicher sagen: Wenns 80°C hat wird der Akku >> weder geladen noch mit vollem Strom entladen. Nur Schaden sollte er >> keinen gravierenden nehmen. > > Zur Temperaturstabilität, Zyklen etc gibt's z.B. hier eine Übersicht > www.mpoweruk.com/lithium_failures.htm (wie auch dort geschrieben ist, > näheres sollte der Hersteller wissen) Danke für den Link. Das skizzierte Bild zeigt zwar nur für Li-Ion einen sicheren Bereich an, der sieht aber so aus als wäre er fast bei 80°C. Ich frag mich was der tatsächlich sichere Bereich für die meisten LiFePO4 Zellen ist, ich nehme mal an dass der Hersteller die Betriebsbereich absichtlich niedriger angibt um die Zyklenzahl zu garantieren. Ein Beispiel: Wenn er netto 1% der Entladezeit 80°C abkriegt, und dabei nur die Zyklenanzahl halbiert würde, wäre mir das schon total recht. Wenn er dann aber innert eines Jahres komplett ausfällt geht das natürlich nicht.
Es hindert dich niemand an emails und telefonieren. Sowas besprichst du am besten mit deren Support.
dotm schrieb: > Daher: Es kommt sicher nicht jeden Tag zu einem Entladezyklus, wenn dann > aber so, dass eine Dauerniedrigstromladung nicht mehr reicht um den Akku > in ausreichender Form wieder einsatzbereit zu bekommen. Es wäre trotzdem günstig zu wissen was jetzt wirklich benötigt wird: Strom, Impuls, gewünschte Betriebszeit, wie viel Platz ist vorhanden, wie teuer darfs werden etc... >> Da fehlt, so wie es aussieht, auch noch die Schutzschaltung... > > Schutzschaltungen für LiFePo4 sind ja nur Tiefentladeschutz oder? Was > ich gelesen hab sind die ja wesentlich sicherer als Li-Ion. Ich würde mich weder darauf verlassen noch alleine auf die Schutzfunktionen des Lade-ICs. Aus einem Dokument von A123: "...the heat generated by overcharging, overdischarging, or excessively cycling an 18650,26650, or 32113 cell will destroy the cell, and it can damage a poorly designed enclosure or other surrounding components of a battery pack." Bei Überhitzung treten Gase aus die zusammen mit einer Zündquelle "ungünstig" sind... D.h. die üblichen Schutz/Überwachungsfunktionen: Tiefentladung, Überladung, Temperatur und das am besten redundant. (bei NiMH z.B. Laden bei Temperaturen < 0°C...) > Wenn er netto 1% der Entladezeit 80°C abkriegt, und dabei nur die > Zyklenanzahl halbiert würde, wäre mir das schon total recht. > Wenn er dann aber innert eines Jahres komplett ausfällt geht das > natürlich nicht. Hersteller fragen...
Supercap wird vielleicht eine gute loesung. zB Maxell PC10HT (10F/2.7V/85'C) mit einen DC/DC converter
Arc Net schrieb: > Schutzfunktionen des Lade-ICs. > Aus einem Dokument von A123: "...the heat generated by overcharging, > overdischarging, or excessively cycling an 18650,26650, or 32113 cell > will destroy the cell, and it can damage a poorly designed enclosure or > other surrounding components of a battery pack." > Bei Überhitzung treten Gase aus die zusammen mit einer Zündquelle > "ungünstig" sind... hast du einen link zu dem dokument? fg m.
Patrick C. schrieb: > Diesen Beitrag bewerten: > ▲ lesenswert > > ▼ nicht lesenswert > > > > Supercap wird vielleicht eine gute loesung. zB Maxell PC10HT > (10F/2.7V/85'C) mit einen DC/DC converter hab ich mir auch schon überlegt. Ich hab das mal gerechnet für 10F und 2.1V und bin auf eine halbe Stunde bei 150mA gekommen. Das Problem ist dass ich nicht (im Moment, da das GPRS-Modul noch im Zulauf ist, und das zieht Spitzen von 2A...) nicht abschätzen kann welchen mittleren Stromverbrauch das ganze jetzt wirklich zieht. Dagegen spricht auf jedenfall dass der Supercap einen Laderegler und einen nachfolgenden Schaltregler braucht wobei die LiFePO4-Zelle in allen Ladezuständen bereits eine Betriebsspannung liefert, die im Betriebsspannungsbereich meiner Schaltung liegt. Wenn ich einen Akku verwende muss ich mir über den Stromverbrauch meiner Schaltung dann weniger Gedanken machen... Die Zyklenfestigkeit und der Temperaturbereich von dem Supercap ist jedoch enorm!!!
dotm schrieb: > hast du einen link zu dem dokument? Den kann man sich von A123 zuschicken lassen bzw. findet man mit "Cylindrical Battery Pack Design, Validation, and Assembly Guide" GSM/GPRS je nach Anzahl der genutzten Slots... bei einem Slot grob: ~0.5 ms Volllast, ~4.5 ms ~1/10 Volllast (Telit GL865 Datenblatt bzw. GSM), was genau ist natürlich abhängig von der Sendeleistung
Das Dokument findet sich hier: http://www.buya123batteries.com/v/vspfiles/images/a123/Battery_Pack_Design_Guide_Rev_07.pdf Besser das Original lesen als die aus dem Kontext gerissenen Schnipsel.
>> Wenn ich einen Akku verwende muss ich mir über den Stromverbrauch meiner
Schaltung dann weniger Gedanken machen...
Stimmt, es ist eine andere Basisgedanke. Ich benutze mein Produkt so :
* Aufladen innerhalb von 2 minuten. In diese zeit mach ich auch die
sachen die die meiste strom benutzen z.B. wireless verbindung
initialisieren. Ab dann benutze ich nur noch wenig strom
* Dann kann ich ca 50 minuten damit Drahtlos messen (ich benutze 18F)
* Als DC/DC converter benutze ich NCP1402, kann man bei zB. Polulu
preiswert als komplettes modul bekommen fuer 3V3 oder 5V
Also wenn mein Kunde started Laedt er immer zuerst auf. Bei benutzung
von Batterieen dauert das praktisch viel zu lange.
Patrick C. schrieb: > * Aufladen innerhalb von 2 minuten. In diese zeit mach ich auch die > sachen die die meiste strom benutzen z.B. wireless verbindung > initialisieren. Ab dann benutze ich nur noch wenig strom Sagmal, wie lädst du denn deinen Supercap? Kann ich einfach zwei parallel hängen wie normale Elkos?
> Sagmal, wie lädst du denn deinen Supercap? Kann ich einfach zwei
parallel hängen wie normale Elkos?
Ja, funktioniert genauso wie einen Elko. Parallel ohne probleme, seriel
kann auf aber dann musz mann rechnen mit die maximalspannung. Zum
aufladen kann einfach einen R benutzt werden oder besser eine
strom-limitierte spannungsversorgung. Laden mache ich mit 2V7/1A. Eine
hohere strom kann auch aber dann musz mann mehr mit der Ladekonnektor
rechnung halten.
Q=C*U=I*t
Also im theorie t=C*U/I=18F*2V7/1A= 48.6 sekunden
Und sehr grosser vorteil ist das man einfach sehr genau messen kann
wieviel spritt es noch gibt, bei einen Accu geht das sehr schwer weil
die spannung da sehr temperatur-abhangig ist.
Danke für den Hinweis. Es ist nicht leicht DC7DC für Supercaps zu finden die Ausreichend Strom für ein GSM-Modem liefern. Vorallem da ich ja die Supercaps bis 1V entladen will und der Leerlaufstrom trotzdem gering sein soll.. nunja.. Aber zuerstmal zum Supercapladen. Es gibt ja dedizierte Ladeics wie z.b. http://www.linear.com/product/LTC4425 super, gleich mit Balancer. Können die nun auch gleich nebst laden meine Schaltung versorgen? Auch wenn diese viel Strom zieht?
Ich hab mir eben auch den da: http://www.linear.com/product/LTC3226 angesehen , aber das ist ja total bescheuert, der interne LDO hört bei 2,4V auf zu werken obwohl in den Supercaps noch viel Saft ist.
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