Hi,
ich habe eine kurze Frage. Kann ich ohne die Zellen zu zerstören LiFePo4
Akkus nur mit constant voltage laden ? Mir ist klar, dass man
normalerweise zuerst mit constant current und dann erst zum Schluss
constant voltage lädt. Sehe ich das richtig, dass dieses Vorgehen nur
die Geschwindigkeit des Ladevorgangs beschleinigen soll und eine
constant voltage Ladung langsamer, aber genauso gut für die Zelle wäre ?
Ich brauche kein balancing, da ich nur eine einzelne Zelle laden muss.
Ich würde gerne die Zelle mit 3.3V laden, bis der Ladestrom sich 0A
nähert und dann abschalten. Klar, nutze ich damit nicht die gesamte
Kapazität des Akkus, aber das brauche ich auch nicht. Mir reicht der
Bereich, in dem der Akku stabil bei 0,5A Belastung 3,3V runter bis knapp
unter 3V liefert. Wenn ich 2,99V erreiche (klar, Messgenaugkeit, aber
wenns 2,95 sind ist es auch Ok) lade ich den Akku wieder auf.
Was würde gegen dieses Vorgehen sprechen ? Als Akku nutze ich A123
Systems LiFePo4 18650er.
Heinz schrieb:> Sehe ich das richtig, dass dieses Vorgehen nur> die Geschwindigkeit des Ladevorgangs beschleinigen soll und eine> constant voltage Ladung langsamer, aber genauso gut für die Zelle wäre ?
Nein.
Wenn du an einen leeren Akku die Ladeendspannung anlegst, und diese dann
auch noch konstant hältst, wird alsbald ein riesiger Ladestrom fliessen.
Dadurch kann schonmal etwas kaputt gehen, vermutlich dein Ladegerät.
Deshalb begrenzt man den Ladestrom auf ein Maß, das sowohl dem Akku wie
auch dem Ladegerät zuträglich ist. Die Klemmenspannung steigt dann im
Verlauf der Ladung allmählich an.
Der Ladestrom braucht auch nicht sonderlich konstant zu sein. Insofern
ist der Bezeichnung "Constant Current" irreführend.
Mit kleinen Strömen dauert die Ladung nur entsprechend länger.
Was aber gerade bei Akkus mit Lithium-Chemie ganz genau eingehalten
werden muß, ist die Ladeendspannung.
Diese Spannung darf keinesfalls überschritten werden, sonst können
unschöne Dinge passieren, einschliesslich Feuerwerk.
Wenn die Klemmenspannung des Akkus also auf diese Spannung angestiegen
ist, muß die Ladung beendet werden, bzw. der Ladestrom auf 0 absinken.
Hallo,
Hp M. schrieb:> Was aber gerade bei Akkus mit Lithium-Chemie ganz genau eingehalten> werden muß, ist die Ladeendspannung.> Diese Spannung darf keinesfalls überschritten werden, sonst können> unschöne Dinge passieren, einschliesslich Feuerwerk.> Wenn die Klemmenspannung des Akkus also auf diese Spannung angestiegen> ist, muß die Ladung beendet werden, bzw. der Ladestrom auf 0 absinken.
vielleicht benutzt er LiFePo4 gerade damit das nicht passiert?
Strombegrenzung ist wohl nötig, wenn Ladegerät und Zelle nicht
überlastet werden. Das Ladegerät dürfte der problematischere Teil sein,
die Zellenspannung steigt schnell an und damit sinkt der Ladestrom auch
schnell genug.
Ladeschlußspannung ist typabhängig ca. 3,6V, Du könntest auch ruhig bis
3,4V laden.
Ich werde das für mich mal mit einem LM1117-3.3 o.ä. an 5V anschauen.
Gruß aus Berlin
Michael
Heinz schrieb:> Ich würde gerne die Zelle mit 3.3V laden,
Wie willst du das machen? Wenn der Akku 2,5V und dein Ladegerät 3,3V
hat, stellt sich ein Strom ein, der vom Innenwiderstand des Akkus und
der Differenz von 3,3V und 2,5V bestimmt wird (ohmsches Gesetz). Bei 0,1
Ohm Innenwiderstand z.B. wären das 8A. Damit brennt dir entweder das
Netzteil ab oder der Akku platzt. Ist der Akku gut, ist der
Innenwiderstand kleiner und der Strom noch höher.
Hp M. schrieb:> Der Ladestrom braucht auch nicht sonderlich konstant zu sein. Insofern> ist der Bezeichnung "Constant Current" irreführend.
Man sollte es besser strombegrenzt nennen. Amis sind in ihrer Begriffen
gern etwas großzügiger, plakativer.
Früher, als Halbleiter noch teuer und Strom billig war, hat man kleine
Glühlampen als Kaltleiter zur Strombegrenzung in Ladegeräte gebaut.
MfG Klaus
> Ladeschlußspannung ist typabhängig ca. 3,6V, Du könntest auch ruhig bis> 3,4V laden.> Ich werde das für mich mal mit einem LM1117-3.3 o.ä. an 5V anschauen.
Es wäre sehr nett, wenn du berichten könntest was dabei rauskam. Mit
3.4V könnte ich super leben, die 3.65V die fertige Ladechips liefern,
würden meinen Verbraucher zerstören. Ich wollte den MCP73123 benutzen,
alledings lädt er bis 3,65V Ladeschluss und das ist für meine Zwecke
zuviel.
Ich benutze LiFePo4 aus Sicherheitsgründen und wegen der perfekten
Spannung für einen 3.3V Verbraucher. Hier kann ich ohne weitere Probleme
ohne LDOs arbeiten und verschwende damit gar keinen Strom.
Eine Begrenzung des Ladestroms war schon klar. Ich wollte mit max 1A
laden, dabei alledings mit cv. Bin kein Elektroniker, sondern
Informatiker und dachte in meinem Leichtsinn, dass eine Begrenzung des
max Ladestroms reichen würde. Ich wollte dann beim Laden mit dem einem
uC den Strom überwachen, bis er unter einen bestimmten Wert fällt (fast
0 erreicht).
Als Strombegrenzung würde ein gut dimensionierter Widerstand reichen
oder sehe ich das falsch ? Die Strommessung wollte ich über einen Shunt
machen, allerdings werde ich noch einen OpAmp einsetzen müssen oder kann
man das verhindern?
Heinz schrieb:> Eine Begrenzung des Ladestroms war schon klar. Ich wollte mit max 1A> laden, dabei alledings mit cv.
die cc Ladung bedeutet nichts anderes
ich_eben schrieb:> Heinz schrieb:>> Eine Begrenzung des Ladestroms war schon klar. Ich wollte mit max 1A>> laden, dabei alledings mit cv.>> die cc Ladung bedeutet nichts anderes
Ja stimmt, allerdings ist die Abbruchsbedingung anders. Bei cv wenn der
Strom abfällt, bei cc wenn eine bestimmte Spannung am Akku erreicht
wird.
Hmm, bin für jede Hilfe oder jeden Zaunpfahl sehr dankbar :)
es wird solange mit cc geladen, bis die spannung die cv-grenze erreicht.
Es wird gleichzeitug der maximale Lade-strom und -spannung begrenzt, wie
bei einem labornetzteil welches bsp auf 0,1A und 3,3V eingestallte ist.
Zuerst greift bei leerem Akku die Strombegrenzung und wenn die Spannung
angestiegen ist dann die Spannungsbegrenzung
ich_eben schrieb:> es wird solange mit cc geladen, bis die spannung die cv-grenze> erreicht.> Es wird gleichzeitug der maximale Lade-strom und -spannung begrenzt, wie> bei einem labornetzteil welches bsp auf 0,1A und 3,3V eingestallte ist.> Zuerst greift bei leerem Akku die Strombegrenzung und wenn die Spannung> angestiegen ist dann die Spannungsbegrenzung
Solange ich also für eine Strom und Spannungsbegrenzung sorge, läuft die
Sache ja fast von selbst, muss nur auf Ladeende geprüft werden (Strom
fast 0) ?
Anon Y. schrieb:> Ja, das ist das schöne.>> Eine Primitiv-Strombegrenzung kannst du auch mit einer Glühlampe> schaffen.
Hmm, Glühlampe ist nicht so mein Fall, wäre ein Widerstand nicht das
gleiche ?
schau mal hier
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm317.pdf
unter 8.3.6.
Das für z.B. 3.45V und 1A dimensioniert sollte ausreichen.
Gerade LiFePO4 sind beim Laden (fast) unkaputtbar; selbst einen normalen
LiIon Lader mit 4.2V Endspannung ertragen sie über -zig Zyklen ohne
Murren.
Diese "Gutmütigkeit" erkauft man halt mit rund 25% geringerer
Kapazitätsdichte.
G. H. schrieb:> schau mal hier> http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm317.pdf> unter 8.3.6.> Das für z.B. 3.45V und 1A dimensioniert sollte ausreichen.>> Gerade LiFePO4 sind beim Laden (fast) unkaputtbar; selbst einen normalen> LiIon Lader mit 4.2V Endspannung ertragen sie über -zig Zyklen ohne> Murren.> Diese "Gutmütigkeit" erkauft man halt mit rund 25% geringerer> Kapazitätsdichte.
Danke, der LM317 ist 1A dafür geeignet. Jetzt hätte ich da noch eine
letzte Frage. Der LM317 hat einen Minimalstrom von 10mA. Kann ich also
davon ausgehen, dass bei 10mA das Laden von selbst aufhört oder sollte
ich vorsichtshalber über einen Shunt selber messen und das Laden
unterbrechen ?
Hmm...
schon mal die Kurven des Akkus angeschaut?
kommst Du bei deinen Eckdaten 3,3v / 1A vielleicht gar nicht erst in den
CV-Bereich, sondern brichst noch im CC-Bereich die Ladung ab?
Grüße
dass das nicht die optimale Ladeschaltung für die Akkuchemie ist, dürfte
klar sein. Aber es erfüllt die Anforderung an Basisfunktionalität und
Einfachheit, wenn auch ev. zu Lasten von "Bequenmlichkeit",
Kapazitätsausnutzung oder Lebesdauer.
Natürlich ist eine "Voll" Anzeige oder Endabschaltung da noch nicht
realisiert und nach Bedarf dazu zu designen. Wenn man das alles benötigt
und dann ev. per µC nachbildet muss man sich überlegen ob man nicht
gleich auf eine integrierte Lösung zurückgreift (so diese mit den
anderen Anforderungen kompatibel ist).
Die minimalistiche Implementation hat in etwa folgenden Ablauf:
Gerät funktioniert bis Entladeschwelle unterschritten wird.
Dann wird es zum Laden "angehängt" und nach einer "Mindestladedauer"
steht es wieder zur kabellosen Verwendung bereit.
Ob/wie die jew. Zustände einem Benutzer vermittelt werden steht jedem
Entwickler offen; maßgeblich dafür dürften die vorhandenen HW-Resourcen
und die Energiebilanz sein.
Für eine Netzausfallüberbrückung wo Dauerladen der Normalzustand ist,
wären ev. andere Überlegungen massgeblich.
Ok, was wäre denn die Alternative ? Ich könnte mit einem fertigen Chip
bis 3,65V laden lassen und dann erstmal mit einem dicken Widerstand
konrolliert entladen bis 3,45V. Für mich hört sich diese Lösung
allerdings recht unsinnig an oder ist das gegenüber einer nicht
vollständigen Ladung vorzuziehen ?
Heinz schrieb:> Der LM317 hat einen Minimalstrom von 10mA. Kann ich also> davon ausgehen, dass bei 10mA das Laden von selbst aufhört
Nein. Bei weniger als 10mA (max-Wert) funktioniert die Regelung nicht
mehr und die Spannung kann ansteigen.
Ist also für die CV-Ladung eher ungeeignet.
Heinz schrieb:> Ok, was wäre denn die Alternative ?
Regler mit Strombegrenzung und ohne Mindestlast verwenden.
Heinz schrieb:> Ich könnte mit einem fertigen Chip> bis 3,65V laden lassen und dann erstmal mit einem dicken Widerstand> konrolliert entladen bis 3,45V.
Unfug.
Wenn dann einen Regler vor die Schaltung.
oder den Spannunsgteiler am Ausgang so berechnen das die 10mA im
Ruhefall fließen. Ist üblicherweise so angedacht. Damit steht die Frage
nicht im Raum !
der andere Stephan schrieb:> oder den Spannunsgteiler am Ausgang so berechnen das die 10mA im> Ruhefall fließen. Ist üblicherweise so angedacht. Damit steht die Frage> nicht im Raum !
Der TE hat aber ja keine Ahnung was die Angabe bedeutet. Von daher ist
es schon ein Thema.
Aber auch nicht so tragisch weil der Akku ja weitergeladen wird und
Strom Aufnimmt. Bei 10mA (typisch < 4mA) dauert es viele (50+) Stunden
bis die Ladeschlussspannung erreicht wird.
Wenn ich ein Labornetzgerät mit Strombegrenzung habe würde ich das
verwenden.
Wenn es auf die Ladezeit nicht ankommt würde ich einfach ca. 1 Ohm nach
dem Spannungsregler (mit Mindestlast) vorsehen. Glühlampe wäre besser,
gibt's mit < 1V Betriebsspannung aber kaum. Dauert dann halt nen Tag
oder länger bis der Akku leidlich geladen ist. Als Max-Spannung besser
3.4V vorsehen.
Wenn es auf Effizienz nicht ankommt würde ich mit 12V + 10 Ohm
Hochlastwiderstand auf nen 3.3V Spannungsregler (mit Mindestlast) gehen.
Lädt dann mit ca. 0.6-0.8A.
Oder notfalls die Sicherheitsfunktionen (Strom-/Temperaturbegrenzung)
der Spannungsregler ausnutzen. Die ist aber eher für kurze Störungen und
nicht für den Dauerbetrieb gedacht...
naja die 10 mA stimmen ja auch nicht. TI redet von 5mA. Deshalb ist der
Spannungsteiler auch mit 240/2400 Ohm gebaut. Bei 10mA wären es 120/1200
Ohm.
Damit ist die Last schon gegeben. Der geht dann direkt von CC nach CV
über. So wie es Dein Netzteil dann auch macht. bei Dieser sChaltung
unten einen Einstellregler auf 3,5V*Zellenzahl und gut. Den Rs auf 0,5
oder 1 Ohm je nach dem was sein Trafo kann.
Stephan (der andere) schrieb:> naja die 10 mA stimmen ja auch nicht. TI redet von 5mA. Deshalb ist der> Spannungsteiler auch mit 240/2400 Ohm gebaut. Bei 10mA wären es 120/1200> Ohm.
bei mir stehen 3.5mA (typ.) und 10mA (max.).
Mit der Dimensionierung hauts schon grob hin. Es sind aber auch andere
Beispiele im Datenblatt mit größeren Widerständen. Da muss das richtige
genommen werden.
Stephan (der andere) schrieb:> wie kommst Du auf 50 Std ???
ganz einfach:
Der TE will bis 3.3V laden. Da ist der Akku etwa halb voll.
Ladeschlussspannung ist 3.6-3.65V.
Wenn die 3.3V erreicht sind fließt die Mindestlast (angenommen 10mA im
Worst-Case, sehr hochohmiger Spannungsteiler) in den Akku und lädt den
weiter auf. Der halb volle Akku verträgt aber noch geschätzte 500mAh bis
er voll ist. Also 50+ Stunden bis das Überladen des Akkus beginnt.
Stephan schrieb:> Also 50+ Stunden bis das Überladen des Akkus beginnt.
Welches Überladen? Ein Li-Akku nimmt keinen Strom mehr, wenn er voll
ist und fertig, solange man die Endspannung einhält.
Li mag es nicht, längere Zeit auf Endspannung gehalten zu werden, nimmt
aber keinen direkt meßbaren Schaden, wenn er mal ein paar Stunden zu
lange dran bleibt.
Manfred schrieb:> Stephan schrieb:>> Also 50+ Stunden bis das Überladen des Akkus beginnt.> Welches Überladen? Ein Li-Akku nimmt keinen Strom mehr, wenn er voll> ist und fertig, solange man die Endspannung einhält.
Das ist schon klar. Solange man die Endspannung einhält...
Der LM317 hat nun mal die Mindestlast von 10mA
(http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm317.pdf Seite 5). Der LM117 hat 5mA.
Wenn die Mindestlast fehlt dann steigt die Spannung über die vorgesehene
Endspannung an.
Im Worst Case sind die Spannungsteiler 240Ohm/xxx zu hochohmig. Und es
finden sich auch genug Beispiele im Netz mit deutlich höheren
Widerstandswerten.
Oder man vergisst die Mindestlast und verwendet höhere Werte weil die
grad da sind. Funktioniert ja augenscheinlich...
Dann, und nur dann wenn die Mindestlast fehlt steigt die Spannung nach
dem LM317 über die eingestellte Spannung an. Die Endspannung wird also
nicht mehr eingehalten. Der Akku wird dann mit einem Strom kleiner der
Mindestlast weitergeladen.
Für die 50+ Stunden-Schätzung bin ich davon ausgegangen, dass zwischen
den geplanten 3.3V und der Endspannung von 3.65V noch 500mAh Kapazität
liegen. Macht 500mAh/10mA = 50h.
also das ist wohl das Herangehen eines Akademikers. Ausrechnen,
zusammenbauen und ohne Nachmessen in Betrieb nehmen - schließlich hat
man ja alles genau berechnet ...
ich würde die Schaltung in etwa so modifizieren: einen Lastwiderstand
gleich nach dem Ausgang, eine Schottky-Diode (damit die Last bei
Akkubetrieb nicht diesen leersaugt) und danach einen deutlich
hochohmigeren Widerstandsteiler fürs Feedback. Sinnvoller Weise
realisiert man einen Teil des oberen Widerstandes als Trimmer, so hat
man etwas Einstellbereich nach oben und unten um die gewünschte Spannung
sicher zu treffen wenn man nicht in 0.1% Widerstände investieren will.
G. H. schrieb:> Gerade LiFePO4 sind beim Laden (fast) unkaputtbar; selbst einen normalen> LiIon Lader mit 4.2V Endspannung ertragen sie über -zig Zyklen ohne> Murren.
Wenn man so gutmütig ist, sich mit -zig Zyklen zu begnügen und auf viele
tausend Zyklen Lebensdauer zu verzichten. Ohne Murren heißt nicht ohne
Schäden.
Ich habe ja nicht gesagt, dass das ein erstrebenswerter Zustand ist.
Das geschah aus Unkenntnis und sollte nur darauf hinweisen, dass LiFePO4
- ganz im Gegensatz zu üblichen LiIon - nicht gleich in Flammen aufgeht
wenn beim Laden etwas nicht 100% passt.
Dass man bei vernünftiger Ladung deutlich mehr Zyklen gegenüber üblichen
LiIon bekommt ist noch ein Pluspunkt für diese Li-Chemie.
Hallo Heinz,
Der Thread ist zwar schon aelter aber vllt. nutzts ja noch jemand :-)
Ich lade gerade einen unbenutzten 12 Volt Pack LiFePo4 welche ich im
Keller an einer unuebersichtlichen Stelle vor gut 4 Jahren eingelagert
hatte. Mit leichtem Entsetzen hab ich dann festegestellt, das die
Spannung nur noch knapp 8 V betrug. Ich hab dann ein Labornetzteil
genommen, die Spannung auf erstmal 13,6 V eingestellt und den Strom auf
200mA begrenzt. Ist klar, das das Laden jetzt locker fast 2 Tage dauert,
aber das ist egal. Im Moment ist die Spannung bei 12,6 und arbeitet sich
langsam hoch. Der Lasttest kommt dann im Fruehjahr, wenn ich den Pack in
eines meiner Motorraeder baue.
Ralf schrieb:> und den Strom auf 200mA begrenzt.> die Spannung [..] arbeitet sich langsam hoch.
Und damit bist Du nicht mehr im Topic, Du lädst CC/CV - wie sich das
gehört.
CV heißt für mich, man legt Spannung drauf und liefert beliebig viel
Strom, soviel, wie der Akku von sich aus nimmt.
Da die LiFePO4-Blöcke im Kfz angeblich gut funktionieren sollen,
scheinen die sehr tolerant zu sein. Ist ja nicht ungewöhnlich, dass eine
Motorradlichtmaschine 15 Ampere liefert, die er direkt nach dem Anlassen
auch schlucken kann.
Ralf schrieb:> Im Moment ist die Spannung bei 12,6 und arbeitet sich langsam hoch.
Die Frage wäre eher, wie verteilen sich die Spannungen auf die
vermutlich 4 Zellen. Denn ein Balancer wird nicht drin sein.
Wenn jetzt 3 Zellen 4.2V haben und 1 0V...
ja, nur CV Ladung ist problemlos möglich.
Der Ri des Akkus begrenzt den Strom auf den zulässigen Bereich.
Wenn der Akku mit 4V angegeben is..stellst Du 4 V ein.hat er laut
Datenblatt 3c max Ladestrom, erreicht er diesen dann auch..
Würdest Du nur 3,65V nehmen erreicht er nicht den max. im Datenblatt
angegebenen LAdestrom
Wen hier wer was anderes erzählt redet er Unsinn und hat schlicht keine
Ahnung
kein gast schrieb:> Wen hier wer was anderes erzählt redet er Unsinn und hat schlicht keine> Ahnung
Kann den desinformierenden Idiotenbeitrag hier mal jemand löschen ?
Sonst steht das wohl vorsätzlich abgesonderte Lügenmärchen vom
Freitagstroll hier noch dauerhaft drin und führt zum Schaden beim Leser
und dessen Akkus.
