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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Spannung abziehen, um Li Ion Ladegerät für Li Fe Akkus zu nutzen


Autor: Bastian Niemann (schwapp)
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liebe Leute, ich bin neu hier + suche Rat.

Ich habe ein älteres, aber ziemlich intelligentes Reflex-Ladegerät 
Mercury C von Hölzl Elektronik.

Es kann aber auch Li Ion Akkus laden, max 5 Zellen in Serie.
Die werden mit dem CCCV (constant current - constant voltage) Verfahren 
geladen.

CCCV bedeutet: am Schluss, wenn der Strom sinkt, steigt die Ladespannung 
auf 4,2 Volt x einstellter Zellenzahl.

Die Akku-Ladung wird abgebrochen, wenn der Ladestrom unter 7% des Wertes 
des constant current Modus gefallen ist. So weit so gut.
Nun möcchte ich aber nicht Li Ion Akkus, sondern einen einzelnen

Li Fe Po Akku

laden, den es damals noch nicht gab. Dieser muss auch mit dem CCCV 
Verfahren geladen werden,
aber mit einer Ladeschlussspannung von 3.85 Volt anstelle von 4.2 Volt.

Gibt es eine GENAUE Möglichkeit (auf 20 mv genau), die Differenzspannung 
von 0.35 Volt
- bzw 4,2 + 0,35 = 4,55 Volt, wenn ich die Zellenzahl am Mercury Lader 
auf 2 einstelle -
mit einem einfachen Halbleiter-Maßnahmen abzuziehen?

Ich hatte schon an Schottky Dioden gedacht, bin mir aber nicht sicher, 
ob die Kennlinie STEIL genug ist - wenn der Strom auf 7% abgesunken ist, 
darf der Spannungsabfall eben nicht KLEINER als 0,35 Volt sein, sonst 
überlädt die Zelle und "raucht ab".

Weiss jemand Rat?

vielen Dank für Antworten, Schwapp

Autor: Frank B. (frankman)
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Also zur Kennlinie kann ich nur sagen, dass der LI-FE-PO-Akku sehr lange 
bei rund 3,3V liegt. Zum Ende der Ladung steigt dann die Spannung 
sprunghaft an. Ab 3,6V ist der Akku voll. Du kannst dann fast nichts 
mehr einladen. Also mein Tipp:

Nimm ein Ladegerät für Lithium-ION o.ä. und baue Dir eine Schaltung mit 
einem Komparator, mit der Du den Stromfluss bei einer Zellspannung von 
3,6-3,7Volt unterbrichts, dann bist du auf der sicheren Seite.
Die Abschaltspannung ist wesentlich unkritischer als bei Li-IOn. Also 
wirklich kein Problem, wenn du zwischen 3,6-3,7V bleibst.
Nur mehr als 4,5V sollte es auf keinen Fall werden, sonst macht es 
plötzlich ganz laut PLOPP  :-)  ( Selber getestet, mehr passiert aber 
auch nicht)

Autor: Bastian Niemann (schwapp)
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hallo Frank,
Danke für Deine SUPER schnelle Antwort!
- die schneller kam als ich meine Korrekturen durchbringen konnte.

Aber dann kann ich doch auch einfach zwei 0,2 Volt Schottky Dioden in 
Reihe schalten, das ist doch einfacher??

Ich wollte mir eine Ping-battery aus China besorgen, die haben einen 
Lader dabei, las aber woanders, dass es schon mal Probleme mit den 
Zellen geben könnte zu Anfang und dass es dann sinnvoll sein könnte, die 
einzelnen Zellen zu formieren - oder wie man es nennen will - durch 
EINZELBEHANDLUNG.

Gruß! Schwapp

Autor: Alexander Sewergin (agentbsik)
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Das Problem an einer Diode in Reihe mit dem Akku ist aber, dass das 
Ladegerät nicht mehr die Akkuspannung messen kann beim Laden und deshalb 
höchstwahrscheinlich die Ladung abbrechen wird.

Nimm, wie schon gesagt, einen Komperator, der dir bei erreichen der 
Ladeschlussspannung den Akku vom Lader trennt (z.B mit einem Relais 
etc.)

Gruß Alex

Autor: Bastian Niemann (schwapp)
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Hallo Alex,
danke für deinen Kommentar.
Ich glaube aber, das Ladegerät funktioniert anders.

Es ist einfach eine Konstantspannungsquelle mit Strombegrenzung.

Wenn der Strom sinkt unter den eingestellten Maximalstrom, dann steigt 
die Spannung bis zum vor eingestellten Spannungsmaximalwert.
Die Ladung wird abgebrochen, wenn 7% des eingestellten Maximalstroms 
unterschritten wird, das ist das Kriterium für die Abschaltung.

Das bedeutet: ich könnte mir auch ein einfaches Labornetzgerät nehmen, 
4,2 V Spannung einstellen, gleichzeitig eine Strombegrenzung einstellen, 
dann noch einen Schwellwertschalter zum Abschalten des Ganzen, wenn ein 
Strom von weniger als 7% fließt.
Da muss wirklich nur der Strom im Labornetzgerät gemessen werden, nicht 
die Spannung am Akku, die läuft hoch so wie es der Akku zulässt bis zum 
eingestellten Spannungsmaximalwert.

Ich möchte es halt einfach halten, mit den Schottky Dioden ginge das 
eventuell.

Gruß, Bastian

Autor: Alexander Sewergin (agentbsik)
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Probiere es einfach mal aus.

Normalerweise misst ein intelligentes Ladegerät beim Laden die 
Akkuspannung um zu erkennen ob:

-ein Akku angeschlossen ist
-der Akku, aus welchen Gründen auch immer, unerwartet abgetrennt wurde
-die Akkuspannung zu hoch oder zu niedrig ist ( bei Lipos und anderen 
Lixx Typen sehr wichtig)

Zumindest die Kontrolle, ob ein Akku angeschlossen wurde, fällt mit 
einer Diode in Reihe zum Akku durch.

Autor: Bastian Niemann (schwapp)
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okay Alex,
da hast Du sicher Recht!
Das wird so sein:
das Gerät prüft, ob ein Akku angschlossen ist,
ggf auch die anderen Punkte.
Ladungs-Abschaltkriterium ist aber nicht eine zu hohe Spannung an der 
Zelle, sondern ein Absinken des Stromes auf unter 7% des Maximalwertes.

Doch auch da kann ich das Gerät ggf. austricksen mit einer dritten, 
umgekehrt gepolten Schottky Diode parallel zu den ersten beiden.
Die Zelle hat dann bei einer solchen Prüfmessung scheinbar 0,2 Volt 
weniger auf der Brust - so als ob sie schon etwas entladen wäre?!

Mir geht es darum, das richtige Tool  - ohne große Neuanschaffungen - 
zur Verfügung zu haben, wenn es im Falle eines Falles notwendig sein 
sollte, eine Zelle EINZELN auf Vordermann zu bringen.
Ich hastte das Gerät schon einmal eingeschickt und die Programmierung 
modifizieren lassen (dazu müsste eine IC - außer Hauses - ausgelötet 
werden) für einen kleinen Obulus. Wenn ich das Umprogrammieren des 
Gerätes nochmals haben möchte, fürchte ich, springt mir der wirklich 
sehr geduldige Herr an die Gurgel.

Noch habe ich die LiFePo Akku, 36 V / 10 oder 15 AH, nicht in China 
bestellt, lese aber anderswo von diesen Problemen, dass man da schnell 
reagieren muss, um die Lieferanten mit einer genauen Diagnose zum Ersatz 
zu bewegen. So klappte das jedenfalls bei anderen Leuten.

Vielleicht bestelle ich mir für solche Test mal woanders eine einzelne 
LiFePo Zelle oder ich simuliere das mit 3 alten NiMH in Reihe.

Vielen Dank nochmals für Deine Hinweise!

Gruß Bastian

Autor: Bastian Niemann (schwapp)
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... von Elektor bekomme ich heute den Tipp, dass es jetzt einen fertigen 
IC gibt, den man entsprechend auch auf 3,85 Volt programmieren kann (max 
4  Strom, 4 Zellen):
4-A-Akkulader-Controller für eine oder mehrere Zellen

http://cds.linear.com/docs/Datasheet/4012f.pdf

Zitat "Figure 5 shows the external circuit for programming the
charger voltage when using the LTC4012. The voltage is
then governed by the following equation: "

Da ich gerne sowas bastele, würde ich letzlich das wohl machen, wenn es 
nicht anders geht.

Autor: Gast (Gast)
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Hallo

Du kannst doch bereits irgendwelche anderen Zellen mit diesem Verfahren 
laden.
Was spricht dagegen, eine der Zellen mit Dioden zu versehen und 
nachzumessen, wie der Ladevorgang mit den Dioden abläuft?
Ok, die Zelle wird dabei wohl nicht voll, aber um auszuschließen, daß 
eine der neuen Zellen 'plopp' macht, könnte der Test ausreichend sein.

Nur so ein Gedanke

Autor: Bastian Niemann (schwapp)
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ja, das werde ich testen.

Dann habe ich das Gerät mal geöffnet. Darin sind viele Trimmer. Habe den 
Hersteller gefragt, ob man die Spannung runtertrimmen kann.
Das wäre dann das Einfachste, sofern ich eine Antwort bekomme.

Autor: Bastian Niemann (schwapp)
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... der Hersteller meines Ladegerätes schrieb mir nun, dass das Abziehen 
von Spannung beim Laden mittels Schottky Diode funktionieren sollte...

Also ist meine Ausgangsfrage beantwortet.

Autor: Fahrenheit-145 (Gast)
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Aus der Praxis kann ich dir flüstern das A123-Zellen und auch baugleiche 
von Yuntong sogar mit dem LiPo-Programm ladbar sind sofern du nicht ans 
Limit mit 10A/Zelle herankommst.
Im LiIon-Programm kann garnichts mehr schief gehen.
Sie fallen zwar unter Last relativ schnell auf die 3,625V ab,aber das 
würden sie auch tun wenn du sie mit 3,85V laden würdest.

Zur Korrektur die Ladeendspannung beträgt bei LiFePo4 3,600-3,625V!!!
Entladegrenze 2,00V/Zelle
Gruß Peter

Autor: Peter Koller (akkumulator)
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Fahrenheit-145 schrieb:
> Aus der Praxis kann ich dir flüstern das A123-Zellen und auch baugleiche
> von Yuntong sogar mit dem LiPo-Programm ladbar sind sofern du nicht ans
> Limit mit 10A/Zelle herankommst.
> Im LiIon-Programm kann garnichts mehr schief gehen.
> Sie fallen zwar unter Last relativ schnell auf die 3,625V ab,aber das
> würden sie auch tun wenn du sie mit 3,85V laden würdest.
>
> Zur Korrektur die Ladeendspannung beträgt bei LiFePo4 3,600-3,625V!!!
> Entladegrenze 2,00V/Zelle
> Gruß Peter

Hallo Peter,

Du verschweigst bei Deinen Ausführungen zur Nutzung des LiIon-Programms, 
dass bei dieser Ladeschlussspannung (4,1V/Zelle)die nutzbare Zyklenzahl, 
sprich Lebensdauer der LiFePo4 -Zellen, drastisch abnimmt.
Der Hersteller der A123-Zellen weist auf seiner Page ausdrücklich darauf 
hin.

Im Modellbau laden wir die 2300er Zellen z.B. mit 10A CC/CV bei 3,65V 
Schlussspannung. Soll heissen, der Lader lädt mit z.B. 10A bis 3,65V, 
hält dann bei stetig abnehmendem Strom nur noch die Spannung konstant. 
Erreicht der Strom einen Wert der 1/10 o. 1/20stel (vorwählbar) des 
Anfangsstroms beträgt, wird die Ladung beendet. Im Prinzip also die 
gleiche Ladekennlinie wie bei Pb-Ladung, nur eben bei anderer 
Systemspannung.

Nachtrag: Selbst wenn die Zellen bis 4,2V geladen werden, fällt die 
Spannung nach Ladeschluss auch ohne Last, Ruckzuck wieder auf ~ 3,6V.

Grüsse Peter

Autor: Boris Bukowski (Gast)
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Hi,

da gibt es echt einfachere Möglichkeiten.
Wenn du 4S A123 laden willst, tut es ein 15V Laptop Netzteil oder das 
12V Pb Ladeprogramm.
Bei 3S gehts mit 1.5m 0.75mm² und einer Autobatterie + Shunt + 
Multimeter.
Bei 2s geht das 6v Pb Programm.
Ob dein Lader ein Pb Programm hat, weiß ich natuerlich nicht


10C laden stecken die Zellen ohne Probleme weg. Nur zu heiss duerfen sie 
nicht werden, dann gibts leichten Kapazitätsverlust.
Ich habe ein 3s 2300er A123 Pack 4* hintereinader mit 25A Startstrom 
direkt an einer Autobatterie  geladen und gleich anschließend in 5 
Minuten wieder leer gemacht. Die Zellen wurden extrem heiß. Nach dieser 
Aktion hatten die Zellen 50mAh weniger Kapazitaet. Am Innenwiederstand 
hat sich nichts geaendert. Die A123 Zellen sind nicht wirklich leicht zu 
töten :)

Boris

Autor: Bastian Niemann (schwapp)
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Hi Boris, Danke für diese weiteren Hinweise.
Du sagst also, das Bleiakkus auch mit dem CC CV Ladeverfahren geladen 
werden?
Mein Ladegerät "Mercury C" kann auch Blei-Akkus laden, 1- 6 Zellen, max. 
40 AH.
Da das Ladegerät allerdings ein Reflexladegerät ist, kann es sein, dass 
Bleiakkus im Reflexmodus geladen werden.
Ich weiss nicht, ob LiFePos das so gerne mögen,
ob das was bringt oder
ob das sogar stören könnte.
Gruß!

Autor: Boris Bukowski (Gast)
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die nächste Möglichkeit, ist einfach ein Labornetzteil anschaffen oder 
einen von den guenstigen China Ladern. Das  IMAX B6 gibt es schon ab 26€ 
in der Bucht.

Boris

Autor: Bastian Niemann (schwapp)
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LiPo s kann mein Lader auch, d.h. 4,1 Volt pro Zelle.
Ich bräuchte einen LiFE Po Lader, 3.65 Volt pro Zelle.
Der IMAX B6 ist ein LiPo Lader, nützt also nichts.

Autor: Boris Bukowski (Gast)
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Ebay: 170345363709

IMAX B6

Digital multifunction charger

Maximum charge power capacity : 250W (@ input voltage > 13.5V)
Charge current range : 0.05–10.0A
Discharge current range : 0.05–7.0A
Input voltage range : 10.0–18.0V DC
Maximum discharge power capacity : 20W
Maximum extern discharge power capacity : 170W @ 20V/7A
Current drain for balancing : <300mA
Balance accuracy : <10mV
LiPo/LiIo/LiFe : 1 – 6 series
NiCd/NiMH battery cell count : 1–17 series
Pb battery cell count : 1–12 series (2–24V)
Battery setup memories : 10
Intelligent temperature control : Yes
PC Connect : USB port
Weight : 350g
Dimensions (LxWxD) : 134x83x25mm

Autor: Boris Bukowski (Gast)
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Sorry, das war der Icharger 106B+

Der Imax B6 kann LiFe

Imax B6
Ebay: 130314918992

Boris

Autor: Dennis K. (scarfaceno1)
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Hi, erstmal sorry, dass ich diesen alten Thread hier nochmal ausgrabe, 
aber ich habe hier das IC LTC4012 gefunden und mir das Datenblatt mal 
angeschaut.
Das Teil kann alles was ich brauche und geradezu auf meine Anwendung 
zugeschnitten. Das Datenblatt zu finden war bei Alldatasheet auch nicht 
schwer, als ich es dann allerdings versucht habe zu beziehen, musste ich 
feststellen, dass es wohl mittlerweile nicht mehr im Programm ist. :-/
Oder bin ich zu doof ihn finden...

Irgendwas wird wohl zutreffen.
Könnte mir netterweise jemand sagen, wo ich das IC beziehen kann?
Oder mir evtl. einen Ersatztyp nennen?
vielen Dank schonmal..

scarfaceno1

Autor: BindochnurGast (Gast)
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zB bei HBE

http://hbe-shop.de/Batterie-AuthentifizierungBatte...


Farnell hat den also sicher auch, bei Digikey habe ich den LTC4012 grad 
ebenfalls gefunden

Autor: Dennis K. (scarfaceno1)
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Ok,
vielen Dank, da werde ich meine Augen wohl mal vom grauen Star befreien 
müssen...

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