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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Lithium-Ion Batterie


Autor: Gast (Gast)
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Hallo zusammen,
ich habe ein Problem und zwar ich möchte 16 Seriell geschaltete 
Lithium-Ion-Zellen Ballencieren. Z.B, wenn die zweite Zelle 4V ist und 
die 5te 3,5V dann soll die 2te. Zelle entladen werden und die 5te. 
geladen werden.
Normale Ballencing mache ich mit LTC6802.
Danke im Voraus.

: Verschoben durch Admin
Autor: MaWin (Gast)
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Einen Kondensator zyklisch reihum an alle Zellen legen, z.B. per 
Analogschaltern oder MOSFETs. Er lädt sich an vollen Zellen auf und 
entlädt sich an leeren Zellen und balanciert so in der Zeit das Pack 
aus.

Wenn man das nur zwischen 2 Zellen machen muss heisst der Chip LTC1043, 
davon kann man natürlich auch 15 nehmen.

Autor: Pink Shell (pinkshell)
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Die Idee ist ja nicht schlecht, aber der Chip ist ungeeignet. Bei einem 
Rds der Schalter von 240 Ohm dauert das ewig, bis ein paar Amperestunden 
ausgeglichen sind.

Oder meintest Du, du woillst die 15 Stück parallelschalten - das 
verringert den Rds ;-)

Autor: MaWin (Gast)
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> bis ein paar Amperestunden ausgeglichen sind.

Man will damit nicht eine leere Zelle aus einer vollen laden, sondern 
geringe Ladungsunterschiede transportieren.

Wie bei allen switched capacitor Sachen ist übrigens der 
Schalterwiderstand dabei egal, es gehen (leerer Kondensator in vollen 
Kondensator) immer 50% der Energie verloren.

Auch balancing-MOSFETs (nur zum Entladen) in solchen Controllern wie 
LTC6802 lassen nur geringe Ströme fliessen, kleinere als der Ladestrom, 
weil sie viel Zeit haben. Wurde der Akku heute nicht balanciert, dann 
eben morgen. So reicht das auch beim Schaltkondensator.

Autor: Anja (Gast)
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Geringere Widerstände ergeben sich mit einem MAX660 / LTC660

Autor: Gast (Gast)
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Danke euch,

also die idee, die ich habe ist die gleiche von MaWin und zwar einen 
Kondensator in reihe mit 15 MOSFETs zu schalten. Aber eigentlich mit 30 
MOSFETs oder, 15 rechts und 15 links. die MOSFETs soll ich als Schalter 
und Begrenzer nehmen. Die Spannung kann bis 64 V sein. welcher 
Kondensator soll ich nehmen, der wird ständich geladen und entladen.
Danke im Voraus

Autor: MaWin (Gast)
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Welchen Kondensator du nimmst, ist ziemlich egal, er sieht nur 4.3V, ich 
würde aber keinen Elko nehmen wegen der Lebensdauer. Die Schaltfrequenz 
passt du an die KApazität des Kondensators an, je kleeinr dessen 
Kapazitätswert, um so schneller musst du schlaten (und da jedes Schalten 
Verluste bedeuet, wird man es nicht zu hoch treiben).
Interessanter ist, welche MOSFETs 64V Ugs aushalten... Die Ansteuerung 
der MOSFETs wird also komplizierter.

Autor: Gast (Gast)
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Hallo MaWin,
es gibt diesen BTS555 die können 62 V aushalten, vieleicht finde ich was 
oder.

Gruß

Autor: Gast (Gast)
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BTS560 für 70V besser oder

Autor: MaWin (Gast)
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Das sind aber die völlig falschen MOSFETs als Analogschalter, das ist 
dir schon klar ? (Nein, offenbar nicht, es wird noch ein weiter weiter 
Weg sein bis zu deinem Balancer).

1. Es geht um die maximale Spannung zwischen Gate und Source, nicht 
zwischen Drain und Source.

2. Der MOSFET muss auch bei 2.8V einer entladenen Zelle einschalten 
können, das bringen diese Infineon-Teile mit eingebauter Elektronik und 
Spannungsregler nicht.

3. Nehmen wir an, du hast einen MOSFET gefunden, sagen wir mal IRF520, 
dann merkst du, dass man den MOSFET in Reihe mit dem Entladewiderstand 
problemlos zwischen die LiIon-Anschlüsse klemmen kann, aber man braucht 
für ihn eine Gate-Ansteuerspanung bezogen auf den - Pol der LiOn Zelle 
von 0V und 10V, und damit für jeden der 30 MOSFETs andere Spannungen:
0V/10V für den der untersten Zelle
4V/14V für den der 2. Zelle und den anderen Anschluss der unteren Zelle
8V/18V für den der 3-Zelle und den anderen Anschluss der 2. Zelle
usw. bis zum  der obersten Zelle
56V/66V und
60V/70V für den anderen Anschluss der obersten Zelle
und dabei fällt auf daß man die 70V gar nicht hat, zumindest nicht aus 
dem Akku, der Akku liefert nur 60V (bei angenommenem aktuellen 
Ladezustand von 4V/Zelle).

Dein Problem sind also die Ansteuerspannungen. Man kann noch mit ZD12 
Z-Dioden und hochohmigen Vorwiderständen die Spannung limitieren, wenn 
man 0V/80V als Versorgungsspannung irgendwoher hätte, wenn man langsam 
schaltet, doch diese stützen sich auf die Akkus ab, liefern also kleine 
Querströme die die Akkus belasten und unsymmetrisch laden/entladen, 
irgendwie das Gegenteil von dem was man mit Balancing wollte.

Eine Ansteuerung, dei sich nicht auf Akkus abstützt, ist schwieriger, am 
einfachsten gehen noch PhotoMOS-Relais, die erzeugen ihre 
Ansteurrspannung per Photozellen selber, potentialfrei, schalten aber 
auch nicht superschnell.

Es ist noch ein weiter Weg, bis du versteht, wie man einen Balancer 
baut....

Autor: Gast (Gast)
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Danke MaWin ersmal,
deine erklärungen sind eine Nummer zu groß für mich.
So ich weiß nicht wie ich die sachen lösen kann.
ich bin jetzt auch dabei einen µC zu suchen, mit dem muss ich zwei 
kaskadierte LTC6802-1 mit einer SPI Schnittstelle und der soll ein CAN 
und I2C (Temperatur Sensoren) Schnittstellen haben. Kannst du mir mal 
dabei helfen.

Autor: MaWin (Gast)
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Es gibt eine Reihe von uC. die SPI und CAN haben, von Atmel, von 
Infineon, von Renesas, nimm halt von dort eine, wo du die Programmierung 
schon kannst.

Autor: Gast (Gast)
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ich würde gerne ein Atmel µC nehmen, aber was ich meinte, wenn ein Golf 
reicht braucht man kein Mercedes. ich glaube du hast die Lust mit mir 
verloren :-(

Autor: volker-01 (Gast)
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Kann MaWin nur zustimmen.

habe selbstvor ein paar Monaten einen Balancer für 15x LiFePo mit 40Ah 
designed und werde nach meiner Abschlussarbeit damit auch wider weiter 
machen. Hatte damals leider noch keinen LTC6802 und musste somit auch 
sehr viel Arbeit in die Analogswitches mit Mosfets stecken. Raten kann 
ich dir dazu nur, wenn du sehr viel Erfahrung im Bereich 
Schaltungstechnik und Parasitäreffekte hast, ansonsten ist das 
vermutlich ein Unternehmen ohne Aussicht auf Abschluß.

Daher lieber wirklich die LTC6802 nutzen, auf die verlustärmere 
Umladetechnik verzichten und für etwaige, höhere Balancerströme, lieber 
wie in der Appnote zu sehen, die Balancer mit stärkeren Mosfets 
ausstatten.

Als Controller verwende ich einen LPC2119 von NXP. Zur Sicherheit deiner 
warscheinlich sonst noch reichlich vorhandenen Elektronik würde ich dir 
auf jeden Fall raten die Kaskadierten LTC6802 über eine galvanische 
Trennung mit deinem Mikrocontroller anzusteuern. Habe nämlich schon bei 
einem meiner Versuche mit dem LTC6802 den Fall gehabt, das mir 
ausversehen der Minuspol der untersten Zelle abgegangen ist und somit 
das Potential der LTC6802 nach oben geschnellt ist und mir den 
Controller sowie einiges anderes zerstört hat.


Waren immerhin 52V an der SPI eines LPC2119. Der hat nur ganz kurz dicke 
Backen gemacht und die Beinchen von sich gestreckt. RIP.


Gruß, Volker

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