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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik LiPo-Lader: Schaltung parallel zum Akku


Autor: Lasse S. (cowz) Benutzerseite
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Hallo,

ich möchte aus einer Spannungsquelle (Nabendynamo, also Stromquelle mit 
typ. 500mA) einen LiPo (Pollin LIS2106) laden.

Dies möchte ich mit einem Schaltregler machen, um die Verluste zu 
minimieren. Ich habe dazu zwei Kandidaten:

Einmal den MAX8903, der aber schwer verfügbar ist (ansonsten aber 
perfekt)

und einmal den LT1512. Zu diesem habe ich eine *Frage*:

Kann ich meine Restschaltung (µC, Display, SDC, ...) einfach parallel 
zum Akku hängen und während des Ladens laufen lassen? Dies ist im 
Datenblatt nicht ersichtlich.



und: Was unterscheidet den LT1512 dann von normalen Schaltreglern, die 
ich auf 4.1V einstellen könnte?

Gruß
Lasse

: Verschoben durch Admin
Autor: Theo G. (Gast)
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Hallo Lasse

1. Frage: Wieviel Zellen hängst Du denn seriell?

2. Frage: Dir ist bewusst, dass eine LiPo-Akku-Zelle eine relativ hohe 
Differenz zwischen dem Spannungszustand 'voll geladen' und 'leer 
entladen' hat - nur dass Du weder Überspannung, noch Spannungseinbrüche 
erlebst.

Aber da ich mal davon ausgehe, dass es sich allerhöchstwahrscheinlich 
bei Dir nur um einen 1s handelt, und Dir das bewusst ist, sind diese 
Fragen eher akademisch gemeint ;-)

3. Allg.: Der Unterschied zwischen einem Schaltregler und einem Lader 
für einen Akku besteht vor allem in der Strom-Überwachung.
Theoretisch könntest Du ja einen LiIon/LiPo-Akku auch mit einer 
konstanten DC-Spannung (z.B. Netzteil mit Strombegrenzung) laden  WENN
Du sicher stellst, dass die Ladung beendet wird, wenn im Const-V-Modus 
der Ladestrom einen bestimmten Schwellwert unterschreitet.
Dieser ist zellenspezifisch und steht im Datenblatt der Zelle; liegt so 
ungefähr ca. bei 1/10C, also bei (geschätzt) 65 mA bei Deinem Pack.

Lädst Du ein Pack immer weiter, sinkt ja auch der Strom immer weiter.
Wenn Du ein LiIon/LiPo-Pack im CV mit einem winzigem Ladestrom, der also 
deutlich unter dem Termination-Strom liegt, stundenlang weiterlädst, 
könntest Du genausogut gut auch mit 'nem Hammer auf Dein Pack hauen - 
tut diesem fast genauso gut.

Ein weiteres Feature, was manche Lader dann noch besitzen, ist zu 
wissen, wie lange eine Standardladung maximal dauert. Wird dieser 
Zeitraum deutlich überschritten, wird abgebrochen, da irgendwas im Aimer 
sein muss und ergo gestoppt wird.

Somit kannst Du Dir, denk' ich, Deine Antwort bezüglich Deiner 
Parallelschaltung anhand Deines Systems selbst beantworten:
Schmeisst Dein Generator genug Saft raus um Dein uC, Display usw. UND 
den Laderegler für den Akku mit ausreichend Strom zu versorgen, oder 
müsste damit gerechnet werden, dass Dein Akku lediglich an einem 
armseeligen Rinnsal hängt und entsprechend leidet?

(Die differierende Spannungslage, Versorgungsspannung und dazugehörige 
Schaltung unterstelle ich Dir anhand Deiner Homepage mal als für Dich 
'trivial' ;-)


Noch ein Hinweis:
Nabendynamos schmeissen selten schönen babypopoglatten Gleichstrom raus 
;-)
Stell sicher, dass die Spannung, vor allem die, die an den Zellen 
anliegt, möglichst rasiert-babypopoglatt ist.
Bereits leichte Schwankungen (0,05V) der Spannungen können die 
Schutzschaltung im Pack auslösen - je nachdem, wie die Spannungen 
spezifiziert sind.
Bei mehr als +/-10mV Schwankungen spreche ich persönlich nicht mehr von 
einer 'Restwelligkeit des Ladestroms' sondern von 'Dreck' ;-)

Ganz tödlich für die Zellen sind kurze Nadelstiche (Peaks), wie sie z.B. 
bei den FET-Schaltvorgängen vor allem bei Schaltwandlern (stichwort PWM) 
passieren können.
Oszi mit hoher Frequenz dran hängen, um dem nachzugehen, ob so ein Fall 
vorliegt (Laden UND Entladen! Beides ansehen!!)
Solche Peaks  übersteigen, wenn auch nur in us Bereich oder kürzer die 
zulässige Zellenspannung um ein Vielfaches und wirken wie ein 
dauerhaftes Mikromaschinengewehrfeuer auf den Seperator in Deiner Zelle 
- gerade LiPo ist da sehr empfindlich.


Grüsse

Branko

Autor: Sebastian R. (sebr)
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Schonmal den MAX1811 angeschaut?

Autor: BMK (Gast)
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Es gibt da noch die Lösung E wie einfach.

Dynamospannung gleichrichten, am besten mit 4 Schottky Dioden
in Brückenschaltung + fettem Ladekondensator.
Das liefert dann bis zu 500mA als Konstantstrom und passt
gut zum Laden des angegebenen Pollin-Akkus mit 3,7V

Jetzt noch eine parallele Spannungsbegrenzung auf 4,1V mit dem
TL431 und zwar mit Figure 12 im Datenblatt als High Current Shunt.
Die rd. 2 Watt Verlustleistung, die anfallen wenn der Akku
voll ist, lassen sich leicht abführen.

Autor: MaWin (Gast)
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> um die Verluste zu minimiern

Oje, Fahrradfahrer.

> Pollin LIS2106

Immer zielgenau ein Griff ins Klo. Akkupack ohne Schutzschaltung.

> Was unterscheidet den LT1512 dann von normalen Schaltreglern,

Er enthält jede Mange Kram den du nicht brauchst, und dafür nicht das 
was du brauchst.

Du hast bereits eine strombegrenzte Spannungsquelle die mit der Spannung 
so hoch geht, wie nötig.

Du brauchst also den ganzen Kram eines SEPIC-Reglers nicht, er bringt 
nur zusätzliche Verluste.

Schliess an deinen Dynamo einen Brückengleichrichter an, schliess an den 
den Lithium-Akku an, und sorge dafür, daß JEDE EINZELNE der beiden 
Zellen nicht mehr als 4.20V abbekommt, und 4.20 heisst 4.20 und nicht 
4.25 oder 4.30. Du brauchst also einen Vergleich der ncht schlchter als 
1% ist.

Es gibt 3 Möglichkeiten, deinen Akku nicht zu überladen:
Du kannst jede Zelle auf 4.2 begrenzen, in dem du bei Erreichen von 4.2V 
den Strom "drumrum" leitest mit einem Shunt-Regler.
Das hat erstens den Vorteil, daß die noch nicht volle Zelle auch noch 
Ladestrom abbekommt, und deine Spannung bei 8.4V bleibt, zum Betrieb der 
dahinterliegenden Geräte.

Du kannst auch bei Erreichen von 4.2V der einen ODER der anderen Zelle 
die Stromzufuhr aus dem Dynamo abklemmen. Da gibt es wieder 2 
Möglichkeiten: Du kannst die Verbindung zum Dynamo kappen, dann läuft 
der im Leerlauf mit recht hoher Leerlaufspannung, dein Transistor muss 
diese also aushalten. Mit etwas Pech enthält dein Dynamo aber eine 
Z-Diode um so hohe Spannungen zu begrenzen, dann hast du einen 
Belasteten Dynamo.

Daher kann es besser sein, den Dynamo kurzzuschliessen, damit entstehen 
auch keine höheren Verluste (denn bei quasi 0 Spannung ist egal wenn 
Strom fliesst, die Leistung bleibt bei 0). Dummerweise erzeugt er 
Wechselstrom, und man sollte schon vor dem Brückengleichrichter 
kurzschliessen.

Da du 2 Zellen überwachen willst, bietet sich ein Si9730 oder 
vergleichbar an. Dessen Steuerausgang 8 bedient allerdings einen MOSFET, 
der den Dynamo kurzschliesst oder abklemmt.

Autor: Theo G. (Gast)
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Wenn man einen LiIon/LiPo Akku lediglich bis zu seiner maximalen 
Spannungsgrenze lädt,
und dann den Ladevorgang abbricht,
sprich lediglich den CC-Teil der Ladung realisiert und auf den CV-Teil 
verzichtet,
hat man zwar den Vorteil einer wesentlich einfacheren und 
kostengünstigeren Ladeschaltung,
verzichtet aber auf ca. 25%..35% der Kapazität des Akkus.

Das kann man machen. Da spricht technisch erstmal nix dagegen.
Es sollte einem aber bewusst sein,
dass man den Akku dann aber eben nicht voll lädt.

Demnach muss man dann also einen
anderen Kapazitätswert zur Auslegung des Systems berücksichtigen
und damit leben, dass man unnützes Volumen, Gewicht und Geld
für eine Zelle mitschleppt, die man so gar nicht gebraucht hätte,
wenn man ein wenig mehr Gehirnschmalz und ein paar wenige Euro 
zusätzlich in eine intelligente, qualitative Elektronik reingesteckt 
hätte.



LiIon- & LiPo-Akku-Zellen werden mittels sogenanntem CC/CV-Charging 
geladen.
Das heisst, der Ladevorgang unterteilt sich in zwei Abschnitte:

1. CC steht für Constant Current.
Eine Strombegrenzung sorgt dafür, dass kein zu grosser Strom in die 
Zellen fliesst und diese zu sehr erwärmt und schädigt, während die 
Spannung sich der maximalen Zellenspannung annhähert;
die im übrigen nicht immer bei 4,20 V liegen muss.
Diese ist von der eigentlichen, genauen Zellenchemie abhängig.
Lithium-Ionen bzw. Lithium-Polymer bezeichnen lediglich Familien.
Lithium-Cobalt oder Lithium-Mangan z.B. sind wiederum nur Unterfamilien 
- quasi jede Zelle hat ihre ureigenste Chemie, die es zu berücksichtigen 
gilt.
Es gibt Zellen die lt. DATENBLATT z.B. nur bis 4,10V geladen werden 
dürfen, andere können sogar bis 4,35V geladen werden.

Faustregel:
Eine Unterschreitung der maximalen Ladespannung um 0,1V bringt ca. 10% 
mehr Lebenserwartung, kostet aber ca. 10% Kapazität.
Eine Überschreitung der maximalen Ladespannung um 0,1V bringt ca. 10% 
mehr Kapazität, reduziert die Lebenserwartung aber um ca. 90%.

2. CV steht für Constant Voltage.
Die Spanung wird konstant gehalten und der Strom fällt über die Zeit 
asymptotisch ab; nähert sich 0A - Erreicht diese aber nie!

Irgendwann ist der Strom unter einen bestimmten Schwellwert gesunken 
(DATENBLATT der Zelle!)
- wie ich bereits oben schrieb, liegt dieser so ca. bei 1/10 der 
Kapazität der Zelle. Also bei einem 1Ah-Akku bei 100mA.

Unterschreitet der Ladestrom diesen Wert, ist das pures Gift für jeden 
LiIon-/LiPo-Akku!

Ein 1Ah Akku, der z.B. mal das ganze Wochenende über an einem 
Dauerladestrom von 3..5mA dranhängen bleibt, ist sicherlich am Montag 
morgen bei 100% seiner Kapazität geladen.
Nur beträgt diese dann eben nicht mehr 1000mAh,
sondern vielleicht nur noch so 137mAh oder weniger.
Der Akku also ist im A.imer!

Daher muss ein anständiger Lader den Ladestrom messen und bei 
Unterschreitung des voreingestellten Schwellwertes das Laden dann 
entsprechend beenden.

Autor: Theo G. (Gast)
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An Alle, die sich besser mit Akkus auskennen möchten, ein uneigenütziger 
Buch-Tipp:

http://www.amazon.de/Moderne-Akkumulatoren-richtig...

Autor: Michael X. (Firma: vyuxc) (der-michl)
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MaWin schrieb:


> Daher kann es besser sein, den Dynamo kurzzuschliessen, damit entstehen
> auch keine höheren Verluste (denn bei quasi 0 Spannung ist egal wenn
> Strom fliesst, die Leistung bleibt bei 0). Dummerweise erzeugt er
> Wechselstrom, und man sollte schon vor dem Brückengleichrichter
> kurzschliessen.

Du vergißt den Innenwiderstand des Nabendynamos. Und aus eigener 
Erfahrung kann ich dir sagen daß ein kurzgeschlossener NaDy be§chi§§en 
läuft. Lieber eine Supressordiode die bei 24V abklemmt.

Autor: Lasse S. (cowz) Benutzerseite
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Hi,

wow, vielen Dank erstmal für die rege Beteiligung!+

Leider kann ich nicht wirklich viele Lösungsansätze daraus ziehen.


Die einfachste Lösung des ganzen scheint zu sein:
5W-Z-Diode um die überschüssige Ladung zu verbraten, dann einen normalen 
LiPo-Lader, der Anschlüsse für den Akku und für die Schaltung hat und 
intelligent umschaltet (oder noch einfacher nen MAX1551).


Da dabei aber die ganze Zeit sinnlos Leistung verbraten wird, wollte ich 
das eigentlich vermeiden. Daher fällt auch die Lösung mit dem TL431 aus, 
das ist ja prinzipiell das selbe.


Daher wollte ich auf einen Schaltregler ausweichen und die Spannung erst 
im höheren Bereich begrenzen (also etwa eine Supressordiode, oder eine 
Z-Diode für 24V o.ä.).

Ist dieses Konzept generell weg zu werfen, weil LiPos das nicht 
aushalten, lange und ungewiss geladen zu werden (nur während des 
Fahrens, Pausen an Ampeln, ...)... Sollte ich lieber auf eine andere 
Akkutechnologie zurückgreifen? (Letztes mal bei der Frage wurde mir zu 
Lipos geraten...)

Goldcaps etc. reichen definitiv nicht aus, da das Gerät auch stundenlang 
ohne Anschluss ans Dynamo laufen soll.


Unsichere Grüße
Lasse

Autor: Theo G. (Gast)
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Lasse,

Du hast doch Erfahrung mit uC und hast ohnehin einen drauf.
Einen Schaltkreis (notfalls mit zusätzlichem uC),
der Dir mittels des onboard PWM, eines FETs, einer Spule, eines Shunts 
und eines Spannungsteilers einen CCCV-Laderregler mit intelligentem 
Powermanagement realisiert, sollte für Dich doch möglich sein. :-)

Ansonsten schau nochmal bei div Halbleiterherstellern.
Laderegler ICs für LiIon-/LiPo-Akkus gibt's fast wie Sand am Meer.

Grüsse

Branko

Autor: Lasse S. (cowz) Benutzerseite
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Hi,

ja, dass es Laderegler gibt, weiß ich :)

Ich hatte im Eingangspost ja auch schon meine nähere Auswahl 
dargestellt.

Eigentlich war meine Frage nur, ob ich beim LT1512 die Last (inkl. 
eigenem Spannungsregler) direkt an den Akku hängen kann, oder ob das die 
Ladecharakteristik versaut.

Ich frage deswegen, weil das bei einigen Ladereglern laut Datenblatt 
möglich ist (MAX1555), andere haben einen eigenen SYS-Ausgang, bei 
anderen (LT1512) steht diesbzgl. gar nichts.


Durch die Wahl eines SEPIC-Wandler habe ich die Hoffnung auch bei 
langsamer Fahrt den Akku zu unterstützen und somit die Laufzeit zu 
verlängern.

Gruß
Lasse

Autor: avion23 (Gast)
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MaWin schrieb:
>> Pollin LIS2106
>
> Immer zielgenau ein Griff ins Klo. Akkupack ohne Schutzschaltung.

Der Akku hat eine Schutzschaltung. Befindet sich links unter der 
Verklebung.
http://www.pollin.de/shop/dt/MjA1OTI3OTk-/Stromver...

Autor: MaWin (Gast)
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Wie funktioniert die, da offensichtlich beide Akkuzellen getrennt 
rausgeführt sind (2 rote, 2 schwarze Leitungen, keine Angabe zu 
Parallelschaltung oder Serienschaltung) ?

Ist da pro Zelle je ein Protection-IC drin ?

Dann kann man die Zellen nicht parallel verwenden.

Autor: Lasse S. (cowz) Benutzerseite
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Das ist doch überhaupt nicht Thema meiner Frage ;)

Gruß
Lasse

Autor: Theo G. (Gast)
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> Eigentlich war meine Frage nur, ob ich beim LT1512 die Last (inkl.
> eigenem Spannungsregler) direkt an den Akku hängen kann, oder ob das die
> Ladecharakteristik versaut.
>


Ah. Sorry. Dann habe ich Deine Frage erst JETZT richtig verstanden.

Ich sach mal so:
Deine Ladecharakteristik wird's nicht versauen.

Die Frage ist nur, lässt der niederohmige Akku dem doch relativ 
hochohmigen Schaltkreis genügend Strom zum funktionieren?

LiIon-/LiPo-Zellen haben ziemlich niedrige Innenwiderstände (so nen paar 
hundert Milliöhmchem irgendsowas rum).
Ein leerer LiIon-/LiPo-Akku stellt für nen Laderregler demnach beinahe 
einen Kurzschluss dar -> entsprechend die Strombegrenzung im CC-Modus.

Dein Schaltkreis um uC, Display usw. wird vermutlich mit einem 
Ersatzwiderstand von irgendwas von 50R..100R  repräsentiert.
Also jedenfalls mit einen Widerstandswert, der ums zighundertfache 
grösser als der der Zellen ist.



Im Datenblatt des LT1512 in Fig.6 auf der letzten Seite aber auch 
aufgezeigt, dass hier eine Trennung zwischen System-Power und Charger 
vorgenommen wird - letzlich mittels einer Diode.

Autor: avion23 (Gast)
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MaWin schrieb:
> Wie funktioniert die, da offensichtlich beide Akkuzellen getrennt
> rausgeführt sind (2 rote, 2 schwarze Leitungen, keine Angabe zu
> Parallelschaltung oder Serienschaltung) ?

<offtopic
Die Anschlüsse sind nicht getrennt ausgeführt. Rot + Rot, Schwarz + 
Schwarz sind jeweils parallel geschaltet. Ich habe die Zellen gerade 
nicht vor mir liegen, kann also nichts zu 2s oder 2p sagen. Ich meine es 
wäre 2s gewesen. Die Zellen von pollin sind aber auch schon "gut 
abgelagert". Ich versuche mich dieses WE dran zu erinnern die Spannung 
zu messen.
</offtopic>

@Lasse
Ich habe den thread nur überflogen. Wo ist bei dem LT1512 denn der MPPT 
integriert? Eine Konstantstromquelle möchtest du bei möglichst hoher 
Spannung betreiben. Wieso sollte die Spannung unter Vollast wieder 
ansteigen?

Autor: Theo G. (Gast)
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> Ist da pro Zelle je ein Protection-IC drin ?
>
> Dann kann man die Zellen nicht parallel verwenden.

Doch. Kann man.
Es ist nicht elegant, technisch unsauber und vor allem teuer, eine 
Schutzschaltung pro parallgeschalteter Zelle zu nehmen
- aber technisch machbar.

Man sollte nur darauf achten, dass die Zellen entweder immer schön 
balanziert sind, also gleichen Ladezustand (gleiche Leerlaufspannung) 
haben, oder es eine entsprechende Strombegrenzung gibt, wenn sie dann 
direkt parallelgeschaltet werden,
da sonst der Ausgleichstrom (volle Zelle lädt leere) die 
Überstromsschwelle der Schutzschaltung auslöst und es zu Unschönheiten 
kommen kann.

Wenn die beiden Zellen des Packs also nicht unabhängig voneinander 
betrieben werden sollen,
am besten beide Zellen auf möglichst dasselbe Niveau (Leerlaufspannung) 
bringen (am besten einfach einzeln Laden (oder mit Widerstand verbinden 
und warten))
und dann nur noch parallel betreiben.


Was sch...stuss ist, sind seriell geschaltete Zellen mit einzelnen, 
unabhängigen Schutzschaltungen.
Springt eine von denen an, bleibt in der Regel entweder nur die manuelle 
Betankung und Reaktivierung der einzelnen Abschnitte nach vorheriger 
Freilegung des Patienten aus seiner Verpackung,
oder am besten - meine Empfehlung - gleich der Gang zum Mülleimer ;-]

Autor: Theo G. (Gast)
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avion23 schrieb:

> <offtopic
> Die Anschlüsse sind nicht getrennt ausgeführt. Rot + Rot, Schwarz +
> Schwarz sind jeweils parallel geschaltet. Ich habe die Zellen gerade
> nicht vor mir liegen, kann also nichts zu 2s oder 2p sagen. Ich meine es
> wäre 2s gewesen. Die Zellen von pollin sind aber auch schon "gut
> abgelagert". Ich versuche mich dieses WE dran zu erinnern die Spannung
> zu messen.
> </offtopic>

Der Pack ist mit V_Nenn = 3,7V angegeben.
Es wird sich mit 99,9999%iger Sicherheit um einen 1s2p handeln ;-)

Autor: Lasse S. (cowz) Benutzerseite
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Hallo,

ich weiß nicht, ob der LT1512 überhaupt einen MPPT hat, geschweige denn, 
ob ich sowas überhaupt brauche. Ein SON ist darauf ausgelegt bei 
Auslastung 6V und 500mA zu haben.

Zu der Figure 6: Stimmt, ist mir gar nicht aufgefallen, dass da was von 
System Power steht. Wenn ich das jetzt aber richtig erkenne, wird da das 
System nur versorgt, wenn was aus dem Wall Adapter kommt. Eine 
Rückspeisung aus der Batterie ist da ja nicht vorgesehen (oder?).


Ich frage mich nur, wie der Lade-IC ein Absenken des Ladestromes 
feststellen soll, wenn meine Schaltung permanent Strom zieht...

Gruß,
Lasse

PS: Der LiPo von Pollin ist nur zum Testen, wenn der nicht läuft, kauf 
ich mir halt ne neue Zelle, also alles halb so wild und unwichtig :D

Autor: Theo G. (Gast)
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Lasse S. schrieb:

>
> Daher wollte ich auf einen Schaltregler ausweichen und die Spannung erst
> im höheren Bereich begrenzen (also etwa eine Supressordiode, oder eine
> Z-Diode für 24V o.ä.).
>
> Ist dieses Konzept generell weg zu werfen, weil LiPos das nicht
> aushalten, lange und ungewiss geladen zu werden (nur während des
> Fahrens, Pausen an Ampeln, ...)... Sollte ich lieber auf eine andere
> Akkutechnologie zurückgreifen? (Letztes mal bei der Frage wurde mir zu
> Lipos geraten...)
>
> Goldcaps etc. reichen definitiv nicht aus, da das Gerät auch stundenlang
> ohne Anschluss ans Dynamo laufen soll.
>


Die Akku-Wahl würde ich zunächst mal nicht in Frage stellen.
Mit LiPo hast Du Dich für System mit der höchsten Energedichte bei 
geringstem Volumen und Gewicht und einem relativ einfach zu 
realisierendem Laderegler entschieden.

Mit NiMH hättest Du deutlich schwerere Zellen an Board, der Laderegler 
dazu ist alles andere als trivial und eine nicht abgeschaltete 
Dauerladung vertragen die Bengels auch nicht; neben weiteren 
Unannehmlichkeiten, wie Memoryeffekt.

Okay, was Du Dir vielleicht nochmal anschauen könntest wären Lithium 
Eisen Phosphat (LiFePO4) Zellen.
Die sind etwas schwerer und volumiger bei gleicher C wie LiIon/LiPo,
und Du kriegst leicht niedrigere Spannungslagen rein.
Diese haben aber den Vorteil, dass sie etwas weniger empfindlich sind, 
und Du sie auch mit sehr hohen Strömen laden kannst.
Sprich, wenn Du mit voller Suppe den Simplon-Pass runterheizt, könnteste 
den Dampf aus Deinem Nabendynamo schön in Ladstrom umsetzen - 
vorrausgestzt, Du hättest nen Laderegler on board, der 20A kann ;-)


Prinzipiell kannst Du Dir ja überlegen, kurzzeitig hohe Leitungsspitzen 
in Goldcaps aufzufangen, und sie von dort dem Lader des LiPo-Akku zu 
zuführen.

Du könntest Dir auch überlegen mit zwei Schaltwandlern für die 
verschiedenenen Spannungslagen zu fahren.
(....)

Die Frage ist aber letzlich doch:
Wo verzichtest Du auf Wirkungsgrad und sparst stattdessen Bauteile, 
Gewicht und Kosten?

Es macht ja keinen Sinn, kein Gramm umgesetztes Muskelschmalz als 
Entropie ins Universum verlieren zu wollen, und dafür aber ne 3kg 
Maschine am Bike hängen zu haben - logisch.

Die möglichen Lastfälle - Stadt, Land, Berge, Flachland, Kurz-/ 
Langstrecke, schnell, langsam, kurze Wechsel zwischen Laden/Entladen 
oder lange Perioden...
sind ja ganz genau die Rahmenparameter, um deren Abschätzung es letzlich 
beim Engineering Deines Systems geht, um sehen zu können, für welche 
Fälle muss welches System wie dimensioniert sein.

Die Aufgabe das abzuschätzen,
und das System entsprechend auszulegen,
wird an Dir hängen bleiben ;-)

Dazu kann ich Dir nur den Tipp geben, den Dir jeder erfahrene Ingenieur 
und Dir auch jeder Deiner Profs im Laufe Deines Studiums geben wird:
Versuch macht kluch ;-)

Es gibt nicht DIE allgemeingültige Patentlösung für Alles.

Wenn Du das richtig akademisch angehen willst,
also nen richtig smartes System anstrebst,
musst Du ernsthaftes Engineering konsequent betreiben:
Mach Dir am besten eine Skizze, welche Möglichkeiten es gibt, Energie in 
Dein System reinzukriegen (z.B. vielleicht sogar auch nen kleines 
Solarpanel).
Zeichne Dir weiterhin auf, welches Deine Energiespeicher sind, und 
welche für welche Aufgaben taugen (LiPo & GoldCaps z.B.)
Setz Verknüpfungsglieder rein (Schalter, Lader, Schaltwandler, Dioden 
usw.)
Und stell Bedingugen auf, wann Du welches am sinnvollsten für was nutzt 
und wie das ganze von Deinem uC verknüpfen lässt.

Ferner brauchst Du natürlich Messreihen, die Dir die tatsächlichen 
Profile über Deine Fahrt mitloggen, damit Du beim nächsten mal das 
System optimieren kannst...."Dat muss grösser, das reicht auch viel 
kleiner, das kann ganz wech...." usw.

Oder
Du triffst die Entscheidung, es möglichst simpel zu realisieren, und 
schaust einfach, wie weit Du kommst.

Vielleicht reichts ja, mit einem simplen Ladeschaltkreis
die Zellen nur bis zu ihrer max. Ladespannung zu laden, und auf die 
restliche Kapazität zu verzichten.
Ich mein, soooo gross ist das Pack ja nun auch wieder nicht, als dass 
wir hier um Kilos von sinnloser Kapazität reden würden.

Ich habe ja nicht gesagt, dass das nicht geht. Im Gegenteil.
Nicht, dass Du mich falsch verstehst.
Ich schreibe hier nur, was man beachten sollte, wenn das Pack möglichst 
lange am Leben bleiben soll, und man es von seiner Kapazität her 
bestmöglichst ausreizen will und man einen bestmöglichen Wirkungsgrad 
erreichen will.
Das heisst aber nicht, dass das der einzige zwingend vorgeschrieben Weg 
ist :-)

Ich sagte nur, dass es ungünstig ist, einfach mittels einer 
'Bang-Bang'-Schaltung den Akku mehr oder weniger kontrolliert 
vollzuknallen - nicht, dass man da generell die Finger von lassen soll.
Und wenn Du z.B. auch sagst, mir reichts, wenn das Pack eine Fahrt im 
Sommer mitmacht, danach schmeiss ich's weg und pack nen Neues rein,
dann 'darfst' Du durchaus auch quälende Dinge mit dem Pack anstellen - 
in gewissem Rahmen, versteht sich.


Die erste Variante hat auf jeden Fall zwei Garantien:
1. Viele Erkenntnisse & 2. Viel Aufwand
Die zweite Variante macht deutlich weniger Aufwand und kann durchaus 
auch von Erfolg gekrönt sein.
Für beide gibts aber keine Garantie,
dass auf Anhieb was Brauchbares bei rauskommt.



Es gibt halt nur ein, zwei Punkte, die einen LiPo-Akku in Nullkommanix 
dem Recyclingkreislauf zurückführen, und ich meinte halt nur, dass es 
gut sei, es hier mal erwähnt zu haben.

Autor: Lasse S. (cowz) Benutzerseite
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Hi,

danke für eure - teils sehr langen :) - Antworten!

Ich bin der Meinung, dass der Einsatz eines LadeICs wie dem LT1512 doch 
eine Variante ist, die den Akku schonen sollte, oder?

Was ist daran denn schlecht für den Akku? Bzw. wie soll man das besser 
machen, als mit einem fertigen LiPo-Lader?

Und, meine Frage bleibt weiterhin: Wie schließe ich da wo meine 
Schaltung an, damit während der Fahrt der Strom vom Nabendynamo die 
Schaltung versorgt und den Akku lädt und während der Pausen der Strom 
vom Akku kommt?


Gruß
Lasse

Autor: Theo G. (Gast)
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Lasse S. schrieb:

> Ich bin der Meinung, dass der Einsatz eines LadeICs wie dem LT1512 doch
> eine Variante ist, die den Akku schonen sollte, oder?
>
> Was ist daran denn schlecht für den Akku? Bzw. wie soll man das besser
> machen, als mit einem fertigen LiPo-Lader?

Sicher. Klar.
Nur Deine ursprüngliche Frage lautete ja, wo denn der Unterschied 
zwischen einem normalen Schaltwandler und einem Laderegler (generell) 
liegt.
Und da hier auch Vorschläge gepostet wurden, einfach bis 4,2V zu laden 
und dann "fertig zu haben", dachte ich, ich erläutere das mal ein wenig 
im Detail.


> Und, meine Frage bleibt weiterhin: Wie schließe ich da wo meine
> Schaltung an, damit während der Fahrt der Strom vom Nabendynamo die
> Schaltung versorgt und den Akku lädt und während der Pausen der Strom
> vom Akku kommt?

Du könntest das analog lösen.... aber ich würde Dir einfach raten, nutz 
doch die Infrastuktur, die Du drauf hast, den uC.

Einmal nen Schalter (z.B. Relais) vor die Batterie klemmen, um die 
Batterie wahlweise an den Lader oder den Lastschaltkreis dran zu hängen.

Den Laderegler kannste mittles Deines uC auch ein- und ausschalten, um 
Saft zu sparen - evtl. brauchst Du das aber gar nicht nicht mal 
unbedingt. Sondern es könnte schon reichen ihn stumpf einfach 
abzuklemmen (Schalter oben links) und ihm einfach den Saft zu entziehen.
Musst Du Dir aber nochmal im Detail genauer anschauen.
Einige Leistungsschaltkreise haben manchmal Anlaufschwierigkeiten,
wenn man sie einfach nur ab- und anklemmt, und wollen kontrolliert 
abgeschaltet und dann abgeklemmt und umgekehrt erst angeklemmt und dann 
eingeschaltet werden. (Datasheet und AN ansehen)

Zu überlegen wären dann noch entsprechend ein oder zwei Shuntwiderstände 
vorzusehen, die Deinem uC sagen, ob vom Nabendynamo ausreichend Strom 
bei ausreichender Spannungslage kommt, damit sein Programm dann 
entsprechende Entscheidungskriterien hat, was er wann abklemmen bzw. 
umklemmen soll bzw. andere Entscheidungskriterien überlegen und ent. 
einbauen.

Autor: Theo G. (Gast)
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-----------------------
Korrektur zur Skizze:
Der Schalter oben links sollte latürnich VOR dem Eingangskondensator 
sitzen, also ein Bauteil weiter links, und nicht so ungünstig wie wo er 
jetzt eingezeichnet ist.

Autor: mr. twister (Gast)
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Hallo,
schau doch mal im Netz, da gibt es einige "fertige" Schaltungen zu dem 
Thema.

Hier mal ein Test von Nabendynamo Ladern...
http://fahrradzukunft.de/11/nabendynamo-lade-adapter/

Ich bin mir über die Qualität der Ladung beim Forumslader nicht so 
sicher aber das ist vielleicht mal ein Ansatz?

Autor: avion23 (Gast)
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Lasse S. schrieb:
> Ich bin der Meinung, dass der Einsatz eines LadeICs wie dem LT1512 doch
> eine Variante ist, die den Akku schonen sollte, oder?
>
> Was ist daran denn schlecht für den Akku? Bzw. wie soll man das besser
> machen, als mit einem fertigen LiPo-Lader?

Was heißt schonen? Oder besser in dem Zusammenhang?

Kurzes Wikipedia lesen oder andere Quellen ergeben, dass es für li-ion 
nur ein Ladeverfahren gibt: CC CV. D.h. erst strombegrenzt mit < ~0,5C 
und anschließend die 4,2V halten. Entweder man hält das ein, oder nicht. 
Wenn man es einhält ist alles gut und die Akkus halten gleich lange. 
Wenn man es nicht einhält entweicht u.U. der magische Rauch und die 
Akkus funktionieren ohne Rauch nicht mehr!

Autor: Lasse S. (cowz) Benutzerseite
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Hi,

Die Schaltungen, die ich mir angeguckt habe:
- Forumslader: Linear, für NiMh
- ct-Lader: Switched, aber auch für NiMh

Trotz alledem bleibt meine Frage vom Anfang bestehen und ungelöst, 
solange ich nicht was überlesen habe:

*Kann ich beim LT1512 meine Schaltung direkt an den Akku hängen? Oder 
kann der IC das nicht?*

Bisher hat mir ja noch niemand wirklich darauf geantwortet, oder hab ich 
das überlesen? :)

Sollte das nicht einfach so gehen, wäre meine Idee wie im Anhang 
beschrieben.


Aber wenn wir schon beim Thema "Wie lade ich meinen LiPo" sind, kann ich 
den ohne Probleme dauerhaft auf 4.2V/4.1V halten? Oder nimmt der dadurch 
Schaden?

Gruß
Lasse

Autor: Theo G. (Gast)
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>
> *Kann ich beim LT1512 meine Schaltung direkt an den Akku hängen? Oder
> kann der IC das nicht?*
>
> Bisher hat mir ja noch niemand wirklich darauf geantwortet, oder hab ich
> das überlesen? :)
>

Wenn's nicht zu anstrengend gewesen sein sollte, sooooooo viel Text 
lesen zu müssen,
stellt sich mir nur die Frage, ob ich's verständlich rübergebracht habe.



> Aber wenn wir schon beim Thema "Wie lade ich meinen LiPo" sind, kann ich
> den ohne Probleme dauerhaft auf 4.2V/4.1V halten? Oder nimmt der dadurch
> Schaden?

THEORETISCH kannst Du eine Spannung halten, ohne dass ein Strom fliesst.
PRAKTISCH fliesst aber immer ein Strom - und wenn er noch so winzig ist.

seufz
Okay.  Ich sehe schon,
Du wirst mit dieser Aussage,
und meinen Erklärungen in meinen Posts vom
14.07.2010 23:11 und  15.07.2010 09:47
die Transferleistung nicht selbst erbringen,
und Dir die Frage nicht selbst beantworten können/wollen.
Obwohl ich eigentlich der Meinung bin, die Antwort hättest Du Dir selbst 
geben können, wenn Du gelesen und verstanden hättest, was ich über 
Laderegler in meinen ersten beiden Posts geschrieben habe.

Nun gut. Hier also die Antwort zum Abpinnen und Auswendiglernen:

Wenn Du das Teil auf Deiner maximalen Ladespannung hälst
(egal ob das 4,1V oder 4,2V sind)
fliesst ein Strom durch den Akku.
Ist dieser Strom kleiner als 1/10C
- Nebenrechnung: Dein LiPo-Pack hat C=650mAh daraus folgt 1/10C = 65mA;
ist dieser Strom also,
der bei Ladeerhaltung (Beibehaltung der Spannungslage),
kleiner als 65mA,
was er nach erreichen der Nennkapazität (nach Vollladen) sein wird,
nimmt Dein Akku schaden.

Daraus folgt also auf Deine Frage

> Aber wenn wir schon beim Thema "Wie lade ich meinen LiPo" sind, kann ich
> den ohne Probleme dauerhaft auf 4.2V/4.1V halten? Oder nimmt der dadurch
> Schaden?

nach der langen, vom mir zugemuteten Erklärung die Antwort:
Ja, wenn Du Deinen LiPo-Akku dauerhaft auf 4,2V/4.1V hälst,
nimmt der Akku (massiv) Schaden.



Kollege

Vielleicht noch ne einbaufertige Platine frei Haus per DHL, hm?
Ich bin gerne bereit, mein Wissen mit anderen zu teilen, und vor allem 
Schülern, Studenten und Lehrlingen Fragen zu beantworten und ihnen Dinge 
zu erklären.
Nen bischen selbst investiertes Gehirnschmalz setz ich aber voraus - 
erst recht bei einem angehenden Akademiker.
Fix- und fertig vorgekaute Lösungen gibt's von mir nur gegen Bares.


...aber was schreib' ich hier eigentlich?
2 minütige Videopassagen mit Action- & Werbeeinlagen braucht's heute,
mit Chips, Red-Bull-Wodka, Lachplatten und revoltierenden HipHop-Songs 
von irgendwelchen Möchtegern-Slum-Bewohner....

*Prost Wochenende!*

Autor: Lasse S. (cowz) Benutzerseite
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Hallo,

Branko: Ich schätze deine Antworten sehr! Ich habe viel gelernt, und 
finde das toll, wie viel Mühe du dir nimmst! :)


Und ja, du hattest ja auch geschrieben, dass der Akku das nicht 
verträgt, wenn er mit wenig Strom bei CV geladen wird. Soweit alles 
klar. Allerdings verwirren mich immer wieder gegensätzliche Meinungen 
(avion23, die Forumsladerschaltung hat auch keine Abschaltung,...)

Und es gibt halt einige LadeICs, bei denen genau das anscheinend gemacht 
wird (bspw. MAX1555, zumindest hängt hier die Last parallel zum Akku). 
Ich kann mir irgendwie nicht vorstellen, dass es sowas zu kaufen gibt, 
wenn das so schlecht für die Zelle ist.


Daher meine Unsicherheit.


Ist denn meine neue Variante mit dem PowerPath besser? Wenn nicht: Wie 
soll ich das machen? Ich wäre da etwas ratlos, wenn das so nicht in 
Ordnung ist.

Gruß,
Lasse

Autor: avion23 (Gast)
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Branko Scherzer schrieb:
> nach der langen, vom mir zugemuteten Erklärung die Antwort:
> Ja, wenn Du Deinen LiPo-Akku dauerhaft auf 4,2V/4.1V hälst,
> nimmt der Akku (massiv) Schaden.

Das ist Schwachsinn, falls ich mich irren sollte bitte Quelle.
Erstmal sind es 4,2V.
Zweitens ist es auf gar keinen Fall massiver Schaden:

Ab ~3,9V,je nach Zusammensetzung des li-* Akkus, fängt etwas an sich zu 
zersetzen. Je höher die Spannung dest so schneller. Deswegen sind die 
letzten 0,1V von 4,1V auf 4,2V am anstrengendsten für den Akku. Gute 
kommerzielle Lader hören deswegen bei 4,2V auf, warten bis die Spannung 
auf 4,1V sinkt und fangen dann erst wieder an zu laden.

Wenn man das nicht macht, den Akku also dauerhaft bei 4,2V hält, 
schädigt man ihn. Der Effekt ist aber eher klein und damit er auftritt 
muss Zeit vergehen (3 Wochen oder so habe ich im Kopf). Ein li-* Akku 
hält 5 Jahre nach Fertigung, unabhängig davon ob er benutzt wird. Ich 
bezweifel, dass dieser Effekt in der Realität überhaupt messbar ist.

Real sind es nämlich Temperatur, Überstrom und Tiefentladung durch 
driften in Packs die die Akkus töten. Lad den Akku also mit knapp 4,2V. 
Der Effekt kann bei dir nicht auftreten, weil du keine 3 Wochen am Stück 
fährst.


BTW: Es gibt eine Suchfunktion!

Autor: Theo G. (Gast)
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avion23 schrieb:

>> Ja, wenn Du Deinen LiPo-Akku dauerhaft auf 4,2V/4.1V hälst,
>> nimmt der Akku (massiv) Schaden.
>
> Das ist Schwachsinn, [....]
> [....]
> Wenn man das nicht macht, den Akku also dauerhaft bei 4,2V hält,
> schädigt man ihn.

Jou. 4 Thumbs up! Danke für das konstruktive Gespräch.


> Der Effekt ist aber eher klein und damit er auftritt
> muss Zeit vergehen (3 Wochen oder so habe ich im Kopf). Ein li-* Akku
> hält 5 Jahre nach Fertigung, unabhängig davon ob er benutzt wird. Ich
> bezweifel, dass dieser Effekt in der Realität überhaupt messbar ist.

Du sagst ja quasi:"Ein LiIon-Akku hält so 5 Jahre." (Wo ich Dir 
zustimme.)
Und sagst dann:"Wenn man ihn dauerlädt, hält er nur 3 Wochen."
Daraus folgerst Du, dass sei keine massive Schädigung.

Soso, eine Reduktion der Lebensdauer um 98,85% ist für Dich also keine 
massive Schädigung. Aha.

Ich bin hier raus.
Macht mal ohne mich weiter.
Ihr wisst und könnt das eh alles viel besser.
Und mir ist einfach meine Zeit zu schade, Leuten Dinge aus meiner 
mehrjährigen praktischen Erfahrung zu erklären und ans Herz zu legen,
nur um dann festzustellen,
dass es nicht einmal gelesen wurde.

Autor: Theo G. (Gast)
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Lasse S. schrieb:

> Ich kann mir irgendwie nicht vorstellen, dass es sowas zu kaufen gibt,
> wenn das so schlecht für die Zelle ist.

Doch. Lade-ICs ohne Stromabschaltung gibt's MASSENWEISE!
Und sie werden auch massenweise verbaut!
Vor allem diese ganzen kleinen Lade-ICs, die für Handys, USB-Zeugs, 
Handhelds, usw. usw. ('Kleingemüse', so bis 1A), die so aus dem Bauch 
heraus geschätzt ca. 90% der angebotenen Lader-ICs auf dem Markt 
ausmachen, sind mit äusserster Vorsicht zu geniessen.
Sprich: Das Datenblatt ist GANZ GENAU zu studieren.

Diese ICs sind ja nicht für Dich oder andere auf dem Markt, die mal ein 
zwei private Projekte realisieren wollen oder gar ein gutes Engineering 
realisieren möchten.
Sondern sie zielen auf Märkte, wo es um Millionen Stückzahlen geht.
Hier geht's nur und ausschlieslich nur um Geld.

Die Funktion und Langlebigkeit eines Produkts wird gerade mal so weit 
engineered, dass ausreichend Kunden es kaufen und sich die 
Reklamationszahlen in vertragbaren Grenzen halten - was darüber hinaus 
geht, ist rausgeschmissenes Geld.
Wenn Du als Ingenieur (in den meisten Grosskonzernen) bei einer 
Produktentwicklung sagst:"Okay, das kostet jetzt einen Cent pro Stück 
mehr, dafür hält's dann aber auch viermal so lange."
Wirst Du nur müdes Lächeln ernten:
"Haha, die Ings wieder. Wollen mal wieder die perfekte Lösung. Haben 
aber die Grundzüge der Marktwirtschaft immer noch nicht verstanden."
Und Deine Beförderung wirst Du für die nächsten 5 Jahre 
höchstwahrscheinlich auch vergessen können.

Keine Firma engineered heute ein Handy das 5 Jahre halten soll.
Wozu auch?
Nach zwei Jahren sind die Verträge rum, und 90% der Leute kaufen sich eh 
ein Neues - die anderen 10% müssen dann, weil das Handy (meist ja der 
Akku) kaputt ist.
Man kann froh sein, wenn die Teile überhaupt 2 Jahre halten.
Ohne die gesetzlich vorgeschriebene Garantie würden viele Produkte schon 
nach wenigen Wochen auseinander fallen.

Präventiv:
Jaja, ich weiss. Sofort postet hier gleich wieder jemand:
"Ich hab mein Handy aber schon seit über sechs Jahren und es läuft nach 
wie vor einwandfrei."
Mir ging's hier darum, ein Bild zu skizzieren, keine Ausnahme-Details zu 
erläutern.

Es wird gespart, wo gespart werden kann.
Und bei Millionen Stückzahlen werden auf Zehntel-Cent geschaut.

Der Regelkreis für einen Laderegler, der lediglich die Spannungslagen 
kontrolliert, ist ja simpel realisiert:
Spannungsteiler, Ref-Spannung, Komparator - feddich.
Und wenn Du Deinen Saft noch aus ner USB-Buchse beziehen kannst, 
brauchste nichtmal viel Glättungsauswand für den Spannungswandler 
betreiben.
Linearregler aus dem Modulbauksten mit drauf 
-scheisswasaufdenwirkungsgrad- und schon wieder teure Bauteile gespart: 
fetten C und dicke L.
Und feddich ist der komplette Lader in einem IC.

Den Stromwert zu kontrollieren ist dann schon Schit.
Weil, zunächst mal braucht's ja noch zusätzlich nen Shunt-Widerstand mit 
drauf.
Die 'normalen' passiven Bauelementen, wie z.B. nen 0402 100k R oder den 
0603 47nF C heissen bei den Platinenherstellern auch 'Vogelfutter' - und 
die Kosten dafür sind in der Serienproduktion beinahe vernachlässigbar.
Aber Shuntwiderstände (nierohmig, präzise, rel. hochstromfähig, 
temperaturstabil, gross) sind zusätzliche Bauteile, die spürbar Geld 
kosten.
Ferner braucht's zusätzliche Komparatoren im Regelkreis und Du musst das 
Teil ja auch für jede Zelle anpassen können.
Im Gegensatz zur Spannung, wo Du mit 4,2V die allermeisten 
LiIon-/LiPo-Zellen mit fix voreingestellten Werten abgedeckt kriegst.

Also:
Der Hersteller nimmt eine Verkürzung der Lebensdauer des Akkus in Kauf, 
weil er dadurch Entwicklungs- und vor allem Herstellungskosten einspart.
Das ist nicht bei allen Produkten und auch nicht bei allen Herstellern 
der Fall.
Aber bei vielen.

Entsprechend findet man in vielen Foren und Blogs ja auch zu vielen 
Geräten immer wieder den Hinweis, dass man Handy oder Laptop nicht 
dauerhaft am Ladegerät hängen lassen soll bzw. wenn, dann den Akku 
rausnehmen soll.


TIEFLUFTHOL

Um jetzt wieder zu Deinem konkreten Projekt zurückzukommen:

Es lässt sich nicht verhindern, dass ein Akku altert.

Das heisst:
Die Ladezeiten werden immer länger.
Und der Akku ist immer schneller leer.
Und, wie avion23 richtig anmerkte, schützt auch eine Nichtbenutzung des 
Akkus nicht vor einer Alterung.
Nach 5 Jahren (Faustregel Pi-mal-Daumen) haben LiIon/LiPo-Zellen fertig.
So oder so.

Und es gibt Dinge, die einen Akku schneller altern lassen.
Dazu gehört allg. jeder Betrieb ausserhalb der im Datenblatt der Zelle 
spezifizierten Grenzen:
Überspannung, Tiefentladung, Überstrom, hohe Temperatur...
...und Mini-Dauerströme @ Dauerladung.
LiIon-/LiPo-Akkuzellen sind NICHT für einen Dauerladebetrieb 
spezifiziert.
Das kann man jetzt einfach so glauben - oder lassen.

Manches von den Sachen lässt einen Akku schneller altern.
Anderes nicht ganz so schnell.

Der normale Tod einer Akkuzelle ist definert als ein Absinken der 
ursprünglichen Nennkapazität unter 65%.
Dies ist ein willkürlich definierter, unverbindlicher Wert - macht aber 
durchaus Sinn und ist auch so in der Batteriebranche weit verbreitet.


Und es gibt Dinge, die man mit einem LiIon-/LiPo-Akku auf gar keinen 
Fall machen sollte, da sie ihn sofort reif für die Tonne machen.


Hier wurden einige Ansätze für eine simple und einfache Ladelösung 
genannt.
Vorteil: Einfach und kostengünstig zu realisieren.
Nachteil: Die theoretisch maximal mögliche Lebensdauer des Akkus wird 
damit nicht erreicht werden.

Wie ich ja bereits schrieb, spricht technisch nichts dagegen, eine 
simple Ladeschaltung zu realisieren.
Ich bin halt nur der Meinung, dass man fairerweise dazu sagen sollte, 
dass derartige Ladeverfahren eine vorzeitige Schädigung des Akkus in 
Kauf nehmen.
Ob das dann für die angestrebte Lebensdauer des Systems ausreichend ist 
oder nicht, steht ja auf einem anderen Blatt.

Und bin halt auch der Meinung, zumindest der Vollständigkeit halber, 
zumindest theoretisch zu skizzieren, wie man es denn idealerweise machen 
sollte, wenn man es denn ganz richtig machen möchte.

Wenn Du damit leben kannst, dass Dein Akku nach einem Sommer im Eimer 
ist,
dann kannst Du auch einen primitiven Lader einsetzen.

\{IRONIE-ON\}
Einfachster LiIon-Lader von Welt:
4,2V Zener-Diode der Zelle antiparallel schalten - feddich.
\{IRONIE-OFF\}
(Bitte, liebe Kinder, nicht zu Hause selbst ausprobieren!
Es wird nicht gut gehen!)

Ich bin halt nur der Meinung, Dir nicht stumpf irgendeine Ladelösung zu 
nennen, sondern Dir die Unterschiede, Vor- und Nachteile der div. 
Lösungsansätze aufzuzeigen, so dass Du selbst entscheiden kannst, was Du 
für Dich und Dein System am Passendsten hälst.

Und ich sehe einfach noch zwei mögliche Gefahren bei Verwendung einer zu 
primitiven Ladelösung:
1. Du bist dann trotzdem enttschäuscht und verärgert, wenn der Akku 
schon so früh den Sittich macht.
2. Wenn Du eine zu primitive Ladetechnik wählst, könnte es passieren, 
dass Dein Akku womöglich vielleicht nicht einmal die eine Fahrt 
durchhält.


>
> Ist denn meine neue Variante mit dem PowerPath besser? Wenn nicht: Wie
> soll ich das machen? Ich wäre da etwas ratlos, wenn das so nicht in
> Ordnung ist.
>

Diese Skizze finde ich in Ordnung.
Das ist im Prinzip das, was ich mit 'Powermanagement' gemeint hatte.


...mir gefällt die Lösung mit dem LTC4412 irgendwie nicht...Bauchgefühl; 
musste aber nix drauf geben.
Was jetzt kommt sind lediglich ALTERNATIVEN:

Statt der 'idealen Diode' würde ich Dir entweder ein kleines 
Print-Relais (Wechsler) vorschlagen, welches vom uC aus gesteuert, 
zwischen 'Netz'- und Akku-Betrieb umschaltet.
(Denk dran, den uC mit ausreichend C abzupuffern, damit dem der Saft bei 
den Umschaltvorgängen nicht ausfällt... - aber das hattest Du sicher 
ohnehin schon bedacht ;-)

Oder Du kannst Dir mal die Schaltung im Anhang anschauen.
Die basiert auf einer Veröffentlichung im ....ouh lass mich jetzt nicht 
lügen... bevor ich was Falsches sage: eine Elektronikzeitschrift war's.
Die habe ich mal realisiert und die funktioniert aber sowas von 1A ;-)
Schaltet vollautomatisch und blitzschnell zwischen den Spannungen um.
Musst Dir natürlich die FETs und R-Werte an Deine Spannungslagen und 
Ströme entsprechend anpassen.


Grüsse

Branko

Autor: mr. twister (Gast)
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Mmmm irgendwie ist man jetzt ja noch kein Stück weiter...

Die aufgaben sind doch eigentlich, wenn ich das richtig blicke und dir 
folgen kann, wie bei jedem X beliebigen gerät mit LiPo was über USB 
geladen werden kann. ICs dazu gibt es ja wie schon erwähnt wie Sand am 
Meer. Einzig das du wohl möglich, wenn es für den Radcomputer ist, öfter 
in der Lade- als in der Nutz-phase des Akkus bist könnte da kritisch 
sein. Das ist aber ein Punkt den man wohl auch per Hand in den griff 
bekommt.

Die Frage die bleibt ist doch ob ich beim gleichzeitigen laden mit einem 
IC den LiPo weiter belasten darf, oder ob ich die Last über einen 
anderen Weg betreiben muss?!

Wenn ich mir mal das Bild von dem IC anschauen kann das so gemacht 
werden oder nicht?!

Also würde ich zu sehen das ich 5V aus dem Dynamo bekomme und den IC so 
in dem Radcomupter setze das ich es wie ein gewöhnliches USB gerät mit 
LiPo betrachte...

Vielleicht bin ich auch auf dem Holzweg :(

Autor: Joe (Gast)
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Nach dem Lesen der vorherigen Beiträge habe ich verstanden, was der 
Unterschied zwischen Glauben und Wissenschaft ist.

Joe

Autor: Theo G. (Gast)
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OKAY.
Machen wir es wissenschaftlich.

Im Anhang sollte das ESB zu der gestellten Aufgabe dargestellt sein.
Die Werte wurden von mir lediglich grob geschätzt dort eingetragen.

Aufgabe:
Vervollständige das ESB mit den korrekten Werten des real angestrebten 
Systems.

Unter anderem fehlt in meiner Skizze der Mindeststrom und die 
Mindestspannung, die zu einem Betrieb der Last notwendig ist.

Prüfe, ob die Werte für Spannung und Strom für die drei Module
Lader, Akku und Last-Schaltkreis für die vier Grenz-Fälle:
a) Batterie voll, Last versorgt sich aus Batterie
b) Batterie leer, Last versorgt sich aus Batterie
c) Batterie voll, Batterie wird geladen & Last wird von Lader versorgt.
d) Batterie leer, Batterie wird geladen & Last wird von Lader versorgt.
innerhalb der geforderten Mindest- und Höchstgrenzen der jeweiligen 
Module liegen, und somit ein stabiler Betrieb sichergestellt werden 
kann.

Sollte dieses nicht der Fall sein, überlege, welche der Parameter 
respektive Module wie abgeändert werden können
und wiederhole die Aufgabe so lange,
bis ein zufriedenstellendes Ergebnis erreicht worden ist.


Ich GLAUB', ich mach mir jetzt nen schönen Sonntag!

Munter bleiben!

Autor: Theo G. (Gast)
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Lasse,

bau es am besten so, wie es Dein Diagramm power.png darstellt.

Da kann man sich sich das eine oder andere noch im Detail genauer 
anschauen,
aber Du wirst feststellen, dass Du langfristig mit dieser Schaltung für 
Deine Zwecke am weitesten kommen wirst.
Stichwort: Modulbauweise.

Es spricht prinzipiell nichts dagegen, auch die Lösung zu realisieren,
wie sie mr. twister vorgeschlagen hat.

Das mögliche Problem, was ich dabei für Deine Anwendung nur sehe ist,
dass diese Lösung für ein Konsumprokut im Kleinstleistungsbereich 
gedacht ist.
Sprich, es wird einmal engineered und dann soll es millionenfach 
billigst produziert werden.
Das ist ja zunächst nix Schlechtes.

Du aber hast ein System 'selbstentwickelter Fahrrad-Computer', wo Du ja 
gerade dabei bist, diesen um ein neues Feature zu erweitern, und 
eventuell kommen später noch weitere Module hinzu.
Ferner sind Dir Deine Lastfälle auch noch nicht soweit im Detail 
bekannt,
dass Du eine realistische Grössenordnung für Deine Module einschätzen 
kannst.

Kurz:
Trennst Du Akku und Last - hängst sie also nicht direkt parallel - 
sondern koppelst sie bei Bedarf mittels eines Schalters (LTC4412, 
Relais, selbsttätige MOSFET-Schaltung,... egal),
und siehst einen etwas leistungsstärkeren Lader vor, der ein klein 
bissel mehr Saft kann,
bist Du einfach flexibler für die Zukunft.

Sprich:
Da, wo im Schaltplan des Laders die Akkuzelle eingezeichnet ist, packste 
nen Stecker rein, an welchem Du Dein Akku-Pack dransteckst.
Und wie in meiner Skizze vom Post: 15.07.2010 21:22 gezeigt,
legste da noch einen Schalter rein, und bindest dieses System so, wie in 
Deinem Diagram beschrieben, in Dein Gesamtsystem ein.

Wenn Du merkst, Du willst mehr Ah, kannst Du einfach ein dickeres 
Batteriepack dranhängen, ohne alles auseinanderzureissen und wieder 
komplett von vorne anfangen zu müssen.
Oder Du hast nen kleines Pack, für kleine Kurzstreckenfahrten, und ein 
dickeres, für lange Bergtouren - wasweissich....

Ferner:
Du weisst auch nie, für welchen Fall Du welches Modul zukünftig nochmal 
wirst brauchen können ;-)

Autor: Anon Ymous (avion23)
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Entschuldigung  mr. twister, ich möchte das gerne klären damit falsche 
Informationen nicht weitergetragen werden.
<Rechthabermodus>
Branko Scherzer schrieb:
> Und sagst dann:"Wenn man ihn dauerlädt, hält er nur 3 Wochen."
> Daraus folgerst Du, dass sei keine massive Schädigung.
>
> Soso, eine Reduktion der Lebensdauer um 98,85% ist für Dich also keine
> massive Schädigung. Aha.

Nein, das habe ich weder gemeint noch geschrieben:
avion23 schrieb:
> Wenn man das nicht macht, den Akku also dauerhaft bei 4,2V hält,
> schädigt man ihn. Der Effekt ist aber eher klein und damit er auftritt
> muss Zeit vergehen (3 Wochen oder so habe ich im Kopf).
Mit anderen worten: Erst nach einem Zeitraum von ~3 Wochen float charge 
bei 4,2V tritt dieser Effekt überhaupt erst auf. Und der Einfluß ist 
absolut minimal.
</Rechthabermodus>

-----------------------------------------------------------------------
Um das ein für alle mal zu klären: Li-ion ist float charge geeignet! Es 
schadet im praktischen Einsatz nicht, die Spannung bei < 4,2V zu halten. 
Begründung:
-----------------------------------------------------------------------
1. Die Ladeschlussspannung.
Man liest immer etwas über 4,2V bzw. 4,1V. Was ist jetzt richtig? Und 
warum schalten die Schutzschaltungen bei erst 4,3V ab?
[...] When the Li- ion was first introduced, the graphite system 
demanded a charge voltage limit of 4.10V/cell. Although higher voltages 
deliver increased energy densities, cell oxidation severely limited the 
service life in the early graphite cells that were charged above the 
4.10V/cell threshold. This effect has been solved with chemical additives.
 Most commercial Li-ion cells can now be charged to 4.20V. [...] 
Quelle: 
http://e-articles.info/e/a/title/Charging-the-Lith...

Im Klartext: Heute kann man alle Batterien mit 4,2V laden. Die 4,1V 
Version wurde fast nur von Sony hergestellt - vor 10 Jahren. Wenn diese 
mit 4,2V geladen werden, sinkt die Lebensdauer massiv. Und da die Zellen 
nach 10 Jahren eh schon tot sind, kann man die 4,1V einfach vergessen 
und sich 4,2V für li-ion und lipo merken.
Im selben Artikel steht interessanterweise:
Industrial and military Li-ion batteries designed for maximum cycle 
life use an end-of-charge voltage threshold of about 3.90V/cell. These 
batteries are rated lower on the watt-hour-per kilogram scale, but 
longevity takes precedence over high energy density and small size.
Das hängt damit zusammen, dass ab ~3,9V die Zelle anfängt sich zu 
zersetzen und der Innenwiderstand auch dort sein Minimum hat, d.h. bei 
über 3,9V steigt.
Quelle: http://iopscience.iop.org/1468-6996/7/6/A07/pdf/ST...

Welchen Einfluß hat denn die Ladeschlusspannung? Auf 
http://www.batteryuniversity.com/parttwo-34.htm habe ich eine 
interessante Grafik gefunden und angehängt. Die Akkus in der Grafik 
wurden übrigens dauergeladen bei ihren respektiven Spannungen.

Ich folgere daraus, dass die Wahl der Ladeschlusspannung ein trade-off 
zwischen Lebensdauer und Kapazität ist. Selbst mit 4,3V schaffen die 
Zellen noch einige Zyklen. Je nach Anwendung kann das wichtiger sein als 
eine hohe Lebensdauer. Ich persönlich ziele auf die 4,15V weil ich doch 
etwas Angst habe und Ungenauigkeiten meines Messgeräts und 
Temperaturschwanknungen aus dem Weg gehen möchte.
-----------------------------------------------------------------------
2. Float charge
Was passiert, wenn man den Akku einfach nicht abklemmt?
“It is very much [dependent] on voltage and temperature,” says Mike 
Lain, a battery scientist at the UK’s ABSL Power Solutions. “We have done 
some tests charging cells at 4.2V. At 20°C there is steady capacity loss, 
and after two years 80 per cent of capacity is retained. 
Die normale Lebensdauer ist 5 Jahre. Gleich noch ein Tipp aus dem 
Artikel:
Specifically for his cells, Cloke says: “4.2V is actually what some 
people do, but if you are going to leave on the voltage, back it off to 
4.1V.”
Quelle: 
http://www.electronicsweekly.com/Articles/2006/02/...

Mein Fazit aus den Zitaten und der Grafik ist, dass ich bei leicht 
reduzierter Lebensdauer meine Akkus auch floatchargen kann. Der 
Kapazitätsverlust nach 5 Jahren wäre nach dem Zitat 5Jahre * 20%/2Jahre 
= 50% an Stelle von 35% (35% = 100% - 65%). Wobei die lineare Annahme 
von mir eine obere Grenze ist, real wird der Verlust geringer sein.
-----------------------------------------------------------------------


Da es in der ursprünglichen Fragestellung um einen Nabendynamo als 
Energiequelle  ging der nicht mehrere Wochen am Stück eine konstante 
Spannung (über einen Spannungswandler) bereitstellen kann habe ich die 
4,2V empfohlen. Wir reden hier über < 24h Stunden float charge, das ist 
lächerlich und schadet der Zelle in keinster Weise. Im Gegenteil, nur so 
wird sie halbwegs voll weil bedingt durch Innenwiderstand usw. die 4,2V 
nie ganz erreicht werden können.

Und Entschuldigung an Joe und alle anderen, die von dem ellenlangen 
Texten voller Halbwahrheiten und unbegründeten Behauptungen genervt 
sind, meine inbegriffen. Ich versuche nur ein paar korrekte 
Informationen in dieses Forum ein zu bringen. Wenn ich mich informiere 
und solche threads lese dann akzeptiere ich die Informationen als 
korrent wenn niemand widerspricht. Aber genau das habe ich gerade getan 
:D

Autor: Theo G. (Gast)
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Also ich halte mich einfach an die Datenblätter, Sicherheitshinweise und 
Garantievorschriften der Hersteller,
und zitiere einfach nur mal eben schnell mit die beiden grössten 
Zellenherstellern weltweit für Li-Ion-Zellen:

SANYO Lithium Ion Battery Specifications:
"Therefore, do NOT use the continuous charging (trickle charging) method 
[...]"
http://www.batteryonestop.com/baotongusa/products/...


Allgemeine Safety Precautions von Panasonic zu seinen 
Lithium-Ion-Zellen:
http://industrial.panasonic.com/www-data/pdf/ACA40...


Safety Circuits and how to Charge Batteries, Panasonic:
http://industrial.panasonic.com/www-data/pdf/ACA40...

Autor: MaWin (Gast)
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Du bist aber schon frech, in dem du den ersten Satz weglässt, vermutlich 
weil du das japanische englisch nicht verstanden hast:

"The battery could be worked the current interrupt device by continous 
charging especially under hight temperature atmosphere".

Der Grund, warum Sanyo vom trickle charge abrät, ist also nicht eine 
Schädigung der Zelle, sondern ein Auslösen der Sicherung unter 
Umgebungen mit hoher Temperatur und Dauerstrom.

Aber wenn man den Leuten was vorlügen will, lässt man solche Nebensätzw 
weg... (immerhin nicht den Link zum Original).


Und auch die anderen beiden verlinkten Artikel sprechen sich nicht gegen 
Dauerladung aus.

Autor: Theo G. (Gast)
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1. Dauerladung erwärmt den Akku.

2. Es ist nicht meine Absicht irgendjemandem etwas vorzulügen.

3. Denn es ist nicht meine Absicht, einfach nur Recht zu behalten.

4.
> Das ist Schwachsinn,

> <Rechthabermodus>

> Und Entschuldigung an Joe und alle anderen, die von dem ellenlangen
> Texten voller Halbwahrheiten und unbegründeten Behauptungen genervt
> sind, meine inbegriffen.

> Du bist aber schon frech,

> wenn man den Leuten was vorlügen will

Muss ich mir nicht geben.

5. Und tschüss.

Autor: Michael X. (Firma: vyuxc) (der-michl)
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Lasse S. schrieb:

> *Kann ich beim LT1512 meine Schaltung direkt an den Akku hängen? Oder
> kann der IC das nicht?*

Du kannst, solange die gleichgerichtete Eingangsspannung unter 30V 
bleibt. Jetzt stellt sich die Frage ob es Sinnvoll ist. Der Sepic hat 
gegenüber einem Linearregler nur den Vorteil bei niedrigen 
Geschwindigkeiten. Da kannst du deinen Akku mit I < 600mA laden. Sobald 
die nötige Geschwindigkeit für I > 600mA erreicht wird hast du effektiv 
keinen Unterschied. Die 1-2W zusätzliche Verlustleistung beim 
Linearregler wirst du kaum wahrnehmen. Allerdings muß man den 
Linearregler auch ordentlich kühlen, da haben die Schaltkollegen ihren 
Vorteil. Das ist dann aber eine konstruktive Maßnahme die was mit dem 
Gehäuse zu tun hat.
Was den Dingern speziell für NiMH fehlt ist die Einzelzellenüberwachung 
und die Ladeabschaltung.

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