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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Lipo einfach laden


Autor: woodym (Gast)
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hallo,
es gibt viele Ladeschaltungen für Lipos. Allen gemein ist, das das laden 
immer extern erfolgt. Ich habe mir vorgestellt bei einem 
Steuerungsrechner ein Lipo einzusetzen. Das ganze soll dann, bei bedarf, 
einfach mit einem Steckernetzteil geladen werden (der Lipo bleibt im 
Gerät).

Mir ist klar das ich nicht einfach mit einem Konststantstrom oder einer 
Konstantspannung laden kann da beides nicht sicherstellen kann das ein 
Lipo (zwei in reihe) nicht die 'tödliche Überspannung' erhalten. Genau 
der Fall das ein lipo seine endspannung noch nicht erreicht hat und dann 
mehr spannung am zweiten lipo anliegt. Die Aufgaber fordert nicht das 
die lipos in möglich kürzerste Zeit geladen werden. Auch muß der lipo 
nicht 100% voll sein.

Das was mir dazu nun eingefallen ist:

Zwei Lipos in reiher. beide werden über einen Konstantstrom (0.1c) 
geladen. Paralell zu jedem Lipo kommt eine Z-Diode mit 4.1V. Alternativ 
ein Transistor mit Z-Diode oder ein Tl431 auf 4.1V eingestellt.

Durch diesen Aufbau sollten doch alle nötigen Bedingungen zum Laden 
erfüllt sein. Die Spannung pro Lipo kann nie höher werden als die 4.1V 
(durch die Z-Dioden). Die Z-Dioden werden auch nie einen Stromfluß 
haben, da die Lipos ja nie höher geladen werden können. Ist ein Lipo nur 
Teil voll, sorgen die Z-Dioden das nicht mehr Spannung am anderen Lipo 
abfallen kann. Durch die Verwendung der Konstantstromquelle bekommen 
beide Lipos im Ladefall immer die richtigen spannungen, nie aber mehr 
Strom als zugelassen wird. Ein Balancieren der Lipos erfolgt automatisch 
weil die Z-Diode den Vollen Lipo überbrückt.

Es sollte mit einem LM311 und zwei Z-Dioden eine einfache Ladeschaltung 
zu realisieren sein die die Lipos sehr gut laden kann. Das Spielchen 
könnte mit Aufwand auch gesteuert werden um auch 1C zu ermöglichen. Das 
ist aber nicht gefordert bei meiner Anwendung... am Tag damit Spielen, 
in der Nacht laden!

Was meint ihr? Ein guter gedanke oder nur murks?

bye woodym

: Verschoben durch Admin
Autor: BMK (Gast)
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Idee ist gut, Rad wurde aber schon erfunden:
http://www.richard-dj1pi.de/modell_elektron.html

Autor: woodym (Gast)
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hallo,

ich hatte Stunden damit zugebracht im Internet was zu finden. Ich hatte 
nichts darüber gefunden. Nur 'relativ komplexe' Ladeschaltungen.
Auf der von Dir erwähnten Seite habe ich nichts darüber entdecken 
können. Die Seite ist zwar interessant (weil ich auch Helis habe), aber 
leider konnte ich nichts über eine Ladeschaltung finden.

Noch eine Berichtigung ... als Konstantstromquelle meinte ich den LM317 
und nicht LM311.

Das ganze sollte so aussehen:
Steckernetzteil
     |-------|   ------
O----| LM317 |---| R  |---o--------o-----------o-------------O Last
     |-------|   ------   |        |           |
         |                |       --- ZPD3.9   |
         -----------------|       / \        ----- Lipo
                                  ---        -----
                                   |           |
                                   o-----------o
                                   |           |
                                  --- ZPD3.9   |
                                  / \        ----- Lipo
                                  ---        -----
                                   |           |
O----------------------------------o-----------o-------------O GND

Entsprechend dem Strom (und der Temperatur) hat die ZPD3,9 zwischen 3,7V 
und 4,1V. Sollte somit also passen. Steigt die Spannung an den Zellen, 
bleibt bis 4,1V nahezu nichts mehr für die Lipos übrig weil der Strom 
dann über die Z-Diode fließt.

bye woodym

Autor: Andreas Schweigstill (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite
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Hallo,

die Grundidee ist schon einmal ganz gut. Aktuelle integrierte 
Ladecontroller besitzen aber auch noch ein paar weitere nette 
Kleinigkeiten, um den Akku möglichst zu schonen.

Wenn der Akku tiefentladen ist, darf gar nicht mehr geladen werden.

Wenn der Akku sehr stark entladen ist, darf nicht sofort der volle 
Ladestrom angelegt werden, sondern zunächst nur ein deutlich geringerer. 
Erst wenn sich die Spannung wieder im "Normalbereich" befindet, wird der 
Strom aufgedreht.

Ich befürchte, dass die Durchbruchspannungen von Z-Dioden auch zu stark 
streuen und temperaturabhängig sind, um damit eine ordentliche 
Ladespannungsbegrenzung zu realisieren.

Ich empfehle sehr dringend, einen integrierten Baustein einzusetzen; von 
Linear Technology, Texas Instruments und Maxim gibt es da viele Typen 
und Applikationshinweise.

Für ein Gerät, dass wir gerade auf den Markt bringen, setzen wir z.B. 
den MAX1551 ein, der jedoch speziell für eine USB-Versorgung ausgelegt 
ist.

Ich bin bei dem Teil wirklich erstaunt, dass die Ladeschlussspannung in 
der Serie nur um ca. 3mV streut. Entweder haben die die Herstellung so 
gut im Griff, oder es findet noch ein Kalibrierschritt statt.

Noch ein Hinweis: Die meisten aktuellen LiPos arbeiten mit 4,2V. Eine 
Ladeschlussspannung von 4,1V ist eher bei Li-Ion gebräuchlich.

Autor: Andreas Schweigstill (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite
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woodym schrieb:
> (weil ich auch Helis habe)

Ach so, bei dem gerade erwähnten Produkt handelt es sich übrigens um 
eine Funkfernsteuerung für den Modellbau. ;-)

Beachte bei der Auswahl Deiner Z-Dioden auch, dass da ggf. erhebliche 
Leistung in Wärme umgesetzt wird! Die Leistungsangaben beziehen sich 
auch eher auf die Zerstörungsgrenze als auf den Bereich, in dem die 
temperaturabhängige Spannungstoleranz noch erträglich ist.

Zwar wird der von mir zitierte MAX1551 im Betrieb auch 70°C heiß (!), 
was vor allem am SOT-23-Gehäuse liegt, aber zum Ladeende sinkt der 
Strom, so dass sich der Baustein wieder abkühlt und dementsprechend die 
Toleranz sinkt.

Bei Deiner Schaltung fließt jedoch bis zum Ladeende kaum Strom durch die 
Z-Dioden. Doch anschließend steigt der Strom und damit die Erwärmung, 
wodurch die Z-Spannung wieder sinkt. Letztendlich läuft das ganze eher 
auf einen thermischen Gleichgewichtszustand oder gar eine Oszillation 
hinaus als auf einen elektrisch wohldefinierten Ladeschluss.

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Andreas Schweigstill schrieb:
> Ich empfehle sehr dringend, einen integrierten Baustein einzusetzen; von
> Linear Technology, Texas Instruments und Maxim gibt es da viele Typen
> und Applikationshinweise.

Das wäre jetzt auch meine Empfehlung gewesen.  Ich habe schon den
Compagnon MAX1555 für solche Zwecke verbaut.

Autor: Andreas Schweigstill (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite
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Jörg Wunsch schrieb:
> Das wäre jetzt auch meine Empfehlung gewesen.  Ich habe schon den
> Compagnon MAX1555 für solche Zwecke verbaut.

Ja, die beiden Teile sind klasse. Zunächst wurde mir zwar etwas anders, 
als ich die 70°C maß, aber offenbar gehört das bei den Teilen zum 
Normalbetrieb. Ich habe auch entsprechende Dauertests durchgeführt, bei 
dem der Baustein über viele Stunden den maximalen Ladestrom bei 
maximaler Spannungsdifferenz bringen musste, ohne dass es Probleme gab.

Beim letzten Layoutstand habe ich dann noch ein bisschen die 
Anschlussflächen vergrößert und mehr Durchkontaktierungen in die 
Masselage spendiert, aber nicht mehr die Temperatur nachgemessen.

Und preisgünstig ist er mit seinen < 1,- EUR auch noch.

Leider wird sich den MAX1551/5 wohl nicht für den TO eignen, da er nur 
für eine LiPo-Zelle geeignet ist.

Autor: Icke ®. (49636b65)
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Die Schaltung mit "nur" Z-Dioden verhindert nicht, daß nach Erreichen 
der Ladeschlußspannung weiterhin ein geringer Strom durch die Akkus 
fließt, und sei es nur im Bereich weniger mA. Bei Ni-Akkus kein Problem, 
Lithium-Akkus werden dadurch aber definitiv geschädigt. Der Strom MUSS 
zum Ladeende ganz abgeschaltet werden. Mal ganz davon abgesehen, daß man 
mit Z-Dioden niemals die benötigte Genauigkeit von 0,1 V sicherstellen 
kann.

Autor: Andreas Schweigstill (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite
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Icke ®. schrieb:
> Bei Ni-Akkus kein Problem,
> Lithium-Akkus werden dadurch aber definitiv geschädigt. Der Strom MUSS
> zum Ladeende ganz abgeschaltet werden.

Nein, Lithium-Akkus können auch dauerhaft mit Konstantspannung geladen 
werden. Es ist nur ausgesprochen wichtig, die Ladeschlussspannung 
niemals auch nur geringfügig zu überschreiten.

Die maximale Lebensdauer besitzen LiPos übrigens nicht in vollem 
Zustand, sondern in ca. 70% geladenem, und zwar unabhängig davon, ob sie 
nicht angeschlossen sind oder von einem Ladegerät dauerhaft auf der dem 
Ladezustand entsprechenden Spannung gehalten werden.

Autor: Icke ®. (49636b65)
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Andreas Schweigstill schrieb:

> Nein, Lithium-Akkus können auch dauerhaft mit Konstantspannung geladen
> werden. Es ist nur ausgesprochen wichtig, die Ladeschlussspannung
> niemals auch nur geringfügig zu überschreiten.

Die Praxis zeigt aber, daß dies eben nicht ohne Schädigung des Akkus 
möglich ist. Nehmen wir als Beispiel Notebook-Akkus. Die Ladeelektronik 
sorgt zuverlässig dafür, daß die Schlußspannung nicht überschritten 
wird. Schließt man das Notebook trotz vollem Akku immer wieder ans 
Stromnetz an, wird bei jedem Anstecken ein bißchen nachgeladen. Im 
Extremfall ist der Akku so schon nach wenigen Monaten hinüber. Den 
gleichen Effekt hätte eine schleichende Nachladung, wenn der Akku 
permanent an Konstantspannung betrieben wird.

Autor: Simon K. (simon) Benutzerseite
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Autor: Andreas Schweigstill (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite
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Icke ®. schrieb:
> Die Praxis zeigt aber, daß dies eben nicht ohne Schädigung des Akkus
> möglich ist.

Das habe ich ja auch geschrieben.

Im Gegensatz zu anderen Akku-Technologien kommt diese Schädigung aber 
nicht primär durch den ständigen Ladestrom zustande, sondern durch die 
hohe Zellenspannung.

Die Degeneration tritt ja auch dann auf, wenn vollgeladene Akkus längere 
Zeit gelagert werden, und nicht nur dann, wenn sie am Ladegerät hängen.

Bei anderen Akkutypen (Ni-Cd, Ni-MH) tritt aber keine erhöhte 
Degeneration bei der Lagerung auf. Nur bei Tiefentladung altern sie 
schneller bzw. werden zerstört.

Autor: woodym (Gast)
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hallo,

die hohe Zellenspannung sollte ja gerade durch das nicht voll Laden 
verhindert werden. Daurch auch die Lebensdauer extrem hoch gehalten 
werden. Die Z-Dioden deswegen weil bei unterschreiten der Z-Spannung 
nahezu KEIN Strom mehr fließt (entgegen jeder anderen Schaltung die 
mindestens die Überwachung noch versorgen).

@Simon: Ich kann auf der Seite immer noch keine primitiv Ladeschaltung 
sehen. Dort wird mit einem LM358 die Spannung überwacht bzw mit einem 
ATTiny.

@Icke: Das verstehe ich jetzt nicht ganz... wenn ich nach dem Laden kein 
Strom entnehmen darf, dann macht ein Akku keinen Sinn mehr. Wann ist den 
der Zeitpunkt des 'nach dem Laden'? Oder war hier das 'nach dem Laden 
darf kein Strom mehr in das Lipo fließen' gemeint?

In der Zwischenzeit habe ich noch einen anderen Artikel gefunden der von 
dieser Z-Dioden-Methode abrät, da die Z-Dioden einen negativen 
Temperaturkoifizienten haben.. d.h. je wärme um so geringere Z-Spannung. 
ist ein Lipo voll, wird darin der Konstantstrom vernichtet (um diese 
Temperatur gering zu halten.. darum nur mit 0,1C laden). -> die Diode 
wird warm -> die Z-Spannung sinkt -> der Lipo 'Bruzelt' nun in die 
Z-Diode -> Diode wird wärmer -> mehr Bruzeln! Das einzige was gegen die 
'excalation' spricht ist das bei steigendem Strom auch die Z-Spannung 
steigt. Ich werde es wohl wirklich ausprobieren müssen.

Autor: Kai Klaas (Gast)
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>In der Zwischenzeit habe ich noch einen anderen Artikel gefunden der von
>dieser Z-Dioden-Methode abrät, da die Z-Dioden einen negativen
>Temperaturkoifizienten haben.

Das ist dein geringstes Problem. Gewöhnliche Z-Dioden sind für deine 
Anwendung schlicht viel zu wenig steil genug. Schau doch einfach mal in 
ein Datenblatt des ZPD3,9.

Kai Klaas

Autor: woodym (Gast)
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hallo,

@Kai Klaas: das ist gerade das nette an der Z-Diode. Ich bin von 100mA 
Ladestrom ausgegangen. D.h. die Dioden werden nicht zu warm. Bei dem 
Strom habe ich 4,1V bei 100mA (und das relativ genau!).

Ich muß aber meine Idee wieder zum bereich 'murks' legen. Ich habe eine 
Diode mal einfach so direkt angeschlossen und es versucht.
Nein es ist nichts in Flammen aufgegangen! Das negative 
Temeratur-verhalten ist nicht so stark das es die höhere Z-Spannung bei 
höheren Strom aufhebt oder es gar umkippt. Von dieser Betrachtung ist 
alles im grünen Bereiche. Was die Sache leider unmöglich macht, ist der 
Strom der durch die Diode fließt wenn die Z-Spannung nicht erreicht 
wird. Aufgrund der Kennlinien kann man das nicht seh das dort dennoch 
ein nicht gerade geringer Strom fließt. und der würde den Lipo 
tiefentladen! Ich habe es mit einer ZD4,7 probiert. Ab ca. 3V war einb 
Strom von ein paar uA zu messen (ca. 3) der dann bis kurz vor der 
Z-Spannung fast linear bis ca. 1mA angestiegen ist. Erst dann war wieder 
alles so wie erwartet (bei ca.4,9V ca. 100mA Strom). Würde nun die 
Ladespannung wegfallen, würde der Lipo schön langsam entladen werden was 
nicht sinn der sache ist.

Dennoch danke für eure Überlegungen.

bye woodym

Autor: Marko B. (glagnar)
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Andreas Schweigstill schrieb:
> Nein, Lithium-Akkus können auch dauerhaft mit Konstantspannung geladen
> werden. Es ist nur ausgesprochen wichtig, die Ladeschlussspannung
> niemals auch nur geringfügig zu überschreiten.

Falsch. Probiers mal aus, haeng einen Li-Akku an 4,2V und miss den 
Strom. Er wird nie null. Wo geht jetzt die Energie hin? NiMH oder 
Bleiakkus gasen bei Dauerladung aus. Bei Li-Akkus lagert sich hingegen 
metallisches Lithium an der Anode ab. Dadurch wird die Kapazitaet 
reduziert und der Innenwiderstand steigt. Ausserdem, wenn sich genug 
Lithium angesammelt hat ... weisst Du was passiert, wenn man einen 
Klumpen Lithium in Wasser wirft?

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Andreas Schweigstill schrieb:
> Leider wird sich den MAX1551/5 wohl nicht für den TO eignen, da er nur
> für eine LiPo-Zelle geeignet ist.

Wobei noch die Frage ist, warum er unbedingt zwei Zellen braucht.
Der Aufwand für den Ladungsausgleich ist meiner Meinung nach die
Sache nicht wert für einfache Anwendungen.  Wenn man 5 V benötigt,
kann man diese prima aus einer einzelnen Zelle mittels step-up
erzeugen.  5-V-feste Controller kann man an eine Zelle direkt
dran hängen, da die unterste mögliche Zellenspannung (3 V etwa)
immer noch einen sicheren Betrieb des Controllers gestattet.

Autor: MaWin (Gast)
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> Entsprechend dem Strom (und der Temperatur) hat die ZPD3,9 zwischen 3,7V
> und 4,1V. Sollte somit also passen.

Sorry, aber normale Zenerdioden sind KOMPLETT ungeeignet zur Einhaltung 
der exakten oberen Ladespannung eines LiPoly Akkus.

Selbst wenn du nicht irgendwelche von der Stange nimmst sondern sie 
ausmisst.

Selbst ein TL431 ist zu ungenau, erst ein TL431A hat die nötoge 
Genauigkeit.

Autor: Icke ®. (49636b65)
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woodym schrieb:

> @Icke: Das verstehe ich jetzt nicht ganz... wenn ich nach dem Laden kein
> Strom entnehmen darf, dann macht ein Akku keinen Sinn mehr. Wann ist den
> der Zeitpunkt des 'nach dem Laden'? Oder war hier das 'nach dem Laden
> darf kein Strom mehr in das Lipo fließen' gemeint?

Richtig, das Letztere war gemeint. Natürlich kannst du Strom entnehmen, 
es darf aber keiner mehr in den LiPo hineinfließen, wenn die 
Schlußspannung erreicht ist.

Autor: Der Schwarze Peter (Gast)
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Lipo-Lader mit nur 6 Bauteilen:
Die Gesamtspannung für 2 Zellen regelt einfach ein 7808 auf 8 V (nona).
Damit haben die Lipos zwar nicht die maximale Kapazität,
jedoch sehr viel größere Lebensdauer (insbesondere bei Dauervollladung).
Wer´s unbedingt GANZ voll will, pflanzt in die Masseleitung des 7808 
eine simple Si-Diode (z.B. 1N4148 oder 1N4004)
oder baut - ganz exakt - einen Spannungsteiler von den stabilisierten 
8,4 V runter auf 0,4 V, woran dann die IC-Masseleitung liegt.
Die gewünschte Strombegrenzung muss man schon beim Kauf festlegen,
indem man den RICHTIGEN 7808 kauft: Die gibt´s von 100 mA bis 1500 mA,
was als Konstantstromquelle funktioniert.
Zusätzlich ist der 7808 auch noch temperaturüberwacht und regelt 
gegebenenfalls ab.

Die Balanciererei übernimmt ein beliebiger OP, der an seinem 
nichtinvertierenden Eingang einen Spannungsteiler 10k auf 10k trägt,
der zwischen +8,4 V und Minus liegt.
Am Ausgang befeuert der eine Gegentaktendstufe ohne Vorspannung der 
Basen,
von deren Emitter, an dem der invertierende Eingang tastet, wird die 
"Mitte" der beiden LIPOzellen gespeist.

Wir haben damit einen Lipo-Lader mit im Minimum 6 Bauteilen,
wobei sich mit 8 schon die "Luxusvariante" mit Ladeschluss 4,2 V 
realisieren lässt.

Nur die Anzeige fehlt,
aber die brauchert noch einmal soviele Bauteile!

Mit fröhlichen Grüßen aus Wien
Der Schwarze Peter

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Beim Lesen derart abenteuerlicher Anleitungen frage ich mich manchmal
schon, warum sich eine Reihe namhafter IC-Hersteller die Mühe macht,
Schutz- und Ladeschaltungen für Lithium-{Ionen,Polymer}-Akkus als
separates IC zu bauen, die dann auch die entsprechenden Genauigkeiten
der Spannungsmessung dokumentieren.

Bitte macht derartige Versuche nur im sandgefüllten Tontopf!

Autor: MaWin (Gast)
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> Lipo-Lader mit nur 6 Bauteilen:
> Die Gesamtspannung für 2 Zellen regelt einfach ein 7808

Spinner.

Du zahlst die Schäden ?

Autor: U.R. Schmitt (Gast)
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Hat der Typ, dem es vor kurzem (war in den Internet News) beimn 
Handyphonieren den Kopf weggepustet hat, Deinen Lader benutzt?

Autor: Kai Klaas (Gast)
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Außerdem haben hier einige noch nicht gescheckt, daß der OP die LIPOs 
daurend in der Schaltung belassen will. Also nicht nur beim unter 
Umständen ewigen Laden, sondern auch wenn die Netzspannung abgehängt 
ist. Dann würde sich der Akku aber sofort wieder über bauteilinterne 
Schutzdioden der Ladeschaltung entladen.

Wie Jörg schon sagte, macht sich der OP aber unnötige Probleme, denn 
höchstwahrscheinlich käme er auch mit nur einer einzigen Zelle aus. Die 
nötigen Ausgangsspannungen könnte er sich dann bequem mit Switchern 
bereitstellen.

Kai Klaas

Autor: Valentin Buck (nitnelav) Benutzerseite
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Ich bräuchte auch eine LiPo-Ladeschaltung.
Nur leider finde ich den hier so oft erwähnten MAX1551 oder MAX1555 
nicht bei Reichelt, von wo ich auch den Rest der Teile für meine 
Schaltung beziehen möchte. Dort gibt es nur den MAX1811, der aber nicht 
die erwähnten 1€ sonder gleich 3,95€ kostet.
Gibt es sonst ein IC bei Reichelt, das den MAX1551 oder MAX1555 ersetzen 
könnte?
Mit freundlichen Grüßen,
Valentin Buck

Autor: John Schmitz (student)
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Okay - habe zwar schon mal in einem anderen Thread vergeblich gefragt - 
aber hier scheinen die kompetenten Gurus zu posten:

Wie verhält es sich denn nun, wenn ich die (2) LiPos (in Reihe) 
permanent lade - allerdings nur mit einer Konstant- Spannung von (sagen 
wir mal) maximal 2* 3,8 = 7,6 Volt. (Ich will sie als Strompuffer 
verwenden.)

Die maximale Ladeschlußspannung wird also nie erreicht. Ab einer 
gewissen geladenen Kapazität wird ja die Akkuspannung = der Ladespannung 
sein ... und der Stromfluß von der Stromquelle zum Akku wird auf NULL 
gehen ...!

Das wäre doch dann quasi der normale Lagerstatus ohne angeschlossene 
Stromquelle.

Oder habe ich was grundsätzliches nicht verstanden ??? Fliest vielleicht 
bei LiPos der Strom "bergauf" ??? Was ich bisher mitbekommen habe, würde 
ja so auch die maximale Haltbarkeit gefördert - oder ?

Grüße

Autor: U.R. Schmitt (Gast)
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John Schmitz schrieb:
> llerdings nur mit einer Konstant- Spannung von (sagen
> wir mal) maximal 2* 3,8 = 7,6 Volt.

Und was passiert wenn dann eine Zelle nach ein paar Jahren kaputt geht? 
Deine "wenig intelligente" Ladescchaltung merkt nix davon lädt munter 
weiter bis dann eine Zelle hochgeht.
Bist Du dann da und wach um das Feuer rechtzeitig zu löschen?

Autor: John Schmitz (student)
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U.R. Schmitt schrieb:
> Und was passiert wenn dann eine Zelle nach ein paar Jahren kaputt geht?
> Deine "wenig intelligente" Ladescchaltung merkt nix davon lädt munter
> weiter bis dann eine Zelle hochgeht.

- nee, tut sie nicht. Mein angeschlossener MC (der gegen Stromausfall 
gepuffert werden soll)  misst sehr wohl die Spannungen der Zelle(n) ... 
und wirft im Fehlerfall den Akku von der Leitung (über ein Relais)- ich 
will mir nur den Reglaufwand beim Laden erspaaren, weil ich die 
maximalen 4,2 Volt der Zelle gar nicht brauche. 3,8 Volt (7,6 Volt) 
reichen mir bei weitem.

KISS ist das Prinzip, das ich anwenden möchte.

Jetzt ist aber meine Frage leider (immer noch) nicht beantwortet ...! 
Vielleicht schaffen wir es noch, meine ganz simple Frage zu beantworten, 
ob eine permanente (konstante) Ladespannung von (sagen wir mal) 3,8 Volt 
pro Zelle den LiPO Akku schädigt.

Meine These: Erreicht der Akku aufgrund seines ernergetischen Zustandes 
diese Spannung, fließt kein Strom mehr in den Akku, er kann also auch 
nicht energetisch überladen werden.

Liege ich da richtig ???

Danke im voraus und Grüße

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Valentin Buck schrieb:
> Nur leider finde ich den hier so oft erwähnten MAX1551 oder MAX1555
> nicht bei Reichelt, von wo ich auch den Rest der Teile für meine
> Schaltung beziehen möchte.

Reichelt ist ja nun auch nicht gerade das Maß der Dinge.

Ich habe mir die Teile seinerzeit direkt bei Maxim gekauft (das war
mal ein "Testballon" um zu sehen, wie gut der Webshop wirklich
funktioniert).  Ich könnte dir davon zwei verkaufen, wenn du willst
(Preis muss ich raussuchen, hab nicht mehr im Kopf, wie viel ich
bezahlt habe).

Farnell hat sie im Angebot, allerdings "Lieferzeit auf Anfrage",
daher sind sie beim HBE-Shop nicht gelistet.  Dort könntest du
natürlich ggf. fragen.

Autor: MaWin (Gast)
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> weil ich die maximalen 4,2 Volt der Zelle gar nicht brauche.
> 3,8 Volt (7,6 Volt) reichen mir bei weitem.

Vielleicht solltest du dann einfach trotzdem bis 4.2V laden,
und dir einen nur 20% so grossen Akku kaufen also z.B. mit
200mAh statt 1Ah, der ist auch billiger. So kannst sogar du
dir einen Akku mit Akku Schutzschaltung leisten, die jede
Zelle einzeln überwacht gegen Überladung, Tiefentladung,
Kurzschluss etc. und musst nicht dein ganzes Geld für einen
aus Dummheit viel zu grossen Akku ausgeben.

Als Ladeschaltung tut's da irgendwas was (auf meist unter 1C)
strombegrenzte mehr als 4.2V liefert, z.B. ein L200. Die
Schutzschaltung schaltet ab wenn der Akku 4.2V erreicht und
klemmt ihn wieder an, wenn er durch Selbstentladung auf unter
4.1V gefallen ist bzw. wenn er Strom liefern muss statt
welchen zu bekommen. Das Ansteigen der Klemmenspannung auf
die über 4.2V des L200 kann man auch für eine Akku Voll LED
Anzeige verwenden.

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Wobei ja noch die Frage wäre, ob's denn unbedingt zwei Zellen sein
müssen, oder ob man nicht die höhere Spannung besser durch einen
Wandler aus einer Zelle erzeugt.  Das macht die Lade- und Überwachungs-
schaltung einfacher.

Autor: John Schmitz (student)
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Hallo - versteht mich bitte nicht falsch, ich schätze Euer Know How - 
das mit Sicherheit höher liegt als meines - sonst hätte ich Euch nicht 
um Eure Meinung gebeten.

ABER: Ich habe doch eine ganz konkrete Frage gestellt. Wenn Ihr Euch 
nicht sicher seid, dann sagt es doch bitte, das würde mir auch helfen. 
Denn wenn mir in diesem Forum keiner mehr helfen kann, muss ich einen 
anderen Weg suchen. Eine Frage würde ich DANN entsprechend stellen.

Für meine bisherige Fragestellung habe ich einen sehr trifftigen Grund.

Ich brauche auch definitiv ZWEI Zellen (da nicht nur der MC bei 
Stromausfall versorgt werden muß und die neidrigste Spannung immer noch 
5 Volt betragen muß, ansonsten muss ich die Taktung des Proezessors 
verringern - will ich nciht) und ich kann auch nicht auf ein Fünftel der 
Kapazität runter, es hängen auch noch Motoren an diesem Akku.

Ein Step Up Wandler hilft mir wegen befürchteter Schwingungen ebenso 
wenig.

Also, es bleibt eine ganz einfache Frage:

Kann ich spannungskonstant / permanent einen LiPO mit 3,8 Volt laden, 
ohne dass der Akku einen Schaden davon trägt. Ich spreche nicht davon, 
dass jeder Akku eine endliche Lebenserwartung hat. Eine Halbierung der 
typischen Lebensdauer wäre mir auch noch egal. Das wäre dann eine 
gestresste Belastung, nicht aber eine Falschbeschaltung, die zu seinem 
Exitus führt.

Entladung und Ladung im permanenten Wechsel, da der Akku als Strompuffer 
dienen soll.

Immer angenommen, dass der Ladestrom nicht über 1*C beträgt (als 
Randbedingung).

Meine Argumentation: Hat der Akku diese Spannung erreicht, dann kann ja 
bei gleichem Spannungspotential von der Ladequelle zur Senke (Akku) kein 
Strom mehr fließen. So die Theorie.

Spricht in der Praxis da etwas gegen ?

Vielen Dank - sorry.

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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John Schmitz schrieb:
> und ich kann auch nicht auf ein Fünftel der
> Kapazität runter, es hängen auch noch Motoren an diesem Akku.

Genau darauf wollte Manfred aber hinaus: du nutzt nur einen
Bruchteil der Kapazität deines Akkus mit deiner angedachten Methode,
daher kannst du ihn stattdessen auch durch einen viel kleineren
ersetzen, den du dann ordentlich lädst.

Ob du nun 20 oder 30 % nutzt, darüber kann man sich streiten, aber
mit der vollen Kapazität brauchst du nicht zu rechnen.

http://industrial.panasonic.com/www-cgi/jvcr13pz.c...

3,7 V dürften vielleicht bei 30 % der Kapazität rauskommen, wenn du
da mal ins Datenblatt guckst.  Dort findest du auch eine detaillierte
Ladevorschrift.  Wenn du die nicht einhälst, und dir fackelt was ab,
wird der Hersteller unter Hinweis auf die Nichteinhaltung seiner
Vorschrift keine Produkthaftung übernehmen wollen.

Autor: John Schmitz (student)
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Jörg Wunsch schrieb:
> John Schmitz schrieb:
>> und ich kann auch nicht auf ein Fünftel der
>> Kapazität runter, es hängen auch noch Motoren an diesem Akku.
>
> Genau darauf wollte Manfred aber hinaus: du nutzt nur einen
> Bruchteil der Kapazität deines Akkus mit deiner angedachten Methode,
> daher kannst du ihn stattdessen auch durch einen viel kleineren
> ersetzen, den du dann ordentlich lädst.
>
> Ob du nun 20 oder 30 % nutzt, darüber kann man sich streiten, aber
> mit der vollen Kapazität brauchst du nicht zu rechnen.

Jörg - gerade Deine Meinung schätze ich besonders hoch ein.

Was meinst DU, wird eine Konstantspannung von angelegten 3,8 Volt eine 
LiPo-Zelle zerstören (im Sinne einer Fehlschaltung) ?

Ich habe Manfred sehr wohl verstanden, aber die Motoren können 
kurzzeitig 5 Ampere ziehen und der LiPo sollte daher schon 1.500mAh bis 
2.000mAh haben. Ich will keine 10*C oder 15*C ziehen ...!

Danke im voraus.

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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John Schmitz schrieb:
> Was meinst DU, wird eine Konstantspannung von angelegten 3,8 Volt eine
> LiPo-Zelle zerstören (im Sinne einer Fehlschaltung) ?

Ich bin kein Chemiker.  Ich vermute, dass davon nichts passieren
wird, aber wissen tu ich's nicht, insofern würde ich dir zu dieser
Variante halt auch nicht unbedingt raten.

Autor: John Schmitz (student)
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Danke, Jörg - vor allem auch zu dem Panasonic Link.

Da gibt es ja auch schöne Schaltskizzen, aus denen man den T-Anschluß 
(3. Kontaktfläche) an Akku-Packs interpretieren kann. Das war auch eine 
von mir einmal gestellte Frage in einem anderen Thread, wo viele 
Kollegen auch nur die Glaskugel bemühen konnten.

Ich werde folgendes machen: (Versuch macht klug!)

Da ich sowohl die Temperatur überwachen werde (über den T-Anschluss an 
den MC) als auch die Spannung (und nie über 3,8 Volt gehen werde), werde 
ich mal das Langzeitverhalten der Akkus bei dieser Verwendungsweise mit 
Permanentladung checken.

Wenn die dann ein paar Jahre halten, ist das für MEINE Anwendung die 
ideale Lösung.


Werde Euch berichten. Danke für Eure rege Beteiligung.

Grüße

Autor: avion23 (Gast)
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Hallo John,
habe deinen Beitrag gerade entdeckt.

In den letzten Wochen geistert hier im Forum die Meinung hoch, dass 
lipos durch CV-Ladung zerstört werden, wenn diese länger als ein paar 
Stunden anliegt. Das ist nicht so. Dazu habe ich einige Beiträge 
geschrieben. Googlen hat gezeigt, dass die Lebensdauer minimal sinkt, 
und zwar ab 3,81V. Allerdings beträgt diese eh nur 5 Jahre. Du kannst 
deinen Lipo-Akku also ohne Bedenken mit 4,2V laden. Vielleicht etwas 
weniger, um Temperaturdrift, Alterung usw. aus zu weichen. Die 3,8V 
würden die Lebensdauer des Akkus maximieren und ihnen nicht schaden.

Autor: John Schmitz (student)
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avion23 schrieb:
> Hallo John,
> habe deinen Beitrag gerade entdeckt.
>
> In den letzten Wochen geistert hier im Forum die Meinung hoch, dass
> lipos durch CV-Ladung zerstört werden, wenn diese länger als ein paar
> Stunden anliegt. Das ist nicht so. Dazu habe ich einige Beiträge
> geschrieben. Googlen hat gezeigt, dass die Lebensdauer minimal sinkt,
> und zwar ab 3,81V. Allerdings beträgt diese eh nur 5 Jahre. Du kannst
> deinen Lipo-Akku also ohne Bedenken mit 4,2V laden. Vielleicht etwas
> weniger, um Temperaturdrift, Alterung usw. aus zu weichen. Die 3,8V
> würden die Lebensdauer des Akkus maximieren und ihnen nicht schaden.

Hallo avion23,

danke für Deine Antwort - freut mich sehr. Werde mit CV arbeiten. Denke, 
das ist die wirklich einfachste Schaltung.

Grüße

Autor: Kai Klaas (Gast)
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>In den letzten Wochen geistert hier im Forum die Meinung hoch, dass
>lipos durch CV-Ladung zerstört werden, wenn diese länger als ein paar
>Stunden anliegt. Das ist nicht so. Dazu habe ich einige Beiträge
>geschrieben. Googlen hat gezeigt, dass die Lebensdauer minimal sinkt,
>und zwar ab 3,81V. Allerdings beträgt diese eh nur 5 Jahre. Du kannst
>deinen Lipo-Akku also ohne Bedenken mit 4,2V laden. Vielleicht etwas
>weniger, um Temperaturdrift, Alterung usw. aus zu weichen. Die 3,8V
>würden die Lebensdauer des Akkus maximieren und ihnen nicht schaden.

Ich finde es schon interessant, wie sich Leute einfach über die 
Empfehlungen der Hersteller hinwegsetzen. Du magst ja mit deiner Meinung 
Recht haben, wenn du von korrekt arbeitenden Lipo-Zellen ausgehst. Es 
gibt aber auch Zellen, die defekt sind, weil sie beschädigt wurden oder 
einfach Herstellungsfehler aufweisen. In eine solche Zelle zeitlich 
unbegrenzt Strom hineinzupumpen erschient mir höchst fragwürdig! Ich 
denke es gibt SEHR SEHR GUTE GRÜNDE, warum der Hersteller (siehe den 
Link von Jörg) das Aufladen zeitlich begrenzt...

Kai Klaas

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Kai Klaas schrieb:
> In eine solche Zelle zeitlich
> unbegrenzt Strom hineinzupumpen erschient mir höchst fragwürdig!

Darin liegt wahrscheinlich der Pferdefuß der CV-Ladung.  Man müsste
halt zusätzlich noch erkennen, dass der Ladestrom dabei auch wirklich
auf das Maß der Selbstentladung absinkt (die reichlich gering ist)
um sicherzustellen, dass da nichts dauerhaft schief läuft.

Wahrscheinlich wäre es für John Schmitz sinnvoller, eine CV-Pufferung
mit einem 7,2-V-Bleiakku (oder 6 V, wenn es genügt, ist sicher
einfacher zu bekommen) vorzunehmen.  Die können im Lastfall auch
einiges an Strom treiben und vertragen erfahrungsgemäß eine CV-Ladung
so leidlich (die Kapazität sinkt dabei, hin und wieder mal ein
ordentlicher Zyklus hift, ihn wieder aufzufrischen).

Autor: John Schmitz (student)
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Auch ein LiPo hat einen Innenwiderstand - nehme ich mal an!

Bezogen auf meine 3,8 Volt Level Planung würde es bedeuten (nach meiner 
Interpretation des Ohmschen Gesetzes), dass der Akku durch zugeführte 
Energie das Spannungslevel von 3,8 Volt irgendwann einmal erreicht.

Und dann dürfte gegen ein gleichhohes Spannunsgpotential eigentlich kein 
Strom mehr fliessen - habe ich so gelernt.
So etwas würde ich mal als "Inhärente Sicherheit" gegen Überladung 
bezeichnen.
Mir wurde im Studium beigebracht, dass Inhärente Sicherheit das 
bestmögliche Mass an Sicherheit überhaupt bereitstellt - im Vergleich 
mit zusätzlich "angeflanschten" Schutzschaltungen.

Wenn natürlich der Akku defekt ist, dann mag das etwas anderes sein. 
Zumindest dürfte dann aber die Temperatur im Akku irregulär steigen ... 
und das kann man ja leichtens mit einem ADC Eingang vom MC überwachen.

Also - ich denke, die Gefahr am Zebrastreifen überfahren zu werden, ist 
größer ...!


Grüße

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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John Schmitz schrieb:
> Und dann dürfte gegen ein gleichhohes Spannunsgpotential eigentlich kein
> Strom mehr fliessen - habe ich so gelernt.

Genau das "dürfte" ist das Problem dabei.

Angesichts der bekannten Gefahren, die von einer Fehlbehandlung
dieser Akkus ausgeht, würde ich nicht ohne doppelte Absicherung
arbeiten, also primär den Strom überwachen (der muss nach endlicher
Zeit sehr gering werden) und sekundär die Temperatur.  Dann kann
zumindest noch eine von beiden Überwachungen versagen, ohne dass
du ein Desaster hast.  (Es bleibt natürlich immer noch sicherungs-
technisch das Problem, dass die Überwachungsschaltungen nicht
überwacht werden, du also den Ausfall von einer der beiden nicht
erkennst.)

Autor: avion23 (Gast)
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Hallo Kai,
du hast Recht, ich gehe von einwandfreien li-ion Zellen aus.

Falls die Zelle defekt ist und - angenommen - versucht die Spannung auf 
3V zu halten, dann wird U * I innerhalb der Zelle in Wärme umgesetzt. 
Was sie wahrscheinlich zum Brennen bringt.


Allerdings ist auch das periodische Nachladen kein Schutz dagegen. 
Schließlich ist es genau der selbe Vorgang, nur zeitlich begrenzt. Ich 
denke, dass man da andere Sicherheitsmaßnahmen verwenden muss wie LiFePo 
oder einen Tonkrug ;) Im worst case gibt es ja auch noch so etwas wie 
spontane Selbstentzündung made by Sony. Bei defekten Akkus kann man eh 
keine korrekte Aussage mehr treffen und muss ganz anders an die Sache 
herangehen.

Im Normalfall fließt übrigens kein Strom mehr, falls das nicht klar 
geworden ist. Dann ist es genau so wie John es gesagt hat:
>Bezogen auf meine 3,8 Volt Level Planung würde es bedeuten (nach meiner
>Interpretation des Ohmschen Gesetzes), dass der Akku durch zugeführte
>Energie das Spannungslevel von 3,8 Volt irgendwann einmal erreicht.
>
>Und dann dürfte gegen ein gleichhohes Spannunsgpotential eigentlich kein
>Strom mehr fliessen - habe ich so gelernt.

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