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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Entladeschutzschaltung für LiFePo4


Autor: Benjamin Specht (bs_fsae)
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Hallo zusammen,

ich benötige für einen LiFePo4-Akku eine Entladeschutzschaltung.

Der Akku wird hauptsächlich als Starter-Akku verwendet. Um zu vermeiden, 
dass bei zu langem Betätigen des Starters (wenn der Motor längere Zeit 
nicht angeht) ein zu starkes Entladen des Akkus zu verhindern, möchte 
ich jede die Spannung jeder einzelnen Zelle überwachen. Bei 
Unterschreitung einer bestimmten Entladeschlussspannung einer Zelle soll 
dann der Akku von der Last getrennt werden.
Wer hat eine Idee, wie das realisiert werden kann?

Meine Idee wäre gewesen, für jede Zelle einen Teil mit 
Referenzspannungsquelle und OPV aufzubauen. Jedoch ist ist mein Problem 
eher, wie ich dann die einzelnen Ausgangssignale auswerte, da sich diese 
ja je auf ein anderes Potential (-Pol der jeweiligen Zelle) beziehen.

Danke im Voraus für die Anregungen.

Gruß
Benjamin

Autor: Oliver H. (olitheone)
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Hallo

würde mich der Frage gerne anschließen - sowas würde ich auch benötigen.

mfg
-Oli

Autor: Michael Frangenberg (startrekmichi)
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Mit einem Optokoppler lässt sich das Signal (Spannung ok/nicht ok) sehr 
einfach potentialfrei machen. Wenn du natürlich die einzelnen Messwerte 
(also die gemessene Spannung jeder Zelle) rausbringen willst, wird es 
etwas schwieriger.

Autor: tt2t (Gast)
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mit einer daisy chain ist das möglich:

am besten einen µC mit Spannungsreferenz vom zu überwachenden Akku 
speisen lassen, Ergenis ist 1 bit: gut/schlecht, Ausgang über 
Optokoppler an 2. µC, der wertet auch aus und übergibt die 2 Signale an 
den 3 µC, der wiederum übergibt 3 Signale an den 4. µC usw. ...

zum Schluss hast Du n bit die Du weiter auswerten kannst

Autor: Roland (Gast)
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Benjamin Specht schrieb:
> Meine Idee wäre gewesen, für jede Zelle einen Teil mit
> Referenzspannungsquelle und OPV aufzubauen. Jedoch ist ist mein Problem
> eher, wie ich dann die einzelnen Ausgangssignale auswerte, da sich diese
> ja je auf ein anderes Potential (-Pol der jeweiligen Zelle) beziehen.

Du könntest für jede Zelle einen Subtrahierer mit je einem OP und 4 
Präzisions-Widerständen aufbauen. Damit hast du die Einzelzellspannungen 
relativ zum gleichen Potenzial (GND) und kannst sie gut mit dem 
AD-Wanddlern des µC oder analog auswerten.
Ich hab mal einen Akkutester mit Einzelzellmessung aus dem Modellbau 
aufgeschraubt. Da ist es so gelöst.

Autor: Benjamin Specht (bs_fsae)
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Hallo zusammen,

@ Roland: Danke für die Info. Wie ist das genau gemeint? Welche Spannung 
soll dann von der Einzelzellenspannung subtrahiert werden. Vielleicht 
hast du ne kleine Skizze, welche du online stellen kannst?
Danke.

Autor: Roland (Gast)
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Benjamin Specht schrieb:
> @ Roland: Danke für die Info. Wie ist das genau gemeint? Welche Spannung
> soll dann von der Einzelzellenspannung subtrahiert werden. Vielleicht
> hast du ne kleine Skizze, welche du online stellen kannst?
> Danke.

Hi Benjamin,
du schaltest die Subtrahierer quasi parallel und zwar so, dass sie 
jeweils das Plus-Potenzial vom Minus-Potenzial einer jeden Zelle 
subtrahieren.  (s.a. 
Operationsverstärker-Grundschaltungen: Der Subtrahierer). Dabei 
spielt es keine Rolle, dass Plus der einen Zelle mit Minus der 
benachbarten Zelle verbunden ist. Als Ergebnis bekommst du die 
Zellspannung als Potenzial relativ zu GND.

LiFePO4-Akkus sind übrigens vergleichsweise robust (im Gegensatz zu 
LiPo's). Wenn du nicht vor hast sie bis auf die absolute 
Zell-Minimalspanung zu entladen und deine Entladeströme moderat sind, 
könntest du vielleicht auch auf eine Einzellzellüberwachung verzichten 
und stattdessen nur die Gesamtspannung auswerten.

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