Hallo zusammen,
Ich bin seit einigen Tagen glücklicher Besitzer eines Minihelikopters
"Blade MSR". Dabei liegt ein Lipo-Ladegerät für bis zu 4 der Mini-Akkus
(sind 1S Zellen mit 130..160 mAh). Natürlich wurde sogleich das
Ladeverfahren untersucht, einen Schaltplan stelle ich heute abend hier
noch ran. Kurz:
Konstantstromladung. Hierzu wird ein kleiner Transistor mit einem per
Poti einstellbarem Basisstrom beaufschlagt, welcher den Lipo mit der
Versorgungsspannung des Laders verbindet. Vor der Basis des Transistors
ist ein bisschen Hühnerfutter, ein SOT23-5 "IC", welcher 3 polig
(Akkuspannung, GND, Ausgang zum Basis-Hühnerfutter) angeschlossen ist,
erzeugt die Pulse. Bis etwa 4,2 V passiert nicht viel, darüber fängt er
dann an, das Tastverhältnis langsam zu ändern. So werden dann Pulse
einer Länge von etwa 1 Sekunde gegeben, wobei sich die Periode mit
steigender Akkuspannung immer weiter verkürzt. Während der Pulse liegt
die Akkuspannung dann auch mal bei 4,35V.
Die Leerlaufspannung direkt nach der Ladung (wenn nurnoch alle 3..10
Minuten ein Ladepuls kommt) trifft es mit knapp 4,2V ziemlich gut,
vermutlich "regelt" der Laderegler dorthin.
Ich habe von dieser Art der Lipo Ladung noch nie etwas gehört. Kennt
jemand Quellen, die sich mit der Auswirkung auf den Akku befassen?
Der Ladestrom liegt übrigens im Bereich 2..3C. Mir ist auch klar, dass
das Ladeverfahren dazu taugt, einen Akku sehr schnell vollzuknallen. Ein
zusätzliches Herausführen des Ladepulses als LED dient zur einfachen
Indikation des Ladevorgangs (noch voll dabei, fast fertig, fertig); Dies
wäre bei einer CCCV Ladung nur mit Zusatzkomparatoren o.Ä. erreichbar.
Ich habe die Ladeströme auf 1..1,5C begrenzt und mir für die Hyperion G3
noch einen Schacht mit maximalem Strom (300mA@25°C, aufgrund des
Verlaufs der B-Kennlinie des Transistors natürlich während dem
Ladevorgang steigend) gelassen, da diese mit bis zu 5C geladen werden
dürfen und dies laut mehreren Berichten scheinbar echt nicht/kaum übel
nehmen. Dennoch frage ich mich, ob nicht die Investition in ein 30€
Ladegerät mit CCCV mir langfristig die Lebensdauer der 3-5€ Lipos so
erhöht, dass es sich rentiert; Sie müssten also etwa doppeltsolange
halten. Erfahrungen?
Dankeschön!
Fehler gegen Ende des 2. ABsatzes: Die Periode der Ladepulse verlängert
sich mit steigendem Akkufüllstand...
d.h. die Ladepulse treten immer seltener auf.
Die Akku Hersteller haben da so schöne Graphen wo sich erkennen lässt
wie sich die Haltbarkeit mit steigendem Lade/Entlade-Strom reduziert.
Die Normalladung bei einem LiIon-Akku liegt bei 0.03C
Bei Schnelladung 1.0C liegt die Lebensdauer bei 1/3 bis 1/5.
LiIon Akkus sollen am Anfang mit etwas mehr Strom geladen werden und
wenn sie fast voll sind soll der Strom sinken. (also kein Konstant
I-Verfahren)
Ein Widerstand an einem 4.2V Netzteil macht sowas ganz gut.
Es gibt jetzt auch diese LiFe-Akkus, die sind für E-Helis besser
geeignet.
http://de.wikipedia.org/wiki/Lithium-Eisen-Phosphat-Akkumulator
Ich wollte erst schreiben: Danke, aber an meiner Frage vorbei. Dabei
fiel mir dann auf, dass mein Text doch recht lang war. Also die
eigentliche Frage nochmal knackig:
Ich suche Erfahrungen zum Konstantstromladeverfahren für Lipo Akkus.
Konstantstromladung bis etwa 4,2V, danach gepulste Konstantstromladung,
bis die Leerlaufspannung etwa 4,2V erreicht hat. Während der Pulse dann
Ladespannung bis zu 4,35V.
Dennoch danke für deine Ausführungen. Normalladung bei 0,03C kann ich
mir allerdings nicht vorstellen: Soll man die Dinger echt nen ganzen Tag
laden? Im Übrigen handelt es sich um LiPo und nicht LiIon Akkus.
LiFe sind für Minihelis zu schwer, LiPo haben ein um Faktor > 1,5
besseres Kapazität/Volumen bzw. Kapazität/Gewicht Verhältnis.
Die Hersteller geben immer großartige Werte für ihre Akkus an und es
funktioniert so auch, aber die Haltbarkeit leidet erheblich.
Da steht einmal dass sie 4 x so oft wieder aufgeladen werden können (im
Gegensatz zu irgend welchen ... anderen wenn man sie normal lädt).
Dann steht da noch dass man sie mit 5C laden kann und sie in 10-12
Minuten wieder voll sind.
Man könnte schlussfolgern dass sie nicht mehr 500 mal geladen werden
können sondern nur noch 125 mal wenn man sie mit 5C lädt.
Auf der Webseite gibt es keine Kuven oder Diagramme so wie es bei
anderen Akkuherstellern üblich ist.
Der SOT23-5 IC wird ein Akku-Protection IC sein, dessen Abschaltung (und
wiedereinschaltung) gegen Ladeende geht in Ordnung. Die Spannung wird zu
den Akkus passen, 4.35 ist bei modernen LiPoly nicht ungewöhnlich.
> Der Ladestrom liegt übrigens im Bereich 2..3C
Der Entladestrom vermutlich noch höher, also halten die Akkus das aus.
> Dennoch frage ich mich, ob nicht die Investition in ein 30€> Ladegerät mit CCCV mir langfristig die Lebensdauer der 3-5€ Lipos so> erhöht, dass es sich rentiert;> Sie müssten also etwa doppeltsolange halten.
Tun sie nicht, sondern genau so lange, schliesslich passiert in allen
nichts anderes: Laden ohne Überschreitung der im Akkudatenblatt
angegebenen maximalen Spannung und des maximalen Stromes.
Ob ein Akku deutlich länger lebt, wenn man ihn z.B. nur mit halben Strom
und 0.2V weniger versorgt, bleibt im Land der unüberprüfbaren Legenden.
> Erfahrungen?
Chinesen sind inzwischen klüger als der Durchschnittsdeutsche
Bedenkenträger.
Hm, ich fühle mich zwar immernoch an meiner Frage vorbeigeantwortet,
aber ich kann zumindest aus deiner Antwort, MaWin, eine
zufriedenstellende Erkenntnis ziehen.
Nochmal zur Klarstellung: Die Ziel-Akku-Leerlaufspannung beträgt 4,2V.
Eine Überschreitung dieser Spannung tritt durch das Anlegen des
Konstant-Ladestroms im "Fast-Voll" zustand ein, dadurch entsteht dann
auch das Pulsverhalten (das ist wohl zumindest teilweise durch ein RC
Glied mit ~22k/10µF in der Treiberstufe des Konstantstrom-Transistors
verschuldet). Das der SC70-5 eine Art "Liposchutz" ist, habe ich mir
gedacht, er verhält sich eigentlich einfach wie folgt: OUT mit IN
verbinden, wenn IN <= GND + 4,20V; sonst OUT offen lassen. Quasi ein
Open Drain Komparator mit interner Referenz und nur einem nicht-inv.
Eingang)
Meine Bedenken galten nun der im Ladevorgang erhöhten Spannung, ich
kenne es eben nicht anders, als das man die Ladeschlussspannung als
Konstantspannung anlegt und diese eben nicht durch reinpressen eines
Ladestroms überschreitet :)
Aber ich sehe die Frage alleine dadurch als geklärt, dass scheinbar?
4,35V den Lipos nichts ausmacht. Bei den Hyperions mit spürbar kleinerem
Ri liegt diese Spannung auch garnichtmal so hoch. Somit Thema für mich
durchgekaut. Habe gestern den Schaltplan nicht mehr geschafft, zum
Abschluss hänge ich den heute oder morgen abend hier nochmal dran, falls
den mal jemand sucht.
Gruß,
Matthias
Das geht doch in Ordnung. Die 4.2V gelten im Inneren der Zelle. Dazu
kommt noch der Innenwiderstand, der Widerstand der Ladeleitungen,
Übergangswiderstände u.a., weswegen am Ladegerät auch etwas mehr
anliegen darf. Um das wieviel zu ermitteln, musst du entweder die
Widerstände kennen, oder eben Pausen machen, wo die Spannung an den
internen Kapazitäten verschwindet und nur noch das eigentliche Element
eine Spannung liefert. Da aber auch der Innenwiderstand vom Ladezustand
abhängig ist, wird die Wahl doch eng.
Und diese Art der Ladung ist technisch sehr einfach, besteht im Grunde
genommen aus einer Konstantstromquelle mit Schalter. CC per Hardware und
CV per Software.
Ja, was mich eben daran wurmt: Eine CC Ladung ist deutlich schneller als
eine CC CV Ladung, da der Ladestrom in der CV Phase sehr schnell recht
klein wird; Das Puls/Pausenverhältnis ist bis kurz vor Ende des
Ladevorgangs beim reinen CC Laden verhältnismäßig hoch. Somit frage ich
mich einfach, warum es keine "richtigen"/professionellen Ladegeräte für
LiXX Akkus gibt, welche so ein Verfahren einsetzen. Dies kann ja nur an
der potenziellen Gefahr bzw. Lebensdauereinschränkung liegen, denn
teurer ists ja wohl nicht, das so zu implementieren.
Die Theorie mit dem Innenwiderstand ist mir wohl klar. Ich habe
allerdings das Gefühl, dass beim Laden da "mehr" als nur der
Innenwiderstand wirkt (wenn ich mich wage an meinen Chemieunterricht
zurückerinnere, sollte das auch korrekt sein; es gibt quasi eine Art
"Totbereich" zwischen Lade- und Entladespannung. Verlangt jetzt bitte
keine Fachwörter dafür von mir...). Jedenfalls ist das der Grund, warum
ich denke, dass das für meine Akkus, bzw. primär für meine Wohnung, die
Einrichtung und meine Gesundheit gefährlich werden könnte.
Ist das vielleicht einfach nur die Schutzelektronik des Akkus, die bei
zu hoher Spannung ausschaltet? Wenn der Akku die Überspannung "verdaut"
hat, schaltet sie wieder ein, was zu dem Taktmuster führt.
Wenn ja, dann ist das nicht gesund. Und auch nicht sicher, weil die
Schutzelektronik erst bei kritischer Überspannung abschaltet und
prinzipiell eine Notschaltung ist.
Das ist aber alles geraten.
Jetzt habe ich gerade etwas gegoogelt und sogar Informationen gefunden
:) (Hatte wohl neulich die falschen Suchworte benutzt).
Der SOT23-5 dürfte ein LM3420-4.2
http://www.national.com/ds/LM/LM3420.pdf oder etwas pinkompatibles sein.
Auf Seite 15/16 des Datenblatts wird die Ladeart vorgestellt, hier wird
ein NE555 verwendet, welcher in dem Celectra Lader durch 2 N-Kanal Fets,
3 Widerstände und einen Kondensator ersetzt wird.
