Hallo Leute,
wie Ihr in der Überschrift schon lesen könnt will ich mir eine
Microcontroller gestützte Balancer-Schaltung für meine LiFePo4 Akkus im
Auto basteln und brauche nun eure Hilfe beim Ausfeilen der Schalung
sowie anschließend einigen Berechnungen.
Erstmal zu meiner Person, ich gehe auf eine technische Schule,es ist
also ein gewissen Grundwissen vorhanden, jedoch lernen wir großteils nur
die trockene Theorie zu der ganzen Thematik und mir fehlt das Wissen zur
korrekten Schaltungsentwicklung.
Ein Problem ist natürlich die schwankende Boardspannung im Auto, da die
schonmal auf bis zu 14V hochgehen kann und die Spannung natürich
trotzdem stabil funktionieren soll.
Das Balancing soll funktionieren, indem ich die Spannungen der einzelnen
Zellen messe, dafür hab ich auch eine 5V Spannungsreferenz am Aref Pin
und wenn eine bestimmte Zellenspannung überschritten wird schalte ich
die einzelnen Akkuzellen auf Lastwiderstände.
Ich hoffe ihr könnt mir helfen.
mfg Thomas
Die Schaltung macht so sicher keinerlei Sinn.
Jeder Akku gegen Masse ?
Potentialtrennung per Optokoppler aber dann doch verbundene Massen ?
Akkuspannung über 5V direkt in den uC ?
Merkwürdige Art der Spannungsreglung, mit hohem ständigem
Stromverbrauch.
Wenn du Akkus balancen willst, musst du dir zuerst Gedanken machen, wann
du das tun willst: Während des Ladens, dann muss deine Schaltung den
komplketten Ladestrom bei Akkuspannung verbraten können, also z.B. 10A
bei 3.6V = 36 Watt pro Zelle. Oder nach dem Laden, wenn der Akku
rumsteht, dann kann das im Prinzip so langsam erfolgen wie man will, und
es reichen geringe Ströme, z.B. die 20mA die ein OpAmp so schafft, mit
entsprechend geringen Verlustleistungen die wegzukühlen sind, nur 0.08
Watt.
KFZ-Bordspannung:
http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.23
Akkus:
http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.21
(LiFePo4 weiter unten, Balancer knapp drüber).
Wäre wohl einfacher, auf die Optokoppler zu verzichten und jedem Akku
seinen eigenen ATTiny zu verpassen, der dann einen 3,3V FET direkt
ansteuern kann. Spannungsregler braucht man dann auch keine.
Es gibt doch genügend Schaltpläne für LiPo Balancer. Schau dir die mal
an. Die kannst du größtenteils verwenden. Du musst meist nur einen
Spannungsteiler ändern.
Ich hab mir auch einen Balancer für LiFePos selber gebaut. Besteht aus
einem Komparator mit integrierter Referenzspannungsquelle, dazu ein
Spannungsteiler eine Led, paar Widerstände und ein Transistor.Fertig.
Das ganze baut man dann 4mal unabhängig von einander auf und schaltet
die Balancer "in Reihe". Die Balancerströme sind dabei nur von dem
Transistor und dem Basiswiderstand abhängig. Die Schaltung kann so mit
Balancerströmen von 1mA bis viele Ampere gebaut werden.
@Thomas
Deine Schaltung macht keinen Sinn, siehe mein Attachement zu diesem
Thema google auch mal etwas im Internet!
>Wozu Balancer? LiFePo4 benötigen das nicht.
Quatsch, auch LiFePO4 Zellen sollten nicht ohne Balancer in Serie
geschalten werden.
>Während des Ladens, dann muss deine Schaltung den kompletten>Ladestrom bei >Akkuspannung verbraten können...
Quatsch! Du musst bloss die Toleranzen der Zellen ausgleichen,
üblicherweise nimmt man 2..5% vom Ladestrom.
Wichtig ist aber, dass Du in Serie zum Akkupaket FET-Scahlter als
Schutzschalter einbaust, um den Akku vor Überladung, Tiefentladung und
auch vor Kurzschluss zu schützen!
@Matthias xxx
>Schau dir die mal an.
Welche zwei???
Hallo Thomas,
warum willst du das eigentlich mit einem Controller machen? Ist das
nicht etwas zu oversized?
Einfach gehts mit ein paar OPs und etwas Hühnerfutter:
http://www.kc-world.de/LiPo-Balancer.htm
BTW: den IC1B kannst du weglassen, wenn du keine Fehleranzeige
benötigst. Die Referenz am OP gehört dann auf 4,1V angepasst (LiPo =
4,2V).
Gruß
Stefan
P.S Wenn du einen Equalizer (anstatt einem Balancer) bauen möchtest,
musst die die Referenzen der OPs nur an eine Widerstandskaskade hängen.
>>Während des Ladens, dann muss deine Schaltung den kompletten>>Ladestrom bei >Akkuspannung verbraten können...>Quatsch! Du musst bloss die Toleranzen der Zellen ausgleichen,>üblicherweise nimmt man 2..5% vom Ladestrom.
Kommt auf das Konzept an. Bei der Variante von
http://www.kc-world.de/LiPo-Balancer.htm wird erst am Schluss, wenn die
Zelle voll geladen ist, der Strom vom Ladegerät an der Zelle
vorbeigeführt, da muss der ganze Strom gebypasst werden. Es gibt aber
auch Konzepte, welche die Zellen während der ganzen Ladeperiode (zum
Teil auch beim Entladen) balancen, da reichen kleine Balancerströme im
einstelligen Prozentbereich.
Hey Leute, vielen Dank erstmal für die zahlreichen Rückmeldungen.
Das die Schaltung im Endeffekt nicht funktioniert hab ich mir schon
gedacht, wusste nur nicht mehr wie ich was wo hinverbinden muss.
Das der Controller an und für sich etwas oversized ist stimmt wohl auch.
Könnte also auch darauf verzichten und das ganze mit IC's und CO
aufbauen.
Das einzige Problem das bei meiner Anwendung bestehen wird ist, dass der
Akku praktisch ständig geladen und entladen wird da er nur als Puffer
zwischen Starterbatterie und Endstufen dienen wird.
Ins Besondere der Vorschlag von Stefan gefällt mir sehr gut. Ich hab mir
jetzt mal das Datenblatt des ICL7665 durchgeschaut und bin ziemlich
angetan von dem Teil. Ich würde dann noch ein paar Bauteile zur
Stabilisierung der Boardspannung sowie zum abhalten von ESR und co
dranbauen müsste dann schon so weit funktionieren oder?
mfg und ein großes Dankeschön im Vorraus!
Thomas
Hey Leute,
hab die letzten Tage viel gesucht Ideen gefunden und wieder verworfen.
Jetzt hab ich mich auf den ICL 7665 festgelegt.
Ich habe mir jetzt gedacht parallel zu jeder Zelle einen ICL zu hängen
und damit bei Überspannung ein Reed-Relais zu schalten, das die Zelle
dann auf einen Leistungswiderstand schaltet der die Zelle so lange
entläd bis die Spannung weit genug gesunken ist.
Weiters soll bei Unterspannung einer Zelle der Ganze akku vom Netz
genommen werden. Reicht es da ein stärkeres Reed Relais zu nehmen oder
sollte ich das anders lösen?
mfg
Das war eigentlich nur so eine Idee, weil ich dann eine galvanische
Trennung habe, auch ohne Optokoppler und ich kann außerdem Leckströme
durch den Transistor vermeiden, was praktisch ist da ich dei Schaltung
dauerhaft am Akku lassen will.
mfg
Du schreibst hier:
>Weiters soll bei Unterspannung einer Zelle der Ganze akku vom Netz>genommen werden. Reicht es da ein stärkeres Reed Relais zu nehmen...
Aber hier steht:
>da er nur als Puffer zwischen Starterbatterie und Endstufen dienen wird.
Was stellst Du dir für ein Relais vor, welches den Akku (im Fehlerfall)
trennen soll? Wieviel Strom "zieht" deine Endstufe. Sicher soviel, das
Du den Einsatz eines Puffers sinnvollerweise in Erwägung gezogen hast.
Die Balancierungsströme sind nciht groß, bzw. müssen nicht groß sein.
Das wurde ja schon gesagt. Der "Notaus" muss nicht nur den hohen Strom
schalten können, nein: viel wichtiger ist im laufenden Betrieb der
extrem geringe Übergangswiderstand dieses Schalters. Er muss ja um
Größenordnungen kleiner sein, als der Zuleitungswiderstand der 4Meter
des 35mm² Kabel, welches von der AutoBatterie kommt. Sonst kannst Du dir
den Puffer mal gleich schenken, wenn der Spannungsabfall größer ist, als
der Innenwiderstand deiner restlichen Spanungsquelle( Autobatt.plus
Kabel und Sicherung ).
kan ich nicht besser erklären. Hoffe, es ist einigermaßen rübergekommen,
was ich meine.
Vielen Dank für deine Antwort!!!
> Was stellst Du dir für ein Relais vor, welches den Akku (im Fehlerfall)> trennen soll?> Die Balancierungsströme sind nciht groß, bzw. müssen nicht groß sein.> Das wurde ja schon gesagt. Der "Notaus" muss nicht nur den hohen Strom> schalten können, nein: viel wichtiger ist im laufenden Betrieb der> extrem geringe Übergangswiderstand dieses Schalters.
Das mit den Übergangswiderständen ist mir klar, ich hab aber noch kein
konkretes Relais gefunden. Bis jetzt hab ich mich mal auf die
grundlegende balancing Funktion konzentriert.
mfg und vielen Dank schonmal :)
Ich denke, ich werde auf ein trennrelais verzichten, da die bei dem
Strom den ich benötige sehr teuer sind. Ich werde die
Unterspannungsanzeige einfach in ein OR Logikgatterführen und an dessen
Ausgang entweder direkt eine LED, oder einen Transistor und eine LED in
meinem Blickfeld montieren, sodass ich bei bedarf die Anlage einfach
abdrehen kann, falls das so möglich ist.
mfg Thomas
Ist das richtig das die obige Schaltung von Stefan mit dem 7665
zu den jeweiligen Zellen parallel zugeschaltet wird?
|----- +
Zelle Stefan's Schaltung
| -
|------|
| +
Zelle Stefan's Schaltung
| -
|------
hoffe der "schaltplan" ist verständlich...
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