Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik NiMh Reihenschaltung: delta-U sinnlos?


von Christian (dragony)


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Hallo zusammen,

ich beschäftige mich seit einigen Tagen intensiv mit NiMh-Akkumulatoren 
und habe festgestellt, dass scheinbar jeder auf der Welt ein Experte zu 
sein glaubt, wenn man die verschiedenen Meinungen mal betrachtet.

Es scheint sich kristallisiert zu haben, dass die Delta-U Erkennung bei 
einem Mindestladestrom von 0.5C derzeit Stand der Technik ist. Das ist 
ja auch schön und gut, jedoch versteh ich nicht, wie das bei einer 
Reihenschaltung von Akkus (fest verlötete Akkupacks) funktionieren soll, 
da die Zellen IMMER eine leicht unterschiedliche Kapazität aufweisen.

Beispiel: 12 Zellen im Pack. Bei 90% Kapazität fangen jetzt die ersten 
Zellen mit dem Spannungsabfall an. Gleichzetigi sind die anderen Zellen 
jedoch noch nicht voll, deren Spannung steigt also gleichzeitig langsam 
an. Das Ladegerät am Ende der Leitung bekommt von all dem nichts mit, 
ausser, dass die Spanung gegen Ende nicht mehr so schnell steigt. 
Demnach ist die delta-U Erkennung bei Akkupacks nicht funktionsfähig.

Derzeit tendiere ich dazu, Packs mit 0.2C zu laden und das ach-so-böse 
Überladen zu verwenden, was nichts anderes ist, als dass die gesamte 
Leistung in Wärme umgewandelt wird. Solange die einzelnen Zellen die 
Wärme gut abführen können (maximal erlaubte Zellentemperatur 40 Grad), 
passiert da überhaupt nichts und so werden auch alle Zellen randvoll.

So, und jetzt zeigt mir meine Denkfehler auf.

: Verschoben durch User
von MaWin (Gast)


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Christian S. schrieb:
> jedoch versteh ich nicht, wie das bei einer
> Reihenschaltung von Akkus (fest verlötete Akkupacks) funktionieren soll,
> da die Zellen IMMER eine leicht unterschiedliche Kapazität aufweisen.

Der -DeltaU Lader sollte abschalten, wenn die erste Zelle voll ist, und 
dann auf den normalen Ladestrom zurückgehen der auch in volle Zellen 
gesteckt werden darf, also C/10, um die anderen Zellen noch vollzuladen.

Nach gewisser Zeit in der er hofft daß auch die anderen Zellen voll 
geworden sind nimmt der IC dann den Strom noch weiter zurück zum 
Erhaltungsladestrom von C/25 oder C/50tel.

Da eine Zelle, die voll und damit warm wird, noch nicht zu einem echten 
Spannungsrückgang führt, werten manche Lader (ICS1700) bereits den 
Rückgang des Spannungsanstiegs (also erste Ableitung) aus.

Andere (MAX712) verlassen sich darauf, daß die Akkus im Akkupack dicht 
zusammen sind, und die eine Zelle, die voll ist und wärmer wird, auch 
die anderen erwärmt und damit zu einem Rückgang der Gesamtspannung 
führt.

Daher sollte man AkkuPACKS laden und nicht frei rumliegende 
Einzelzellen.

Christian S. schrieb:
> Mindestladestrom von 0.5C derzeit Stand der Technik ist.

Bei frei rumliegenden Zellen.
In einem Gehäuse verpackte Akkupacks könne auch mit 0.25C geladen 
werden, die Erwärmung ist auf Grund des Wärmestaus gross genug. 
Ausserdem kann man in einem Akkupack einen Temperatursensor verbauen und 
so die Temperaturabschaltung des Lade-ICs nutzen die sonst ungenutzt 
bliebt, aber natürlich einen Zuverlässigkeitsgewinn bringen würde wenn 
genutzt.

von batman (Gast)


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Zu Walkmann-Zeiten hat man NiMH- und NiCd-Rundzellen fast nur mit 
Überladung bei schwachem Strom (ca. C/12) geladen aber ich hatte nicht 
den Eindruck, daß denen das besonders gut bekam. Von 1000 Zyklen war man 
jedenfalls meilenweit entfernt, bevor die Dinger zu schwach wurden und 
in der Tonne landeten.

von Christian (dragony)


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Also bei meinem sündhaft teurem Akkumaster C5 klappt die dU Abschaltung 
scheinbar nicht. Ich habe ein selbstgebautes Akkupack aus 8 Mono-Zellen 
mit 9000mA dran, aber der Temperatursensor schlägt selbst bei 45 Grad 
erhöhtem Limit immer zuerst an. Ladestrom ist 4600mA (Limit des 
Akkumasters bei dieser Konfiguration).

Und wie soll denn das Ladegerät jetzt um alles in der Welt feststellen 
können, wie der Ladezustand der ersten Zelle ist, wenn er nur die 
Gesamtspannung sieht?

: Bearbeitet durch User
von batman (Gast)


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Wie manch protokollierte Ladekurve aus der Praxis ausweist, geht es 
manchmal beim besten Willen nicht. Es hängt auch sehr stark am 
"Charakter" der Akkus. Manche wollen sich einfach nicht so benehmen, wie 
es im Lehrbuch steht, da hilft nur austauschen.

von Minimalist (Gast)


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Ich hab letzten mal, aus Neugier meine Akkuschrauber Akkus mit dem 
Imax-lader geladen, um zu sehen wie viel Kapazität die noch haben. In 
die leeren Akkus hat der Lader 1280mAh reingekriegt bis zur delta-U 
Abschaltung, Nennkapazität ist 1.3 Ah. OK, sind zwar NiCd, also 
Prinzipiell mehr delta-U, aber dafür auch ein 18V Pack mit entsprechend 
vielen Zellen in Serie.
Das Ergebnis hat mein Vertrauen in die Prozessorlader doch gestärkt, so 
gut hätte ich das nicht erwartet.

von senke (Gast)


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Christian S. schrieb:
> s scheint sich kristallisiert zu haben, dass die Delta-U Erkennung bei
> einem Mindestladestrom von 0.5C derzeit Stand der Technik ist.

Delta-U war meines Wissens nach die Vollerkennung der NiCd.
NiMH werden, soweit ich weis, als voll erkannt bzw. sollen als voll 
erkannt weren wenn DeltaU =0 wird. Bei -U sind die schon in der 
Überladephase.
Aufgrund des, im vergleich zu den NiCd, flacheren Verlaufs ist die 
Erkennung bei vielen in Serie geschalteten Zellen deutlich schlechter zu 
erkennen.

von batman (Gast)


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Nö, das stimmt nicht. dU=0 tritt oft schon zwischen Ladeanfang und Mitte 
bei leeren Zellen auf. Abgeschaltet werden NiMH normalerweise bei einem 
-dU um 10mV.

von MaWin (Gast)


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batman schrieb:
> Nö, das stimmt nicht. dU=0 tritt oft schon zwischen Ladeanfang und Mitte
> bei leeren Zellen auf. Abgeschaltet werden NiMH normalerweise bei einem
> -dU um 10mV.

Na ja, das sieht jedes Ladegerät anders.

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