Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik NiMh Batterie im laufendem Betrieb laden


von Stefan F. (Gast)


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Da ich immer wieder von Gefahren bei Lithium basierten Akkus lese, 
scheue ich mich weiterhin, sie bei meinen Basteleien einzusetzen.

Bisher verwende ich meist NiMh Akkus, die außerhalb der Schaltung 
aufgeladen werden. Ich möchte aber gerne auch den von Smartphones 
gewohnten Komfort haben, die Akkus im laufendem Betrieb zu laden.

Alle solche kommerziellen Geräte (Handstaubsauger, Zahnbürsten, 
Spielzeuge), die ich kenne, verschleißen die Akkus innerhalb kürzester 
Zeit, weil sie offensichtlich keinen vernünftigen Laderegler haben.

Vernünftig Laden heißt für mich:

1) Ladevorgang beenden, wenn der Akku voll ist.
2) Unnötige Ladezyklen vermeiden (nicht bei 99% wieder nachladen)
3) Tiefentladung verhindern.

Gerade beim ersten Punkt ist mir allerdings nicht klar, wie das gehen 
soll. Das Delta-U Verfahren scheidet wohl aus, wenn der Laststrom nicht 
konstant ist. Ich könnte messen, wieviel Strom rein und raus geht und 
einen gewissen Verlustfaktor berücksichtigen, aber das erscheint mir 
doch arg aufwändig.

Momentan kommt mir die thermische Methode noch am attraktivsten vor. Ich 
lade den Akku mit ausreichendem Strom so lange, bis er heiß wird. 
Zusätzlich begrenze ich sicherheitshalber die Zeit auf eine feste Anzahl 
von Stunden.

Kennt ihr bessere Methode? Oder gar einen IC, den man als Privatkunde 
kaufen kann?

von John (Gast)


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Schau dir mal den MAX712 an.

von Dennis S. (sixeck)


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Wie wäre es, den Akku bei einem angeschlossenen Ladegerät von der 
Schaltung zu trennen, und die Schaltung vom Ladegerät laufen zu lassen, 
während es zusätzlich noch den Akku lädt?
Das würde den Akku nicht unnötig belasten...

Natürlich nicht mechanisch, sondern durch einen ladecontroller...

: Bearbeitet durch User
von ths (Gast)


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Ladecontroller plus Power-Path-Controller.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Stefan U. schrieb:
> Da ich immer wieder von Gefahren bei Lithium basierten Akkus lese,
> scheue ich mich weiterhin, sie bei meinen Basteleien einzusetzen.

Das ist zwar verständlich, aber nicht rational begründbar. Bei 
ordnungsgemäßer Handhabung, insbesondere bei Vermeidung von zu hoher 
Spannung beim Laden sind Li-Ion und Li-Po Akkus vergleichsweise 
unkompliziert und pflegeleicht.

> Bisher verwende ich meist NiMh Akkus, die außerhalb der Schaltung
> aufgeladen werden. Ich möchte aber gerne auch den von Smartphones
> gewohnten Komfort haben, die Akkus im laufendem Betrieb zu laden.

> 1) Ladevorgang beenden, wenn der Akku voll ist.
> 2) Unnötige Ladezyklen vermeiden (nicht bei 99% wieder nachladen)
> 3) Tiefentladung verhindern.
>
> Gerade beim ersten Punkt ist mir allerdings nicht klar, wie das gehen
> soll. Das Delta-U Verfahren scheidet wohl aus, wenn der Laststrom nicht
> konstant ist. Ich könnte messen, wieviel Strom rein und raus geht und
> einen gewissen Verlustfaktor berücksichtigen, aber das erscheint mir
> doch arg aufwändig.

Wenn dein Gerät tatsächlich eine stark schwankende Stromaufnahme hat 
(und das auch noch während des Ladevorgangs) dann ist Delta-U in der Tat 
keine gute Wahl. Allerdings kannst du dagegen ja vorgehen: entweder 
indem du das Gerät nur dann lädst wenn es im Standby ist (und dann eine 
konstante und geringe Stromaufnahme hat). Das machen z.B. alle mir 
bekannten DECT-Telefone so. Oder du versorgst das Gerät bei angestecktem 
Netzteil aus diesem und koppelst den Akku ab.

> Momentan kommt mir die thermische Methode noch am attraktivsten vor. Ich
> lade den Akku mit ausreichendem Strom so lange, bis er heiß wird.

Wirklich akkuschonend ist das nur, wenn du den Sensor in guten 
thermischen Kontakt mit dem Akku bringst (das ist bei fest eingebautem 
Akku natürlich leichter als in einem Universalladegerät) und wenn du den 
Temperaturanstieg auswertest (und nicht etwa die absolute Temperatur). 
Bei stark schwankende Umgebungstemperatur müßtest du eventuell sogar die 
Temperatur nah am und fern vom Akku messen und vergleichen.

> Zusätzlich begrenze ich sicherheitshalber die Zeit auf eine feste Anzahl
> von Stunden.

Besser ist es, die reingeladene und entnommene Ladung zu monitoren. 
Damit kriegt man auch gleich die notwendigen Daten für das 
Lademanagement (nicht unter x% entladen, nicht bei über y% nachladen) 
und eine Anzeige für die vorhandene und nutzbare Akku-Kapazität.

von Joachim B. (jar)


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also im Sharp CE150 mit NiCd hat es jahrelang mit Rv funktioniert, wer 
den Ladestrom auf 1/10 C bis 1/20 C berechnet wird auch NiMh damit 
laufen lassen können.

Man kann es natürlich auch übertreiben und Akkus halten nicht unendlich 
aber 3-5 Jahre je nach Nutzung sind locker drin.

PS Eneloops gibt es jetzt auch mit Lötfahnen.

Man kann natürlich Ladecontroller einbauen mit -delta U Abschaltung + 
Timer, müsste aber ohne Last sein damit die richtig anspricht.

Der Rv verhindert aber den maximalen Betriebsstrom, also sollte mit 
angeschlossenem Netzteil parallel zum Rv ein Regler sitzen mit 
Entkopplungsdioden der die VCC auch bei Spitzenströmen an der 
Ladeschaltung begrenzt durch Rv vorbeimogelt.

: Bearbeitet durch User
von Michael B. (laberkopp)


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Stefan U. schrieb:
> Das Delta-U Verfahren scheidet wohl aus, wenn der Laststrom nicht
> konstant ist.

Nein, es scheidet nicht aus, wenn dein Netzteil genug Strom für den 
Betrieb des Gerät PLUS den Ladestrom liefern kann.

Dann taugt der MAX712.

von Stefan F. (Gast)


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Vielen Dank für den Tip mit dem MAX712.

Jetzt, wo ich das Datenblatt gelesen habe, leuchtet mir auch ein, warum 
das Delta-U Verfahren trotz schwankendem Laststrom funktioniert.

Der Akku wird mit einem Konstanten Strom geladen, unabhängig vom 
Laststrom. Die haben den Shunt raffiniert eingesetzt, auf diese Idee bin 
ich noch gar nicht gekommen.

von interessent (Gast)


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John schrieb:
> Schau dir mal den MAX712 an.

Er ist aber vermutlich EOL ist, also ein Auslaufmodell und vom 
Hersteller/Händler nicht für neue Designs empfohlen. Man sollte sich 
also nicht mehr auf diesen spezialisieren.
Gibt's denn einen würdigen Nachfolger / Alternative?

von Michael B. (laberkopp)


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interessent schrieb:
> Gibt's denn einen würdigen Nachfolger / Alternative?

LiIon.

NiMH ist tot, war schlecht und wird nie gut werden.

von Stefan F. (Gast)


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Hmm, ich finde LiIo schlecht, weil diese Akkus nach wenigen Jahren 
ausgetauscht werden müssen.

von Joachim B. (jar)


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Stefan U. schrieb:
> Hmm, ich finde LiIo schlecht, weil diese Akkus nach wenigen Jahren
> ausgetauscht werden müssen.

eben, meine NiMh sind älter als alle LiIo

von Christian R. (supachris)


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Wie wäre es mit den Lithium Eisen Dingern? Ich hab so einen in meinen 
Remington Akku Haartrimmer eingebaut zusammen mit Maxim Laderegler, 
Tiefentladeschutz und USB Buchse. Klappt einwandfrei seit über 5 Jahren, 
viel besser als die blöden NiMH. Und eigensicher sind die angeblich 
auch.

von Maik (Gast)


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nimm doch einfach LIFEPO4...
10Ah sollten auch lange genug halten :-)
http://www.litrade.de/shop/Akkus-Zubehoer/1-20Ah-LiFePo/Headway-10Ah-3-3V-LiFePo4-38-120S.html

von Stefan F. (Gast)


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Ja, LIFEPO schaue ich mir mal an.

von John (Gast)


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Christian R. schrieb:
> Wie wäre es mit den Lithium Eisen Dingern? Ich hab so einen in meinen
> Remington Akku Haartrimmer eingebaut zusammen mit Maxim Laderegler,
> Tiefentladeschutz und USB Buchse. Klappt einwandfrei seit über 5 Jahren,
> viel besser als die blöden NiMH. Und eigensicher sind die angeblich
> auch.

Die NiMH-Akkus in meinem Braun Rasierer halten schon über 13 Jahren. 
Eine Akkuladung reicht noch für ca. 12 Tage (neu waren es ca. 15 Tage).

Warum glaubst du, dass NiMH-Akkus blöd sind?
Hast du dafür irgend eine Begründung?

von Christian R. (supachris)


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Bei mir hatten die AAA Zellen im Rasierer nach 2 Jahren nur noch 1..2 
Woche gehalten und dabei stutze ich damit nur 3 Mal pro Woche den Bart. 
Und aufgeladen hatte ich immer nur wenn fast leer, also keine 
Dauerüberladung oder so. Mit dem LiFePo gibts solche Probleme gar 
nicht...und die Entladekurve ist auch viel flacher, da wird der nicht 
immer langsamer.

von Maik (Gast)


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"immer nur wenn fast leer

Damit hast Du sie auch kaputt gemacht, NIMH zersetzt sich wenn die 
Ladung unter 50% ist deutlich schneller....genauso wenn sie zu 100% voll 
sind..

Bei NICD wäre Deine behandlung besser gewesen..aber die gibt es schon 
seit 100 jahren nicht mehr ;-)

von Christian R. (supachris)


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Naja dann sind die aber in einem Rasierer ohne Ladestandsanzeige 
unbrauchbar. Woher soll man wissen wann die 50% haben. Jedenfalls waren 
die paar Euro gut angelegt, bisher keine Probleme und Aufladen nur noch 
2 Mal im Jahr.

von Stefan F. (Gast)


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> Woher soll man wissen wann die 50% haben

Meiner zeigt das durch ein Blinklicht an. Man kann ihn trotzdem noch 
mehrere Tage benutzen - wenns den sein muss.

von Michael B. (laberkopp)


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John schrieb:
> Die NiMH-Akkus in meinem Braun Rasierer halten schon über 13 Jahren.
> Eine Akkuladung reicht noch für ca. 12 Tage (neu waren es ca. 15 Tage).
>
> Warum glaubst du, dass NiMH-Akkus blöd sind?
> Hast du dafür irgend eine Begründung?

Normalerweise halten NiMH auch bloss ca. 5-6 Jahren, also nicht 
signifikant länger als LiIon mit 4-5 Jahren. Es waren die alten NiCd- 
die ggf. Jahrzehnte hielten.

NiMH lässt sich (ebenso wie NiCd) zudem schlecht laden, weil man den 
Ladezustand nicht deutlich erkennen kann, also muss unzuverlässige 
-DeltaU Ladung oder primitive Dauerladung her und eine FuelGauge für den 
Öadezustand, die sich alle Nase lang neu kalibrieren muss weil der Akku 
mit der Zeit an Kapazität verliert.

Dann sind sie schwer und bei gegebener Kapazität gross.

Warum glaubst du, haben quasi alle Verwender von NiMH, ob Telefon, 
Akkuschrauber, Laptop, Prius von NiMh auf LiIon umgestellt ? Am Preis 
liegt es sicher nicht, nur die billigsten nutzen noch NIMH.

: Bearbeitet durch User
von Michael B. (laberkopp)


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Maik schrieb:
> NIMH zersetzt sich wenn die Ladung unter 50% ist deutlich
> schneller....genauso wenn sie zu 100% voll sind..

Du verwechselst da was. Das waren LiIon. Wobei das auch eher von den 
ewigen Bedenkenträgern als aus belastbaren Quellen stammt.

von Joachim B. (jar)


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Michael B. schrieb:
> Warum glaubst du, haben quasi alle Verwender von NiMH, ob Telefon,
> Akkuschrauber, Laptop, Prius von NiMh auf LiIon umgestellt ? Am Preis
> liegt es sicher nicht, nur die billigsten nutzen noch NIMH.

im schnurlosen Telefon achte ich immer auf NiMh Zellen AA oder AAA, die 
sind leichter zu ersetzen als irgendwelche Spezialzellen.

18450/18650 Zellen sind mir noch nie begegnet im Telefon, vermutlich 
weil die auch unsicherer zu laden sind oder gefährlicher?

von Michael B. (laberkopp)


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Joachim B. schrieb:
> 18450/18650 Zellen sind mir noch nie begegnet im Telefon, vermutlich
> weil die auch unsicherer zu laden sind oder gefährlicher?

Eher wohl weil die zu unförmig dick sind.
In besseren Telefonen werden LiPoly verbaut.

von Joachim B. (jar)


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Michael B. schrieb:
> In besseren Telefonen werden LiPoly verbaut.

welchen?
Spezielle Bauform? Die man nur beim Hersteller bekommt wenn überhaupt?

von Der Andere (Gast)


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Michael B. schrieb:
> In besseren Telefonen werden LiPoly verbaut.

Fest eingebaut und verklebt?

Dan lobe ich mir doch die NiMh AAA Zellen, alls 5 jahre preiswert pro 
Telefon 2 Stck und gut ists.

von Wolfgang S. (Firma: Pensionär-Altes-Eisen) (stackpointer)


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Hallo,
was für ein Gerät? Ich nehme mal an es wird höchstens bis zu 2-mal 
wöchtenlich im Durchschnitt genutzt. Z.B Photoblitzgerät, Akkuschrauber, 
Starklichtlampe usw.

Dann empfeiehlt sich folgende Strategie:

1. Entladen mit Konstantstrom bis auf 0,95V/Zelle mit I5 = 0,2C, die 
Zeit in eimen Diplay am Ladegerät anzeigen. Wer dem Zähler passend 
taktet bekommt eine Anzeige in Ah/mAh.

2. Danach in ca. 7h mit I5, 0,2C aufladen.

Gute NC- oder NIMH-Akkus vertragen so 1000 Ladespiele = 10 Jahre.

PS:

Meine ältesten NICAD von Saft, VR4D, sind jetzt 41 Jahre alt, allerdings 
verringerte Kapazität.

von Michael B. (laberkopp)


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Joachim B. schrieb:
> welchen?
> Spezielle Bauform? Die man nur beim Hersteller bekommt wenn überhaupt?

Die man dort bekommt, wo man auch die NiMH Akkupacks bekommt:
https://www.conrad.de/de/schnurlostelefon-akkus-o0502020.html

Keine Ahnung die Leute, FUD streuen, aber davon ganz viel...

von Joachim B. (jar)


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Michael B. schrieb:
> Die man dort bekommt, wo man auch die NiMH Akkupacks bekommt:

Michael B. schrieb:
> Keine Ahnung die Leute, FUD streuen, aber davon ganz viel...

meinst du dich?

Ich hatte mal so ein Telefon wo die NiCd AA Zellen eingegossen waren in 
einen speziellen Träger als Einschub, die bekommt man eben nicht mehr 
nach!

Du weisst natürlich durch übersinnliche Kräfte das es alle Bauformen 
deiner Akkus in 5 Jahren wenn du sie brauchst noch zu kaufen gibt.

Was soll man da noch sagen bei so viel Fachkompetenz.

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