Hallo!
Hoffe ich habe das richtige Unterforum erwischt.
Es geht um folgendes: Ich möchte ein China Android Tablet über einen
größeren (ca. 3,2Ah x 3P) Li Ion Akku versorgen.
Dieser soll über eine externe Lade und Schutzschaltung geladen werden.
Bisher nutze ich eine übliche "Powerbank" mit Step Down Regler auf 4,2V.
Damit bleibt das Tablet immer schön bei 100% Ladezustand und lässt sich
problemlos nutzen.
Nun frage ich mich, ob die Android Ladestandsanzeige richtig
funktionieren kann, wenn der Akku durch das Tablet nur entladen wird,
oder ob es auch notwendig ist, dass die Tablet Ladeelektronik auch den
Ladestrom erfassen muss?
Viele Grüße Andre
Andre G schrieb:> Dieser soll über eine externe Lade und Schutzschaltung geladen werden.
Dabei dürfte er aber das Tablet nicht mehr versorgen, sonst funktioniert
die Lade(Ab-)schaltung nicht richtig.
Android Geräte messen AFAIK auch den Ladestrom über die Zeit um den
Ladezustand des Akkus korrekt anzeigen zu können.
Jim M. schrieb:> Andre G schrieb:>> Dieser soll über eine externe Lade und Schutzschaltung geladen werden.>> Dabei dürfte er aber das Tablet nicht mehr versorgen, sonst funktioniert> die Lade(Ab-)schaltung nicht richtig.
Ja, richtig, die Verbraucher liegen dann nicht direkt am Akku, sondern
hinter der Schutzschaltung (Tiefentlade- und Kurzschlussschutz.
Jim M. schrieb:> Android Geräte messen AFAIK auch den Ladestrom über die Zeit um den> Ladezustand des Akkus korrekt anzeigen zu können.
Ok, danke für die Bestätigung meiner Vermutung, klar, irgendwoher muss
der µC der Ladeschaltung des Tablets ja auch wissen, wie groß sein Akku
ja auch ist; über die benötigte Energie bis zur Ladeschlussspannung.
Wenn ich dann auch noch mit weiteren Verbrauchern, parallel zum Tablet,
den Akku belaste, kann die Anzeige ganz bestimmt nicht mehr stimmen.
Nur über die aktuelle Zellspannung lässt sich bei Li ion Akkus ja der
Ladezustand nicht korrekt darstellen.
Ich denke, ich werde diese Variante wieder verwerfen und weiter über die
konventionelle Powerbank speisen.
Viele Grüße Andre
Andre G schrieb:> Es geht um folgendes: Ich möchte ein China Android Tablet über einen> größeren (ca. 3,2Ah x 3P) Li Ion Akku versorgen.>> Dieser soll über eine externe Lade und Schutzschaltung geladen werden.
Warum nicht mit der Ladeschaltung des Tablets? Hat das keine?
> Nun frage ich mich, ob die Android Ladestandsanzeige richtig> funktionieren kann, wenn der Akku durch das Tablet nur entladen wird,> oder ob es auch notwendig ist, dass die Tablet Ladeelektronik auch den> Ladestrom erfassen muss?
Kommt drauf an <tm>
Nicht alle Android-Geräte verwenden die gleiche Hardware oder gar nur
die gleichen Design-Ansätze für das Akku-Management.
Bei einem Li-Ion Akku gibt es ja einen gut bekannten und auch halbwegs
zuverlässigen Zusammenhang zwischen Klemmenspannung und Restkapazität.
Und auch wenn die Geräte die Restkapazität typischerweise in 1%
Schritten anzeigen, wird das nicht so genau sein. Noch muß es überhaupt
so genau sein. Langer Rede kurzer Sinn: ich gehe davon aus, daß die
überwiegende Mehrheit von Androiden (Tablets, Telefone) lediglich die
Zellenspannung des Akkus messen und daraus mit mehr oder weniger Aufwand
die Restkapazität abschätzen.
Bei Laptop-Akkus sieht das anders aus. Die haben i.d.R. eine "fuel
gauge" Schaltung, die neben der Klemmenspannung auch das zeitliche
Integral des entnommenen bzw. reingeladenen Stroms mißt. Vorteil dabei:
man kann die tatsächliche Kapazität des Akkus messen und die
verbleibende Laufzeit ausrechnen. Es mag das eine oder andere
Android-Gerät geben, das das auch so macht. Aber der Normalfall ist das
sicher nicht. Denn es ist teuer und verkompliziert insbesondere das
Laden aus der USB-Spannung.
Andre G schrieb:> irgendwoher muss> der µC der Ladeschaltung des Tablets ja auch wissen, wie groß sein Akku> ja auch ist; über die benötigte Energie bis zur Ladeschlussspannung.
Nein, muß sie nicht. Die Ladeschlußspannung hängt nicht von der
Kapazität ab. Der maximal erlaubte Ladestrom zwar schon. Aber ein
kleinerer Ladestrom schadet nicht. Das Laden dauert dann nur länger.
Andre G schrieb:> Nur über die aktuelle Zellspannung lässt sich bei Li ion Akkus ja der> Ladezustand nicht korrekt darstellen.
Das kommt auf den Anspruch an die Genauigkeit an. Als Daumenregel kann
man sagen daß bei 4.0V noch 95% im Akku sind. Dann fällt die Spannung
mehr oder weniger linear ab bis bei 3.3V (oder 3.5V - abhängig von der
genauen Zellchemie) noch 5% im Akku sind. Schon bei einfacher linearer
Interpolation zwischen 4.0V und 3.3V wird der Fehler nicht über 10
Prozentpunkten liegen, eher bei 5 Prozentpunkten.
Wenn ein Gerätehersteller immer die gleichen Zellen verbaut, dann kann
er den Verlauf stückweise interpolieren und deutlich unter 5 Prozent-
punkte Abweichung kommen. Das ist dann sicher genau genug. Schließlich
geht es nicht um die Versorgung einer Raumsonde.
Axel S. schrieb:> Warum nicht mit der Ladeschaltung des Tablets? Hat das keine?>
Doch doch, nur hatte der original Akku eine Kapazität von 1700mAh, der
neue Akku beläuft sich auf ca. 10000mAh. Ich denke, dass der
Voreingestellte Ladestrom aus dem Tablet so gering ist, dass eine Ladung
wohl ewig dauert.
> Kommt drauf an <tm>>> Nicht alle Android-Geräte verwenden die gleiche Hardware oder gar nur> die gleichen Design-Ansätze für das Akku-Management.>> Bei einem Li-Ion Akku gibt es ja einen gut bekannten und auch halbwegs> zuverlässigen Zusammenhang zwischen Klemmenspannung und Restkapazität.> Und auch wenn die Geräte die Restkapazität typischerweise in 1%> Schritten anzeigen, wird das nicht so genau sein. Noch muß es überhaupt> so genau sein. Langer Rede kurzer Sinn: ich gehe davon aus, daß die> überwiegende Mehrheit von Androiden (Tablets, Telefone) lediglich die> Zellenspannung des Akkus messen und daraus mit mehr oder weniger Aufwand> die Restkapazität abschätzen.
Ok, das leuchtet natürlich auch ein. Ich denke, ich werde es einfach mal
ausprobieren müssen.
Ich möchte nur verhindern, dass das Gerät aufgrund falscher Anzeige des
Akkustandes vorzeitig abschaltet und somit Akkukapazität ungenutzt
bleibt.
In der jetzigen Konfiguration entscheidet ja die Schaltung der Powerbank
wann der Strom abgedreht wird.
Gruß Andre
Axel S. schrieb:> Bei einem Li-Ion Akku gibt es ja einen gut bekannten und auch halbwegs> zuverlässigen Zusammenhang zwischen Klemmenspannung und Restkapazität.
So einfach gehts nicht. Bei Android Smartfones hat man keine *konstante
Last* am Akku, dadurch schwankt die Klemmenspannung enorm. Und selbst
bei konstanter Last hat man im mittleren Bereichen (so 70% bis 40%) das
Problem das da nur ein paar 10 mV Differenz ist.
Jim M. schrieb:> Axel S. schrieb:>> Bei einem Li-Ion Akku gibt es ja einen gut bekannten und auch halbwegs>> zuverlässigen Zusammenhang zwischen Klemmenspannung und Restkapazität.>> So einfach gehts nicht. Bei Android Smartfones hat man keine *konstante> Last* am Akku, dadurch schwankt die Klemmenspannung enorm.
Blödsinn. Natürlich hat man keinen konstanten Strom (schon weil da ein
Schaltregler sitzt). Und natürlich schwankt die Klemmenspannung dadurch
etwas. Aber sie schwankt nicht enorm. So ein Akku hat um die 2 Ah
Kapazität. Da liegt der Innenwiderstand im zweistelligen Milliohm
Bereich. Dementsprechend gering sind die strombedingten Schwankungen.
Und selbst dann kann man die Schwankungen ganz leicht rausrechnen. Z.B.
indem man zu Zeitpunkten bekannter (und möglichst niedriger) Last mißt.
Im einfachsten Fall reicht schon ein Tiefpaß.
> Und selbst> bei konstanter Last hat man im mittleren Bereichen (so 70% bis 40%) das> Problem das da nur ein paar 10 mV Differenz ist.
Und? Wo ist das Problem? Selbst wenn zwischen 70% und 40% Restkapazität
nur 30mV Spannungsänderung lägen (nach meinen Messungen sind es eher
100mV), dann würde 1mV Auflösung ja vollkommen ausreichen für eine
Anzeige die 1% Kapazitätsauflösung vorspiegelt. Daß es ohnehin nicht auf
1% stimmt, weiß doch auch jeder. Und es braucht vor allem auch keiner
so genau.
