Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Li-Ion - Charger & Balancing


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von Power_brick (Gast)


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Hallo!

Ich bin gerade dabei, für ein 3s10p Li-Ion Batterypack ein Ladegerät zu 
entwerfen.
Dabei habe ich an folgendes gedacht:

     *einen Standard AC/DC-Power-Brick mit Ausgängen von z.B. 20V/6A 
welcher
      dann an eine Platine angeschlossen wird.

     *auf der Platine sollte dann ein Schaltnetzteil in Form eines Chips
      verbaut werden, dabei würde ich gerne den BQ24618 von TI 
verwenden.
      DB im Anhang.

Den Chip will ich dazu verwenden, um erstens das Laden zu überwachen und 
eben Sicherheitsfeatures zu haben wie Überspannungs- und -stromschutz 
etc.
Nur eines wird mir aus dem Datenblatt nicht ersichtlich, kann der Chip 
denn Balancing? Es gibt ein Feature das Battery-Overvoltage-Protection 
heißt(beschrieben auf S.21), hört sich für mich auch nach Balancing an, 
wo sind aber dann die Anschlüsse die man beim Balancing üblicherweise 
hat. Bei einem 3s10p müsste ich ja insgesamt 5 Pins haben, die mit den 3 
seriellen Batterien verbunden werden.
Falls ja, wie muss ich die Batterien verbinden, falls nein kann mir 
jemand einen IC empfehlen der mir das Balancing machen kann? eventuell 
auch von TI?

Bin offen für alle Vorschläge.

lg.

: Verschoben durch Admin
von voltwide (Gast)


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Sieht mir so danach aus, dass der kein charge balancing liefert.
Wie Du schon bemerkt hast, fehlen dafür die Fühlereingänge.
Es gibt aber eine Temperaturüberwachung.

von Michael B. (laberkopp)


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Power_brick schrieb:
> Nur eines wird mir aus dem Datenblatt nicht ersichtlich, kann der Chip
> denn Balancing

Nein.

Viele Chip-Hersteller haben keine Ahnung wie man LiIon richtig lädt.

Sie erwarten, daß der Balancer im Akkupack steckt, zumindest eine 
Schutzschaltung die bei Überschreitung der Spannnug EINER Zelle das 
ganze Pack abschaltet.

MC33351 
http://datasheet.datasheetarchive.com/originals/distributors/Datasheets-23/DSA-459470.pdf 
kann 3 Zellen balancen, ist aber ein protection chip und kein 
Laderegler. S8233 AIC1803 würde protection bieten, aber kein balancing. 
Beide sind aber inzwischen rar (vermutlich abgekündigt und neue 
Nachfolger üblich, ich kenne nur die alten).

DS2726 ist aktuell und kann 5-10 Zellen incl. balancing, für dich zu 
viel.

Üblich bei (Notebook etc.) Akkupacks sind protection ICs wie BQ771807 
die Akkupacks ohne balancing betreiben und so lange funktionieren lassen 
bis die Akkupacks ausser Balance laufen, und dann den Akku absichtlich 
durch durchbrennen einer Sicherung unbraucbar machen. Man tut alles für 
vorzeitige Obsoleszenz.

von Power_brick (Gast)


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Michael B. schrieb:
> MC33351
> 
http://datasheet.datasheetarchive.com/originals/distributors/Datasheets-23/DSA-459470.pdf
> kann 3 Zellen balancen, ist aber ein protection chip und kein
> Laderegler. S8233 AIC1803 würde protection bieten, aber kein balancing.
> Beide sind aber inzwischen rar (vermutlich abgekündigt und neue
> Nachfolger üblich, ich kenne nur die alten)

Könnte ich dann den von mir ausgewählten Chip mit z.B. dem MC33351 
kombinieren, indem ich die Ausgänge vom BQ24618 einfach als 
SPannungsquelle für den MC33351 betrachte und die IC's so verbinde?

von Michael B. (laberkopp)


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Power_brick schrieb:
> Könnte ich dann den von mir ausgewählten Chip mit z.B. dem MC33351
> kombinieren, indem ich die Ausgänge vom BQ24618 einfach als
> SPannungsquelle für den MC33351 betrachte und die IC's so verbinde?

Ja, so ist das gedacht, BQ24618 im Ladegerät, MC33351 im Akkupack, aber 
ob du noch MC33351 bekommst ?

von Power_brick (Gast)


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Michael B. schrieb:
> Ja, so ist das gedacht, BQ24618 im Ladegerät, MC33351 im Akkupack, aber
> ob du noch MC33351 bekommst ?

Naja sowas in der Art halt vll. finde ich ja einen Folgechip oder sonst 
einfach einen Chip welcher nur das Balancing übernimmt. Fallen mir dann 
eigentlich Sicherheitsfeatures des TI-Chips weg?

von Michael R. (fisa)


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Schau mal bei Linear, die haben ein paar spannende Sachen (bin erst 
kürzlich über "aktives Balancing" gestolpert, für meine Anwendungen 
overkill, aber bei 3s10p vielleicht nicht uninteressant...

von Anon Y. (avion23)


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Die Chinesen verkaufen bessere Zener Dioden für's balancen. 
Z_irgendetwas hießen die. Z.B.
https://www.aliexpress.com/item/4S-4-2v-li-ion-balancer-board-li-ion-balncing-full-charge-battery-balance-board/32815988926.html

Ab 4,2125V oder so shunten die alles weg. Damit kannst du zumindest den 
Drift eines gematchten Packs ausgleichen.

Weil es nur clevere Zener Dioden sind kannst du auch uneingeschränkt 
viele in Serie schalten.

von Michael X. (Firma: vyuxc) (der-michl)


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Beim Balancer auf den Ruhestrom achten. Gut, bei 10p ist es nicht soo 
kritisch, aber wenn ich die TL431 Lösung auch China so sehe...

(Sowas dann lieber ins Ladegerät und die Anzapfungen der Akkus auf den 
Steckverbinder legen)

von Gustav K. (hauwech)


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Michael B. schrieb:
> Üblich bei (Notebook etc.) Akkupacks sind protection ICs wie BQ771807
> die Akkupacks ohne balancing betreiben und so lange funktionieren lassen
> bis die Akkupacks ausser Balance laufen, und dann den Akku absichtlich
> durch durchbrennen einer Sicherung unbraucbar machen. Man tut alles für
> vorzeitige Obsoleszenz.

Würde mich sehr interessieren, woher du diese Information hast.
Denn von den Herstellern ist hierzu m.W. nicht veröffentlicht.

Einerseits habe ich bereits 2 Notebookakkus (original Lenovo) in noch 
gutem Zustand wegen genau dieser Zwangsabschaltung im Mülleimer 
versenken müssen, andererseits vernudele ich aus reinem Interesse einen 
weiteren gleichen Lenovo-Akku nun 10 Jahre mit mittlerweile knapp 1000 
Zyklen und 1% Restkapazität (0,9 Wh = 2 min. Laufzeit).

Wenn man den Akku also ohne Balancing der Einzelzellen betreiben würde, 
wäre der Akku mit Sicherheit längst so weit debalanciert, dass diese 
Zwangsabschaltung wirksam geworden wäre. Also muss doch irgendwie 
balanciert werden.

von Michael B. (laberkopp)


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Gustav K. schrieb:
> Würde mich sehr interessieren, woher du diese Information hast.

Einfach mal ins Datenblatt des genannten Chips zu gucken scheint dir zu 
mühsam zu sein, du fürchtest wohl es könnte deinen unterschütterlichen 
Glauben in die Freundlichkeit der Hersteller ruinieren und dich danach 
in tiefe Schizophrenie stürzen. Wahlweise auch den Chip im Forum suchen.

Beitrag "Querdenker: Li-Ion Selbstentladung _erhöhen_"

von Gustav K. (hauwech)


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Michael B. schrieb:
> Wahlweise auch den Chip im Forum suchen.

Sorry, was sollte mir das bringen, wenn ich nicht mal weiss, ob dieser 
Chip in meinen Akkus verbaut ist.

Du behauptest, es sei ÜBLICH, dass Akkupacks in Notebooks ohne Balancing 
betrieben werden und ich hatte dir mit meinem immer noch 
funktionierenden 10 Jahre alten Akku mit nun unter 1% Restkapazität 
bewiesen, dass dies nicht sein kann. Und nu?

von Der Dreckige Dan (Gast)


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Gustav K. schrieb:
> Du behauptest, es sei ÜBLICH, dass Akkupacks in Notebooks ohne Balancing
> betrieben werden und ich hatte dir mit meinem immer noch
> funktionierenden 10 Jahre alten Akku mit nun unter 1% Restkapazität
> bewiesen, dass dies nicht sein kann. Und nu?

Michael hat recht, und das mit dem fehlenden Balancing ist auch üblich. 
Man kann sagen, bei nahezu ALLEN Li-Consumer-Akkus. Möchte nicht wissen, 
wie viele Akkupacks ich schon öffnete, um die intakten Zellen zu 
retten...solche Zellen gäbe es ja gar nicht mit Balancing. Man braucht 
also gar nicht auf die Schaltung zu schauen.

Auch dein 1%-Akku wird nicht balancieren. Es ist nur so, daß inzwischen 
eine der Zellen ständig bei knapp 4,2V liegt, eine Andere nur bei ca. 3V 
(oder wo auch immer die Steuerung abschaltet).
Öffnest du den Pack und balancierst, hat das ganze Ding plötzlich wieder 
80% oder so.

von Gustav K. (hauwech)


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Der Dreckige Dan schrieb:
> Öffnest du den Pack und balancierst, hat das ganze Ding plötzlich wieder
> 80% oder so.

Interessanter Gedanke. Das Ding ist eh nicht mehr zu gebrauchen, 
vielleicht lade ich das Teil demnächst nochmal auf 100%, kloppe es 
auseinander und vermesse die Zelletagen.

Trotzdem kann ich das kaum glauben, denn die Consumerzellen haben alle 
mehr oder weniger Selbsentladung, ohne eine Korrektur würden die 
Notebookakkus sterben wie die Fliegen.

Im Netz gefunden:

"Jeder LiIon-Akkupack enthält eine Schutzschaltung ..."

"Die Schutzschaltung hat in der Regel drei Aufgaben: Notabschaltung, die 
Zellen ausbalancieren und den Ladestand verfolgen."

"Beim Ausbalancieren (Cell Balancing) werden die LiIon-Zellen einzeln 
überwacht und gegenseitig angepasst, damit Abweichungen der Zellen 
untereinander nicht zu einem Ungleichgewicht und somit zum Akkudefekt 
führen."

http://www.notebook-laden.at/shop_cont_nb.php?coID=25

Aber solange die Kunden kein Datenblatt zum Akku verlangen, funktioniert 
das Spiel ohne Problem. Ist der Akku plötzlich tot, kauft man schnell 
einen neuen. Der Industrie wird dies Verhalten nicht unrecht sein.

von Gustav K. (hauwech)


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Eben noch bei heise.de (c't) gefunden:

"Sie [die Akkuschutzschaltung] wacht beim Laden und Entladen über die 
Einhaltung der Grenzwerte, sorgt mittels Cell-Balancing über die 
gleichmäßige Ladung und Belastung jeder einzelnen Zelle und schaltet den 
gesamten Pack bei tiefenentladenen Zellen unter 1,5 Volt ab, um feurige 
Überraschungen zu verhindern."

Aus welchen Fingern die sich die 1,5 Volt gesaugt haben, bleibt ein 
Rätsel.

https://www.heise.de/ct/artikel/Stromspender-1901371.html

von Der Dreckige Dan (Gast)


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Du brauchst den Akku nicht zu zerlegen, um festzustellen, ob ein 
Balancer eingebaut ist.
Miss einfach mal die Ausgangsspannung im leeren und im "vollen" Zustand. 
Liegen diese beiden Werte nahe beieinander, wird gar nicht balanciert 
und o.G. ist der Fall.
Kann der Akku immer noch z.B. von 3V bis 4,2V geladen werden, sind die 
Zellen doch balanciert, aber tatsächlich unglaublich arm an mAh.

von Der Dreckige Dan (Gast)


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Sorry, natürlich ca. 3-4,2V mal Zellenanzahl...

von Falk B. (falk)


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@ Michael X. (Firma: vyuxc) (der-michl)

>Beim Balancer auf den Ruhestrom achten. Gut, bei 10p ist es nicht soo
>kritisch, aber wenn ich die TL431 Lösung auch China so sehe...

Die ist sparsam, wenn man es richtig macht.

Beitrag "Re: TL431-LiPo-Balancer "reloaded""

von Michael B. (laberkopp)


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Falk B. schrieb:
> Die ist sparsam, wenn man es richtig macht.

Wie kommst du drauf, jemals nachgemessen, wie sich der
TL431 verhält, wenn die Ref-Spannung nahe an 2.5V geht ?

Minimum cathode current for min regulation See Figure 20 VKA = Vref 0.4 
0.7 mA

Beitrag #5278473 wurde vom Autor gelöscht.
von Gustav K. (hauwech)


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Der Dreckige Dan schrieb:
> Miss einfach mal die Ausgangsspannung im leeren und im "vollen" Zustand.
> Liegen diese beiden Werte nahe beieinander, wird gar nicht balanciert
> und o.G. ist der Fall.

Eben mal gemessen: Laut Lenovo Energiemanager wird geladen bis 12.50V 
(Bild 1), unmittelbar danach springt die Anzeige von 99 auf 100%, die 
angezeigte Spannung kommt auf 12.36V zurück und der Ladestrom springt 
auf Null. Am ausgebauten Akku messe ich 12.34V.

Dann im Notebook mit knapp 1A entladen (Leerlauf), gelbe LED plus 
akustischer Alarm startet bei angezeigten 11.88V. Am unmittelbar danach 
entnommen Akku messe ich 12.16V. Aus der Spannungsdifferenz und dem 
angezeigten Laststrom von 1A ermittle ich einen Innenwiderstand des 
Akkus von 0.28 Ohm.

Hmm ...

von Falk B. (falk)


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@ Michael Bertrandt (laberkopp)

>> Die ist sparsam, wenn man es richtig macht.

>Wie kommst du drauf, jemals nachgemessen, wie sich der
>TL431 verhält, wenn die Ref-Spannung nahe an 2.5V geht ?

Wenn der gnädige Herr die Güte besitzen würde, dem dargebotenen Link zu 
folgen und zu lesen, würde er vielleicht feststellen, daß die 
stromsparende Version mit dem TLV431 arbeitet, welcher mit 100uA 
auskommt und von mir tatsächlich real aufgebaut und gemessen wurde. Und 
als Sahnehäubchen des Tages würde er der dortigen Diskussion weiter 
folgen und feststellen, daß es einen ZR431 gibt, welcher sogar noch 
sparsamer mit offiziellen 35uA auskommt.

Und unterthalb der aktiven Regelung ist die Stromaufnahme noch geringer 
als der spezifizierte Mindeststrom.

Schönen Sonntag!

von Gustav K. (hauwech)


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Der Dreckige Dan schrieb:
> Miss einfach mal die Ausgangsspannung im leeren und im "vollen" Zustand.
> Liegen diese beiden Werte nahe beieinander, wird gar nicht balanciert

Also: Mein eben voll geladener Akku hat eine Spannung von 12.34V und 
nach dem "Entladen" eine Spannung von 12.16V. Dazwischen liegen 
(angezeigte) 0.86Wh (von 56.16Ah).

Das würde bedeuten, dass man die Zellen nicht wegen Kapazitätsverlusten 
wegwerfen muss, sondern weil die Zellen driften. Das nennt sich dann 
Akkuverschleiß. Dass sich an dem Sauspiel niemand stört, bleibt ein 
Rätsel.

von Der Dreckige Dan (Gast)


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Gustav K. schrieb:
> Also: Mein eben voll geladener Akku hat eine Spannung von 12.34V und
> nach dem "Entladen" eine Spannung von 12.16V.

Da ist sicher sogar noch einiges an "Spannungsrückkehr" des Akkus gleich 
nach dem Laden bzw. Entladen dabei.

Vermutlich behält eine Zelle immer ihre knapp 4,2V, eine Andere ist die 
ganze Zeit über so gut wie leer. Die Steuerung erfasst beides, und ist 
daher fast nur noch am Abschalten...

Falls es online nicht sogar eine Anleitung gibt, kauf dir doch einen 
wirklich defekten Akku dieses Typs und zerlege ihn. Dann siehst du, an 
welchen Stellen genau du deinen Akku vorsichtig anbohren könntest, um 
die Einzelspannungen erst zu messen und dann die alles entscheidende 
Ausgleichsladung vorzunehmen. Vielleicht hält der Akku dann nochmal 
genau so lange wie zuvor.

von Der Dreckige Dan (Gast)


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Nochmal kurz zum Balancing, und ob man das braucht.

Von den Lade- und Entladezyklen völlig unabhängig könnte man einfach mal 
auf die Nutzungsdauer des Akkus schauen. Selbst nagelneue Zellen 
entladen sich ja z.B. innerhalb eines Jahres, oder auch zwei. Schon an 
diesem Punkt haben selbst Zellen der gleichen Charge bei weitem nicht 
mehr die gleiche (niedrige) Spannung. Sei es durch 
Kapazitätsunterschiede, und/oder auch durch Unterschiede bei der 
Selbstentladung.
Zwar lädt man den Pack zwischendurch wieder auf, aber das ist (ohne 
Balancer) nur ein gleichmäßiger Schub nach oben, den man rechnerisch aus 
der Betrachtung streichen kann. Die Zellen driften trotzdem die ganze 
ZEIT über immer weiter in die schon anfänglich eingeschlagene Richtung 
auseinander.
Also dieses generell und fast überall fehlende Balancing ist echt ein 
schlechter Witz, aber leider Standard. Zumal die restliche, interne 
Steuerung oft sogar ziemlich teuer ist, im Vergleich zum noch fehlenden 
Balancer.
Der Kunde soll eben wiederkommen...

von Gustav K. (hauwech)


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Der Dreckige Dan schrieb:
> Vermutlich behält eine Zelle immer ihre knapp 4,2V, eine Andere ist die
> ganze Zeit über so gut wie leer. Die Steuerung erfasst beides, und ist
> daher fast nur noch am Abschalten...

Irgendwie haut aber auch das nicht hin, wenn bei vom Notebook unter Last 
gemessenen 11.88V bereits der Alarm losgeht, dann kann rein rechnerisch 
eine Zelle keine 3V haben. Hätten die Zellen 3V/3.5V/4V, dann wäre die 
Gesamtspannung 10.5V. Selbst bei zwei vollen Zellen (3V/4V/4V) ergäbe 
sich eine Akkuspannung von 11V. M.E. wird das Signal "Akku leer" viel zu 
früh erzeugt.

Der Dreckige Dan schrieb:
> ... und dann die alles entscheidende Ausgleichsladung vorzunehmen.
> Vielleicht hält der Akku dann nochmal genau so lange wie zuvor.

Wie ich gelesen habe, soll im Akku extra ein EEprom verbaut sein, in dem 
der "Niedergang" des Akkus dokumentiert wird. Eigentlich absehbar, was 
die Akkuelektronik veranstalten wird, sollten sich Zellen auf wundersame 
Weise "erholen".

von Der Dreckige Dan (Gast)


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Gustav K. schrieb:
> M.E. wird das Signal "Akku leer" viel zu
> früh erzeugt.

Hört sich nach zu hohem Innenwiderstand der Zellen an. Der Akku hat dann 
vielleicht noch hohe Kapazität, aber man bekommt die mit normal hohen 
Strömen einfach nicht mehr rein und raus. Beobachtet man gern mal in 
extremer Weise bei alten Ni-XX Akkus.
Um das festzustellen, könntest du mal mit sehr kleinen Strömen laden und 
auch entladen.

Gustav K. schrieb:
> Wie ich gelesen habe, soll im Akku extra ein EEprom verbaut sein, in dem
> der "Niedergang" des Akkus dokumentiert wird

Na klasse. Das erinnert irgendwie an die Chips in Druckerpatronen, die 
einen zuverlässig vor der halben Tintenmenge bewahren...

Gustav K. schrieb:
> wenn bei vom Notebook unter Last
> gemessenen 11.88V bereits der Alarm losgeht, dann kann rein rechnerisch
> eine Zelle keine 3V haben.

Lässt du den Läppi denn richtig ausgehen, oder schaltest du schon beim 
Alarm ab? Auf eine reine Warnung würde ich nicht vertrauen, wer weiß, 
was da wie gemessen wird...
Die 3V zur Abschaltung waren nur eine Schätzung.

von Gustav K. (hauwech)


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Der Dreckige Dan schrieb:
> Hört sich nach zu hohem Innenwiderstand der Zellen an.

Ja und nein, denn:

Gustav K. schrieb:
> Aus der Spannungsdifferenz und dem angezeigten Laststrom von 1A
> ermittle ich einen Innenwiderstand des Akkus von 0.28 Ohm.

Werde den Akku demnächst "köpfen", dann weiß ich, was Sache ist. Dumm 
nur, dass ich an dem T60-Akku keine Naht finde, wo das Gehäuse 
vernünftig aufzumachen wäre. Man hat sich eine Menge Mühe gegeben, die 
eigenen Pfründe abzusichern.

Der Dreckige Dan schrieb:
> Lässt du den Läppi denn richtig ausgehen, oder schaltest du schon beim
> Alarm ab?

Ich versuche bei Alarm runter zu fahren. Meist reicht es jedoch nicht 
mehr, das Notebook geht automatisch in den Standby. Der Akku hielt vor 1 
Jahr noch ca. 30 min., an den Standard Einstellung habe ich nie was 
verändert. Ein zweiter originaler Akku mit ca. 80% Kapazität läuft ca. 4 
Stunden ohne zu Zicken.

Beitrag #5283961 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Gustav K. (hauwech)


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Gustav K. schrieb:
> Werde den Akku demnächst "köpfen" ...

Gesagt, getan (s. Bilder). "Voll" geladen messe ich am Akku 12.28V, die 
Spannungen der Zelletagen von GND aus sind: 4.08V, 4.02V und 4.17V. 
Dafür, dass die Zellen 10 Jahre lang scheinbar nicht balancieren wurden, 
ein guter Wert.

Wie nun weiter, ohne dass mir diese trickreiche Elektronik den Strom 
abstellt? Noch lebt das Ding.

von OS (Gast)


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Gustav K. schrieb:
> Dafür, dass die Zellen 10 Jahre lang scheinbar nicht balancieren wurden,
> ein guter Wert.

Wenn Du die Akkus auf den Bildern meinst, wie kommst Du darauf, dass die 
Akkus nicht balanciert wurden ?

Habe selbst erst so einen Lenovo Akku aufgemacht, die Zellen haben einen 
Balancer, deshalb auch die Abgriffe bei Akku 1, Akku2, Akku3

von OS (Gast)


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OS schrieb:
> deshalb auch die Abgriffe bei Akku 1, Akku2, Akku3

Mein Akku Pack hatte 4Zellen in Serie, Deiner nur 3

von Joerg L. (Firma: 100nF 0603 X7R) (joergl)


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OS schrieb:
> Habe selbst erst so einen Lenovo Akku aufgemacht, die Zellen haben einen
> Balancer, deshalb auch die Abgriffe bei Akku 1, Akku2, Akku3

Zeig mir den Balancer mal bitte. MIT FOTO!!
Die Abgriffe sind nur für die Einzelzellenspannungsmessung da.

von Falk B. (falk)


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@ Joerg L. (Firma: 100nF 0603 X7R) (joergl)

>> Habe selbst erst so einen Lenovo Akku aufgemacht, die Zellen haben einen
>> Balancer, deshalb auch die Abgriffe bei Akku 1, Akku2, Akku3

>Zeig mir den Balancer mal bitte. MIT FOTO!!
>Die Abgriffe sind nur für die Einzelzellenspannungsmessung da.

Dort kann man aber auch einen (externen) Balancer anschließen, der sich 
auf dem Motherboard befindet.

von Gustav K. (hauwech)


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OS schrieb:
> Wenn Du die Akkus auf den Bildern meinst, wie kommst Du darauf, dass die
> Akkus nicht balanciert wurden ?

Es wurde hier im Faden verschiedentlich behauptet. Z.B.:

Der Dreckige Dan schrieb:
> Michael hat recht, und das mit dem fehlenden Balancing ist auch üblich.
> Man kann sagen, bei nahezu ALLEN Li-Consumer-Akkus.

Eigentlich sollte ein Balancer zwingend verbaut sein, da man aber munter 
Backboxen kauft, weiß es letztendlich niemand genau.

Dann: Woran sollte man einen verbauten Balancer erkennen?
Drei SMS-Widerstände suchen und selbige als Balancer definieren?

von Der Dreckige Dan (Gast)


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Gustav K. schrieb:
> 4.08V, 4.02V und 4.17V.
> Dafür, dass die Zellen 10 Jahre lang scheinbar nicht balancieren wurden,
> ein guter Wert.

...ein irgendwie viel zu guter Wert. Möglicherweise hat sich Lenovo ja 
nicht lumpen lassen, und doch einen einfachen Balancer verbaut.

Die internen Einzelzellenabgriffe sind Standard, aber in so gut wie 
keinem Akkupack dienen sie dem Balancing, nur dem Erkennen von Über- 
oder Unterspannung. Also rein zum Schutz gegen Brand, oder sofortiger 
Schädigung von Einzelzellen durch Tiefentladung.
Vielleicht ist das bei den recht teuren Laptopakkus anders, ich kenne es 
eher aus anderen Akkupacks, z.B. von Akkuschraubern oder Kameras. Die 
Akkus schalten da irgendwann nur noch ab, und die Zellen liegen 
drastisch auseinander...


Wenn der Akku eh schon offen ist, würde ich dreist mal jede Einzelzelle 
mit einem Zyklus vermessen.

von Gustav K. (hauwech)


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Etwas OT: Ein Smartphone kommt ja bekanntlich mit einer einzigen 
LiIon-Zelle aus. Hier entfällt also das ganze Balancer Geraffel. Wenn 
die Zelle hin ist, dann ist die Sache eindeutig und es braucht kein 
Lesen im Kaffeesatz.

Läuft ein Smartphone also direkt mit 3-4V, oder ist im Smartphone ein 
Step-Up Wandler verbaut?

von Gustav K. (hauwech)


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Der Dreckige Dan schrieb:
> Wenn der Akku eh schon offen ist, würde ich dreist mal jede Einzelzelle
> mit einem Zyklus vermessen.

Hier habe ich Bedenken, dass die Akkuelektronik mir dann rigeros den 
Strom abstellt.

Habe jetzt erstmal alle Zellen durch gezieltes Entladen auf 4.0V 
gebracht. Ich ermittle rechnerisch bei allen drei Zellentagen einen 
Innenwiderstand um 0.3 Ohm. Bei der Zelletage mit 4.17V musste ich knapp 
1Ah saugen, bis sich endlich die 4.0V einstellten. Messtechnisch sind 
alle drei Zelletagen unauffällig.

Werde dem Akku nun noch einen Balanceranschluss verpassen, dann im 
Notebook entladen und die Spannungen der Zelletagen überwachen. 
Möglicherweise bricht eine Zelletage plötzlich ein, dann hätte alles 
seine Richtigkeit. Morgen weiß ich mehr.

von Der Dreckige Dan (Gast)


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Gustav K. schrieb:
> Möglicherweise bricht eine Zelletage plötzlich ein

Wie das denn noch? Die Spannungen sind/waren fast gleich, der 
Innenwiderstand ist gleich...


Gustav K. schrieb:
> Ich ermittle rechnerisch bei allen drei Zellentagen einen
> Innenwiderstand um 0.3 Ohm.

DAS erscheint mir sehr hoch. Bei je 2 Zellen parallel?! Das müsste 
gefühlt 10x weniger sein...

Ein zu hoher Innenwiderstand könnte auch zu diesem Phänomen mit dem 
einen Prozent führen.

Gustav K. schrieb:
> Hier habe ich Bedenken, dass die Akkuelektronik mir dann rigeros den
> Strom abstellt.

Ich weiß. Aber das macht sie bei nur einem Prozent ja jetzt schon ;-)
Also entweder hat sie den Akku schon jetzt fast stillgelegt, oder sie 
kann, z.B. durch neue Zellen, auch wieder 100% zulassen.

von Gustav K. (hauwech)


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Der Dreckige Dan schrieb:
> Gustav K. schrieb:
>> Möglicherweise bricht eine Zelletage plötzlich ein
>
> Wie das denn noch? Die Spannungen sind/waren fast gleich, der
> Innenwiderstand ist gleich...

Das kann passieren, wenn eine Zelletage nur noch die halbe Kapazität 
hat. Die taucht dann plötzlich ab. Alles schon dagewesen.

Innenwiderstand habe ich nochmals bei 500 mA gemessen, diesmal erhalte 
ich ca. 0.1 Ohm für eine Doppelzelle. Der Innenwiderstand scheint mir 
auch vom Strom abzuhängen.

Der Dreckige Dan schrieb:
>> Hier habe ich Bedenken, dass die Akkuelektronik mir dann rigoros den
>> Strom abstellt.
>
> Ich weiß. Aber das macht sie bei nur einem Prozent ja jetzt schon ;-)

Der Akku wurde intern noch nicht abgestellt. M.W. kann die 
Akkuelektronik sogar eine verbaute Sicherung zerstören. Dieses 
Akku-Harakiri möchte ich erst mal vermeiden.

Der Dreckige Dan schrieb:
> oder sie kann, z.B. durch neue Zellen, auch wieder 100% zulassen.

DAS glaube ich nicht, einmal schlecht, immer schlecht. Würde mich extrem 
wundern, wenn die Akkuelektronik bei einer Genesung der Zellen zuschauen 
würde.

Habe auch nicht vor, die Zellen zu tauschen. Mich interessiert einzig, 
ob die Zellen tatsächlich unter 1% Restkapazität haben. Kann ich 
irgendwie nicht so recht glauben.

von Gustav K. (hauwech)


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Joerg L. schrieb:
> Zeig mir den Balancer mal bitte. MIT FOTO!!

Also dann mal paar Bilder zum fröhlichen Balancer suchen.
Ich finde nichts, was nach Balancer aussieht.

von Guest (Gast)


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Gustav K. schrieb:
> Also dann mal paar Bilder zum fröhlichen Balancer suchen.
> Ich finde nichts, was nach Balancer aussieht.

Anschlüsse 1 & 5 sind die Hauptanschlüsse der Batterie, Anschlüsse 2 & 3 
die Abgriffe zwischen den Zellen. Diese sind für das Balancing.

Hätte das Akkupack kein Balancing, wäre dieses spätestens nach dem 3-4 
Mal Laden abgebrannt.

von Falk B. (falk)


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@Gustav K. (hauwech)

>Also dann mal paar Bilder zum fröhlichen Balancer suchen.
>Ich finde nichts, was nach Balancer aussieht.

Die beiden größeren ICs, die halb mit Vergußmasse zugelaufen sind, 
könnten MOSFETs sein, welche die Leistung des Balancers verheizen. Die 
Steuerung erfolgt über den großen IC, sieht nach TI aus.

BQ8030DBT

http://e2e.ti.com/support/power_management/battery_management/f/180/p/613767/2260184?keyMatch=bq8030 
datasheet&tisearch=Search-EN-Everything

Das war jetzt echt schwer.

von Gustav K. (hauwech)


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Falk B. schrieb:
> Die beiden größeren ICs, die halb mit Vergußmasse zugelaufen sind,
> könnten MOSFETs sein, welche die Leistung des Balancers verheizen.

Könnten ...

Bei meinen Recherchen im Netz fand sich die Information, dass diese 
MOSFETs benötigt werden, um die Sicherung durchzubrennen. Die Sicherung 
befindet sich links in der weißen Vergussmasse. Diese Sicherung kann 
durchgebrannt werden, auch wenn der Akku in der Schublade liegt. Dazu 
finden sich mehrere Berichte im Netz.

Guest schrieb:
> Anschlüsse 1 & 5 sind die Hauptanschlüsse der Batterie, Anschlüsse 2 & 3
> die Abgriffe zwischen den Zellen. Diese sind für das Balancing.
>
> Hätte das Akkupack kein Balancing, wäre dieses spätestens nach dem 3-4
> Mal Laden abgebrannt.

Der Ansicht war ich bisher auch, wobei ich den Zellen schon mehr als 3-4 
Zyklen zutrauen würde. Bin mir aber mittlerweile nicht mehr sicher. Wie 
kommen sonst nach einer Vollladung auf 100% die Spannungen 4.08V, 4.02V 
und 4.17V bei meinem Akku zustande ??

Nebenbei: Es gibt sog. Konion Zellen in der 18650er Größe, die so gut 
wie nicht driften. Die sechsmonatige Garantie überleben die mit 
Sicherheit auch unbalanciert.

von Gustav K. (hauwech)


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Welchen Sinn und Zweck mag eigentlich diese weiße Vergussmasse an der 
Sicherung haben?

: Bearbeitet durch User
von Der Dreckige Dan (Gast)


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Gustav K. schrieb:
> Das kann passieren, wenn eine Zelletage nur noch die halbe Kapazität
> hat. Die taucht dann plötzlich ab.

Dann wäre aber ihr Innenwiderstand höher. Kann mir auch nicht 
vorstellen, daß im offensichtlich balancierten Pack eine Zelle dermaßen 
altert, obwohl sie stets gleich behandelt wurde wie alle anderen.

Gustav K. schrieb:
> Welchen Sinn und Zweck mag eigentlich diese weiße Vergussmasse an der
> Sicherung haben?

Schutz gegen Kriechströme/Lichtbögen? Erhöhung der kurzzeitigen 
Wärmeableitmöglichkeit der Leiterbahn im Kurzschlussfall?

von Armin X. (werweiswas)


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Gustav K. schrieb:
> Gustav K. schrieb:
>> Werde den Akku demnächst "köpfen" ...
>
> Gesagt, getan (s. Bilder). "Voll" geladen messe ich am Akku 12.28V, die
> Spannungen der Zelletagen von GND aus sind: 4.08V, 4.02V und 4.17V.
> Dafür, dass die Zellen 10 Jahre lang scheinbar nicht balancieren wurden,
> ein guter Wert.

Hä??
Diese Differenzen und dann von noch guten Zellen ausgehen? Das ist 
reines Wunschdenken! Hör auf dir was in die Tasche zu reden. Und mit 
balancten Zellen hat das auch nichts zu tun. Wäre da etwas balanciert 
worden hätten alle Zellen im vollgeladenen Zustand ziemlich genau knapp 
4,2V.
Die Ladungsdifferenz einer neuen Zelle zwischen 4,02V und 4,17V beträgt 
über 20% der Nennkapazität.

Das zugeglodderte Bauteil auf der Platine ist eine, durch ein internes 
Heizelement gesteuert, auslösbare Sicherung. Die Steuerung der Auslösung 
erfolgt durch den BQ29xxx. Die Mosfets neben der Sicherung dienen der 
Abschaltung nach Außen im Falle von Tief- bzw. Überladung. Ist 
eigentlich eine Standardschaltung mit zwei scheinbar sinnlos in 
Rückwärtsrichtung gegeneinander geschalteten Mosfets wie sie in allen 
Datenblättern vorhanden ist.
Achja, die Zellen sind von Sanyo.

: Bearbeitet durch User
von Gustav K. (hauwech)


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Armin X. schrieb:
> Diese Differenzen und dann von noch guten Zellen ausgehen?
> Das ist reines Wunschdenken!

Ich gehe SICHER NICHT von guten Zellen aus, aber die 0.87Wh verbleibende 
Kapazität glaube ich auch nicht.

Armin X. schrieb:
> Wäre da etwas balanciert worden ...

Also wird nun - oder wird nicht ?
Wäre gut, wenn man dies zumindest für diesen Akku klären könnte.
Bilder habe ich ja reichlich eingestellt.

von Der Dreckige Dan (Gast)


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Armin X. schrieb:
> Achja, die Zellen sind von Sanyo.

Falls das stimmt, kann man die Spannungen auch ohne Balancing glauben. 
Das ist/war der beste Akkuhersteller überhaupt. 10 Jahre ist trotzdem ne 
sehr lange Zeit, ich tippe auf Balancing im Läppi. Evtl. nur solches bei 
Erreichen der Ladeschlussspannung, was evtl. in letzter Zeit bei den 
kurzen 1%-Ladezyklen etwas kurz gekommen ist...

Armin X. schrieb:
> Wäre da etwas balanciert
> worden hätten alle Zellen im vollgeladenen Zustand ziemlich genau knapp
> 4,2V.

Ist nicht gesagt. Ein Balancer muss beileibe nicht aufs Zehntel 
Millivolt genau ausgelegt sein, wie es z.B. Bastler bei ihren 
Schaltungen aus Spaß an der Freude tun.

von Gustav K. (hauwech)


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Der Dreckige Dan schrieb:
> ... ich tippe auf Balancing im Läppi.

Dazu fehlen die Kontakte zwischen Läppi und Akku: Es gibt 7 Kontakte, 
jeweils 2x2 für Power und 3 Kontakte für die Kommunikation (Bild).

Also bleibt nur die Platine im Akku. Und hier müssten sich 3 Halbleiter 
und 3 Widerstände größerer Bauart finden, die zudem auf reichlich 
Kupferpflächen sitzen, damit die Wärme halbwegs abgeführt werden kann. 
Solche Bauteile finden sich jedoch nicht.

Ob ein Balancing stattfindet oder nicht, wäre auch aus einem weiteren 
Grund wichtig: In Notebookforen liest man häufig die Empfehlung, die 
Akkus ab und zu auf 100% zu laden, damit eben dieses (nicht vorhandene?) 
Balancing stattfinden kann.

Vielleicht macht es mehr Sinn, jeden Sonntag eine brennenden Kerze ins 
Fenster zu stellen. Hilft möglicherweise auch.

von Gustav K. (hauwech)


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Habe mal im Datenblatt des verbauten bq29330 gestöbert, ein 
Zellbalancing ist in dem Chip vorhanden, bzw. vier FETs mit einem 
RDS(ON) von typ. 400 Ohm für vier Zellen. Über diese 1 kOhm 
Doppelwiderstände (rote Kreise) wird das Balancing durchgeführt. An den 
1 kOhm Doppelwiderständen führt kein Weg vorbei.

Für das Zellbalancing von 4 Zellen sind die Pins 8-12 relevant. Da es 
nur 3 Zellen gibt, liegen Pin 8+9 auf Masse und am Minuspol des Akkus. 
Der Pluspol liegt an Pin 12, die Pins 10 und 11 führen zu den beiden 
Zwischenspannungen des Akkus.

Das IC mit Namen "CEF GX2" hängt jeweils über einen der 
Doppelwiderstände auch noch mit dran. Da sich keine Informationen zu dem 
IC finden, erschließt sich mir dessen Funktion nicht.

Wobei man im bq29330 dieses Zellbalancing auch komplett abschalten kann:
CELL_SEL register: CELL_SEL b4-b7 (CB0 - CB3):
These 4 bits select the series cell for cell balance bypass path.

Armin X. schrieb:
> Wäre da etwas balanciert worden hätten alle Zellen im vollgeladenen
> Zustand ziemlich genau knapp 4,2V.

Da wirst du aber TOP Zellen brauchen, um das mit max. 2.8 mA 
Ausgleichsstrom hinzubekommen. Mit der Zellalterung wird das früher oder 
später aus dem Ruder laufen.

von Gustav K. (hauwech)


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Gustav K. schrieb:
> Der Dreckige Dan schrieb:
>> Wenn der Akku eh schon offen ist, würde ich dreist mal jede Einzelzelle
>> mit einem Zyklus vermessen.
> Hier habe ich Bedenken, dass die Akkuelektronik mir dann rigeros den
> Strom abstellt. Habe jetzt erst mal alle Zellen durch gezieltes Entladen
> auf 4.0V gebracht.

Das gezielte Angleichen durch vorsichtiges Entladen mit 300mA der 
Zelletagen mit den höheren Spannungen wurde von der Akkuelektronik durch 
heimliches Schmelzen der Sicherung bestraft. Nachdem alle 3 Zelletagen 
4,0V hatten, war am Ausgang des Akkus nur noch 0V zu messen. Man braucht 
den Akku also nicht erst in das Notebook einsetzen, der heimtückische 
Akkumord findet auch in der Schublade statt.

Also die Zellen vollends ausgebaut und vermessen: Ich ermittle 1800 mAh 
Restkapazität bei 1A Laststrom. Die Entladung wurde beendet, als die 
schwächste Zelletage 3,0V erreichte. Im Diagramm oben ein früherer 
ebenfalls durch Schmelzen der Sicherung abgeschalteter identischer Akku 
mit noch über 80% Restkapazität. Bei den aktuellen Zellen ist die 
Restkapazität nochmals um die Hälfte verkürzt, zudem der Innenwiderstand 
deutlich erhöht. Die Zellen haben also ihre besten Tage hinter sich.

Da mein Notebook mit NHC gedrosselt ist und es hier im Forum unter 1A 
zieht, könnte ich mit dem Akku hier volle 2 Stunden lesen. Zu was man 
einem dann auch noch eine falsche Restkapazität vorgaukelt, bleibt ein 
Rätsel (0,87Wh angezeigt, 20Wh  messtechnisch ermittelt). Seriös geht 
eigentlich anders.

von Gustav K. (hauwech)


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Abschließend noch paar Bilder von dieser dubiosen 3-poligen 
Schmelzsicherung, die in den originalen T60 Akkus verbaut sind. Die 
weiße Vergussmasse wurde dazu entfernt.

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