Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik ICL7660 als Lipo Balancer, Erfahrung?


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von Paul H. (powl)


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Hier im Forum kam schon ein paar Male die Idee auf, den ICL7660 als 
Balancer für Lipo Akkus zu verwenden. Der Balancing-Strom ist äußerst 
gering, da aufgrund der niedrigen Spannungen und des Innenwiderstandes 
nur sehr geringe Ströme fließen (irgendwas in der Größenordnung von 
1mA). Dafür ist der Balancer dauerhaft aktiv und kann somit dauerhaft 
Unterschiede in den Zellen ausgleichen, und das schon direkt nach Kauf 
des Akkupacks.

Hat jemand Erfahrungswerte, ob das für ein übliches 6S 6Ah Lipo-Akkupack 
ausreichend wäre? Oder benötigt man auf jeden Fall noch eine 
Overvoltage/Undervoltage Protection?

: Bearbeitet durch User
von DAVID B. (bastler-david)


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Ich kann nur für mich sprechen aber ich finde den ganzen Balancer mist 
füren arsch.
Es gibt (so meine Meinung) keine vernünftigen bezahlbaren Balancer 
borads.
Dein problem was du haben wirst ist der Ladestrom und die exakte 
Abschaltung beim laden diese muss auf 0,05 Volt eingehalten werden. 
(4,15 zu weinig / 4,25 zuviel.
Ich habe mir jetzt aus Fernost 5 Netzteile (kein Werbung)
Ebay-Artikel Nr. 142635878405
und noch 5 von diesen Charger TP40 AIP gekauft.
So das ich alle Zellen gleichzeitig und OHNE angleichen schnell geladen 
bekomme ohne mich um Spannung oder strom zukümmern geiler ic.

Auch Hersteller haben Probleme mit akkus grade bei Pedelecs gibt es 
immer wieder mal Probleme.(heiße Probleme)

: Bearbeitet durch User
von Bernd K. (prof7bit)


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DAVID -. schrieb:
> diese muss auf 0,05 Volt eingehalten werden.
> (4,15 zu weinig / 4,25 zuviel.

Die Grenzen sind fließend. Ich könnte mir vorstellen daß diese immer 
wieder zitierte Zahl einfach irgendwann mal als Kompromiss entstand 
zwischen Kapazität und Lebensdauer, als man über den Kurven meditiert 
hat: "Also über 4.1V ist schon 90% geladen, über 4.2V tut sich 
eigentlich kaum noch was und über 4.5 wird langsam die Lebensdauer 
beeinträchtigt, also lass uns einfach über den Daumen 4.2V 
reinschreiben, ist ein sinnvoller Wert und noch genug Luft nach oben für 
Ladegeräte die auf chinesische Volt kalibriert sind mit chinesischen 
Tolaranzen."

von Bernd K. (prof7bit)


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wie wärs mit einem Spannungsteiler (mit Zellenzahl - 1 Abgriffen) und 
hinter jedem Abgriff ein kurzschlussfester OPV als Spannungsfolger? Dann 
den ganzen Strang ganz normal (CC/CV) laden ohne sich um die einzelnen 
Zellen kümmern zu müssen?

von Paul H. (powl)


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Bernd K. schrieb:
> wie wärs mit einem Spannungsteiler (mit Zellenzahl - 1 Abgriffen) und
> hinter jedem Abgriff ein kurzschlussfester OPV als Spannungsfolger? Dann
> den ganzen Strang ganz normal (CC/CV) laden ohne sich um die einzelnen
> Zellen kümmern zu müssen?

Das wäre quasi auch Dauerbalancing mit dem Unterschied, dass hier die 
Energie einfach verheizt wird aber diese Art von Balancer wesentlich 
mehr Balancing-Strom kann. Auch nicht schlimm aber m.E. nicht so edel 
wie die Lösung mit 7660, sofern die denn funktioniert, was ich durch 
diesen Thread eigentlich herausfinden möchte.

: Bearbeitet durch User
von Michael B. (laberkopp)


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Paul H. schrieb:
> Oder benötigt man auf jeden Fall noch eine
> Overvoltage/Undervoltage Protection?

Benötigt man.

Hätte der Balancer im Laufe von Tagen ein fast entladenes
Akkupack balanciert,
und lädt man dann, erreicht die Zelle mit der niedrigsten
Kapazität zuerst 4.2V, dann muss man abschalten, auch wenn
die Gesamtspannung noch unter n x 4.2V liegen sollte.

: Bearbeitet durch User
von Safari (Gast)


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Bernd K. schrieb:
> Die Grenzen sind fließend. Ich könnte mir vorstellen daß diese immer
> wieder zitierte Zahl einfach irgendwann mal als Kompromiss entstand
> zwischen Kapazität und Lebensdauer, als man über den Kurven meditiert
> hat:

Wenn du das denkst, lebst du gefährlich. Es gibt Li Akkus, deren Chemie 
gibt vor bei 4.22V brenne ich.

von Bernd K. (prof7bit)


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Paul H. schrieb:
> Das wäre quasi auch Dauerbalancing mit dem Unterschied, dass hier die
> Energie einfach verheizt wird

Es gibt ja auch noch das Konzept mit switched capacitor balancing: 
http://www.mdpi.com/1996-1073/6/4/2149/htm das müsste eigentlich mit 
erträglichem Hühnerfutteraufwand zu bauen sein (2 Mosfets und ne 
Handvoll Hühnerfutter je Umschalter und soviele Umschalter wie Zellen).

Mich würde mal interessieren ob sowas jemals in einem komerziellen Gerät 
verbaut wurde und wie es dann in der Realität performt hat.

von Guenter H. (bigfix)


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In Autralien gibt es eine sehr aktive Community fuer Offgrid & Ecar DIY

http://www.thebackshed.com/forum/forum_posts.asp?TID=5120&PN=1


Da gibt es so einen aktiven Balancer - zumindest fuer kleinere 
Batteriepacks

http://www.thebackshed.com/BasiclyNatural/ViewItem.asp?CL1=17&CL2=59&CL3=NA&id=97


Der Designer hat einen EV konvertierten Pickup mit einer "Truckload" 
LiION
Da testet er seine Balancer
http://www.thebackshed.com/forum/forum_posts.asp?TID=5991&PN=1&TPN=3

: Bearbeitet durch User
von Jobst Q. (joquis)


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DAVID -. schrieb:
> Ich kann nur für mich sprechen aber ich finde den ganzen Balancer mist
> füren arsch.
> Es gibt (so meine Meinung) keine vernünftigen bezahlbaren Balancer
> borads.

Sehe ich auch so. Aber das Umdenken ist wohl ein großes Problem.
Die Balancer gehen von der Vorstellung aus, dass es nur eine 
Gleichspannung zum Laden gibt. Das trifft zu auf Solarpanels, aber für 
den Normalfall Netzspannung ist eine Multieinzelzellenladung problemlos 
und technisch haushoch überlegen. Nebenbei im Selbstbau durch günstige 
5V Netzteile aus Massenfertigung auch noch preiswerter.

So ein Ladegerät habe ich für meine Werkzeugakkus mit LiFePO4-Zellen 
seit einigen Jahren in Betrieb. Und egal wie unterschiedlich die Zellen 
sind, jede bekommt damit was sie braucht und nicht mehr.

Für LiFePO4 sind Balancer mit ICL7660 übrigens ziemlich ungeeignet, weil 
sich die Spannungen bei unterschiedlichem Ladezustand erst in den 
Randbereichen unterscheiden. Dort ist der Strom aber zu gering für eine 
ausreichende Wirkung.

von Bernd K. (prof7bit)


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Jobst Q. schrieb:
> aber für
> den Normalfall Netzspannung ist eine Multieinzelzellenladung problemlos
> und technisch haushoch überlegen.

Nur daß bei den handelsüblichen LiPo Akkus die Balanceranschlüsse als 
dünne Drähtchen mit JST-Stecker rauskommen (das scheint ein etablierter 
De-Facto Standard zu sein), ich weiß nicht ob man über diese filigranen 
Anschlüsse einfach mal locker fünf bis zehn A drüber prügeln sollte, 
normalerweise fließt beim Balancen nur ein winziger Bruchteil des 
Ladestroms auf diesen dünnen Leitungen.

von Jobst Q. (joquis)


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Bernd K. schrieb:
> Nur daß bei den handelsüblichen LiPo Akkus die Balanceranschlüsse als
> dünne Drähtchen mit JST-Stecker rauskommen (das scheint ein etablierter
> De-Facto Standard zu sein), ich weiß nicht ob man über diese filigranen
> Anschlüsse einfach mal locker fünf bis zehn A drüber prügeln sollte,
> normalerweise fließt beim Balancen nur ein winziger Bruchteil des
> Ladestroms auf diesen dünnen Leitungen.

Dass etwas üblich ist, sagt doch nicht, dass das Prinzip besser ist. Es 
zeigt doch eher, dass Balancer nicht viel mehr als Beruhigungspillen 
sind.

Um wirkliche Sicherheit gegen das Überladen von einzelnen Zellen zu 
garantieren, müssten sie den gesamten Ladestrom an einer schon vollen 
Zelle vorbeileiten können. Das müsste dann aber auch über diese dünnen 
Drähtchen geschehen.

Wenn man sich seine Akkus selbst zusammenbaut, kann man die Leitungen zu 
den einzelnen Zellen gleich dem möglichen Ladestrom anpassen. Die Kabel 
zum Verbraucher müssen sich natürlich am höheren maximalen Entladestrom 
orientieren.

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