Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Reiner Tiefentladeschutz / UVLO ab 3,7V für LiPo / Li-Ion


von Tiefentladeschutz (Gast)


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Hallo,
ich brauche kein komplettes BMS, sondern nur einen reinen 
Tiefentladeschutz / UVLO für meinen 4S1P LiPo.

Der Hersteller/Vertreiber schreibt:
"Zusammenfassend:
Entladen Sie den Akku unter Last nie tiefer als 3,3V pro Zelle, auch 
nicht kurzzeitig. Im
Ruhezustand (gemessen ohne Belastung) sollte die Spannung pro Zelle 
nicht längere Zeit
unter 3,70V liegen. Eine tiefere Entladung führt zur Zerstörung des 
Akkus. Verlassen Sie
sich nicht auf die Sicherheitsabschaltung des Reglers, wenn dieser erst 
später abschaltet."

Da ich von diesem LiPo mit ca. nur 15mA ziehe (ich weiß, er könnte auch 
viele Amps, ist also relativ dazu eher eine low power Anwendung), ist es 
fast wie im Ruhezustand bzw. es gibt sozusagen keine Last und die 
Zellspannung muss schon bei 3,7V abschalten.

Bei ebay konnte ich nur BMSs finden, die erst bei 2,3-3V abschalten, 
viel zu spät also.

Vorschläge?

: Verschoben durch User
von Harald (Gast)


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Ist dahinter noch ein DCDC Converter, den du noch beeinflussen kannst? 
Viele Step-Up oder Step-Down haben den Enable Eingang mit UVLO Funktion 
ausgestattet, der genau das leistet. Ansonsten einen Micropower-OP, der 
als Komparator die Spannung überwacht, vielleicht zusammen mit P-Kanal 
MOSFET als Schalter.

von Harald (Gast)


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Du brauchst natürlich auch noch eine Referenz, mit der du die Spannung 
vergleichst. Alles wird von der Batterie versorgt und darf diese nur 
minimal belasten, da eh schon entladen. Dafür gibt es spezielle ICs, die 
das alles enthalten. Als Beispiel dieser hier:
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lmp7300.pdf

von Harald (Gast)


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Arrgh, der geht nicht, max. 12V, aber dann hast du eine Richtung. Habe 
gesucht nach „micropower comparator with reference“

von MaWin (Gast)


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Tiefentladeschutz schrieb:
> Vorschläge

Die 3,x V sind Unsinn, es sind 2,x V gemeint.

Bei 3.7V ist der Akku randvoll.

von Bernd K. (prof7bit)


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Tiefentladeschutz schrieb:
> Entladen Sie den Akku unter Last nie tiefer als 3,3V pro Zelle, auch
> nicht kurzzeitig. Im
> Ruhezustand (gemessen ohne Belastung) sollte die Spannung pro Zelle
> nicht längere Zeit
> unter 3,70V liegen.

Die Datenblätter der üblichen Li-Ion Zellen sagen 3.0V, manche sogar 
2.8V. Übliche Ladegeräte für 4 Einzelzellen die die Kapazität messen 
können entladen unter Last bis 3.0V.

Meine E-Pfeife entlädt unter heftiger Last (bis 15A) bis knapp unter 
3.2V, Die Kapazität der nun ein Jahr alten und jeden Tag voll entladenen 
und geladenen Zelle (VTC6) hab ich gestern mal zum Spaß mit dem 
Ladegerät gemessen (von 4.2V bis 3.0V) und sie hat immer noch über 
2.6Ah.

von Harald (Gast)


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Weil es mich auch schon ein paar Mal beschäftigt hat, habe ich noch 
weitergesucht:
TPS3701 könnte in Betracht kommen, der kann bis 36V, der Open-Collector 
Ausgang kann 25V, also alles passend für die Anwendung. Du kannst quasi 
direkt dahinter einen P-Kanal dranhängen, der koppelt dann die Schaltung 
ab. Drain  an die Batterie, Source zur Schaltung, Gate an den TPS3701 
Ausgang mit Pull-Up gegen Drain. Wenn es wirklich nur 15mA sind, reicht 
ein BSS84.

von Tiefentladeschutz (Gast)


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>Du brauchst natürlich auch noch eine Referenz, mit der du die Spannung 
vergleichst.

Und was ist mit passiven Elementen? (wird evtl. schwierig auf genau 3,7 
zu kommen). Ansonsten, ja, aber ich suche natürlich einen fertigen IC, 
den man höchstens auf eine bestimmte LiPo / LiIon Spannung programmieren 
kann.

@ Harald
Es geht um pro Zelle.
@ MaWin
Du meinst, dass die Zusammenfassung des Herstellers / Vertreibers falsch 
ist? Könnte mir ansonsten aber schon vorstellen, dass die ganzen BMS 
boards auf ebay nicht sehr schonend abschalten und weiter entladen, als 
es für die Chemie gut ist.

von Bernd K. (prof7bit)


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Tiefentladeschutz schrieb:
> Du meinst, dass die Zusammenfassung des Herstellers / Vertreibers falsch
> ist?

Nun, wir wissen nicht was das für exotische Zellen sind, aber alle 
üblichen LiIon und LiPo haben 3V Entladeschlußspannung.

Natürlich hält er mehr flache Zyklen aus als tiefe Zyklen. Manche sagen 
aber auch man solle Zellen nie länger auf mehr als 3.7V lassen da er 
sonst Schaden nimmt weil er nicht gerne randvoll ist.

Also fassen wir mal zusammen:
* Nie länger unter 3.7V
* Nie länger über 3.7V

Also am besten bei 3.7V lassen und gar nicht laden oder entladen, dann 
altert er am langsamsten.

von Harald A. (embedded)


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>Es geht um pro Zelle

Bei einem 4S1P? Verstehe ich nicht, aber egal. Wenn Du pro Zelle etwas 
machen möchtest, kannst Du dir eine Schaltung auf Basis eines Voltage 
Supervisory Chips aufbauen, z.B. NCP301. Gibt es in in zig 
Spannungsvarianten. Auch von vielen anderen Herstellern. Strombedarf ist 
meist sehr gering, 1uA oder weniger.

von MaWin (Gast)


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Tiefentladeschutz schrieb:
> Du meinst, dass die Zusammenfassung des Herstellers / Vertreibers falsch
> ist?

Simple Plausibilitätsprüfung ergibt diese Schlussfolgerung.

> Könnte mir ansonsten aber schon vorstellen, dass die ganzen BMS
> boards auf ebay nicht sehr schonend abschalten und weiter entladen, als
> es für die Chemie gut ist.

Du meinst, am Besten ist es für Akkus, sie unbenutzt im Schrank liegen 
zu lassen ?

Oder die Verschwörungstheorie dass alle Hersteller von Akkuschutzchips 
eine Übereinkunft mit Akkuherstellern haben um sie möglichst schnell zu 
zerstören und den Umsatz anzukurbeln.

Na ja, andere Leute glauben an Gott, Wahlwerbung oder Warpantrieb, wo 
erwartet man da gesunden Menschenverstand.

von U. M. (oeletronika)


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Hallo,
> Tiefentladeschutz schrieb:
> Der Hersteller/Vertreiber schreibt:
> Entladen Sie den Akku unter Last nie tiefer als 3,3V pro Zelle, auch
> nicht kurzzeitig. Im Ruhezustand (gemessen ohne Belastung) sollte
> die Spannung pro Zelle nicht längere Zeit unter 3,70V liegen.
Diese Angaben scheinen mir auch grob falsch, sofern es sich tatsächlich 
um LiPo-Akkus handelt.  Statt 3,7V könnten evtl. 2,7V gemeint sein.

> Da ich von diesem LiPo mit ca. nur 15mA ziehe (ich weiß, er könnte auch
> viele Amps, ist also relativ dazu eher eine low power Anwendung), ist es
> fast wie im Ruhezustand bzw. es gibt sozusagen keine Last und die
> Zellspannung muss schon bei 3,7V abschalten.
Eher nicht. Eine Empfehlung für LiPo wäre z.B. moderate 3V...3,2V als 
Entladeschlußspannung. Da ist nach unten immer noch etwas Luft.

Ein Überwachungs-IC ist der ICL7665 (bis 16V geeignet).
https://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/ICL7665.pdf
Gruß Öletronika

von Jürgen W. (Firma: MED-EL GmbH) (wissenwasserj)


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Beim Entladen ist die 3,3V-Grenze Unsinn: Zwar ist dann die Restladung 
im Akku idR <10%, aber das schädigt nicht.
Unter Last kann die Spannung auch gerne auf ca. 3V abfallen - viele 
Schutzschaltungen machen erst bei ca. 2,7V auf und bei 2,4V ist die 
absolute Untergrenze, bevor irreversible Schäden auftreten.

3,7V als Grenze für die Lagerung sind ok, das entspricht etwa 50-60% 
Ladezustand. Lagerung voll geladen (4,1-4,2V) über mehrere Monate wäre 
schädlich, da dabei diverse Alterungsprozesse beschleunigt ablaufen und 
die nutzbare Kapazität schneller abnimmt.

Lagerung über längere Zeit bedeutet, daß zum einen die Selbstentladung 
und zum anderen die Schutzschaltung mit typ. 1-10uA Eigenverbrauch den 
Akku langsam aussaugt, bis eben bei 2,7V die Schutzschaltung anspricht 
(der Reststrom beträgt dann ca. 100nA+Selbstentladung).
D.h. Lagerung bei sehr geringem Ladezustand (z.B. nur 3,5V - ca 10% SoC) 
über meherer Monate ist nicht empfehlenswert.

Conclusio:
Es reicht vollkommen aus eine handelsübliche Schutzschaltung (z.B. von 
Seiko o.ä.) für 4 Zellen zu nehmen.

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