Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik LiFePo Balancer: CF-4S30A-A


von A. F. (artur-f) Benutzerseite


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Kennt jemand den CF-4S30A-A LiFePo 4S Balancer? Bzw. Erfahrung damit 
gemacht?
Ich habe vor ein LiFePo Akku für mein Motorrad aus 4 Zellen zu bauen. 
Angeblich kann der Balancer 30A und 70A Spitze, was an sich ausreichend 
ist.
Nur frage ich mich, ob man den Strom direk von der Batterie ziehen soll 
oder an den Charge/Discharge Punkten.

von A-Freak (Gast)


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Die dicken MOSFETs sind höchstwarscheinlich die Schalter die bei 
drohender Überladung oder tiefentladung die Verbindung zum Akku 
unterbrechen.

Also unbedingt die "Charge/Discharge Punkte" verwenden sonst 
funktioniert die Schutzschaltung nicht.

von Bernd K. (prof7bit)


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A-Freak schrieb:
> höchstwarscheinlich

Ich würde mal den Schaltplan anfordern von dem Chinesen um die Schaltung 
und ihre Eigenschaften, ihre Garantien und ihre Defizite zu verstehen 
bevor ich dem Ding blind einen teuren Akku und die Unversehrtheit meines 
Fahrzeugs anvertraue.

von A. F. (artur-f) Benutzerseite


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Auf dem Bild ist zu sehen, dass B+ und P+ direkt verbunden sind. Also 
denke ich, dass man auch direkt an die Batterie rangehen kann, zumindest 
mit Vpos.
Was P- angeht, kann es durchaus sein, dass die MOSFETs GND abschalten, 
hmm...

von A. F. (artur-f) Benutzerseite


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Bernd K. schrieb:
> Ich würde mal den Schaltplan anfordern von dem Chinesen um die Schaltung
> und ihre Eigenschaften, ihre Garantien und ihre Defizite zu verstehen
> bevor ich dem Ding blind einen teuren Akku und die Unversehrtheit meines
> Fahrzeugs anvertraue.

Die Akkus kosten ~30€ und viel Elektronik hat mein 40 Jahre altes 
Motorrad nicht, das ist ein Risiko wert. Ich werde aber zuvor schauen, 
was mein Motorrad aus dem Blei im Normalbetrieb an Strom ziehet.

Bei den Chinesen gibt es leider nie Schaltpläne dazu. Hier ist die 
Beschreibung des Balancers:

Dauerentladestrom: 30A (MAX)
Momentaner Entladestrom: 70A
Ladespannung: 15V
Ladestrom 30A (MAX)
Überladungserkennungsspannung: 3,75 ± 0,05 V
Leistungsbilanz-Erkennungsspannung: 3,60 ± 0,025V
Überstromerkennungsspannung: 150mV
Hauptleitungswiderstand: ≤15mΩ
Arbeitsstrom: ≤30uA
Betriebstemperatur: -30 ~ + 80 ℃
Größe: ca. 64  56  4,0 mm

Die Akkus wären 4x LiFePo4 3,2V3,4Ah

von Bernd K. (prof7bit)


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A. F. schrieb:
> und viel Elektronik hat mein 40 Jahre altes
> Motorrad nicht, das ist ein Risiko wert.

Feuerfest ist es auch?

von Berufsberater (Gast)


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A. F. schrieb:
> Nur frage ich mich, ob man den Strom direk von der Batterie ziehen soll
> oder an den Charge/Discharge Punkten.

Willst du den Strom für den Anlasser dann auch über die Platine ziehen?

von Berufsberater (Gast)



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Plan

von TomH (Gast)


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Hochinteressant, endlich ein Schaltplan von sowas.

Ich verstehe ihn noch nicht ganz, dazu müßte ich ihn vielleicht auf ein 
größeres Papier so umzeichnen, daß "Plus oben" und "GND unten" ist - 
erst dann bin ich in der Lage, diese Transistorschaltungen zu verstehen.

Die Mosfets sind antiseriell geschaltet, sehe ich das richtig?

Die DW01A sind die Batterieüberwachungs-ICs für JE EINE Zelle.
Und die nachfolgenden Transistoren ermöglichen, über die 
Potentialunterschiede hinweg, jeder Einzelzellenüberwachung die ganz 
unten bei GND liegenden Mosfets zu schalten/sperren. Sehe ich das auch 
richtig?

Und bei einem 16S BMS würde das ganz genau so funktionieren?

von Berufsberater (Gast)


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Datasheet

von Faulpelz (Gast)


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A. F. schrieb:
> Angeblich kann der Balancer 30A und 70A Spitze, was an sich ausreichend
> ist.

Da hat wohl jemand die Funktion eines Balancers nicht ansatzweise 
verstanden...

von Faulpelz (Gast)


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A. F. schrieb:
> Dauerentladestrom: 30A (MAX)
> Momentaner Entladestrom: 70A
> Ladespannung: 15V
> Ladestrom 30A (MAX)
> Überladungserkennungsspannung: 3,75 ± 0,05 V
> Leistungsbilanz-Erkennungsspannung: 3,60 ± 0,025V
> Überstromerkennungsspannung: 150mV
> Hauptleitungswiderstand: ≤15mΩ
> Arbeitsstrom: ≤30uA
> Betriebstemperatur: -30 ~ + 80 ℃
> Größe: ca. 64  56  4,0 mm

Interessant auch, dass der max. mögliche Ausgleichsstrom fehlt, den ich 
bei zwei SMD-Widerständchen auf ca. 50mA schätze. So eine Platine setzt 
man ein, wenn man das Haus abfackeln will. Als Balancer für LiFePo 
völlig unbrauchbar. Hau das Teil in die Tonne und baue dir selber was. 
Paar Ampere Ausgleichsstrom sollte das Teil schon können.

von TomH (Gast)


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Faulpelz schrieb:
> A. F. schrieb:
>> Angeblich kann der Balancer 30A und 70A Spitze, was an sich ausreichend
>> ist.
>
> Da hat wohl jemand die Funktion eines Balancers nicht ansatzweise
> verstanden...

Oder vielleicht nur etwas schlampig die Begriffe Balancer, BMS und 
Schutzschaltung durcheinandergebracht.

Die gezeigte "Einheit" hat Schutzschaltung und Balancer.
Die Schutzschaltung beinhaltet einen Leistungsschalter aus Mosfets, der 
im Fehlerfall den Stromfluss auftrennt, im Normalfall aber den 
Lade-/Entladestrom verlustarm durchlassen muß. Dieser Leistungsschalter 
hält 30A bzw. 70A kurzzeitig aus.

Ich glaube, der TO hat es schon richtig verstanden, zusammen mit dem BMS 
ist seine LiPo-Batterie mit bis zu 30A zu laden oder zu belasten.

Daß die Balancer-Funktion nur lächerlich geringe Ausgleichsströme 
bietet, ist eine andere Sache...

von Dieter (Gast)


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Die meisten Balancer gehen davon aus, dass die Ladeschaltung die 
maximale Zellengesamtspannung exakt einhaelt. Der Motorradladeregler ist 
zu ungenau dafuer.

von Berufsberater (Gast)


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Dieter schrieb:
> maximale Zellengesamtspannung exakt einhaelt

Und den Strom auf den Maximalen Ladestrom begrenzt.

Die frage ist was nun zu erst den Geist aufgibt ... Akkus, Platine oder 
Lima.

Darauf läuft es hinaus:
Bernd K. schrieb:
> Feuerfest ist es auch?

von A. F. (artur-f) Benutzerseite


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Faulpelz schrieb:
> Interessant auch, dass der max. mögliche Ausgleichsstrom fehlt, den ich
> bei zwei SMD-Widerständchen auf ca. 50mA schätze.

Damit meinst du wohl die beiden etwas größeren 4Ohm Widerstände?

Faulpelz schrieb:
> Da hat wohl jemand die Funktion eines Balancers nicht ansatzweise
> verstanden...

Die Funktion bzw. die Notwendigkeit eines Balancers verstehe ich aber 
schon.

A-Freak schrieb:
> Die dicken MOSFETs sind höchstwarscheinlich die Schalter die bei
> drohender Überladung oder tiefentladung die Verbindung zum Akku
> unterbrechen.
>
> Also unbedingt die "Charge/Discharge Punkte" verwenden sonst
> funktioniert die Schutzschaltung nicht

Das bedeutet, dass bei einer Fahrt GND zum Motorrad unterbrochen werden 
kann, sobald der Akku vollgeladen wird? B+ und P+ scheinen ja direkt 
verbunden zu sein.

Ich habe aber nun rausgefunden, dass mein Anlasser 600W hat, da reichen 
die 30A von dieser Platinen tatsächlich nicht.....

Es gibt aber eine 10x teuere Alternative:
https://www.ebay.de/itm/12V-80A-Battery-Protection-BMS-Board-with-Balance-for-4S-LiFePo4-Batterie-CAR/281663725285?hash=item4194775ee5:g:mOsAAOSwcwhVLqa1:rk:3:pf:0

Aber eine Frage habe ich noch,  würde es gehen die 4 Zellen in Reihe als 
Bleiersatz direkt anzuschließen und ab und zu dann den Balancer 
zuschalten um den Ausgleich zu machen?

von Jens G. (jensig)


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>Aber eine Frage habe ich noch,  würde es gehen die 4 Zellen in Reihe als
>Bleiersatz direkt anzuschließen und ab und zu dann den Balancer
>zuschalten um den Ausgleich zu machen?

Du kannst einen Lipo (auch wenn es die LiFePO4-Variante ist) nicht 
einfach an eine ungerelgelte LiMa schalten, da die sich sich mit der 
Ladeschlußspannung eines solchen überhaupt nicht auskennt. Du brauchst 
explizit irgendeine Form von Laderegler. Erstens könnte es sein, daß so 
ein LiPo durch seinen recht niedrigen Ri die Lima überlasten könnte 
(wenn LiPo ziemlich leer), zweitens könnte ich mir vorstellen, daß der 
LiMa-Regler nur auf eine mittlere Spannung von 14,4V regelt, aber 
erhebliche Welligkeit weit darüber, was dem LiPo mit Sicherheit nicht 
sehr gefallen wird (auch wenn er thermisch nicht durchgehen kann, aber 
plopp kann er sicherlich denoch machen, wenn er überladen wird.

: Bearbeitet durch User
von Berufsberater (Gast)


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Selber basteln lohnt doch kaum, wenn man es güntig haben möchte gibt es 
von Shido fertige "Batterien" fürs Moped um 50...100€ Die Luxus Variante 
von Bosch inzwischen auch. Da ist die elektronik schon mit drin. 
Einbauen und fertig.

Die Shido hab ich selbst an einer 1200er Maschine laufen, problemlos, wr 
ca. 3kg leichter, zieht besser durch als der Bleiakku vorher.

von Bernd s (Gast)


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Ich hab mir die platine auch gekauft und werde sie benutzen fuer 
elektrowerkzeuge.
Soweit wie ich verstanden hab ist sie geeignet fuer lithium ion und 
lithium polymer batterien aber nicht fuer lithium ferrum phosphor 
batterien. Die haben eine niederige ladeendspannung.

von Bernd s (Gast)


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Aber bevor du dich beschwerst ueberpruefe besser ob das ding dir als 
lifepo4 oder lipo balancer angeboten wurde. Das ist ein himmelweiter 
unterschied

von Fredy (Gast)


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Ich habe dasselbe Board gekauft (CF-4S30A-A), und möchte es benutzen.
Fürs Aufladen will ich einen CC/CV Buck/Boost Converter von Ebay nutzen, 
und diesen an P+ und P- hängen.

Wenn die Zellen keine zu großen Spannungsunterschiede aufweisen, sollte 
das auch kein Problem sein, wenn ich die korrekte maximale Spannung des 
Packs und einen Strom auf welchen jede einzelne Zelle ausgelegt ist, 
einstelle oder?

Eine weitere Frage ist, warum eine Balance-Strom von 50mA ein Problem 
darstellt, da ja der Ladestrom im Falle, dass gebalanced werden muss, 
sowiso sehr klein ist, da die Batterien alle nahe an 4.2V sind.

Leider finde ich auch keine bessere (autonome! => ich kenne den Standart 
Hobby Balance Charger(https://www.ebay.de/i/152633309779?chn=ps), der 
benötigt aber mich um zu funktionieren) Alternative zu diesen Boards im 
Internet, hätte da jemand Vorschläge?

von Bernd K. (prof7bit)


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Fredy schrieb:
> da ja der Ladestrom im Falle, dass gebalanced werden muss,
> sowiso sehr klein ist, da die Batterien alle nahe an 4.2V sind.

Solange die Spannung unter 4.2V ist wird der Ladestrom kein bisschen 
abgeregelt. Wenn zum Beispiel eine 2s-Batterie von außen gemessen auf 
8.39V ist während das Ladegerät noch die eingestellten (zum Beispiel) 
10A reinprügelt könnte innen drin eine Zelle noch auf 4.1 und die andere 
schon auf 4.29 sein. Wenn das Ladegerät nicht die Zellen einzeln 
überwacht bekommt es davon überhaupt nichts mit.

Das mit diesen schwachbrüstigen "Balancer"-Platinen funktioniert nur 
deshalb weil man davon ausgeht daß die Zellen hoffentlich nicht 
allzusehr auseinander gedriftet sind und falls doch dann höchstens ein 
paar dutzend Millivolt und man eine Überspannung dieser Größe (die sich 
dann an den betreffenden Zellen einstellen wird!) billigend in Kauf zu 
nehmen bereit ist.

von Jens G. (jensig)


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Bernd K. (prof7bit)

>Solange die Spannung unter 4.2V ist wird der Ladestrom kein bisschen
>abgeregelt. Wenn zum Beispiel eine 2s-Batterie von außen gemessen auf
>8.39V ist während das Ladegerät noch die eingestellten (zum Beispiel)
>10A reinprügelt könnte innen drin eine Zelle noch auf 4.1 und die andere
>schon auf 4.29 sein. Wenn das Ladegerät nicht die Zellen einzeln
>überwacht bekommt es davon überhaupt nichts mit.

Ein Ladegerät, was die einzelnen Zellen nicht überwacht, bzw. wo der 
Balancer nicht angeschlossen ist, wird keinen vollen Imax bis exakt 
n*4,2V reinprügeln, weil es durch die Spannungsabfälle über die 
Leitungen schon "weit" vorher n*4,2V erkennt, bevor der Akku soweit ist.

>Das mit diesen schwachbrüstigen "Balancer"-Platinen funktioniert nur
>deshalb weil man davon ausgeht daß die Zellen hoffentlich nicht
>allzusehr auseinander gedriftet sind und falls doch dann höchstens ein
>paar dutzend Millivolt und man eine Überspannung dieser Größe (die sich
>dann an den betreffenden Zellen einstellen wird!) billigend in Kauf zu
>nehmen bereit ist.

Eine mögliche Überspannung einer einzelnen Zelle wird durch den DW10A 
pro Zelle erfolgreich vermieden, indem jeder einzelne davon sein Veto 
einlegen kann, wenn's zu viel wird, und damit den gesamten Akkupack 
einfach abschaltet. Das schlimmste, was passieren kann, ist, daß die 
anderen Zellen eben nicht ganz so voll sind.

von Bernd K. (prof7bit)


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Jens G. schrieb:
> Ein Ladegerät, was die einzelnen Zellen nicht überwacht, bzw. wo der
> Balancer nicht angeschlossen ist, wird keinen vollen Imax bis exakt
> n*4,2V reinprügeln, weil es durch die Spannungsabfälle über die
> Leitungen schon "weit" vorher n*4,2V erkennt, bevor der Akku soweit ist.

Ein solches Ladegerät würde über die beiden Haupt-Klemmen angeschlossen 
die auch den um ein vielfaches höheren Entladestrom verkraften müssen, 
das sind keine dünnen Drähtchen, da ist nicht viel mit Spannungsabfall.

> Eine mögliche Überspannung einer einzelnen Zelle wird durch den DW10A
> pro Zelle erfolgreich vermieden, indem jeder einzelne davon sein Veto
> einlegen kann, wenn's zu viel wird, und damit den gesamten Akkupack
> einfach abschaltet.

Dann schaltet es entweder bei jedem Ladevorgang gegen Ende immer 
komplett ab weil immer irgendeine Zelle auf 4.2V plus einen winzigen 
Hauch käme oder es werden 100 oder mehr Millivolt toleriert (wie bei 
obigem IC) bevor es abschaltet und die Überspannung wird in Kauf 
genommen.

Anders gehts nicht wenn das Ladegerät keine Information über den Zustand 
der Zellen bekommt, es weiß schlichtweg nicht daß es abregeln muß weil 
einige Zellen schon über 4.2V sind.

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