3s Li-Ion mit 5V (USB) laden

[Huse (Gast)]

Hallo zusammen,

ich bastele gerade an einem tragbaren Projekt, welches zur Zeit von 
einer 9V-Block-Batterie versorgt wird. Da ich nicht öfters die Batterie 
tauschen will, möchte ich das Ding umbauen, sodass es einen fest 
verbauten Akku bekommt und per USB-Ladegerät aufladbar ist. Der 
Verbraucher benötigt eine Spannug von 7V-15V.

Die Idee war deshalb, einen 3S Li-Ion Pack einzubauen mit "BMS" (China 
3S BMS mit Balancing). Um mit 5V laden zu können muss ein 
Buck/Boost-Converter zwischen USB-Buchse und dem Batterie-Pack rein.
Links zu den vermutlich bekannten, möglichen Boards sind unten angefügt.

Im Anhang eine Skizze, wie ich mir die Verschaltung vorstelle.

Der DC/DC converter hat nicht nur ein Poti zum Einstellen der 
Ausgangsspannung, sondern auch eines für eine Strombegrenzung. Damit 
kann er quasi wie ein Labornetzgerät verwendet werden.
Wenn ich also hier die Spannung (CV) auf 13V und das Stromlimit (CC) auf 
z.B. 200mA einstelle und daran den 3S-Pack anschließe, müsste das ganze 
ja nach CC/CV-Schema laden. Erst fließen die 200mA, bis die 13V erreicht 
sind, dann CV. Durch die Strombegrenzeung am DCDC-Ausgang wird der Strom 
am USB-Eingang unter 1A gehalten und so die Standard-Ladegeräte 
geschützt.
Das BMS hat HY2213-BB3A, welche bei 4.200±0.025V Zellspannung einen 
Widerstand parallel zur Zelle schalten (-> etwa 60mA Last), um das 
Balancing zu erreichen. Schutzschalteung via DW01-A.
Die Shottky-Diode ist zum Schutz des DC/DC-Wandlers, wenn USB nicht 
angesteckt ist.

Jetzt die Fragen ;)

- Funktioniert das alles so, um die Zellen richtig zu Laden?
Übersehe ich etwas?
- Ist Sicherheitstechnisch alles i.O. (funktionierende Chinaware mal 
vorausgesetzt)?
- Gibt es einen einfacheren Weg für dieses Problem?

Es gilt noch zu erwähnen, dass in diesem Fall der Verbraucher eine sehr 
saubere Spannung braucht und auch im Betrieb keine DC/DC-Wandler laufen 
dürfen (empfindliche Spulen usw...). Deswegen geht z.B. ein 1SxP-Pack 
mit anschließendem Boost-Converter nicht.
Laden und Verbraucher müssen nicht gleichzeitig möglich sein.

Vielen Dank und viele Grüße

Huse


DC/DC Converter:
https://de.aliexpress.com/item/32800349586.html?spm=a2g0o.ppclist.product.2.72a3X1T2X1T2kJ&pdp_npi=2%40dis%21EUR%21%E2%82%AC%203%2C14%21%E2%82%AC%202%2C67%21%21%21%21%21%400b0a23ae16632694477691653efdb2%2164091035597%21btf&_t=pvid%3Ab52d2b6e-f92b-41b9-ad49-7c775fce83a1&afTraceInfo=32800349586__pc__pcBridgePPC__xxxxxx__1663269448&gatewayAdapt=glo2deu

BMS:
https://de.aliexpress.com/item/32998793890.html?spm=a2g0o.ppclist.product.60.28cafnCqfnCq42&pdp_npi=2%40dis%21EUR%21%E2%82%AC%201%2C87%21%E2%82%AC%201%2C50%21%21%21%21%21%400b0a23ae16632692152616638efdb2%2167044624599%21btf&_t=pvid%3Af74ed020-7220-45f9-a44b-be749242b8c0&afTraceInfo=32998793890__pc__pcBridgePPC__xxxxxx__1663269215&gatewayAdapt=glo2deu

[Hans Dampf (Gast)]

Auf den ersten Blick denke ich, wird das so funktionieren. Teste es doch 
einfach mal aus.
Den Spannungsabfall an der Shottky-Diode hast du bedacht mit 13V.

Bei einem Ladestrom von 200 mA wird das Laden halt ewig dauern, wenn du 
18650 mit ~3000 mAh Ladung verwendest...

[H. H. (Gast)]

https://de.aliexpress.com/item/1005004284040944.html

[Stefan F. (Gast)]

Du brauchst einen vernünftigen Laderegler. Einfach mit konstanter 
Spannung zu laden wird die Akkus (je nach Spannung) entweder nicht voll 
bekommen oder sehr schnell verschleißen. Außerdem würde ich mich nicht 
darauf verlassen, dass dieses Modul die eingestellte Spannung 
langfristig genau beibehält.

Für Fälle wo die Akkus normalerweise voll gehalten werden, und die ganze 
Schaltung einfach sein soll, eignen sich Bleiakkus besser.

[Huse (Gast)]

H. H. schrieb:
> https://de.aliexpress.com/item/1005004284040944.html

Aah, die Dinger kannte ich noch gar nicht. Das macht ja grnau, was ich 
will. Laut Foto regelt hier ein CN3303 zuerst mit Konstantstrom, dann 
mit "Quasi-CV". Und der scheint den Strom an den 5V über einem 
Sense-Eiderstand zu messen und auf 1/2 A zu reheln. Das hört sich nicht 
schlecht an.

Danke!

@Stefan: In meimem Vorschlag hätte ich ja nicht mit konstanter Spannung, 
sondern zuerst mit konstantem Strom geladen (200mA), bis die 
Schlussspannung erreicht ist...

[Stefan F. (Gast)]

Huse schrieb:
> @Stefan: In meimem Vorschlag hätte ich ja nicht mit konstanter Spannung,
> sondern zuerst mit konstantem Strom geladen (200mA), bis die
> Schlussspannung erreicht ist...

Das war schon klar. Aber am Ende wenn der Akku voll ist, musst du mit 
dem Laden aufhören, sonst lebt der Akku nicht lange. Dann erst wieder 
laden, wenn die Spannung deutlich abgesunken ist.