Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik LiFePo4 BMS / Lader 1A rein, 5A raus?


von Ulrich P. (uprinz)


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Moin!

Es gibt viele fertige und gut funktionierende BMS um LiFePo4 zu laden, 
wenn man exakt 14,xV und mehr als 10A Ladestrom zur Verfügung hat. Was 
ich jedoch suche ist eine Lösung mit der ich ein Gerät, das ca 5A bei 
12V benötigt betreiben kann. Das gleiche Gerät kann aber maximal 1A 
Ladestrom zur Verfügung stellen. Eine 4S Konfiguration würde da 
wunderbar funktionieren.

Die üblichen brauchbaren China BMS mit Manager Software, bei denen man 
das dann konfigurieren kann, sind aber alle weitaus größer als 4S, eher 
7S und mehr.

Der Chinamann verkauft eine Menge 4S BMS, aber keiner davon begrenzt den 
Ladestrom, sie schalten einfach nur ab, wenn leer oder voll und machen 
sonst nur Balancing.

Gibt es keine kleinen (konfigurierbaren) 4S BMS, die man beim Ladestrom 
begrenzen kann?

Viele Grüße
Ulrich

: Verschoben durch Moderator
von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Ulrich P. schrieb:
> Das gleiche Gerät kann aber maximal 1A Ladestrom zur Verfügung stellen.
Und was passiert, wenn du mehr Strom ziehen willst? Geht es kaputt oder 
begrenzt es den Strom auf 1A? Im zweiten Fall bist du schon fertig: 
einfach anschließen.

> Der Chinamann verkauft eine Menge 4S BMS, aber keiner davon begrenzt den
> Ladestrom
Mach das doch selber mit einem Vorwiderstand. Dann dauert das Laden halt 
eine Stunde länger...

: Bearbeitet durch Moderator
von Ulrich P. (uprinz)


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Es geht ja darum, vorhandene Blei-Gel Zellen zu ersetzen, bzw. lange 
verlorene Akkupacks durch was modernes zu tauschen. Die Geräte haben 
dann z.B. 15V Ladespannung und der LiFePo4 zieht da die Spannung so in 
den Boden, dass das Gerät selbst nicht mehr reagiert.

Die LiFePo4 BMS haben auch keine Trennung zwischen Lade-Eingang und 
Versorgungs-Ausgang. Die einzufügende Schaltung kann also keine Schottky 
Diode sein, die die 15V auf 14.6V reduziert, sondern irgendetwas muss 
den Ladestrom auch noch etwas begrenzen.

Ein anderes Gerät liefert mir 17V, da bin ich am Überlegen, ob ich da 
einfach 5S ausprobiere. Kein Problem mit ca 93% maximaler Ladung zu 
arbeiten. Allerdings hat sie eine Ladestrombegrenzung von 700mA bei 
kaltem NTC und schaltet auf 70mA Erhaltungsladung um, wenn der NTC warm 
geworden ist. Also eher klassische NiCd Ladung mit Temperaturkurve... 
Mit BMS könnte man den NTC ja über Festwiderstand faken.

Den Vorteil in LiFePo4 sehe ich darin, dass man damit auch selten 
genutzte Geräte mit Akku ausstatten kann, ohne dass diese an spontaner 
Selbstentzündung leiden oder immer dann, wenn man sie braucht gerade 
dicke Akkupacks haben.

von Björn W. (bwieck)


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Nimm so was hier: 
https://www.amazon.de/-/en/Hailege-Lithium-Battery-Charging-Converter/dp/B07XXSQ327

Kannste dann Strom und Endspannung einstellen

von Ralf X. (ralf0815)


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Ulrich P. schrieb:
> Es geht ja darum, vorhandene Blei-Gel Zellen zu ersetzen, bzw. lange
> verlorene Akkupacks durch was modernes zu tauschen. Die Geräte haben
> dann z.B. 15V Ladespannung und der LiFePo4 zieht da die Spannung so in
> den Boden, dass das Gerät selbst nicht mehr reagiert....

Du solltest mal versuchen, Deine Texte unvoreingenommen zu lesen und 
dann bemerken, dass das ganze auf gut deutsch gequirlte Sch.... ergibt.
Zumindest ich verstehe nicht wirklich, von welchem Gerät Du gerade an 
welcher Stelle bei welchen Vorgang überhaupt schreibst.
Der Hersteller der Zellen gibt einen maximalen Lade-/Entladestrom vor, 
den man nicht überschreiten sollte, meist bei auf bestimmte Temperaturen 
beschränkt, wenn man sich selber und den Zellen etwas guten tun möchte, 
bleibt man darunter.
Mittels LNG kann man leicht einen selbstgewählten Ladestrom einstellen, 
normale Ladegeräte für 4s lifepo4 sollte man nach geeigneter Stromstärke 
aussuchen.
Das gute spezielle Ladeteil schaltet bei ~14,4V ab, noch besser, wenn 
man noch eine Nachlaufzeit wählen kann, die einem BMS/Balancer die 
Chance gibt, die Zellen auszugleichen.
Das LNG stellt man vorher auf max. 14,4V ein und behält die Zeit im 
Auge..

Solltest Du versuchen, ein nicht kurzschlussfestes und/oder eigener 
Strombegrenzung NT mit ggf. auch noch zu hoher Spannung zu nutzen, 
kannst Du mit allem Möglichen rechnen.

Aber wie oben gesagt: Mir ist nicht wirklich klar, was Du willst.

von Rüdiger B. (rbruns)


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Für die neueren KFZ mit EURO5/6/7 gibt es Wandler für die Zusatzbatterie 
da die Lichtmaschine nur im Schiebebetrieb oder bei zu leerer Batterie 
volle Spannung liefert. Senkt den Verbracu.

von Peter M. (r2d3)


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Hallo Ralf X.,

ich verstehe Ulrich P. auch nicht!

Ulrich P. schrieb:
> Es gibt viele fertige und gut funktionierende BMS um LiFePo4 zu laden,

Ich möchte auch so ein BMS haben!
Die als BMS titulierten handelsüblichen Schaltungen haben mit Management 
nichts am Hut. Die schützen vor Überspannung, Unterspannung und 
Stromüberschreitung.
BMS-Schaltungen sind keine Ladegeräte.

> wenn man exakt 14,xV und mehr als 10A Ladestrom zur Verfügung hat.

Also wenn da ein "x" steht, ist es schon Essig mit exakt! :)

Warum sagst Du nicht einfach, welches Gerät Du hast?
Deiner Beschreibung nach handelt es sich um eine Konstantspannungsquelle 
mit 15 Volt, die mehr als 10 Ampere liefern kann.

> Was
> ich jedoch suche ist eine Lösung mit der ich ein Gerät, das ca 5A bei
> 12V benötigt betreiben kann.

Wenn Deine Konstantspannungsquelle mehr als 10 Ampere liefern kann, sind 
5 Ampere gar kein Problem.

Das gleiche Gerät kann aber maximal 1A
> Ladestrom zur Verfügung stellen.

Ja, was denn nun?!!! Mehr als 10 Ampere oder 1 Ampere?
Das ist doch so offensichtlich widersprüchlich, das müsste Dir schon 
auffallen.

> Eine 4S Konfiguration würde da
> wunderbar funktionieren.

Was hat dieser Kommentar mit dem obenstehenden Text zu tun?

Ulrich P. schrieb:
> Es geht ja darum, vorhandene Blei-Gel Zellen zu ersetzen, bzw. lange

Diese Information gehört vor den Satz mit der 4S-Konfiguration!

> verlorene Akkupacks durch was modernes zu tauschen. Die Geräte haben

Welche Geräte?!!!

> dann z.B. 15V Ladespannung und der LiFePo4 zieht da die Spannung so in
> den Boden, dass das Gerät selbst nicht mehr reagiert.

Der Verbraucher oder die Quelle für die Akkuladung?

> Die LiFePo4 BMS haben auch keine Trennung zwischen Lade-Eingang und
> Versorgungs-Ausgang.

Wer sind "die"? Asia-Hersteller Daly produziert genau solche BMS.

> Die einzufügende Schaltung kann also keine Schottky
> Diode sein, die die 15V auf 14.6V reduziert, sondern irgendetwas muss
> den Ladestrom auch noch etwas begrenzen.

LiFePO4-Akkus werden nach einer IU-Kennlinie geladen, das heißt 
strombegrenzt bis zu einer bestimmten Spannung und dann weiter mit 
dieser bestimmten Konstantspannung, z.B. 14,4 Volt.

Eine Konstantspannungsquelle mit 15 Volt mit Dioden auf 14,6 Volt 
herunterzumurksen löst Dein Problem nicht.

> Ein anderes Gerät liefert mir 17V, da bin ich am Überlegen, ob ich da
> einfach 5S ausprobiere.

Das ist sicher Murks. Dein Verbraucher ist für eine bestimmte 
Betriebsspannung oder einen Betriebsspannungsbereich spezifiziert.
Wenn es Dir auf die potenzielle Zerstörung Deines Verbrauchers ankommt, 
würde ich 6S oder 8S probieren!!!

> Kein Problem mit ca 93% maximaler Ladung zu
> arbeiten. Allerdings hat sie

Wer ist "Sie"?

> eine Ladestrombegrenzung von 700mA bei
> kaltem NTC und schaltet auf 70mA Erhaltungsladung um, wenn der NTC warm
> geworden ist. Also eher klassische NiCd Ladung mit Temperaturkurve...

Ich sehe da nichts "klassisches" sondern eine temperaturgeregelte 
Ladezeitbegrenzung.

> Mit BMS könnte man den NTC ja über Festwiderstand faken.

Sinnvollerweise lädst Du den 4S-LiFePO4-Akku entweder über ein 
Labornetzgerät mit einstellbarer Strombegrenzung wie von Ralph 
beschrieben oder über ein LiFePO4-Ladegerät für eine 4S-Konfiguration. 
Da gibt es auch Exemplare mit einstellbarer Strombegrenzung.

P.S.:
Bitte minimiere doch in zukünftigen die Anzahl der Pronomen und nenn' 
das  jeweilige Kind beim Namen!

: Bearbeitet durch User
von Ulrich P. (uprinz)


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So ist das nun mal mit Ideen. Man hat eine und kann sie noch nicht 
fassen und muss sie mal ins unreine vortragen, um sie dann mit anderen 
umzusetzen.

Wenn ich alles ausformulieren könnte, dann wäre der Käse ja gegessen und 
ich hätte kein Problem und keine Frage. Aber ich sortiere mal meine 
LiFePo4 Probleme und Erfahrungen auseinander.

Generell ist 14.x so zu verstehen, dass die meisten Charger mit einer 
Ladeschlussspannung von 3.60V oder 3.65V arbeiten. Es sind also 14.4V 
bis 14.6V bei den Kaufprodukten, die den Akku zu 100% nutzbar machen 
wollen.

Fall 1: (Gelöst)
Ich habe ein Funkgerät und mir dazu ein 4S LiFePo4 Pack gebaut, das mit 
einem BMS/Balancer die Zellen schützt (Abschaltung vor Tiefentladung). 
Das Pack lade ich an einem Netzteil, das ich damals zusammen mit dem 
Pack gekauft habe.
Das Pack kann man theoretisch am Funkgerät laden, da dieses bis 15V 
verkraftet und der Lader mit 14.6V lädt. Das Ladegerät ist aber sehr 
billig konstruiert und erzeugt so viele Störungen, dass das nicht in 
Frage kommt.
Im Sommer habe ich aber Solarpanels und die funktionieren perfekt und 
störungsfrei. Fall also gelöst, es sei denn jemand kennt ein im HF 
Spektrum störfreies 14.6V Ladegerät.

Fall 2:
Eine alte aber teure APC UPS soll LiFePo4 bekommen, die ursprünglichen 
Blei-Gel Zellen sind lange tot und fachmännisch entsorgt. Ich habe 
verschiedene Aussagen, grundsätzlich aber soll man alle 4S LiFePo4 mit 
integriertem BMS / Balancer dafür nutzen können. Hier fehlt mir die 
Erfahrung ob da einfach ein LiFePo4 Ersatz eingebaut werden kann, sei es 
von den Akkus oder der Lade-Logik der APC.

Fall 3: Ein Messgerät, welches ist eigentlich völlig unerheblich, auf 
temperaturgesteuerte Erhaltungsladung Umschaltung. Das war früher mal 
Gang und Gäbe. Es lädt sein nicht mehr existentes Akkupack mit 17V und 
begrenzt den Ladestrom auf 700mA. Bei Sinterzellen und NiCd sind in 
meiner Erinnerung 42°C der Punkt, wo der Pack voll geladen ist und dann 
wird auf 70mA Erhaltungsladung umgeschaltet, was ich für viel halte.
Der Regler, den Björn vorgeschlagen hat, kann ich aber mal auf dem 
Labortisch ausprobieren. Er wäre sicher eine gute Vorlage für eine 
eigene Platine. Der Bauraum in dem Akku-Fach ist begrenzt.

Fall 4: Ein anderes Messgerät (W&G DT-10) das ich nur selten brauche, 
nutzt normal 5x NiCd. Das kann ich auf 5x NiMh umbauen, die werden aber 
scheinbar auch immer schwerer zu beziehen, zumindest in der Größe C. 
Hier werden konstant 9V als Ladespannung angelegt und der Ladestrom 
scheinbar begrenzt, Das muss ich noch ausmessen mit einer 
Akku-Simulation. Schaltpläne sind mir für das Gerät nicht bekannt. Es 
gibt zumindest elektronisch nicht einmal ein Handbuch.

Für diese Geräte kommt das Auseinanderbauen zum Laden nicht in Frage, da 
die Akku-Packs hinter vielen Schrauben im Gerät versteckt sind.

So, ich hoffe das war nun mal sortierter. :)

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