ich bin mehr oder weniger neu im Bereich der Mikroelektronik und habe eine Frage:
Ist es problemlos möglich, LiPo-Akkus in Reihe zu schalten?
Ich habe zwei 1S/3C 5Ah LiPo-Akkus. Jeder Akku verfügt über eine eigene Schutzplatine und wird separat mit einem eigenen Laderegler geladen. Für mein Projekt würde ich die beiden Akkus gerne in Reihe schalten, um mit einem LM2596 eine Spannung von 3,3 V zu erzeugen (da ich diese Bauteile bereits zur Verfügung habe). Dieses System soll dann einen ESP32 betreiben.
Meine Frage ist nun:
Kann ich die Akkus bedenkenlos in Reihe schalten, wenn ich sie jeweils einzeln lade und sie erst dann in Reihe verbinde, wenn beide vollständig geladen sind (also jeweils 4,2 V Spannung haben)?
Ist das in der Praxis machbar oder eher nicht zu empfehlen?
Ich frage, weil ich dazu bereits Verschiedenes gelesen habe und nun etwas verunsichert bin. Vielleicht kann mir hier jemand mit Erfahrung bestätigen, ob das in der Praxis funktioniert oder worauf ich besonders achten sollte.
Meine Frage ist nun:
Kann ich die Akkus bedenkenlos in Reihe schalten
Nein.
LiPo Akkus haben eine pcb Schutzplatine die den übervollen oder tiefentladenen Akku per MOSFET abklemmt, und manche dieser Schutzschaltungen halten nur 5.5V aus. Das reicht für 1 Zelle, wird aber überschritten bei 2.
Du musst sicherstellen dass deine Schutzplatinen 8.6V aushalten oder sie ersetzen gegen eine 2S Schutzplatine (dann geht es aber nicht mehr die Zellen einzeln zu laden).
Mach mal Foto der Schutzbeschaltung / Bezeichnung der MOSFETs und stell sie hier rein.
Außerdem: Was macht die Schutzbeschaltung?
UVP (Undervoltage Protection)? Ab welcher Spannung?
Wenn du zwei LiPos hast, die eventuell sogar vom gleichen Typ sind, aber bisher unterschiedlich stark benutzt worden sind /verschiedene Altersklassen, wird es so sein, dass einer früher schlapp macht als der andere. Wenn dann die UVP erst bei einer niedrigen Spannung greift, wird deine Reihenschaltung noch genug Spannung für die Regelung der 3,3V mit dem LM2596 haben (z.b. 3,6V + 2,5V), aber einer der Akkus schon bei einer niedrigen Spannung rumknapsen. Da kein Balancing vorhanden, wird die schwache Zelle stärker belastet und noch früher ausfallen.
Wobei ich beim Betrieb eines ESP32 mit 3,3V jetzt nicht unbedingt an Hochstromanwendung denke. Welchen Stromverbrauch hast du bitte da im Maximum auf deiner 3,3V Rail?
Mach mal Foto der Schutzbeschaltung / Bezeichnung der MOSFETs und stell
sie hier rein.
Das BMS direkt am LiPo besteht aus zwei 8205A und einem DW01. Der Laderegler hat zusätzlich noch einen weiteren 8205A und ebenfalls einen DW01.
Außerdem: Was macht die Schutzbeschaltung?
UVP (Undervoltage Protection)? Ab welcher Spannung?
Soweit ich weiß, bietet sie Überspannungs- und Tiefentladeschutz – von 3,00 V bis 4,20 V.
Wenn du zwei LiPos hast, die eventuell sogar vom gleichen Typ sind, aber
bisher unterschiedlich stark benutzt worden sind /verschiedene
Altersklassen, wird es so sein, dass einer früher schlapp macht als der
andere. Wenn dann die UVP erst bei einer niedrigen Spannung greift, wird
deine Reihenschaltung noch genug Spannung für die Regelung der 3,3V mit
dem LM2596 haben (z.b. 3,6V + 2,5V), aber einer der Akkus schon bei
einer niedrigen Spannung rumknapsen. Da kein Balancing vorhanden, wird
die schwache Zelle stärker belastet und noch früher ausfallen.
Beide Akkus sind erst etwa einen Monat alt und wurden bisher nicht benutzt.
Wobei ich beim Betrieb eines ESP32 mit 3,3V jetzt nicht unbedingt an
Hochstromanwendung denke. Welchen Stromverbrauch hast du bitte da im
Maximum auf deiner 3,3V Rail?
Mit meinen zusätzlichen Modulen komme ich auf etwa 300–400 mA, da noch ein TFT-Display, eine SD-Karte und ein paar weitere Komponenten hinzukommen sollen.
Du kannst die Spannung aus EINEM Akku erhalten
z.B. mit dem TPS629210
Ja, das wäre vermutlich besser. Ich hatte nur gehofft, dass ich es mit dem Material, das ich zu Hause habe, umsetzen könnte. Aber ich denke, es ist sinnvoller, so ein Modul zu kaufen und auf einen LiPo umzusteigen.
Das BMS direkt am LiPo besteht aus zwei 8205A und einem DW01. Der
Laderegler hat zusätzlich noch einen weiteren 8205A und ebenfalls einen
DW01.
Die 8205A haben ja zwar eine ausreichend hohe Drain-Source Voltage von 20V, was aus meiner Sicht für 2x4,2V ausreichen würde (Wenn eine Schutzschaltung noch durchschaltet, die andere aber von der anderen Zelle schon blockiert),
aber die DW01 haben nur eine Overdischarge detection voltage von 2,4V. Finde das zu niedrig um die Lebensdauer der Zellen nicht zu verkürzen (unabhängig von der Reihenschaltung). Wenn du die Spannung der Akkus noch anderweitig überwachst, sollte das aber klar gehen.
Das BMS direkt am LiPo besteht aus zwei 8205A und einem DW01. Der
Laderegler hat zusätzlich noch einen weiteren 8205A und ebenfalls einen
DW01.
Die 8205A haben ja zwar eine ausreichend hohe Drain-Source Voltage von
20V, was aus meiner Sicht für 2x4,2V ausreichen würde (Wenn eine
Schutzschaltung noch durchschaltet, die andere aber von der anderen
Zelle schon blockiert),
aber die DW01 haben nur eine Overdischarge detection voltage von 2,4V.
Finde das zu niedrig um die Lebensdauer der Zellen nicht zu verkürzen.
Wenn du die Spannung der Akkus noch anderweitig überwachst, sollte das
aber klar gehen.
Okay, ich schaue mal, ob ich vielleicht einfach ein anderes BMS-Board und eine passende Ladeplatine finde, mit denen ich die LiPos auf 2S umbauen kann. Ich denke, das wäre am sinnvollsten und sichersten und vermutlich auch günstiger und stabiler.
und LiIon sind zwei verschiedene Paar Schuhe.
Was Du mit LiIon-Akkus machen kannst, geht nicht unbedingt auch mit LiPos.
Und die sog. "Schutzschaltungen" müssen dem jeweiligen Akkutyp entsprechen.
Gib einmal die genaue Bezeichnung Deiner LiPos an.
(Also, ich "fahre" schon jahrelang mit einem 3s 40A BMS und drei in Reihe geschalteten 18650-er LiIon-Akkus (für nominal 12V) sehr gut. Praktisch keine Selbstentladung.)
Bei LiPOs wäre ich da vorsichtiger. Würde mich erst einmal darüber informieren, ob Reihenschaltung bei bereits vorhandenen "Schutzschaltungen" möglich ist und welches BMS dazu empfohlen wird.
Schutzschaltung und BMS sind auch verschiedene Dinge, die oft in einen Topf geworfen werden.
Eine "Schutzschaltung", die meistens schon am Akku "angeklebt ist", soll nur vor grober Tiefentladung und Überladung schützen.
Immer wieder kommt es zu Fehlbezeichnungen und Fehleinschätzungen, weil der Begriff Lipo das an sich beinhaltet.
Handys, neuere Notepooks uvm. beinhalten Lipos mit einer Nennspannung zwischen 3,6 und 3,85 V, Endladespannung von 4,2 und 4,35 V, sowie Entladegrenze zwischen 2,5 und 3 V.
Eine weitere Lipo LiIon-Chemie hat eine Nennspannung um 3,3 V und eine völlig andere Lade-/Entladecharasteristik.
Aus den Kommentaren von Darius (blue_79) entnehme ich, dass er mit 'normalen' 3,6+ V Nennspannung arbeitet.
Einfacher wäre wohl ein "low drop" Linearregler, der geht auch bis 1A
TPS79633
Aber nur bei Mouser, Digikey, TME
Interessante Werte, mit max. 320mV Dropout lässt sich ein LiIon-Einzelakku gut nutzen. Das bei 1 Ampere Last, wofür die bekannten HT7x33 oder MCP170x nicht ausreichen.
Ralf X. schrieb:
Mal wieder Klugscheißerei, die niemandem hilft.
Immer wieder kommt es zu Fehlbezeichnungen und ..
Eine weitere Lipo LiIon-Chemie hat eine Nennspannung um 3,3 V ..
Blödsinn, die Masse aller passen für 4,2V-Ladeendspannung und 3,6V
Nennwert - was auch für den vom TO zutrifft.
Och Manni, ich weiss, dass Du mich nicht magst. *hihi
Behüte Deinen Glauben, dass Deine angeblichen ehemaligen Untergebenen Dich mit Deiner Strenge geliebt haben, hoffe noch darauf, dass die Kantine noch lange existiert und Du ab und zu kontrollieren kannst, ob das Bleistangengewicht in Deinem Tankrucksack noch zu dem über die Jahre schwindenden Spritinhalt des Tanks durcch Verdunstung einer ausgewogenen Gewichtsverteilung entspricht.
Natürlich Deinem aktuellenm Gewicht, dessen Verteilung und Sitzposition entsprechend.😃
Ja, ich weiss, dass Du mich nicht mags.
Aber dann äusser doch wenigstens keinen Stuss.
Und falls Du es tatsächlich nicht begreifst:
Mehrmals wurde hier Thread eine Spannung von 3,3 V angeführt, das ganze in Verbindung mit Lipozellen.
Was stört Dich daran, wenn ich lediglich auf eine Fehlinterpretationsmöglichkeit hinweise?
Oder hast Du Dich nur geärgert, dass sonntags die Kantine zu hatte?*lol
Immer wieder kommt es zu Fehlbezeichnungen und Fehleinschätzungen,
weil der Begriff Lipo das an sich beinhaltet.
Handys, neuere Notepooks uvm. beinhalten Lipos mit einer Nennspannung
zwischen 3,6 und 3,85 V, Endladespannung von 4,2 und 4,35 V, sowie
Entladegrenze zwischen 2,5 und 3 V.
Eine weitere Lipo LiIon-Chemie hat eine Nennspannung um 3,3 V und eine
völlig andere Lade-/Entladecharasteristik.
Das sind dann aber keine Lithium-Ionen-Akkus sondern LiFePO4 (Lithium-Eisenphosphat) Akkus..andere Chemie.
Lipo ist auch Lithium-Ionen, nur halt andere Bauform und innen etwas anderes aufgebaut (Elektrolyt).
Das sind dann aber keine Lithium-Ionen-Akkus sondern LiFePO4
(Lithium-Eisenphosphat) Akkus..andere Chemie.
Naja, im Prinzip sind das alles Lithium-Ionen-Akkus. Nur wird meistens bei "Lithium-Ionen" die Variante NMC gemeint (Lithium-Nickel-Mangan-Kobalt-Oxid) und nicht LFP. Es gibt auch ein paar weitere mit anderer Chemie aber so gut wie identischen Werten wie NMC (LCO, LMO, NCA). Deshalb unterscheidet man meist nur zwischen NMC und LFP.
Danke nochmal an alle, die mir geantwortet haben!
Ich habe jetzt für die Umsetzung folgendes vor:
Ich werde bei beiden Li-Poly-Akkus das BMS austauschen und stattdessen das HX-2S-JH20 verwenden, zusammen mit einem passenden Laderegler.
Außerdem werde ich einen ATtiny85 einsetzen, der die beiden Zellen über Spannungsteiler separat überwacht. Sollte die Spannung einer Zelle unter 3,4 V fallen, wird das System automatisch abgeschaltet. Die Abschaltung werde ich vermutlich mit einem N- oder P-Kanal-MOSFET umsetzen.
Zusätzlich kann ich mit diesem Setup regelmäßig die Zellspannungen loggen und so den Akkustand besser einschätzen.
So habe ich zumindest von den meisten Beiträgen entnommen.
Ich denke, das ist insgesamt eine ganz gute Lösung, nochmals vielen Dank an alle, die mir geholfen haben!
Das sind dann aber keine Lithium-Ionen-Akkus sondern LiFePO4
(Lithium-Eisenphosphat) Akkus..andere Chemie.
Naja, im Prinzip sind das alles Lithium-Ionen-Akkus. Nur wird meistens
bei "Lithium-Ionen" die Variante NMC gemeint
(Lithium-Nickel-Mangan-Kobalt-Oxid) und nicht LFP. Es gibt auch ein paar
weitere mit anderer Chemie aber so gut wie identischen Werten wie NMC
(LCO, LMO, NCA). Deshalb unterscheidet man meist nur zwischen NMC und
LFP.
Es ist trotzdem nicht sinnvoll die alle in einen Topf zu werfen. LiFePO4 hat schon deutliche Unterschiede. Geringere Nennspannung, wesentlich flachere Entladekennlinie, höhere Zyklenfestigkeit, sicherer im Umgang. Wann immer es geht bevorzuge ich diese Technologie.
