Fragen zu aktiven Balancern für kleine Akkupacks

Tom H. schrieb:

Spannungsüberwachung, Über- und Unterspannungsschutz und Freischaltung/Sperrung, was viele kleine BMS haben, brauche ich nicht

Natürlich brauchst du das (um Brände zu vermeiden).

Nur die Gesamtspannung nicht zu überschreiten reicht nicht, der Ladevorgang muss abgeschaltet werden wenn EINE Zelle über 4.25V geht, die Entladung wenn EINE Zelle unter 2.5V geht (oder was auch immer dir als Endspannungen genehm ist) und dazu musst du die Einzelspannungen messen, wie es bisher auch dein Ladegerät tat.

Ob man Überstrom und Kurzschlussschutz unbedingt braucht hängt an der Anwendung, wenn es möglich ist, dann ja.

Balancing ist nur ein Ausgleich unterschiedlicher Zellalterung und muss nicht schneller erfolgen, als diese Alterung (durch unterschiedliche Selbstentladung und Ladewirkungsgrad).

Balancing ist NUR notwendig (bzw. sinnvoll) wenn eine Zelle bei Laden als erste voll ist, und eine ANDERE Zelle beim Entladen als erste leer ist. In allen anderen Fällen (es ist dieselbe Zelle die zuerst voll und zuerst leer ist, dann ist sie halt die mit der geringsten Kapazität, oder der Akkupack wird nie soweit geladen bis eine voll ist oder nie soweit entladen dass eine leer wird) ist Balancing nicht sinnvoll unter erhoht die Kapazitât des Akkupacks nicht.

Wenn aber balancing gemacht werden soll, dann ist die eine Zelle zu zuerst voll aber nicht zuerst leer wurde langsam zu entladen, das kannan theoretisch nicht nur beim Ladevorgang sondern auch danach machen, man muss aber begrenzt entladen, z.B. jedes Mal nur ca. 0.01C.

Jegliche andere versuchte Angleichung der Spannungslage bringt gar nichts zur Kapazitatserhöhung des Akkupacks und reduziert nur die gespeicherte Ladung.

Ein Umladen von Zellen (die mit geringerer Spannungslage in die mit höherer Spannungslage bei jedem Ladezustand) bringt nur Verluste, keinerlei Gewinn. Die Spannungslage ist temperaturabhängig, die Ladekurve exemplarabhängig, und die Auswirkungen kürzlicher Lade- oder Entladevorgänge sind halt unterschiedlich je nach Zellenzustand. Ein umladen verzettelt sich nur in Nebenkriegsschauplätzen die nichts mit Ladeungleichgewicht zu tun haben und vernichtet Ladung.

Vergiss kontinuierliches umladen. Miss Zellenspannungen. Lass die globale Steuerung (BMS) entscheiden wann Zellen out of balance sind und gezielt nur 1 entladen. Es muss und sollte gar nicht bei 1 Ladezyklus alles behoben sein, da inbalancing sich auch langsam uber die Zeit entwickelt. Es kann ruhig 50 Ladezyklen brauchen bis der Ladezustand wieder im Lot ist

Sehe ich alles nicht so kritisch.

Es ist kein "Gerät" in dem Sinne, ich verkaufe das nicht, bis 50 Ladezyklen erreicht sind vergehen Jahrzehnte.

Es geht um einen Akku, der für Modellbauzwecke eingesetzt wird und normalerweise am dafür geeigneten Ladegerät geladen wird. Dieses macht vermutlich Top-Balancing, d.h. am Ende des Ladezyklus wird der Ladestrom an den bereits vollen Zellen vorbeigeleitet, damit auch die Nachzügler vollwerden. So weit, so gut.

Jetzt baue ich den Akku während ein paar Sommerwochen oder nur fürs Wochenende in einen geschlossenen Kasten ein (ein Kühlkoffer-Lkw-Anhänger im Maßstab 1:8), und dort ist der Lade- oder Stromversorgungszugang nur eine DC-Hohlbuchse (in der 1:8-Nachbildung eines CEE-Steckers versteckt). Es gibt einen Hauptschalter, der den Akku ganz von der Elektronik freischaltet, und die Elektronik würde zumindest alle Verbraucher (Kompressor, Lüfter) abschalten, wenn die Gesamt-Akkuspannung zu weit absinkt. Zellüberwachung werde ich dort nicht integrieren.

Ich könnte nun darauf vertrauen, daß die Balance während dieser Zeit nicht aus den Fugen gerät, oder so ein Balancer-Board spendieren.

Ich habe bereits ein Ersatzboard bestellt. Wenn sich hier niemand meldet, der detailliertes Wissen über diese Boards einfach so parat hat, kann ich ja selbst mal ein bißchen testen. Einen Akku aus ein paar alten Zellen zusammentackern und schauen, bei welchen Spannungen funktioniert das Balancing? Wieviel Strom wird in Ruhe verbraucht?

Das wäre übrigens exakt die Version des Balancers, die ich geschrottet habe. Das rot umrandete Bauteil hat sich mit magic smoke und Lichterscheinung verabschiedet. Ich nehme stark an, bei diesem und seinen drei Kollegen im oberen Bereich der Platine handelt es sich um Dioden, die sich im Fall der Verpolung opfern.

Ich werde mal möglichst "dicke" SMD-Dioden in gleicher Bauform ordern und alle ersetzen.

Genau dieser Typ ist im Moment wohl nicht lieferbar - vielleicht denkt der Hersteller gerade nochmal intensiv über die Polung des Steckers nach.

Der bestellte Ersatztyp sieht von den Bauteilen ähnlich aus, nur die Form der Platine ist anders.

Bin jetzt ein paar Tage auf Urlaub, ab Dienstag werde ich das Thema weiter bearbeiten.

Michael B. schrieb:

Balancing ist NUR notwendig (bzw. sinnvoll) wenn eine Zelle bei Laden als erste voll ist, und eine ANDERE Zelle beim Entladen als erste leer ist.

Es ist IMMER eine Zelle als erstes voll und IMMER eine als erstes leer. Die Chance, dass dies nicht der Fall ist, geht gegen Null. Wieder ein echter Laberkopp ...

Rainer W. schrieb:

Wieder ein echter Laberkopp ...

Geht wieder mal über deinen Verstand

Michael B. schrieb:

eine ANDERE

Tom H. schrieb:

Vom aktiven Balancer erhoffe ich mir auch Balancing bei jeder Spannungslage, nicht nur am Ende der Volladung.

Im mittleren Spannungsbereich kannst nicht sinnvoll Balancen. 60% der Kapazität machen da 200-250mV aus. 3mV pro Prozent. Die Zellen liegen aber von sich aus schon 10-30 mV auseinander. Und zu Balancen ist normalerweise erheblich weniger als 1% der Kapazität. Was du machen kannst ist ab so 50mV Differenz was auszugleichen. Da ist die Ladung vmtl. tatsächlich nicht gleichmäßig.

Wenn man aus der Spannung im mittleren Bereich was zuverlässig ablesen könnte gäbe es keine Fuel Gauge ICs.

Fertig wirst da aber lange suchen müssen, weil das ganze nur bei dir Sinn macht weil du damit zufrieden bist nur ca. 50% der Akkukapazität zu nutzen. In jedem kommerziellen Produkt wird die Akkukapazität voll genutzt und Balancen am Ladeende ist da die Methode der Wahl.

Tom H. schrieb:

Mit etwas Glück ist nur eine der Schutzdioden durch. Oder nach sekundenschnellem Ableben der Schutzdiode gingen dann weitere Schaltungsteile kaputt. Kennt sich jemand damit aus? Sind das ganz normale Si-Dioden?

Prüfe doch einfach nach, ob diese "Bauteile" parallel zu den jeweiligen Zellen liegen oder nicht. Bei parallelliegenden Schutzdioden hätten ja alle hochgehen müssen, da bei verdrehtem Anschlussschema des Steckers an sich alle Kanäle verdreht gewesen sein "müssten". Aber, wie sollten die den Rest der Schaltung schützen, wenn da z.B. Strom aus 20 Ah drüber knallt?

Ist Deine geplante "Stützspannung" definitv auf die 15 V begrenzt und arbeitet auch nach cc/cv? Zum Laden wäre das dann mE noch vertretbar. Aber ganz ohne Tiefentladungsschutz würde ich niemals arbeiten, bei 4s ohne Einzelzellenüberwachung sollte die schon bei <~13 V sperren.