um mal neue Technologie zu erfahren habe ich mir ein paar Natrium-Ionen-Zellen (von Hakadi, 26700, 3500mAh) bestellt. Nun die Frage nach dem Zellschutz und dem Balancing.
Die Zellen haben einen Bereich von 1.5V (discharge cutoff value) bis 4.1V (charge cutoff value). Zum Balancen will ich mal die Schaltungen mit den ETA3000 versuchen, die ich noch rumliegen habe (Beginnen bei 2.8V, max 5V, sollten also gut passen). Jetzt habe ich aber keine Idee zum Zellschutz. HY2xxx wollen da nicht so recht passen.
Kennt ihr da was für NaIon? Oder programmierbare, die nicht einen riesen Aufwand brauchen?
Schutz für 4S oder wie HY2xxx pro Zelle
Passives balancing nicht nötig
Einfache externe Beschaltung
Zur Programmierung spendier ich auch gerne einen MSP430 oder ähnlich
Nach 10J im Forum, sollte da doch noch etwas mehr kommen. Zum Beispiel die Links auf die Datenblätter der Zellen und was Du verwenden willst.
Balancing, wenn Du viel Zeit hast mit 5mA und zwei LED, die genau 4V ergeben oder verbessert mit TL431LV. Dito als Unterspannungschutz auf Optokoppler, der die Selbsthaltung abwürgt.
Aufzufinden war noch, das der Kennlinienverlauf relativ Flach wäre, aber nicht so flach wie LiFePo 3,2V. Im weiteren wäre der Wirkungsgrad kleiner als bei Li-Zellen. Wie sich das aus Ladeverlusten und Selbstentladung zusammensetze, konnte ich dort nicht entnehmen.
@dieter_1234: Datenblätter habe ich angefragt, weiss aber nicht, ob da was kommt. Habe die Zellen in China bestellt, da ich hier keine Handvoll kleiner Zellen zum Erfahrungen sammeln gefunden habe.
Balancing habe ich mit vorhandenen ETA3000-Boards vor.
Für den Zellschutz habe ich mir eine Schaltung mit dem ICL7665 überlegt. Der kann nur runter bis 1.8V, aber vielleicht verliere ich da nicht viel, da muss ich die Zellen erst mal ausmessen, wenn ich sie habe.
Der kann nur runter bis 1.8V, aber vielleicht verliere ich da nicht
viel,
Definitiv verlierst Du da nicht viel. Besser ist es weit genug von den 1,5V weg zu bleiben. 2,5V ist da auch gut als Grenze, wenn die Kennlinie stimmt. Die verlaeuft sogar weniger flach, womit aus der Spannung noch brauchbar die Kapazitaetsgehalte geschaetzt werden koennen.
Und hier noch das volle Datenblatt. Erstaunlich schnelle Reaktionen für
einen Ali-Händler.
Wenn man sich auf Seite 6 die "Figure 2" anschaut, dann liegt die Spannung bei der Ladung/Entladung bei 2,2V / 1,5V. Wenn das nicht die Spannungen im Leerlauf, sondern unter Last (z.B. 1C Entladestrom) sind, dann könnte man daraus lesen dass der Innenwiderstand bei fast leerem Akku etwa 0,7 Ohm beträgt.
So eine Innenwiderstandskurve über den ganzen Spannungsbereich wäre schön.
Interessant ist hier das Plateau zwischen 20% und 35%.
Wahrscheinlich wäre es gut die Zellen nur bis 2,8V oder 3,0V zu entladen, aufladen bis 3,9V.
Schönes Thema, ich werde hier auch öfter mal vorbeischauen, um zu sehen, wie da Deine Erfahrungen so sind. Wenn Du ein BMS suchst, käme da auch etwas Fertiges in Frage? Meiner Erfahrung nach sind sehr viele Alibaba/Aliexpress Anbieter offen für Anfragen. Frage doch mal einen größeren BMS-Anbieter wie JKBMS, ob die eine angepasste Version schon im Programm haben.
https://de.aliexpress.com/store/1100292364
Naja, wenns denn mal was werden soll, dann auf jeden Fall. Zum Erfahrung sammeln wäre das wohl noch etwas Overkill. Ich will mal schauen, wie die Lade- und Entladekurven konkret aussehen und nehme dann entweder was passendes für LiIon, nimm einen sparsamen Mikrocontroller oder mach was auf Basis von ICL7665. Obwohl, letzteres könnte zu einem Hühnerfuttergrab werden, siehe Anhang. Oder ich arbeite mich mal in den BQ29330 ein, der müsste passen.
die Zellen sind jetzt da. Erste Messungen von 4.05 auf 1.85V ergeben bei 1C Entladung 3200mAh und bei 0.1C 3300mAh. Leider kann ich (noch) keine Entladekurven einstellen, da meine elektronische Last nach kurzer Zeit abschaltet, wenn sie am USB hängt.
Danke für den Hinweis. Aktuell verwende ich diese hier: https://www.aliexpress.com/item/1005002936196020.html. Das Problem bei den induktiven ist, dass die immer nur bis 30mV runter gehen. Hab mal noch nen kapazitiven bestellt, der sollte bis 3mV runter gehen. Mal schauen. Sorgen macht mir noch der Zellschutz, ich versuch mal den oben und habe mir auch ein BQ76920 Evalboard bestellt.
Das Problem bei
den induktiven ist, dass die immer nur bis 30mV runter gehen. Hab mal
noch nen kapazitiven bestellt, der sollte bis 3mV runter gehen.
Hast du das mit den 30mV getestet?
Die Kapazitiven egalisieren die Spannung quasi vollständig, aber sie sind eben auch verlustbehaftet. Die Spannung im Kondensator wird ja mit dem Akku kurzgeschlossen und dann fließt der Strom allein über den Innenwiderstand des Kondensators und der Leiterzüge und Kabel, was dort zu einer Erwärmung führt. Da wird ja im Endeffekt die Ladung transportiert, aber die Energie des Transportweges wird dann verbraten. Die induktiven machen das besser. Man will aber auch nicht die 30mV Spannungsdifferenz zwischen den Zellen.
Naja, man nutzt den Balancer eh recht selten, also nur wenn der Akku ganz voll geladen werden soll. (>3,45V pro Zelle)
Danke für den Hinweis. Aktuell verwende ich diese hier:
https://www.aliexpress.com/item/1005002936196020.html. Das Problem bei
den induktiven ist, dass die immer nur bis 30mV runter gehen. Hab mal
noch nen kapazitiven bestellt, der sollte bis 3mV runter gehen. Mal
schauen. Sorgen macht mir noch der Zellschutz, ich versuch mal den oben
und habe mir auch ein BQ76920 Evalboard bestellt.
Also nachmessen konnte ich das, der kapazitive 4S hatte die Spannung auf 2-3mV ausgeglichen. Der Induktive ist da deutlich ungenauer, sogar über 30mV, wenn ich mich richtig erinnere.
Ja. Die induktiven, die ich im Einsatz habe, balancen so auf ca. 28-31mV. Und das pro Paar. Beim Batterieschweissgerät mit 2S ist das nicht so tragisch. Beim 5S-Akku den ich mal testweise extra unsymetrisch entladen habe, endete das bei 98mV zwischen der untersten und der obersten Zelle und die Ladung wurde durch die Schutzschaltung der vollsten Zelle vorzeitig beendet.
Die Kapazitiven egalisieren die Spannung quasi vollständig, aber sie
sind eben auch verlustbehaftet. Die Spannung im Kondensator wird ja mit
dem Akku kurzgeschlossen und dann fließt der Strom allein über den
Innenwiderstand des Kondensators und der Leiterzüge und Kabel, was dort
zu einer Erwärmung führt. Da wird ja im Endeffekt die Ladung
transportiert, aber die Energie des Transportweges wird dann verbraten.
Die induktiven machen das besser. Man will aber auch nicht die 30mV
Spannungsdifferenz zwischen den Zellen.
Wieso sind da die kapazitiven schlechter? Bei den induktiven muss die Ladung ja auch durch den Innenwiderstand der Spulen und die Leiterbahnen. Zudem funktionieren die von mir verlinkten induktiven Balancer so, dass die Ladung nur zwischen Nachbarzellen verschoben wird. Ist die Spannung von Zelle 1 zu hoch und Zelle 5 zu tief, muss die Ladung von Zelle 1 zu 2, von 2 zu 3 und so weiter.
Beim kapazitiven werden die Kondensatoren ja im 1. Schritt von der Zelle geladen/entladen und um 2. Schritt alle Kondensatoren parallel geschaltet. Da kann dann die Ladung direkt von 1 zu 5.
Naja, man nutzt den Balancer eh recht selten, also nur wenn der Akku
ganz voll geladen werden soll. (>3,45V pro Zelle)
Nicht unbedingt. Die kapazitiven helfen auch beim Entladen, wenn die Kapazitäten/Innenwiderstände nicht genau gleich sind. Da kann länger entladen werden, da die niedrigste Zelle auch während dem Entladen nachgeladen wird. Beim ETA3000 natürlich nicht, die schalten bei unter 3.75V der oberen Zelle aus.
Beim ETA300 können durchaus bis zu 100mV unterschied zwischen benachbarten Zellen auftreten. Der beginnt mit dem Balancing erst, wenn die Spannungen um mehr als 100mV unterschiedlich ist und stoppt, wenn die Differenz unter 30mV geht.
Welcher der beiden für eine "Natrium-Ionen-Zellen" besser geeignet ist
müsste man testen.
Naja, ich denke bei den NaIon darf durchaus auch bei geringeren Spannungen gebalanced werden, da die Entladekurve bei weitem nicht so flach ist wie bei den LiFePos.
Mal so aus reiner Neugierde: Ich dachte bisher, dass CATL die einzigen sind, die jetzt NaIon für den Massenmarkt herstellen. Ich kann mir gut vorstellen, dass es hier viele Trittbrettfahrer gibt und gerade bei Ali sind Akkus immer so eine Angelegenheit.
Wenn Du also aus Versehen so einen Akku himmeln solltest, dann wäre es ganz interessant, den mal aufzusägen, und das Metall in eine Flamme zu halten, ob es nicht eventuell doch rot leuchtet.
Wenn Du also aus Versehen so einen Akku himmeln solltest, dann wäre es
ganz interessant, den mal aufzusägen, und das Metall in eine Flamme zu
halten, ob es nicht eventuell doch rot leuchtet.
Du vermutest Lithium? Naja, ob ich das wirklich in eine Flamme halten will? Ich gehe aber mal davon aus, dass das kein normaler LiIon-Akku ist, da der bei -15°C immer noch über 90% der Kapazität hat. Li-Ion liegt da eher bei max. 80%.
Ich werde aber gegebenenfalls einen der Akkus obduzieren.
Zumindest als Beimengung denkbar. Oder als Hybridakku. Kann auch sein, dass die Akkus gut sind. Dann wäre es einfach schön zu wissen, dass man die von diesem Verkäufer bei Ali kaufen kann, ohne direkt Verrat zu wittern.
So gefährlich ist das nebenbei nicht. Wenn der Akku leer ist, kann man ihn gut öffnen, und wenn man ihn mit etwas Aceton oder einem anderen Lösungsmittel des Vertrauens reinigt, sollte das (giftige) Elektrolyt auch weg sein. Ich hab jedenfalls Litium aus einem Lipo-Akku bisher nicht zum brennen gebracht (das liegt an den Beimengungen).
New version:
It stop at 3.3V and start balance when cell 1 reaches 3.465V.
Das ist schlecht, der Balancer sollte nur ein Top-Balancer sein und eben auch nur im oberen Spannungsbereich über 3,45V während des Aufladens arbeiten.
Wenn er im Bereich von 3,3V arbeitet macht man das Balancing wieder kaputt und dann kann man den Akku nicht schnell mal wieder voll laden, weil dann die Zellen alle eine ganz andere Spannung haben.
Ja, die machen das um ganz sicher zu gehen dass ihre Ware auch bei irgend welchen Verzögerungen (Stau am Hafen, Corona 2.0 oder irgend welchen politischen Problemen) trotzdem noch im angegebenen Zeitraum ankommt und sie dann auch keine Probleme bekommen.
Wenn man sagt:"Lieferung innerhalb von in der Regel 2 Wochen und das Zeug kommt dann erst nach 2,5 Wochen, dann bekommt man eine schlechte Bewertung."
Wenn man sagt dass die Lieferung innerhalb der nächsten 3 Monate kommt und sie ist schon nach 2,5 Wochen im Briefkasten, dann ist die Bewertung gut.
Im Endeffekt haben die aber eigentlich keinen Einfluss wann die Lieferung beim Kunden ist.
Ja, die machen das um ganz sicher zu gehen dass ihre Ware auch bei
irgend welchen Verzögerungen (Stau am Hafen, Corona 2.0 oder irgend
welchen politischen Problemen) trotzdem noch im angegebenen Zeitraum
ankommt und sie dann auch keine Probleme bekommen.
Wenn man sagt:"Lieferung innerhalb von in der Regel 2 Wochen und das
Zeug kommt dann erst nach 2,5 Wochen, dann bekommt man eine schlechte
Bewertung."
Wenn man sagt dass die Lieferung innerhalb der nächsten 3 Monate kommt
und sie ist schon nach 2,5 Wochen im Briefkasten, dann ist die Bewertung
gut.
Im Endeffekt haben die aber eigentlich keinen Einfluss wann die
Lieferung beim Kunden ist.
Ja schon klar und offensichtlich. Aber da habe ich auch ganz andere Sachen erlebt und wenn sie zu spät versenden haben sie da durchaus Einfluss darauf gehabt.
Wollte nur anmerken, dass das schon mal für sie spricht, ähnlich wie bei Heltec und ihrem Aliexpress-Shop. Und mit ihren BMS und aktiven Balancern hatte ich bisher nur gute Erfahrungen gemacht.
Also lange Rede, kurzer Sinn: Aliexpress ist durchaus super, wenn man dort bei den Shops der eigentlichen Hersteller kauft.
Hab mir jetzt auch mal Na-Ion Zellen mit 18Ah von Hakadi bei AliExpress 1005005871919491 gekauft. Immerhin ist das eine sehr zukunftsweisende Technologie, könnte alles mit Lithium, Nickel und Kobalt ablösen.
Ich werde jetzt erstmal "Belastungstests" machen, ob die genannten 3000 Zyklen wirklich realistisch sind.
Falls sie das bestehen, möchte ich auch viele in Reihe schalten für höhere Spannungen, dazu ist dann auch ein BMS nötig, daher bitte auch ich im Feedback zur ursprünglichen Frage: Welcher Chip ist für ein BMS geeignet.
Lade-Abschaltspannung: max 3.9V
Enlade-Abschaltspannung: min 1.5V (das muss aber nicht so weit runter gehen, da sollten auch 2.0V oder 2.5V reichen)
Strom: ideal 18A (bei 1C)
Ich werde jetzt erstmal "Belastungstests" machen, ob die genannten 3000
Zyklen wirklich realistisch sind.
Falls sie das bestehen, möchte ich auch viele in Reihe schalten für
höhere Spannungen, dazu ist dann auch ein BMS nötig, daher bitte auch
ich im Feedback zur ursprünglichen Frage: Welcher Chip ist für ein BMS
geeignet.
Lade-Abschaltspannung: max 3.9V
Enlade-Abschaltspannung: min 1.5V (das muss aber nicht so weit runter
gehen, da sollten auch 2.0V oder 2.5V reichen)
Strom: ideal 18A (bei 1C)
Theoretisch kann man ja eines f. LiFePO4 nehmen, die meisten haben da Arbeitsbereiche von 2,0-3,75V. Dann nutzt man zwar nicht die ganze Kapazität, was aber dann besser f. die Lebensdauer ist.
Und hier noch das volle Datenblatt. Erstaunlich schnelle Reaktionen für
einen Ali-Händler.
Es geht zwar nicht um die Na-Ion Zellen, dafür aber um diesen Hersteller
und seinen Shop bei Ali.
Habe vor 2,5 Wochen dort in ihrem Shop 8x186500 LiFePO4 mit 1,8Ah
bestellt. Lieferzeit waren 3 Monate angegeben, gestern waren sie schon
da.
Also in der Hinsicht: Vorbildlich. Kapazitätsmessung kommt die Tage.
Darauf Bezug nehmend, hier die Kapazitäten. Entladen habe ich nur bis 2,50V statt 2,0V wie von Hakadi angegeben. Dafür habe ich statt 0,5C (0,9A) nur 500mA verwendet.
danke für die Infos. Nein, ich habe bisher leider noch keine Lösung gefunden. Die schauen aus, als dass die für ziemlich grosse Batterien sind. Und irgendwie finde ich auf der Homepage von heltec (heltec-bms.com) nichts darüber.
habe mir mein mobiles Batterie-Autoladegerät noch mal eine Nummer größer gebaut, 8x NaIo mit 10 Ah in Reihe, es fehlt jedoch noch das Schutz-IC.
Im Gegensatz zu Dir will ich fertige Shenzen-Platinen benutzen.
Bisher bin ich allerdings zweimal hereingefallen, einmal bei dem Anbieter "Turmera" und einmal bei Heltec.
Beiden Produkten, die so aussehen, als ob sie vom selben Hersteller stammten, war leider gemeinsam, dass die Überladeschutzschaltung nicht funktionierte.
Die Unterspannungsabschaltung triggerte bei 1,5 Volt und kam bei 1,9 Volt zurück. Die Überspannungsabschaltung sollte bei 3,95 Volt auslösen aber bis 4,5 Volt passierte gar nichts, weiter wollte ich nicht gehen.
Vielleicht ist das folgende Bild mit dem IC der Platine ja irgendwie interessant für Dich.
Ich war jedenfalls zu blöde per Suchmaschine dieses IC zu finden...
Ich mache das immer so, dass ich in dem Aliexpress-Nachrichtensystem mein Anliegen formuliere und dann meine email hinterlasse. Normalerweise bekommt man dann eine Antwort per email und braucht sich nicht mit dem komischen Messenger zu beschäftigen. Bei anderen Anbietern hatte ich es schon, dass die dann Ruck-zuck einen Aliexpress-Angebot eingestellt haben, teilweise auch mit sehr spezifischen Abwandlungen für mich.
ich hab' mittlerweile schon zwei Exemplare eines neuen BMS für NaIo bestellt. Sollten die auch versagen, komme ich auf Deinen Tip zurück!
Interessanterweise habe ich schon die Info bekommen, dass die Dinger morgen auf den Flieger geladen werden. Ich bin gespannt, ob die halten, was sie versprechen.
Und dann kann man viele von den JBD BMS sehr detailliert programmieren, entweder per Programmierkabel (vermutlich TTL UART) oder Bluetooth-App. Für iOS gibt es eine sehr gute App (Android vermutlich auch)
https://apps.apple.com/de/app/xiaoxiang-bms/id1375405426
Die ist vom Layout her hässlich, kostet ein paar Euros, dafür aber hochgradig funktional. Man kann alle Parameter lesen, verändern und auch wieder schreiben. Die App heißt Xiaoxiang, ist aber auch für JBD.
Wenn ich mir das bei meinem Akku anschaue sollten sich alle Parameter problemlos auf Natrium-Ionen abändern lassen, auch die gewünschten Abschaltparameter.
die Konfigurierbarkeit ist Klasse! Das ist genau das, was man braucht, wenn man die Lebensdauer optimieren will und dafür das SOC-Intervall verkleinert.
Harold, ich werde das bei Bedarf mal probieren. Danke für den Tip!
PEter M.: Danke für das Foto. Das ist ein AFE von Fremon Micro Devices. Infos auf englisch und ein chinesisches Datenblatt findest du hier: https://www.fremontmicro.com/en/#/bms/asic. Das Datenblatt ist aber nicht sehr ergiebig. Insbesondere ist die Kommunikationsschnittstelle leider komplett undokumentiert.
