Selbstgebaute Li-Ion Akkus sowie Überwachungs- und Ladeschaltungen

Der chaotische Hauptfaden

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Torpert
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Re: Selbstgebaute Li-Ion Akkus sowie Überwachungs- und Ladeschaltungen

Beitrag von Torpert »

Zu Hilfe, ich verliere den Überblick :oops:

Das Thema interessiert mich wirklich und ich sehe das hier als Ersatz für einen Eintrag im Wiki an. Ich bin begeistert über die Fülle an neuen Erkenntnissen. Danke, Danke, Danke :P

Aber einen Tag nicht online und schon habe ich x Beiträge nachzulesen. Und die interessanten Informationen sind dann über mehrere Beiträge verteilt.

@Julez: Aktualisierst du den Eingangsbeitrag, wenn sich in der Diskussion neue Erkenntnisse ergeben? Ich sehe aktuell «insgesamt 4-mal geändert», kann das aber nicht zuordnen. Ich wäre dann entspannter.
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zauberkopf
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Re: Selbstgebaute Li-Ion Akkus sowie Überwachungs- und Ladeschaltungen

Beitrag von zauberkopf »

Selbst bei Batterien in Elektroautos, wo gerne diverse 60Ah Zellen parallel verschaltet sind ist der balancierstrom nicht bedeutend höher.
Dort wird auch nur ganz stumpf oberhalb einer gewissen Zellspannung angefangen überschüssige Ladung zu verheizen, um die Zellen anzugleichen.
Dazu kommen dann natürlich noch so Sachen wie Temperaturfenster, Ladezustand und Laune der Steuergeräte.
Oh.. da habe ich mal vor jahren ein Patent aus dem Automobilbereich gesehen, wo die folgendes gemacht haben :
Die haben die Zellen in einer Brückenschaltung gesetzt.
Damit konnten die ziemlich einfach mal eben ne Zelle beim Laden oder entladen, aus der Batterie herauslösen.
Oder z.B. auch mal eben eine "Ersatzzelle" hinzuschalten.
Das bietet ganz neue ansätze : Eine Zelle ist voll, dann wird diese herausgelöst, und ladeschlusspannung insgesammt gesenkt.
Das ganze geht dann so lange weiter, bis alle voll sind. Nichts wird verheizt.
Oder : Eine zelle schwächelt ein wenig.. dann wird diese dauerhaft herausgelöst, eine ersatzzelle wird aktiviert, und schwächelnde Zelle bleibt so lange inaktiv, bis auch die anderen "nachgealtert" sind...
Das Problem mit dem schwächsten Glied in der Kette wird somit sehr elegant gelöst.
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Finger
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Re: Selbstgebaute Li-Ion Akkus sowie Überwachungs- und Ladeschaltungen

Beitrag von Finger »

Das Ding hier ist nett: http://alithion.de/
Da steckt aktives Balancing drin, d.h. Energie wird von einer Zelle in eine andere transferiert. Ich hab damals 2010 die ersten Simulationen dafür gemacht. Ich meine, das hier ist das Patent dazu: https://patents.google.com/patent/EP2771959A2/de Ich hatte seitdem aber nichts mehr damit zu tun....
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Julez
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Re: Selbstgebaute Li-Ion Akkus sowie Überwachungs- und Ladeschaltungen

Beitrag von Julez »

Torpert hat geschrieben: Do 13. Feb 2020, 22:30 Zu Hilfe, ich verliere den Überblick :oops:
[]
@Julez: Aktualisierst du den Eingangsbeitrag, wenn sich in der Diskussion neue Erkenntnisse ergeben? Ich sehe aktuell «insgesamt 4-mal geändert», kann das aber nicht zuordnen. Ich wäre dann entspannter.
Ja, das versuche ich zu machen.
zauberkopf hat geschrieben: Fr 14. Feb 2020, 09:41[]
Die haben die Zellen in einer Brückenschaltung gesetzt.
Damit konnten die ziemlich einfach mal eben ne Zelle beim Laden oder entladen, aus der Batterie herauslösen.
Oder z.B. auch mal eben eine "Ersatzzelle" hinzuschalten.
[]
Nice! Sehr schönes Konzept! Und bei sehr vielen Zellblöcken in Serie fallen ein paar mehr oder wenige auch nicht so doll auf. Gerade in der Nachnutzungszeit als nichtmobiler Speicherakku dürfte die Alterungsangleichung sehr vorteilhaft sein.

@Finger: Sehr interessant! Sieht professionell aus, was die machen. Aber da muss man deren Sozialmedien mal auf die Sprünge helfen bei bislang zweistelligen Views: :?
https://www.youtube.com/watch?v=IoCd2-La-oQ
Und die verbauen da Headway-Zellen, die habe ich auch im Einsatz:
https://www.rcgroups.com/forums/showthr ... ld-battery
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zauberkopf
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Re: Selbstgebaute Li-Ion Akkus sowie Überwachungs- und Ladeschaltungen

Beitrag von zauberkopf »

Ja, das Konzept hat viele vorteile..
Bei dem verlinkten Video musste ich denken :
Ah... früher.. früher ! Da reichte es, wenn man 2 Platten in einer Suppe tauchte... ;-)
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sukram
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Re: Selbstgebaute Li-Ion Akkus sowie Überwachungs- und Ladeschaltungen

Beitrag von sukram »

Julez hat geschrieben: Fr 14. Feb 2020, 12:10 @Finger: Sehr interessant! Sieht professionell aus, was die machen. Aber da muss man deren Sozialmedien mal auf die Sprünge helfen bei bislang zweistelligen Views: :?
https://www.youtube.com/watch?v=IoCd2-La-oQ
Buwahaha... Bei 0:12 schon der erste Frickler mit Klebebandisoliertem Schraubendreher :lol:
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Finger
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Re: Selbstgebaute Li-Ion Akkus sowie Überwachungs- und Ladeschaltungen

Beitrag von Finger »

Schon interessant was von damals alles da drin ist. Der gesamte mechanische Aufbau ist noch zu meiner Zeit entstanden, inklusive der Hebegurte und Zellhalter :mrgreen:
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Fritzler
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Re: Selbstgebaute Li-Ion Akkus sowie Überwachungs- und Ladeschaltungen

Beitrag von Fritzler »

Sööö, der Lader mit dem LM2596HV ist eingetroffen und liegt grade auf dem Grill.

Was mir aufgefallen ist, dass die LED Umschaltung zur Anzeige von laden fertig schon bei 610mA erfolgt.
Is jetz je nach Akkupackkapazität etwas viel?
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Chefbastler
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Re: Selbstgebaute Li-Ion Akkus sowie Überwachungs- und Ladeschaltungen

Beitrag von Chefbastler »

Fritzler hat geschrieben: Do 5. Mär 2020, 20:21 Sööö, der Lader mit dem LM2596HV ist eingetroffen und liegt grade auf dem Grill.

Was mir aufgefallen ist, dass die LED Umschaltung zur Anzeige von laden fertig schon bei 610mA erfolgt.
Is jetz je nach Akkupackkapazität etwas viel?
Ist halt mehr Chinesisches gebastel als ordentlicher Laderegler.
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Julez
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Re: Selbstgebaute Li-Ion Akkus sowie Überwachungs- und Ladeschaltungen

Beitrag von Julez »

Ist dieser Strom fest, oder ändert sich dass als fester Anteil je nach eingestelltem Maximalstrom?
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Fritzler
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Re: Selbstgebaute Li-Ion Akkus sowie Überwachungs- und Ladeschaltungen

Beitrag von Fritzler »

Das is natürlich noch ne Idee!
Den Stromtrimmer hatte ich auf volle Möhre gestellt für den Test.
Der Einstellbereich hört nicht bei 3A auf, sondern geht höher.
Da hät der Chinese wohl noch ein Widerstand in Reihe zum Trimmer legen müssen mit bei 3A Schluss ist.
Zudem ist die Drehrichtung "falsch", nach links drehen wird mehr.

Wenn ich genau 1A/2A/3A Einstelle an Strombegrenzung, dann sind die Schaltschwellen:
1A -> 80mA
2A -> 170mA
3A -> 280mA
Garnicht mal so schlecht.
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Cyrix
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Re: Selbstgebaute Li-Ion Akkus sowie Überwachungs- und Ladeschaltungen

Beitrag von Cyrix »

Vielleicht dachten die Chinesen Poti nach links drehen wie beim Wasserhahn.
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Fritzler
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Re: Selbstgebaute Li-Ion Akkus sowie Überwachungs- und Ladeschaltungen

Beitrag von Fritzler »

So dann wärs durchgemessen.
Der DCDC ist, für einen mit bipolarem Schaltelement, recht brauchbar.
Negativ fällt die (Verpolschutz?) Diode am Eingang auf.
Diese drückt den Wirkungsgrad doch recht deutlich (5%)

Mit Diode: http://www.fritzler-avr.de/gallery/main ... HV_mdiode/
Ohne Diode: http://www.fritzler-avr.de/gallery/main ... HV_odiode/

Wer mehr Wirkungsgrad will sllte sich nach einem DCDC Wandler mit XL4015 umsehen.
Die gibts auch mit Strombegrenzung, aber ohne "fertig" LED.
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Torpert
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Re: Selbstgebaute Li-Ion Akkus sowie Überwachungs- und Ladeschaltungen

Beitrag von Torpert »

Was nimmt man zum Punktschweißen von Zellen? Extra dafür vorgesehenes Nickelband von amazon, ebay und Co? Oder gibt es Alternativen, vielleicht sogar aus Altteilen?
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Toddybaer
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Re: Selbstgebaute Li-Ion Akkus sowie Überwachungs- und Ladeschaltungen

Beitrag von Toddybaer »

Also ICH löte da entweder das vorhande Band an oder 0,8er Klingeldraht.

So vile Akkus hab ich aber auch noch nicht gebaut
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Mr_T
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Re: Selbstgebaute Li-Ion Akkus sowie Überwachungs- und Ladeschaltungen

Beitrag von Mr_T »

Meine Akkupacks habe ich bisher immer mit Kupferband und dem großen 150W-Kolben gelötet:
Erst das Band und die Zellen verzinnen, kurz abkühlen lassen und dann das Band mit dem knalleheißen Kolben schnell an die einzelnen Pole pressen. Durch den großen Lötkolben schmilzt das Lot sofort auf und man muss nicht ewig auf den Zellen rumbraten. So bringt man insgesamt viel weniger Wärmeenergie in die Akkus ein - bei mir wurden die Zellenden bisher nie zu heiß, um sie nicht mehr anfassen zu können.

Wenn man nur dünne Litze anlöten will kann man auch die normale Lötstation nehmen.
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Julez
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Re: Selbstgebaute Li-Ion Akkus sowie Überwachungs- und Ladeschaltungen

Beitrag von Julez »

Ich würde diese Verbinder nehmen:
https://www.ebay.de/itm/232995993522
Wichtig ist der Schlitz, damit der Schweißtrom auch anständig durch die Schweißpunkte fließt und nicht einfach quer durch das Band.
Wenn man löten möchte, eignet sich Entlötlitze gut, und wenn man Kabel anlöten möchte, sollte man eine Aderendhülse aufcrimpen und diese dann festlöten, so ist die Verbindung weniger anfällig gegen Dauerschwingbrüche. :ugeek:
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Julez
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Re: Selbstgebaute Li-Ion Akkus sowie Überwachungs- und Ladeschaltungen

Beitrag von Julez »

Letzte Tage habe ich zu meinem Erstaunen festgestellt, dass die Active Equalizer Boards eine signifikante Selbstentladung verursachen. Glücklicherweise ist die Lösung des Problems nicht schwer:

Bild

Mehr dazu am Ende des Eingangspostings.
Luftwatz
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Re: Selbstgebaute Li-Ion Akkus sowie Überwachungs- und Ladeschaltungen

Beitrag von Luftwatz »

Hallo Leute,
was halten denn die Experten hier von diesen Zellen: https://www.reichelt.de/industriezelle- ... ol_0&nbc=1 . Wären die als Flugakku für Dauerentladeströme von ca. 15 bis 18 A zu gebrauchen?
Viele Grüße
Luftwatz
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Re: Selbstgebaute Li-Ion Akkus sowie Überwachungs- und Ladeschaltungen

Beitrag von berlinerbaer »

Steht bei Reichelt im Datenblatt:

https://cdn-reichelt.de/documents/daten ... FPZ_DB.pdf

10A dauernd, 20A für 30 Sekunden.
Luftwatz
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Re: Selbstgebaute Li-Ion Akkus sowie Überwachungs- und Ladeschaltungen

Beitrag von Luftwatz »

Hallo berlinerbaer,
das ist aber nur die halbe Wahrheit, oder? Die "10A dauernd, 20A für 30 Sekunden" stehen in der Rubrik "empfohlene Betriebsbedingungen". Modellflieger sind da nicht so zimperlich, die interessiert eher die Rubrik "Maximum operating conditions", und da steht als Dauerstrom 21 A :mrgreen: . Deswegen meine Frage hier in die Expertenrunde. Vielleicht gibts ja schon Erfahrungen mit diesen oder vergleichbaren Zellen.
Viele Grüße
Luftwatz
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Julez
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Re: Selbstgebaute Li-Ion Akkus sowie Überwachungs- und Ladeschaltungen

Beitrag von Julez »

Wenn es denn LiFePo im 18650er Format sein muss, dann besser diese hier:
https://www.akkuteile.de/lifepo-akkus/1 ... 00686_1287

Die hab ich einige Zeit geflogen. Man muss aber mit Kapazitäts-Telemetrie fliegen. Die brechen so knackig ein ohne Vorwarnung, das schwupps eine Zelle umgepolt ist und auf einmal unendlich Ohm hat. Ist mir passiert.

Aber man muss auch sehen, dass LiPos unendlich überlegen sind. Bei mir liegen die kleinen A123 rum seit vielen Jahren, ich nehm LiPos, und die halten auch 5 Jahre bei gleichen Belastungen und gutem Lademanagement. Und sind billiger und direkt fertig.

Die kleinen A123 haben ihre Berechtigung als Empfängerakku in mittelgroßen Modellen. Aber als Antrieb seh ich da nur Nachteile.
Virtex7
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Re: Selbstgebaute Li-Ion Akkus sowie Überwachungs- und Ladeschaltungen

Beitrag von Virtex7 »

zu den Zellen: da steht ja nicht mal ein echter Hersteller bei, würde nicht. Und auch noch teuer sind sie.
Dann kauf lieber Zellen bei nkon oder anderen namhaften Händlern, da gibts auch Zeug von richtigen Herstellern.

Oder kennt jemand den Händler/sonstwas, der in dem Datenblättchen angegeben ist.


Dann aber noch ne Frage, die sich mir aktuell etwas aufdrängt: gibt es irgendwelche belastbaren Daten, wie viel Sinn dieses aktive (nichtverheizende) Balancing überhaupt bringt?
Ich hör das in diesem Thread immer wieder, aber keiner der mir bekannten größeren analog Frontends (maxim, ti, analog) scheint das zu können.
Auch der Aufwand, gerade bei größeren Mengen seriell geschalteten Zellen, ist deutlich höher als bei normalen, verheizenden Balancern.

Ich frage mich das zunehmend, da z.b. keine mir bekannten Powertool Akkus überhaupt Balancer haben und ein größeres System mit kWh-starken LiFePO4 Zellen nur knapp 40R Balancerwiderstände hat. und da sind die Zellen so groß wie ne halbliter-Bierdose. 48V 2,2kWh macht da ein Block (14s)

bei mir auf der Arbeit macht das iwie auch keiner, aber gut, das ist nur ein Fraunhofer Institut/Uni. da weiß man ja auch nicht...
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Re: Selbstgebaute Li-Ion Akkus sowie Überwachungs- und Ladeschaltungen

Beitrag von berlinerbaer »

Luftwatz hat geschrieben: Mo 20. Apr 2020, 16:40 Hallo berlinerbaer,
das ist aber nur die halbe Wahrheit, oder?
Naja, wenn Du Deine Interpretation des Datenblatts gleich im ersten Post erörtert hättest, wäre Dir mein gut gemeinter und im Nachhinein betrachtet entbehrlicher Beitrag erspart geblieben...

Da werde ich mich wohl in Zukunft etwas zurückhalten.
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Julez
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Re: Selbstgebaute Li-Ion Akkus sowie Überwachungs- und Ladeschaltungen

Beitrag von Julez »

Also den Sinn des Balancing an sich braucht man nicht in Frage zu stellen, genauswenig wie man den Sinn von Sicherheitsgurten oder Airbags in Frage stellt.

Dass viele Akkuhersteller keinen Balancer einbauen liegt ganz einfach daran, dass sie mehr Akkus verkaufen wollen. Erst gestern habe ich wieder einen "defekten" Laptopakku eines Kollegen auseinandergenommen: Alle Zellen an sich identisch und ok vom Innenwiderstand und Kapazität her, aber eine hatte 0,5V weniger Spannung. Mit Balancer wäre das nicht passiert, es wäre aber dann auch kein neuer Akku gekauft worden, und darum geht es schließlich. Mit langsam auseinanderdriftenden Zellen lässt sich ohne viel Aufwand beim unbedarften Kunden der Eindruck eines nachlassenden Akkus erwecken, ohne extra eine Killschaltung einbauen zu müssen, und ohne den Zellhersteller dazu zu zwingen, extra schlechte Zellen zu bauen. Man kann also dem Akkuhersteller nicht rechtssicher vorwerfen, die Lebensdauer der Akkus künstlich zu begrenzen. Ideal für diesen!

Was die Active Equalizer gegenüber "normalen" Balancern auszeichnet ist, dass sie bei jeden Zellspannungen funktionieren und es nicht nötig ist, den Akku bis zur Schmerzgrenze maximal vollzublasen, damit ein "Schwellwertbalancer" aktiv wird. Demgegenüber steht der Nachteil, dass diese einfachen Platinchen, die nur Nachbarzellen vergleichen, keinen kritischen Zelldrift erkennen können, der sich quer durch den gesamten Akku erstreckt. Bei großen Akkus ist das dann ein Problem, bis 6s ist das ok würde ich sagen wenn man sich nicht nur auf das Platinchen verlässt sondern auch noch ein BMS als Sicherheit beim Laden dazukommt.
Dass die Active Equalizer funktionieren habe ich selbst getestet, ein absichtlich schwer debalancierter Akku ist innerhalb von einem Ladezyklus komplett normalisiert worden.
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Re: Selbstgebaute Li-Ion Akkus sowie Überwachungs- und Ladeschaltungen

Beitrag von Virtex7 »

Ich mache das sonst NIE, aber in diesem Fall ein Vollzitat des vorgehenden Posts:
Julez hat geschrieben: Mo 20. Apr 2020, 17:58 Also den Sinn des Balancing an sich braucht man nicht in Frage zu stellen, genauswenig wie man den Sinn von Sicherheitsgurten oder Airbags in Frage stellt.

Dass viele Akkuhersteller keinen Balancer einbauen liegt ganz einfach daran, dass sie mehr Akkus verkaufen wollen. Erst gestern habe ich wieder einen "defekten" Laptopakku eines Kollegen auseinandergenommen: Alle Zellen an sich identisch und ok vom Innenwiderstand und Kapazität her, aber eine hatte 0,5V weniger Spannung. Mit Balancer wäre das nicht passiert, es wäre aber dann auch kein neuer Akku gekauft worden, und darum geht es schließlich. Mit langsam auseinanderdriftenden Zellen lässt sich ohne viel Aufwand beim unbedarften Kunden der Eindruck eines nachlassenden Akkus erwecken, ohne extra eine Killschaltung einbauen zu müssen, und ohne den Zellhersteller dazu zu zwingen, extra schlechte Zellen zu bauen. Man kann also dem Akkuhersteller nicht rechtssicher vorwerfen, die Lebensdauer der Akkus künstlich zu begrenzen. Ideal für diesen!

Was die Active Equalizer gegenüber "normalen" Balancern auszeichnet ist, dass sie bei jeden Zellspannungen funktionieren und es nicht nötig ist, den Akku bis zur Schmerzgrenze maximal vollzublasen, damit ein "Schwellwertbalancer" aktiv wird. Demgegenüber steht der Nachteil, dass diese einfachen Platinchen, die nur Nachbarzellen vergleichen, keinen kritischen Zelldrift erkennen können, der sich quer durch den gesamten Akku erstreckt. Bei großen Akkus ist das dann ein Problem, bis 6s ist das ok würde ich sagen wenn man sich nicht nur auf das Platinchen verlässt sondern auch noch ein BMS als Sicherheit beim Laden dazukommt.
Dass die Active Equalizer funktionieren habe ich selbst getestet, ein absichtlich schwer debalancierter Akku ist innerhalb von einem Ladezyklus komplett normalisiert worden.

ok, ich äußere mich dann mal zu den drei Punkten in gegebener Reihenfolge:

1. Ich stelle grundsätzlich erst mal alles in Frage, da es das vorbehaltlose Denken vereinfacht. Für langen und problemlosen Akkubetrieb halte ich Balancer ebenfalls für sinnvoll, da Fehler bei der Herstellung der Akkus oder dem Zusammenstellen des Packs etwas verzeihlich werden und ein langsames auseinanderdriften der Zellen verhindert wird.

2. Warum viele Laptopakkus keinen Balancer haben: Kosten/Nutzen Abwägung und Bevorzugung des "lieber mal neu kaufens" seitens der Hersteller. Wenn der Akku gern mal mit dem dem Gerät weggeschmissen wird weil das Gerät selbst aus welchem Grund auch immer (und ich schließe hier psychische Gründe mit ein) weg kommt, aber der Akku noch weit in Ordnung wäre (viele Consumergeräte werden das so haben), lohnt sich die Balancerplatine nicht. Wäre sie weg gewesen, hätte es auch nichts geändert. Verweis zu 1.) bisher hätten meine Fahrzeuge auch keine Airbags gebraucht, es hätte schlicht keinen Unterschied gemacht.
Was du mit "extra schlechte Zellen bauen" meinst, erschließt sich mir nicht. Allerdings gehen mir diese subtilen Aussagen von wegen "Hersteller sind grundsätzlich böse" etwas auf die Nerven..
War in deinem Beispiel die Kapazität der Zellen nur gleich oder auch gleich des Neuzustandes? Waren die Innenwiderstände gleich?

3. Ich habe nie angezweifelt, dass das Verfahren an sich funktioniert, ich ziehe es nur in Zweifel, dass es für neue, vernünftig gebaute Packs notwendig ist. Und auch das Beispiel, dass man damit absichtlich debalancierte Packs zurücksetzen kann, bringt hier nichts, der Fehlerfall ist vorher absichtlich herbeigeführt worden.
Weiterhin stimmt die Aussage nicht, dass Balancersysteme nur bei vollen Akkus funktionieren, die von mir genannten analog Frontends können die Balancerschalter jederzeit einschalten, das ist eine Frage der Software die auf dem BMS Master läuft.

Mein Verständnis von größeren Akkus ist, dass sie immer mit den BMS-Modulen verbunden sind und nur während auch der BMS-Master läuft, die Akkus überhaupt betrieben (geladen oder entladen) werden. Im Modellbausektor ist das was anderes, keine Frage.
Die ganzen Abkürzungen wie "active equalizer" im gegensatz zu "balancer" sind mit etwas fremd, wenn ich da was verwechselt hab, kann das durchaus vorkommen.

Für mich gibts BMS (battery management system), die aus einem frontend (Modul am Akku, immer verbunden) und einem wo auch immer liegenden BMS-Master (kontrolliert die frontends und damit auch die Funktionen des Systems) bestehen. Weitergehende Funktionen wie Schalter oder Packstromsensoren sind optional und idR. am BMS-Master angeschlossen..
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Re: Selbstgebaute Li-Ion Akkus sowie Überwachungs- und Ladeschaltungen

Beitrag von Julez »

Ich glaube wir ziehen da am gleichen Strang, und sogar in die gleiche Richtung, und müssen uns nur dessen bewusst werden. ;)
Sicher, wenn man sehr hochwertige selektierte Zellen verwendet und innerhalb der spezifizierten Parameter einsetzt, kann es auch ohne Balancer durchaus eine gewisse Zeit lang gut gehen. Dann gibt es auch noch die Theorie, dass ein Pack sich erst dann anfängt zu debalancieren wenn die Zellen eh schon im Sterben liegen.
Ich persönlich komme mehr aus dem Modellflugbereich und dort ist es halt unerlässlich, Packs zu balancen, und oft genug musste ich Packs von älteren oder unwissenden Kollegen geradeziehen, die wild auseinanderdrifteten. Dementsprechend, und um auf Nummer sicher zu gehen, bin ich halt ein großer Freund des Balancens. Zudem verbaue ich öfter mal Zellen zweifelhafter Herkunft, und da will ich halt sicher sein, dass alles trotzdem anständig funktioniert.
Und da sind diese kleinen Active Equalizer wirklich eine Offenbarung für mich, da flexibel und universell einsetzbar und genau passend für meinen Anwendungsfall bis ca. 4s.

Bei großen und sehr professionellen Batterien hat so Spielkram natürlich nix verloren. Um ehrlich zu sein weiß ich nichtmal genau, was ein "analoges Frontend" und "BMS-Master" ist. ;) Es klingt aber nach industriellem Maßstab und einem Ruhestromverbrauch >10mA.

Sowas ist natürlich nix für kleine Werkzeugakkus, und bei den normalen kleinen Hobby-BMS-Platinen, die man so in China kaufen kann, bezweifele ich, dass dort ständig irgendein Prozessor mitläuft. Da wird das alles irgendwie diskret geregelt. Hier z.B. vermute ich jetzt mal keine übergeordnet steuernde Intelligenz:
https://www.ebay.de/itm/4S-40A-Cell-Li- ... 4191572416

Und in dieser Kategorie sind die Active Equalizer sehr hilfreich, weil ich zumindest sicherstellen kann, dass mein Akku nicht an debalancierten Zellen leiden wird. Vielleicht hätte er es auch ohne getan, aber dass weiss man dann leider erst, wenn es zu spät ist, in 5-10 Jahren also... :D Und bis dahin erkaufe ich mir das gute Gefühl, das alles in Ordnung ist, zum Preis eines solchen Platinchens...
[]Allerdings gehen mir diese subtilen Aussagen von wegen "Hersteller sind grundsätzlich böse" etwas auf die Nerven[]
Naja, "böse" vielleicht nicht, aber ist ist ja nicht erst seit LiIon so dass einige Dinge nicht getan werden, die das Akkuleben durchaus verlängern könnten. Ich kaufe gerne etwas ältere, aber dennoch gute Akkuschrauber bei eBay für ganz wenig Geld wo die NiMH oder NiCd Packs im Eimer sind. Vor einer Stunde erst habe ich wieder einen von Dewalt durchrestauriert, der perfekt funktioniert mit meinen Nachbau-Packs und nur €10 gekostet hat, da Akku kaputt. Und alle haben immer diese Schnelllader, man kann gar nicht anders als schnell zu laden. Jeder Modellflieger weiss aber, dass man Nixx Akkus hin und wieder auch mal "formieren" muss, also mit geringem Strom gezielt überladen, um die Zellen zu balancen. Diese Funktion ist aber nie vorgesehen, warum auch, der Kunde weiss nix von der Notwendigkeit und schnell laden ist ja gut, logo, man will ja schließlich nicht lange warten. Und so werden die Akkus dann nach Temperatur vollgeladen oder jedes Mal mit Delta Peak weichgekocht, und ich freu mich über billiges Werkzeug mit kaputten Akkus.

Meine Meinung also: Es kann durchaus möglich sein, dass Akkus ohne Balancing funktionieren, empfehlen kann ich den Verzicht aber guten Gewissens nicht.
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sukram
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Re: Selbstgebaute Li-Ion Akkus sowie Überwachungs- und Ladeschaltungen

Beitrag von sukram »

Im Zuge erster Erkundungen zum Thema 48V DC Netz bin ich auf dieses Gerät gestoßen:

https://www.inutec-int.com/de/pylontech ... tteri.html

LiFePo4 Batteriepack mit 48V/74Ah fertig verpackt mit BMS im durchaus handlichen 19" Gehäuse.

Wahrscheinlich kommt man mit Selbstbau auch in die Preislage (1.2 kEuro), aber sind die angegebenen Werte überhaupt realistisch? Vom Aufbau würde ich auf 15S26P Zellen tippen, das müsste aber tüchtig warm werden beim Laden/Entladen...
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ferdimh
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Re: Selbstgebaute Li-Ion Akkus sowie Überwachungs- und Ladeschaltungen

Beitrag von ferdimh »

Ich sehe in dem aktiven Balancer einen riesenvorteil im Aufwand bei großen Packs:
Das Ding kann kontinuierlich arbeiten und zwei Zellen angleichen. Wenn wir jetzt alle benachbarten Zellen mit jeweils einem solchen Ding ausrüsten (das sich auf Silizium offensichtlich billig realisieren lässt), ist das Balancingproblem, so es denn wirklich relevant ist, absolut trivial und quasi perfekt skalierbar zu lösen.
Der letztens abgebrannte 3-Zellen-Balancer zeigt da schon, wies geht.
Dummerweise brauchts auf jeden Fall eine Einzelzellüberwachung - und die bringt den Aufwand dann doch wieder mit.
Die Energiemenge, die beim "passiven" verheizenden Balancen vernichtet wird, ist verschwindend gering (Wenn sies nicht wäre, wären einzelne Zellen um den entsprechenden Betrag ineffizienter als andere. Dann hätten wir ein viel grundlegenderes Problem). Von daher sehe ich dort eher keinen praktischen Vorteil.
jodurino
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Re: Selbstgebaute Li-Ion Akkus sowie Überwachungs- und Ladeschaltungen

Beitrag von jodurino »

Gobi hat geschrieben: Mi 5. Feb 2020, 19:36 Wow, vielen Dank! Auch wenn ich noch fast nichts von der Materie verstehe - ein sehr wichtiger und guter Thread!!
Genau, DANKE Julez
ich muss es in Ruhe durchlesen aber es wird mir helfen.
cu
jodurino
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Julez
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Re: Selbstgebaute Li-Ion Akkus sowie Überwachungs- und Ladeschaltungen

Beitrag von Julez »

Sehr gerne! :oops:

@ ferdimh: Das Problem bei "großen" Packs im Sinne von vielen seriell verschalteten Zellen ist die Toleranzkette. Der hier besprochene Active Equalizer legt erst ab einer Differenz von 0,1V los und hört bei <0,03V auf. Also könnte jede benachbarte Zelle um bis zu 0,1V mehr Spannung haben als die vorherige, und wie bei einer Treppe dann die Zellspannungen unbalanciert Stück für Stück ansteigen. Deswegen schreibe ich auch immer, bei über 6s könnte das irgendwann unbeherrschbar werden, und man sollte auch noch eine andere Form der Zellüberwachung haben mit hartem Schwellwert, wie das die meisten billigen BMS haben.
Flip
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Re: Selbstgebaute Li-Ion Akkus sowie Überwachungs- und Ladeschaltungen

Beitrag von Flip »

Ich baue mir momentan auch ein Paar Batterien aus 90Ah Lifepo-Zellen.
Zum balancing verpasse ich jeder Zelle einen µC und einen Daisy-Chain mäßigen Bus. Damit kann das BMS auch Zelltemperatur und Spannung exakt messen. die Materialkosten belaufen sich auf ca. 1$ je stück. Über konzepte zum energierecycling habe ich mir anfangs gedanken gemacht, aber schnell wieder verworfen.
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Julez
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Re: Selbstgebaute Li-Ion Akkus sowie Überwachungs- und Ladeschaltungen

Beitrag von Julez »

Interessant! Mein Bruder möchte auch einen derartigen Akku in sein Wohnmobil einbauen. Berichte mal bitte wenn du fertig bist.
Flip
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Re: Selbstgebaute Li-Ion Akkus sowie Überwachungs- und Ladeschaltungen

Beitrag von Flip »

ich habe den momentanen stand von letzter Wocher hier reingeschoben: https://gitlab.com/flip3/bms-slave
Anse
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Re: Selbstgebaute Li-Ion Akkus sowie Überwachungs- und Ladeschaltungen

Beitrag von Anse »

Flip hat geschrieben: Di 21. Apr 2020, 15:02 ich habe den momentanen stand von letzter Wocher hier reingeschoben: https://gitlab.com/flip3/bms-slave
Kurz drüber geschaut. Wo wird den die Zellspannung gemessen? Hab ich was übersehen?
Und sehe ich das richtig, das Balancer Mosfet Gate wird AC gekoppelt? Die Idee ist ja gut weil sonst ein defekter µC die Zelle tief entlädt. Aber sollte man nicht noch ein Schmittrigger vor das Gate machen. Sonst bewegt sich der Mosfet doch die längste Zeit im linearen Bereich. Bei 120 Ohm ist der Strom zwar sehr gering. Aber wenn man mit mehr Strom Balancieren will könnte das ein Problem werden. Hier hab ich z.B. ein Design gerade in der Mache, das mit 2A balancieren kann.

Noch ein Tipp zur Isolation der Datenschnittstelle: iCoupler von AnalogDevices. Z.B. ADUM1201
Ist zwar nicht gerade die Low Cost Option aber mit 1,40€ bei Reichelt noch im erträglichen Bereich.
Vorteil ist, das man bidirektional bis 25 mbps gehen kann. Wäre ja ganz nett, wenn man den einzelnen Balancern auch Befehle geben könnte.
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ferdimh
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Re: Selbstgebaute Li-Ion Akkus sowie Überwachungs- und Ladeschaltungen

Beitrag von ferdimh »

Könnte man bei großen Packs dafür nicht auch einen ICL7662 einsetzen? Der legt bei beliebig kleinem Delta los - kann aber auch nur begrenzt Strom schaufeln.
Flip
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Re: Selbstgebaute Li-Ion Akkus sowie Überwachungs- und Ladeschaltungen

Beitrag von Flip »

Anse hat geschrieben: Di 21. Apr 2020, 15:21 Kurz drüber geschaut. Wo wird den die Zellspannung gemessen? Hab ich was übersehen?
Und sehe ich das richtig, das Balancer Mosfet Gate wird AC gekoppelt? Die Idee ist ja gut weil sonst ein defekter µC die Zelle tief entlädt. Aber sollte man nicht noch ein Schmittrigger vor das Gate machen. Sonst bewegt sich der Mosfet doch die längste Zeit im linearen Bereich. Bei 120 Ohm ist der Strom zwar sehr gering. Aber wenn man mit mehr Strom Balancieren will könnte das ein Problem werden. Hier hab ich z.B. ein Design gerade in der Mache, das mit 2A balancieren kann.
Die Zellspannung messe ich als VCC gegen Aref von der externen referenz. Da hier einige Widerstände (z.B. sicherung R1) dazwischen liegen, werde ich das sicherlich einmal kalibrieren müssen. Ja, die AC-Kopplung ist zum schutz der Zelle vor einem freidrehenden BMS. Also quasi ein Watchdog. In meiner angedachten realität sind die Zellen nicht defekt. Es muss durch den Balancer lediglich unterschiedliche selbstentladung ausgeglichen werden. Im worst case sind das ca. 1,5mA. Mit den angepeilten 10mA Balancingstrom kann ich aber 8Ah pro monat an einer Zelle vorbeileiten. Diese 8Ah verlust pro monat müssen erstmal entstehen. Ich habe noch eine Diode am Gate vorgesehen, damit lässt sich dann der FET hart schalten und die Off-Zeit von 50 auf 1-2% verkleinern, Balancerstrom habe ich auf >100mA verzehnfacht. Klar ist es schön wenn ich noch mehr Balancingstrom habe, ich frage mich aber wie Menschen z.B. bei 500mA balancerstrom überhaupt die dann möglichen 36Ah Ungleichgewicht je monat entstehen lassen.
Anse hat geschrieben: Di 21. Apr 2020, 15:21 Noch ein Tipp zur Isolation der Datenschnittstelle: iCoupler von AnalogDevices. Z.B. ADUM1201
Ist zwar nicht gerade die Low Cost Option aber mit 1,40€ bei Reichelt noch im erträglichen Bereich.
Vorteil ist, das man bidirektional bis 25 mbps gehen kann. Wäre ja ganz nett, wenn man den einzelnen Balancern auch Befehle geben könnte.
meine Chain an BMS-modulen ergibt über den Master einen RIng. Dadurch können kommandos vom Master am Fußpunkt des Zellstacks gegeben werden, die dann durchpropagieren und am Pluspol zum Master zurückkommen. Der Ring dient auch als Watchdog um bei einem Modulausfall den Batterieschütz abzuschalten. Ein ADUM1201 benutzt ca. 1,2mA auf der Zellseite, macht wiederrum 1Ah je monat Selbstentladung. Ich habe noch nicht gemessen, da allerdings im deep-Sleep des µC alles abgeschaltet wird, habe ich 50µA bei 1% Wach-Zeit, aufwecken durch PCINT mit der Preambel des Datenpakets.. Ich werde eventuell über 200 diese Module herstellen, deshalb muss ich am Material sparen. Die Emitter der Optokoppler können über einen Widerstand an GND der nächsten zelle geschaltet werden, dann ist nur noch eine Datenleitung zwischen den Zellen notwendig. Hier könnte man fast auch einen einzelnen Fet nehmen, jedoch bin ich noch unsicher ob nicht auch mal Zellblöcke paralellgeschaltet werden.
Virtex7
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Re: Selbstgebaute Li-Ion Akkus sowie Überwachungs- und Ladeschaltungen

Beitrag von Virtex7 »

Warum verwendest du keine fertigen BMS frontends, die das alles können und zu allermeist noch genauer Spannung messen (12 bis 14 Bit Auflösung)?
Übungswillen?

allein der Aufbau der Boards dauert Zeit..
Softwareentwicklung und Test sowieso nochmal.
Anse
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Re: Selbstgebaute Li-Ion Akkus sowie Überwachungs- und Ladeschaltungen

Beitrag von Anse »

Flip hat geschrieben: Di 21. Apr 2020, 16:27 Die Zellspannung messe ich als VCC gegen Aref von der externen referenz.
Manch mal ist Keep it simple auch ganz gut. Hab aber als gerne noch eine Tiefpass Filter vor dem Eingang. Gerade bei so langsam ändernden Spannungen wie hier der Fall kann er großzügig ausgelegt werden. Zu dem schützt er den ADC auch etwas.
Frage zum Verständnis: Wie kannst Du gegen Vcc messen, wenn deine Referenz kleiner als Vcc ist? Das passt nicht so ganz zu meinem Verständnis von ADCs.
Flip
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Re: Selbstgebaute Li-Ion Akkus sowie Überwachungs- und Ladeschaltungen

Beitrag von Flip »

Ich schalte VCC über den internen Mux als referenz für den ADC und messe dann die Referenz auf einem ADC-channel. VCC ist dann Vref / ADCread *ADCtop. Zum verständnis: Je tiefer VCC, desto größer ist die gemessene spannung relativ dazu, der Messwert steigt. Aber guter einwand, die AVR geben immer die verwendete Spannung am Aref pin aus, ich muss also die externe referenzdiode nicht bestücken oder an einen anderen Pin binden.
Zuletzt geändert von Flip am Di 21. Apr 2020, 23:55, insgesamt 2-mal geändert.
Flip
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Re: Selbstgebaute Li-Ion Akkus sowie Überwachungs- und Ladeschaltungen

Beitrag von Flip »

hier stand blödsinn
ch_ris
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Re: Selbstgebaute Li-Ion Akkus sowie Überwachungs- und Ladeschaltungen

Beitrag von ch_ris »

Löten oder Punktschweißen. Hab beides noch nie gemacht.
grad mal wieder im Netz geguckt nach Punktschweißen. :(
Wenn da wirklich Strom drüber muß, bei StarterBatterien, bin ich eigentlich wieder beim Löten, oder?
so ein fipsiges 0.1 Band kann das doch nicht?
Und mehr kann so ne billige china platine für 20€ wohl nicht?
Virtex7
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Re: Selbstgebaute Li-Ion Akkus sowie Überwachungs- und Ladeschaltungen

Beitrag von Virtex7 »

moin!

hast du noch nie iwas gelötet, oder nur noch keine Akkus?
letzteres wär wohl egal, das gehört eh geschweißt...

zum BMS-Thema: ich hab hier mal ein erstes Board aufgebaut, Flip, wie schauts bei dir aus mit den 200 Platinchen^
läuft die Software schon?

Ich muss jetzt mal das ISO SPI anwerfen und dann gucken.
und noch einen db25 Stecker auftreiben... *grmm*
BMS 24s Board
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ch_ris
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Re: Selbstgebaute Li-Ion Akkus sowie Überwachungs- und Ladeschaltungen

Beitrag von ch_ris »

ick präzisiere, beides oft gemacht, aber keine Akku zellen.
Virtex7
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Re: Selbstgebaute Li-Ion Akkus sowie Überwachungs- und Ladeschaltungen

Beitrag von Virtex7 »

ah ok. wenn du kannst, übe an defekten Zellen.
Wenn du keine hast, Batteriekiste oder ich kann dir auch welche geben.
ch_ris
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Re: Selbstgebaute Li-Ion Akkus sowie Überwachungs- und Ladeschaltungen

Beitrag von ch_ris »

danke, werds mal probieren, mit dmm Thermometer dabei. paar alte zellen finden sich sicher.
Anse
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Re: Selbstgebaute Li-Ion Akkus sowie Überwachungs- und Ladeschaltungen

Beitrag von Anse »

Virtex7 hat geschrieben: Di 9. Jun 2020, 11:16 zum BMS-Thema: ich hab hier mal ein erstes Board aufgebaut,
LTC6804 ist ein cooler IC aber der Preis, :shock:

Hab ein Design mit dem AD7280A laufen. Der kostet ca. 8€. Allerdings braucht man zwei Chips für 12 Kanäle. Also ca. 16€.
Chips für den Bereich scheinen aber prinzipiell teuer zu sein. Tragen aber auch eine hohe Verantwortung.
Virtex7
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Re: Selbstgebaute Li-Ion Akkus sowie Überwachungs- und Ladeschaltungen

Beitrag von Virtex7 »

ja, mir ist ne Stange zugelaufen..
die Dinger haben alle möglichen dubiosen Zulassungen und Zertifizierungen, das kostet halt.
und dann auch die woooohl (sagen die Hersteller) aufwändige weil Fehlertolerante Technik dahinter wird auch was ausmachen.

Aber vielleicht isses auch einfach Gewinnsucht :twisted: man kennt die Pappenheimer ja.
ch_ris
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Re: Selbstgebaute Li-Ion Akkus sowie Überwachungs- und Ladeschaltungen

Beitrag von ch_ris »

in der bucht hab ich active Equalizer new version gesehen. obs besser,toller ist? teurer auf jeden fall.
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Julez
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Re: Selbstgebaute Li-Ion Akkus sowie Überwachungs- und Ladeschaltungen

Beitrag von Julez »

Zumindest von den Daten her sind die besser, da mehr Strom und jede Zelle kann in jede andere entladen werden, nicht nur in die Nachbarn.
Nachteilig ist die Größe und der höhere Ruhestrom. Das Ganze lässt sich aber deaktivieren durch Trennung zweier Lötpads.
In sofern also für größere und komplexere Akkus geeignet. Sowas kommt in die LTO Starterbatterie, die ich gerade baue. Wird dann über ein Relais mit dem D+ Kontakt aktiviert.
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