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Korrekte Funktion LiIon-Lader für 2S-Pack mit BMS...

A

Andreas Bockelmann

Guest
Ole Jansen schrieb:
Am 26.11.2021 um 12:22 schrieb Volker Bartheld:
On Fri, 26 Nov 2021 07:52:49 +0100, Ole Jansen wrote:
Am 25.11.2021 um 22:16 schrieb Sieghard Schicktanz:
Du schriebst am Thu, 25 Nov 2021 12:00:32 +0100:
abschalten kann, dann kann man das so machen. [...] Überladen ist
halt der einfachste und gefährlichste Weg, einen Li-Akku zu
zerstören.
Und sein Leben möglicherweise gleich mit:
https://www.faz.net/aktuell/gesellschaft/ungluecke/mann-stirbt-in-hamburg-nach-unfall-mit-akku-ladegeraet-15752593.html

Oh, das ist aber böse.
1.5V und Li-Ionen klingt erst mal ungewohnt?

Presse halt. Anderswo glaubt man, das Ladegerät sei explodiert.

Ich hatte vor Längerem diesen Unfall selbst schon mal zitiert.
Und von der Selbstzerlegung eines federbetriebenen
Automatik-Regenschirms berichtet. Von wegen nicht vorhersehbare
Gefährdungen.

Ich nehme mitlerweile an, dass es solche Akkus gibt:

https://www.akkuteile.de/lithium-ionen-akkus/sonstige/aa-1-5v-3300mwh-ca-2000mah-lithium-ionen-akku-wiederaufladbar_100123_2726


Anhand des Zeitpunktes des Unfalls und \"St. Pauli Solar Firma\"
könne man vermuten dass es sich bei dem Opfer um einen
\"Experten\" handelte der damals um etwas brandneues ausprobiert
haben könnte?

Ob überhaupt Akkus und auch die richtigen
Akkus in dem Ladegerät waren, ist noch ungeklärt.

Bei AA sind Verwechselungen vorprogrammiert.
Ausserdem: Wie soll ein \"intelligentes\" Ladegerät z.B. RAM
Zellen von Li-Ionen unterscheiden?

Man muß das Thema jetzt auch nicht überkopfen. Die Dinger gehen spektakulär
kaputt, bei Fehlbedienung, bei Pfusch, bei schlechter Quali und gut.

https://www.nytimes.com/2021/08/17/business/tesla-autopilot-accident.html
https://www.focus.de/panorama/welt/bad-kissingen-bad-kissingen-akku-von-e-bike-explodiert-grosseinsatz-von-feuerwehr-und-rettungskraeften_id_24375952.html

https://www.swr.de/swraktuell/baden-wuerttemberg/heilbronn/explosion-akku-leingarten-experten-antworten-100.html


Mir geht es um Risikobeurteilung und elektrische Sicherheit.

Falls jemand was zur Entwicklung von 1.5V AA Akkus
mit Li-Ionen Technologie schreiben kann?
Ich hatte diese hier:
<https://www.amazon.de/gp/product/B088ZYXMLS/ref=ppx_yo_dt_b_asin_title_o06_s00?ie=UTF8&psc=1>

Die kamen mir beim ersten Aufladen schon nicht koscher vor.
--
Mit freundlichen Grüßen
Andreas Bockelmann
 
M

Michael Schwingen

Guest
On 2021-11-27, Manuel Reimer <manuel.nulldevice@nurfuerspam.de> wrote:
Weil ich beim letzten Versuch eine Schottky-Diode zu finden nicht so
ganz durchgeblickt habe: Worauf achten? Es gibt ja durchaus
Schottky-Dioden die auch 0,7 V Drop und auch mehr haben. Mir wurde mal
erklärt das die Schottky gerade da einen Vorteil haben sollen. Wundert
mich das es sie dann trotzdem mit Vorwärtsspannungen gibt die größer
sind als die bei \"Standard-Silizium\".
Eigentlich ja - was war das denn für eine?

1N5817 wäre ein gängiger, älterer Standardtyp (20V/1A), die hätte 0.45V und
sollte hier reichen.

Wichtig ist nur, daß die Flussspannung niedriger ist als das, was im
Regler-IC \'drin ist - das sind üblicherweise (parasitäre) Si-PN-Übergänge.

cu
Michael
 
M

Michael Schwingen

Guest
On 2021-11-27, Manuel Reimer <manuel.nulldevice@nurfuerspam.de> wrote:
Meine Vermutung: 4,2 V sind zwar \"Ladeendspannung\" aber ja nicht
\"Nominalspannung\". Wenn man den Akku abklemmt fällt der ja auch recht
rasch auf eine Spannung deutlich kleiner als 4,2 V. Beim \"Weiterladen\"
obwohl \"voll\" fließt also durchaus noch Strom. Und der wird auch
irgendwo im Akku verheizt werden. Bei meinen \"noch 100 mA\" sind das
immerhin 0,84 Watt die irgendwo im Akku in Wärme weggehen müssen.

Irgendwo ist das durchaus noch \"Reststress\" für den Akku. Abklemmen wäre
besser.
Ja. Das ist halt eine Frage der Zeit: etwas weiterladen wird nicht viel
anstellen, stundenlang sollte man das nicht machen.

Durch Reduktion der Ladespannung kannst Du das vermutlich leicht
kompensieren - 4.1V statt 4.2V kostet etwas Kapazität, bringt aber mehr
Akkulebensdauer. Ich würde vermuten, daß der Akku dann auch \"weiterladen\"
eine Zeit lang verkraftet.

Es gibt ja eine LED die während er Ladung leuchtet und bei
Unterschreiten einer (theoretisch einstellbaren wenn man die
SMD-Widerstände anpasst) Stromschwelle ausgeht. Diese LED muss aber ja
nicht \"sichtbar\" leuchten sondern kann durchaus auch in einen
Optokoppler \"verschoben\" werden.
Ja. Oder Relais - das sorgt ebenfalls mit wenig Aufwand für 0 Entladestrom
nach Ladeende bzw. bei Stromausfall, ohne die Akkuspannung zu beeinflussen
(wie eine Seriendiode).

Die Idee mit Taster zum Start und Trennung des Akku wenn voll scheint mir sinnvoll -
der Aufwand lohnt aber nur, wenn absehbar ist, daß Du das Ladeende öfters
verpasst und dann nicht abschaltest. Beim laden unter Aufsicht würde wohl
auch ein Summer reichen ...

Dafür ist das \"fertige China-Ladegerät\" so gekauft. Wenn doch was
passiert ist die Versicherung dann möglicherweise \"gnädiger\".
Würde ich nicht tun - das Risiko, den Akku regelmässig bewusst zu überladen,
wäre mir zu groß. Wenn Du nicht selberbauen willst, dann kauf ein
gescheites Ladegerät.

cu
Michael
 
A

Andreas Fecht

Guest
Am 27.11.2021 um 10:41 schrieb Marte Schwarz:
Hi Ole,

Ich nehme mitlerweile an, dass es solche Akkus gibt:
https://www.akkuteile.de/lithium-ionen-akkus/sonstige/aa-1-5v-3300mwh-ca-2000mah-lithium-ionen-akku-wiederaufladbar_100123_2726


Krasse Sche....
Kreativ ist natürlich schon, die Kapazität nicht in mAh sondern in mWh
anzugeben. Sonst hätte man sofort gesehen, wie sinnlos diese Investition
wäre...
So was gibts auch schon mit eingebautem Ladegerät.

https://www.ebay.de/itm/284472553682

Gruß Andreas
 
J

Joerg

Guest
On 11/24/21 5:11 AM, Hergen Lehmann wrote:
Am 24.11.21 um 12:36 schrieb Manuel Reimer:

Sehe ich genau so. Für einen solchen Pfusch sind mir die 11 Euro, die
ich bezahlt habe, eigentlich fast zu teuer. Aber mir kommt es so vor
als wären diese 2s-Lader alle ähnlich schlecht. Man findet einfach
nichts abseits vom Modellbau was \"wertig\" aussieht.
Chinakracher?


Aber wo ich ja jetzt weiß das da eine Schutzschaltung da ist und da
sie funktioniert: Wie gefährlich ist es denn zu versuchen mal selber
eine Ladeschaltung zu basteln?
Ich wuerde dabei ein Steuer-IC benutzen, was zur Ladung von Li-Ion in
Serienschaltung geeignet ist. Die Ladeendspannung sollte waehlbar sein.
Z.B. lade ich die Lichtakkus an meinen Fahrraedern nur bis 8.1V, also
4.05V pro Zelle, damit sie langer leben.

Ein LiIon-Lader ist einfach eine Spannungsquelle (4.2V mal Anzahl der
Zellen) mit angemessener Strombegrenzung. Wahrlich kein gefährliches
Hexenwerk.
Nicht so ganz. Das Ladegeraet sollte erstmal pruefen, ob der Akku im
Sollbereich liegt. Z.B. darf nach \"Antatzen\" die Spannung nicht
unterhalb einer Sicherheitsgrenze sein. Dafuer sollte man sich nicht
allein auf das BMS verlassen (Single Fault Tolerance). Auch sollte der
Ladevorgang abgebrochen werden, wenn nach Erreichen der Ladeendspannung
nicht nach einiger Zeit der Strom sinkt. Also bevor eine Pilzwolke aus
dem Dach steigt :)


Wenn etwas schief geht sollte ja eigentlich wieder die Schutzschaltung
am Akkupack greifen, richtig?

Das außerdem.
Ja, aber nicht nur.

--
Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com/
 
S

Sieghard Schicktanz

Guest
Hallo Manuel Reimer,

Du schriebst am Fri, 26 Nov 2021 23:29:33 +0100:

Also nochmal kurz dazu. Das Ding erfüllt prinzipiell die Aufgabe.

Wenn man im Leerlauf 8,4 V einstellt, dann wird ab etwa 8,38 V auf
\"Constant Voltage\" geladen.

Es gibt eine Ladeschlussanzeige, die aber eben nur anzeigt. Die
Schaltung lädt, wenn man nicht den Stecker zieht, unendlich im
\"Constant Voltage\" weiter.
Schlecht, sehrschlecht, sogar gefährlich schlecht.

> Und an der Stelle frage ich mich ob das problematisch oder gar

Ist es.

gefährlich ist. Ist es besser gezielt auf 8,38 V zu laden und dann
aber faktisch im Worst-Case niemals abschaltet oder eben mit dem
gekauften reinen \"Constant Current\"-Lader laden und dann darauf bauen
das die Schutzschaltung im Akku das Laden unterbricht.
Die wird aber nicht abschalten, weil ihr Grenzwert offenbar nicht
erreicht wird. So sie denn überhaupt einen Spannungsgrenzwert kennt und
nicht nur bei Überstrom und _Unter_spannung abschaltet.

Irgendwie alles nicht optimal, aber für einen 20 Euro Scheinwerfer
lohnt halt kein 100 Euro Ladegerät.
Schon, aber eine 2,50€ Zeitschaltuhr vor dem Ladegerät sollte schon
drin sein. Ein abgebrannter Scheinwerfer kommt sucher teurer.

Ich bin beim Suchen darauf gestoßen:

https://batteryuniversity.com/article/bu-409-charging-lithium-ion
| Li-ion cannot absorb overcharge. When fully charged, the charge
| current must be cut off. A continuous trickle charge would cause
| plating of metallic lithium and compromise safety. To minimize
| stress, keep the lithium-ion battery at the peak cut-off as short
| as possible.
Ja, das sollte man durchaus ernst nehmen. Umso ernster, wenn man
nicht nur eine einzige Zelle lädt (da könnte es sein, daß die nur
kaputtgeht), sondern mehrere Zellen. Wenn da eine aufgibt und deren
Spannung zusammenbricht, _werden_ die anderen überladen und können dann
durchaus exotherm reagieren.

--
(Weitergabe von Adressdaten, Telefonnummern u.ä. ohne Zustimmung
nicht gestattet, ebenso Zusendung von Werbung oder ähnlichem)
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Mit freundlichen Grüßen, S. Schicktanz
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S

Sieghard Schicktanz

Guest
Hallo Hergen Lehmann,

Du schriebst am Sat, 27 Nov 2021 10:49:37 +0100:

Am 26.11.21 um 23:29 schrieb Manuel Reimer:

Es gibt eine Ladeschlussanzeige, die aber eben nur anzeigt. Die
Schaltung lädt, wenn man nicht den Stecker zieht, unendlich im
\"Constant Voltage\" weiter
Und an der Stelle frage ich mich ob das problematisch oder gar
gefährlich ist.

Nein.
JA! \"Erhaltungsladung\" sollte man da TUNLICHST bleiben lassen!

Ist es besser gezielt auf 8,38 V zu laden und dann aber
faktisch im Worst-Case niemals abschaltet

Sobald der Akku voll ist, fließt bei Konstantspannung kein Strom
mehr. Der Ladevorgang endet damit, eine explizite Abschaltung ist
nicht erforderlich.
Das ist definitiv falsch. Das trifft nichtmal auf Blei-Akkus zu, die
eine Dauer(erhaltungs)ladung ohne weiteres vertragen. Bei Li-Akkus
sorgt der ständig weiterfließende Strom nicht für eine Kompensation der
sowieso sehr geringen Selbstentladung, sondern nur zur Zerstörung der
Elektrodenstrukturen. ie verlieren dann zunächst an Kapazität und
können sogar - durch Dendritenwachstum o.ä. - auch einen Kurzschluß
entwickeln, dadurch überhitzen und thermisch durchgehen.

oder eben mit dem gekauften
reinen \"Constant Current\"-Lader laden und dann darauf bauen das die
Schutzschaltung im Akku das Laden unterbricht.

Nein. Wenn die Schutzschaltung anspricht, ist der Akku bereits
überladen.
Das dürfte allerdings stimmen, so die Schutschaltung da auch anspricht.

Ich bin beim Suchen darauf gestoßen:

https://batteryuniversity.com/article/bu-409-charging-lithium-ion
| Li-ion cannot absorb overcharge. When fully charged, the charge
| current must be cut off. A continuous trickle charge would cause
| plating of metallic lithium and compromise safety. To minimize
| stress, keep the lithium-ion battery at the peak cut-off as short
| as possible.

Eben deshalb sollten Li-Akkus NICHT mit Konstantstrom geladen werden.
Das ist Unsinn - die Anfangsladung mit Konstantstrom ist schon ganz in
Ordnung, sie sollten aber nicht nach Erreichen der Ladeschlußspannung
mit Konstant_spannung_ weitergeladen werden, aber wenigstens
zeitbegrezt abgeschaltet werden. Dkirekt mit Erreichen der
Schlußspannung abschalten ist besser, weil der weiter fließende Strom
keine nutzbare Ladung mehr einbringt, sondern nur Schaden anrichtet.
Die Ruhespannung, die sich nach Abschalten einstellt, liegr ein paar
100mV unter der Abschaltspannung und bleibt über lange Zeit erhalten,
wenn der Akku nicht belastet wird. Und auch dieser Zustand kann noch zu
Schäden durch Ausgleichsvorgänge in den Elektroden führen.

--
(Weitergabe von Adressdaten, Telefonnummern u.ä. ohne Zustimmung
nicht gestattet, ebenso Zusendung von Werbung oder ähnlichem)
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Mit freundlichen Grüßen, S. Schicktanz
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M

Manuel Reimer

Guest
On 27.11.21 20:51, Michael Schwingen wrote:
Ja. Das ist halt eine Frage der Zeit: etwas weiterladen wird nicht viel
anstellen, stundenlang sollte man das nicht machen.
Ich hoffe das in meinem Fall noch nichts kaputt gegangen ist. Es sollten
noch deutlich über 100 mA Ladestrom geflossen sein, denn die knapp 100
mA hab ich am Labornetzteil abgelesen. Also auf der 12 V Seite zum CC/CV
Regler. Ich wollte sehen ob diese \"Voll\" LED jemals angeht. Wird sie
aber in meinem Fall, wenn überhaupt, erst nach vielen Stunden.

Im Prinzip hab ich aber eine ähnliche Situation gehabt wie an einem
\"besseren\" Ladegerät welches nach 1/10tel Ladestrom abschaltet. Die 1 A
Ladestrom sind für meinen 5,5 Ah Pack sowieso eigentlich eher wenig. Da
ich aber nicht weiß wie da der Balancer im BMS aussieht will ich
eigentlich nicht über 1 A gehen. Wenn ich einen Modellbau-Lader sowieso
da hätte würde ich eine Balancer-Leitung rauslegen und das Ding mit 5 A
Ladestrom laden.

Es gibt ja eine LED die während er Ladung leuchtet und bei
Unterschreiten einer (theoretisch einstellbaren wenn man die
SMD-Widerstände anpasst) Stromschwelle ausgeht. Diese LED muss aber ja
nicht \"sichtbar\" leuchten sondern kann durchaus auch in einen
Optokoppler \"verschoben\" werden.

Ja. Oder Relais - das sorgt ebenfalls mit wenig Aufwand für 0 Entladestrom
nach Ladeende bzw. bei Stromausfall, ohne die Akkuspannung zu beeinflussen
(wie eine Seriendiode).
Ich versuche das mit dem MOSFET. Wenn es nicht klappt hab ich wieder was
gelernt und das Risiko scheint, dank Schutzschaltung am Akku,
überschaubar zu sein. Zusätzlich muss ich das Verhältnis für die
Ladeende-Erkennung ändern. Eingestellt ist da ein Teilerverhältnis 1:9
und ich muss auf 1:1 um bei meinen 1 A Ladestrom bei 500 mA das Laden zu
beenden.

Gruß

Manuel
 
S

Sieghard Schicktanz

Guest
Hallo Joerg,

Du schriebst am Sat, 27 Nov 2021 13:57:58 -0800:

allein auf das BMS verlassen (Single Fault Tolerance). Auch sollte
der Ladevorgang abgebrochen werden, wenn nach Erreichen der
Ladeendspannung nicht nach einiger Zeit der Strom sinkt. Also bevor
Dumm bei den Li-Akkus ist nur, daß der Strom halt nach Erreichen der
Ladeschlußspannung nicht, zumindest nicht wesentlich, von alleine
sinkt. Die Dinger gehen dann oft einfach mit der Spannung so hoch, wie
sie die angeboten kriegen, werden heiß und gehen dann auch im Wortsinn
hoch...

--
(Weitergabe von Adressdaten, Telefonnummern u.ä. ohne Zustimmung
nicht gestattet, ebenso Zusendung von Werbung oder ähnlichem)
-----------------------------------------------------------
Mit freundlichen Grüßen, S. Schicktanz
-----------------------------------------------------------
 
V

Volker Bartheld

Guest
On Sun, 28 Nov 2021 11:24:00 +0100, Manuel Reimer wrote:
On 27.11.21 20:51, Michael Schwingen wrote:
Ja. Das ist halt eine Frage der Zeit: etwas weiterladen wird nicht viel
anstellen, stundenlang sollte man das nicht machen.
Ich hoffe das in meinem Fall noch nichts kaputt gegangen ist. Es sollten
noch deutlich über 100 mA Ladestrom geflossen sein
Da ist doch dann gegenüber \"Sobald der Akku voll ist, fließt bei
Konstantspannung kein Strom mehr. Der Ladevorgang endet damit, eine
explizite Abschaltung ist nicht erforderlich.\" [Message-ID:
<hib97i-4knn2.ln1@hergen.spdns.de>] die spannende Frage, wo die 100mA
herkommen. Die Selbstentladung oder irgendwelche Leckströme können das in
einem Akkupack mit 5.5Ah ja wohl eher nicht sein. Damit wäre das Ding in
gut einem Tag auf 50% entladen und ein Fall für die Tonne.

Konstantspannungs\"erhaltungs\"ladung nach Erreichen der Ladeschlußspannung
ist beim Li-Ion-Akku ist also \"nicht so gut\" [tm] (R) (C). qed.

Volker
 
H

Hergen Lehmann

Guest
Am 29.11.21 um 10:22 schrieb Volker Bartheld:

Ich hoffe das in meinem Fall noch nichts kaputt gegangen ist. Es sollten
noch deutlich über 100 mA Ladestrom geflossen sein

Da ist doch dann gegenüber \"Sobald der Akku voll ist, fließt bei
Konstantspannung kein Strom mehr. Der Ladevorgang endet damit, eine
explizite Abschaltung ist nicht erforderlich.\" [Message-ID:
hib97i-4knn2.ln1@hergen.spdns.de>] die spannende Frage, wo die 100mA
herkommen.
Das ist wirklich eine spannende Frage, denn ein Strom *KANN* prinzipiell
nur dort fließen, wo eine Spannungsdifferenz besteht.

Wenn da also ein Strom geflossen ist, dann hatte entweder das Ladegerät
mehr als 4.2V geliefert, oder der Akku hatte die 4.2V
Ladeschlussspannung noch nicht erreicht.

An irgend einer Stelle hat der Kollege Reimer da Mist gemessen...


Konstantspannungs\"erhaltungs\"ladung nach Erreichen der Ladeschlußspannung
ist beim Li-Ion-Akku ist also \"nicht so gut\" [tm] (R) (C). qed.
Zumindest in einer Welt, in der

(4.2V-4.2V)/einPaarMilliohmInnenwiderstand = 100mA

gilt. ;-)
 
M

Marte Schwarz

Guest
Hi Hergen,

> An irgend einer Stelle hat der Kollege Reimer da Mist gemessen...

Kann es sein, dass Du von Elektrochemie nicht de geringsten Schimmer
hast? In der Welt gibt es deutlich mehr, als Du mit einer stabilen
Spannungsquelle und einem Innenwiderstand erklären kannst.

Marte
 
M

Manuel Reimer

Guest
On 29.11.21 14:22, Hergen Lehmann wrote:
Das ist wirklich eine spannende Frage, denn ein Strom *KANN* prinzipiell
nur dort fließen, wo eine Spannungsdifferenz besteht.

Wenn da also ein Strom geflossen ist, dann hatte entweder das Ladegerät
mehr als 4.2V geliefert, oder der Akku hatte die 4.2V
Ladeschlussspannung noch nicht erreicht.
Meine Vermutung:

4,2 V sind Lade-Endspannung. Sie sind der Punkt ab dem in den
Konstantspannungsmodus zu gehen ist.

Sobald der Akku, vom Ladegerät genommen wird fällt seine Spannung aber
in relativ kurzer Zeit auf einen Wert kleiner Ladeendspannung ab. Ich
will mich jetzt nicht darauf festlegen ob das die Nennspannung ist oder
knapp darüber, aber er bleibt ohne \"Zuladung\" auf keinem Fall bei 4,2 V
stehen.

Gruß

Manuel
 
S

Sieghard Schicktanz

Guest
Hallo Manuel Reimer,

Du schriebst am Mon, 29 Nov 2021 16:42:45 +0100:

4,2 V sind Lade-Endspannung. Sie sind der Punkt ab dem in den
Konstantspannungsmodus zu gehen ist.
So wird das wohl implementiert sein.

Sobald der Akku, vom Ladegerät genommen wird fällt seine Spannung
aber in relativ kurzer Zeit auf einen Wert kleiner Ladeendspannung
Richtig, und solange er am Ladegerät hängt und von dem Strom bekommt,
geht er mit seiner Anschlußspannung soweit hoch, daß gerade der Strom
fließt, der seine inneren chemischen Vorgänge am Laufen hält. Das sind
i.d.R. dann leider alles parasitäre, d.h. i.a. destruktive Vorgänge,
die man besser vermeiden sollte.

ab. Ich will mich jetzt nicht darauf festlegen ob das die
Nennspannung ist oder knapp darüber, aber er bleibt ohne \"Zuladung\"
auf keinem Fall bei 4,2 V stehen.
Das ist üblicherweise zwar nicht die Nennspannung, aber auch nicht weit
darüber. Es kommt da sehr auf den genauen Aufbau und die genaue
Zusammensetzung der Zelle mit ihren Bestandteilen an. Üblicherweise
wirst Du nach etwas längerer Standzeit annähernd die Nennspannung
messen können, evtl. etwas darüber.

--
(Weitergabe von Adressdaten, Telefonnummern u.ä. ohne Zustimmung
nicht gestattet, ebenso Zusendung von Werbung oder ähnlichem)
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Mit freundlichen Grüßen, S. Schicktanz
-----------------------------------------------------------
 
J

Joerg

Guest
On 11/28/21 1:22 PM, Sieghard Schicktanz wrote:
Hallo Joerg,

Du schriebst am Sat, 27 Nov 2021 13:57:58 -0800:

allein auf das BMS verlassen (Single Fault Tolerance). Auch sollte
der Ladevorgang abgebrochen werden, wenn nach Erreichen der
Ladeendspannung nicht nach einiger Zeit der Strom sinkt. Also bevor

Dumm bei den Li-Akkus ist nur, daß der Strom halt nach Erreichen der
Ladeschlußspannung nicht, zumindest nicht wesentlich, von alleine
sinkt. ...
Doch, das tut der:

https://batteryuniversity.com/article/bu-409-charging-lithium-ion


... Die Dinger gehen dann oft einfach mit der Spannung so hoch, wie
sie die angeboten kriegen, werden heiß und gehen dann auch im Wortsinn
hoch...
Wenn sie bei 4.2V heiss werden und hoch gehen, hat man definitiv defekte
Akkus. Die meisten BMS kommen erst bei 4.25V oder ganz leicht darueber.

--
Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com/
 
M

Marte Schwarz

Guest
Hi Sieghard und Manuel,

4,2 V sind Lade-Endspannung. Sie sind der Punkt ab dem in den
Konstantspannungsmodus zu gehen ist.

So wird das wohl implementiert sein.
Wo sind wir hier noch gleich? Ist ja grausig auf welchem Vermutungslevel
wir hier sind :-(

Sobald der Akku, vom Ladegerät genommen wird fällt seine Spannung
aber in relativ kurzer Zeit auf einen Wert kleiner Ladeendspannung
Was bei jedem Akkutyp so ist, nicht nur bei Li-Akkus.

Richtig, und solange er am Ladegerät hängt und von dem Strom bekommt,
geht er mit seiner Anschlußspannung soweit hoch, daß gerade der Strom
fließt, der seine inneren chemischen Vorgänge am Laufen hält. Das sind
i.d.R. dann leider alles parasitäre, d.h. i.a. destruktive Vorgänge,
die man besser vermeiden sollte.
Auch das ist nicht nur Li-spezifisch.

> Das ist üblicherweise zwar nicht die Nennspannung,

Nennspannung bei Li-Ion war schon immer 3,6 V und bei Li-Po 3,7 V.

> aber auch nicht weit darüber.

Ist ja grausig zu lesen.

Es kommt da sehr auf den genauen Aufbau und die genaue
Zusammensetzung der Zelle mit ihren Bestandteilen an.
Ja ja... Nein, in letzter Zeit wird es mehr und mehr Unsitte, die Teile
immer schneller laden zu wollen und fährt da immer härter an die
Grenzen, so dass in Mobiltelefonen tatsächlich die Ladespannung auf 4,35
V hochgejubelt wird. Allerdings nicht zum Ladeende hin. Da belässt man
es dann doch lieber bei den 4,2 V. Und ja, man schaltet tunlichst ab,
wenn der Ladestrom dann nachgelassen hat. Und ja, es gab von den
Amateuren der Raumfahrttechnik durchaus groß angelegte Studien zu
Kapazitätsausnutzung und nutzbaren Zyklen. Bei deren Einsätze geht es
nämlich sehr konkret um Masseminimierung bei gleichzeitiger Maximierung
der Nutzungsdauer. Da droben tauscht man nämlich nicht mal schnell einen
Akku aus.

wirst Du nach etwas längerer Standzeit annähernd die Nennspannung
messen können, evtl. etwas darüber.
Macht doch einfach mal, statt hier trübe Philosophien zu schwurbeln.

Marte
 
S

Sieghard Schicktanz

Guest
Hallo Joerg,

Du schriebst am Mon, 29 Nov 2021 15:20:29 -0800:

Dumm bei den Li-Akkus ist nur, daß der Strom halt nach Erreichen der
Ladeschlußspannung nicht, zumindest nicht wesentlich, von alleine
sinkt. ...

Doch, das tut der:
Ja, er geht schon zurück, aber nicht so drastisch, daß man davon ein
Abschaltkriterium ableiten könnte. Auch der Effekt, der bei NiCd und
NiMH ausgenutzt wird, daß die Spannung wieder abfällt, ist nicht
vorhanden.

... Die Dinger gehen dann oft einfach mit der Spannung so hoch,
wie sie die angeboten kriegen, werden heiß und gehen dann auch im
Wortsinn hoch...

Wenn sie bei 4.2V heiss werden und hoch gehen, hat man definitiv
defekte Akkus. Die meisten BMS kommen erst bei 4.25V oder ganz leicht
darueber.
Bitte Vorsicht an dieser Stelle - es gibt leider nicht \"den\" Li-Akku,
sondern eine große Zahl leicht bis merklich unterschiedlicher
chemischer Systeme, die alle leicht unterschiedliche Eigenschaften
haben. 4,2V vertragen sie im allgemeinen als Abschaltspannung ohne
Probleme, aber längere Dauerladung bei der Spannung _kann_ schon zuviel
sein. Hier gilt: besser ein wenig weniger als nur wenig zuviel,
insbesondere weil der Kapazitätsverlust in dieser Region nur sehr
gering ist, der Einfluß auf die Lebensdauer aber recht groß.

--
(Weitergabe von Adressdaten, Telefonnummern u.ä. ohne Zustimmung
nicht gestattet, ebenso Zusendung von Werbung oder ähnlichem)
-----------------------------------------------------------
Mit freundlichen Grüßen, S. Schicktanz
-----------------------------------------------------------
 
S

Sieghard Schicktanz

Guest
Hallo Marte Schwarz,

Du schriebst am Tue, 30 Nov 2021 05:31:34 +0100:

4,2 V sind Lade-Endspannung. Sie sind der Punkt ab dem in den
Konstantspannungsmodus zu gehen ist.

So wird das wohl implementiert sein.

Wo sind wir hier noch gleich? Ist ja grausig auf welchem
Vermutungslevel wir hier sind :-(
Viel mehr bleibt halt ob der Datenfülle zu den Ladegeräten und den zu
ladenden Zellen nicht. Kannst Du dem mal kurz abhelfen? Hast Du genaue
Angaben zur Abschaltspannung aller gängigen Ladegeräte und aller
erhältlichen Akku-Zellen? Schließlich gibt es ja nicht \"den\" Li-Akku,
sondern eine ganze Menge unterschiedlich aufgebauter Varianten.

Sobald der Akku, vom Ladegerät genommen wird fällt seine Spannung
....
Nennspannung bei Li-Ion war schon immer 3,6 V und bei Li-Po 3,7 V.
LiFePO4: 3,2...3,4V; Li-Titanat: 2,irgendwas, Li-Schwefel noch kleiner.
Ja, LiPo (was auch nicht so ganz eindeutig ist) und viele andere
Zellentypen liegen meist um die 3,6...3,7V, mit einem Spannungsbereich
zwischen \"leer\" und \"voll\" von <3V bis nahe an 4V. Da ist die Angabe
der \"Nennspannung\" schon etwas willkürlich, wenigstens ohne Angabe des
Ladezustands dabei.

> Ist ja grausig zu lesen.

Mach\'s besser. Ich gebe das gerne so weiter.

....
Ja ja... Nein, in letzter Zeit wird es mehr und mehr Unsitte, die
Teile immer schneller laden zu wollen und fährt da immer härter an
Das ist schon immer so - man traut sich nur halt inzwischen weiter,
weil man etwas mehr Erfahrung hat. Und es passiert ja eigentlich nur
selten was...

die Grenzen, so dass in Mobiltelefonen tatsächlich die Ladespannung
auf 4,35 V hochgejubelt wird. Allerdings nicht zum Ladeende hin. Da
Da gab\'s auch schon Vorschläge zu einem Verfahren, das schon zu
Anfang den Strom so hoch angesetzt hat, daß eine Spannung nahe der
Schlußspannung erreicht werden sollte (per \"Innenwiderstand\") und der
Strom dem angepasst, bis er einen Wert von einem bestimmten Bruchteil
des \"C-Werts\" erreichen sollte. Das gäbe recht schnelle Ladungen, aber
auch recht \"merkliche\" Wärmeproduktion, was das Verfahren wegen der
Notwendigkeit der Temperaturüberwachung etwas aufwenig gemacht hätte.

belässt man es dann doch lieber bei den 4,2 V. Und ja, man schaltet
tunlichst ab, wenn der Ladestrom dann nachgelassen hat. Und ja, es
Und zwar rechtzeitig, relativ kurz nach Erreichen der Abschaltspannung.

gab von den Amateuren der Raumfahrttechnik durchaus groß angelegte
Studien zu Kapazitätsausnutzung und nutzbaren Zyklen. Bei deren
Einsätze geht es nämlich sehr konkret um Masseminimierung bei
gleichzeitiger Maximierung der Nutzungsdauer. Da droben tauscht man
nämlich nicht mal schnell einen Akku aus.
Da spielen die Kosten aber auch nicht so die große Rolle wie bei den
banalen irdischen Anwendungen, z.B. in Gebrauchgegenständen wie
Taschenlampen und Handbohrmaschinen. Oder auch Spielzeugautos.

wirst Du nach etwas längerer Standzeit annähernd die Nennspannung
messen können, evtl. etwas darüber.

Macht doch einfach mal, statt hier trübe Philosophien zu schwurbeln.
Ich lasse Dir gerne das Vorrecht des Vorreiters.

--
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Mit freundlichen Grüßen, S. Schicktanz
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J

Joerg

Guest
On 11/30/21 12:40 PM, Sieghard Schicktanz wrote:
Hallo Joerg,

Du schriebst am Mon, 29 Nov 2021 15:20:29 -0800:

Dumm bei den Li-Akkus ist nur, daß der Strom halt nach Erreichen der
Ladeschlußspannung nicht, zumindest nicht wesentlich, von alleine
sinkt. ...

Doch, das tut der:

Ja, er geht schon zurück, aber nicht so drastisch, daß man davon ein
Abschaltkriterium ableiten könnte.
Das muesstest Du noch den IC-Entwicklern von Analog Devices (frueher
Linear Technology) und anderen erklaeren :)

https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/4006fa.pdf

Zitat Seite 8 \"As the battery approaches the final float voltage, the
charge current will begin to decrease. When the current drops to 10% of
the programmed charge current, an internal C/10 comparator will indicate
this condition by sinking 25µA at the CHG pin. The charge timer is also
reset to 25% of the total charge time. If this condition is caused by an
input current limit condition, described below, then the C/10 comparator
will be inhibited. When a time-out occurs, charging is terminated
immediately ...\"

Figure 19 hier zeigt es grafisch:

https://www.ti.com/general/docs/suppproductinfo.tsp?distId=10&gotoUrl=https%3A%2F%2Fwww.ti.com%2Flit%2Fgpn%2Fbq24158


... Auch der Effekt, der bei NiCd und
NiMH ausgenutzt wird, daß die Spannung wieder abfällt, ist nicht
vorhanden.
Nach Abschaltung des Ladestroms sinkt die Spannung bei Li-Ion Akkus ein
wenig. Das hat aber nichts mit dem Abschaltkriterium zu tun.


... Die Dinger gehen dann oft einfach mit der Spannung so hoch,
wie sie die angeboten kriegen, werden heiß und gehen dann auch im
Wortsinn hoch...

Wenn sie bei 4.2V heiss werden und hoch gehen, hat man definitiv
defekte Akkus. Die meisten BMS kommen erst bei 4.25V oder ganz leicht
darueber.

Bitte Vorsicht an dieser Stelle - es gibt leider nicht \"den\" Li-Akku,
sondern eine große Zahl leicht bis merklich unterschiedlicher
chemischer Systeme, die alle leicht unterschiedliche Eigenschaften
haben. 4,2V vertragen sie im allgemeinen als Abschaltspannung ohne
Probleme, aber längere Dauerladung bei der Spannung _kann_ schon zuviel
sein.
Klar, man muss die Chemie kennen. Ich meinte jetzt die ganz normalen
cobalt-basierten. Natuerlich hat man bei Iron Phosphate eine ganz andere
Spannung und Charakteristik. Bisher habe ich noch keine hier, aber
irgendwann goenne ich mir mal 12V 50Ah oder so in Iron Phosphate.


... Hier gilt: besser ein wenig weniger als nur wenig zuviel,
insbesondere weil der Kapazitätsverlust in dieser Region nur sehr
gering ist, der Einfluß auf die Lebensdauer aber recht groß.
Man verzichtet schon auf eine Menge Kapazitaet. Ein nennenswerter Effekt
auf die Lebensdauer laesst sich nur erreichen, wenn man bereit ist, 20%
oder mehr an Kapazitaet zu opfern. Durch etwas Mitdenken des Benutzers
laesst sich das gut steuern. Z.B. kann man einen Fahrrad-Akku fuer den
Alltag und fuer Kurzfahrten auf 70% Ladung lassen und nur kurz vor einer
laengeren Tour auf 90-100% \"volltanken\". Moeglichst erst morgens und
nicht schon den Abend davor, wofuer man meist eine Zeitsteuerung braucht.

--
Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com/
 
R

Rolf Bombach

Guest
Manuel Reimer schrieb:
On 27.11.21 10:22, Michael Schwingen wrote:
Das ist gewagt, wenn das nicht explizit im Datenblatt steht - es gibt genug
Regler, die durch Rückstrom zerstört werden können.  Ich würde eine
Schottky-Diode vom Ausgang zum Eingang spendieren (und prüfen, ob das
vorgeschaltete Netzteil mit Speisung vom Ausgang her klarkommt, was aber bei
üblichen Steckernetzteilen der Fall sein dürfte).

Weil ich beim letzten Versuch eine Schottky-Diode zu finden nicht so ganz durchgeblickt habe: Worauf achten? Es gibt ja durchaus Schottky-Dioden die auch 0,7 V Drop und auch mehr haben. Mir wurde mal
erklärt das die Schottky gerade da einen Vorteil haben sollen. Wundert mich das es sie dann trotzdem mit Vorwärtsspannungen gibt die größer sind als die bei \"Standard-Silizium\".
Je höher die zulässige Sperrspannung, desto höher die Fluss-Spannung,
so tendenziell. Und immer die ganze Kennlinie anschauen. Die ist
nicht so aggressiv wie bei PN-Dioden.
0.6 V bei 3 A kann heissen 0.4 V bei 1A. Und 0.25 V bei 0.1A.
Und der Sperrstrom kann ohne weiteres deutlich über 1 mA liegen.

--
mfg Rolf Bombach
 
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