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

M

Manuel Reimer

Guest
On 27.11.21 12:02, Manuel Reimer wrote:
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.

Und da kommt mir dann sowas in den Sinn:
https://www.ebay.de/itm/353384396663
Dazu brauche ich nochmal kurz Hilfe.

Schaltplan für den \"China-CV-CC-Wandler\" ist hier:

https://www.electroschematics.com/wp-content/uploads/2020/02/9-XL4015-CC-CV-Buck-Module-CKT.jpg

Um den Akku jetzt zu trennen wenn der Ladestrom unter eine Schwelle
gefallen ist möchte ich den schon vorgesehenen \"Schwellwertwarner\"
verwenden. Das ist der OP unten rechts. Ich hab 90,9k und 10k durch
zweimal 47k ersetzt um 1:1 zu teilen.

Was jetzt aber nicht so ganz zu dem passt was man so im Studium lernt:
Dieser OP geht gar nicht in die obere oder untere Grenze beim
\"Umschalten\" sondern da bleibt ein Offset. Erwartet hatte ich das an Pin
7 dann entweder 0 V oder 5 V anliegt. Ist aber immer um knapp 1 V daneben.

Problem ist jetzt das dieser Offset dafür sorgt das ein Optokoppler, den
ich parallel zur oberen LED mit eigenem Vorwiderstand 1k verbunden habe,
auch dann \"durchschaltet\" wenn eigentlich die untere LED leuchtet... Ich
frage mich jetzt wie man da zuverlässig sicherstellt das der Optokoppler
sicher aus ist wenn die LED unten leuchtet und nicht die an der der
Optokoppler parallel ist.

Aktuelle \"Pfuschlösung\": Optokoppler mit seinem eigenen 1k Vorwiderstand
direkt parallel zur oberen LED damit dessen Vorwiderstand auch noch
wirkt. Funktioniert scheinbar, aber so ganz traue ich dieser Lösung nicht.

Wie geht es besser? Diode in Serie?

Gruß

Manuel
 
M

Manuel Reimer

Guest
On 02.12.21 16:09, Manuel Reimer wrote:
Aktuelle \"Pfuschlösung\": Optokoppler mit seinem eigenen 1k Vorwiderstand
direkt parallel zur oberen LED damit dessen Vorwiderstand auch noch
wirkt. Funktioniert scheinbar, aber so ganz traue ich dieser Lösung nicht.
Dazu: Funktioniert prinzipiell schon. Gefällt mir nur nicht das das
jetzt so \"funktioniert durch Zufall\" ist.

Hab den Akku gerade bis zu einem Strom von 500 mA geladen und die
Schaltung hat den Akku danach wie geplant abgeklemmt. Wenn ich das mit
dem Optokoppler noch ein bisschen stabiler lösen könnte wäre mein
Ladeproblem gelöst.

Alternativer Einfall: Größerer Vorwiderstand für Optokoppler. Und zwar
so groß das der im Fall \"soll angehen\" gerade so ausreichend
durchschaltet. Mit dem Gedanken \"lieber gar nicht an als unkontrolliert
nicht aus\".

Gruß

Manuel
 
M

Michael Schwingen

Guest
On 2021-12-02, Manuel Reimer <manuel.nulldevice@nurfuerspam.de> wrote:
Was jetzt aber nicht so ganz zu dem passt was man so im Studium lernt:
Dieser OP geht gar nicht in die obere oder untere Grenze beim
\"Umschalten\" sondern da bleibt ein Offset. Erwartet hatte ich das an Pin
7 dann entweder 0 V oder 5 V anliegt. Ist aber immer um knapp 1 V daneben.
Das ist ein OP und kein Komparator ... Voh ist mit Vcc-1.5V spezifiziert
(bei 2k Last).

Aktuelle \"Pfuschlösung\": Optokoppler mit seinem eigenen 1k Vorwiderstand
direkt parallel zur oberen LED damit dessen Vorwiderstand auch noch
wirkt. Funktioniert scheinbar, aber so ganz traue ich dieser Lösung nicht.

Wie geht es besser? Diode in Serie?
Optokoppler in Reihe zur vorhandenen LED, Vorwiderstand anpassen. Könnte bei
5V auch eng werden ... sonst Diode in Reihe, ja.

Umbau auf einen OP mit Rail2Rail-Ausgang ist vermutlich Overkill. Wenn doch:
aufpassen, nicht alle OPs mögen den Betrieb als Komparator.

cu
Michael
 
M

Manuel Reimer

Guest
Hallo Michael,

danke erstmal für die Antwort. Ich dachte schon der Thread ist bei den
meisten schon aus dem Newsreader \"verdrängt worden\".

On 03.12.21 15:02, Michael Schwingen wrote:
Wie geht es besser? Diode in Serie?

Optokoppler in Reihe zur vorhandenen LED, Vorwiderstand anpassen. Könnte bei
5V auch eng werden ... sonst Diode in Reihe, ja.
Ich hab jetzt auch noch etwas rumprobiert. Also eine Diode in Serie hat
im Prinzip schon den Zweck erfüllt. Allerdings fällt über der bei \"kaum
Strom\" auch eher wenig Spannung ab. Fand ich immer noch bisschen zu
grenzwertig. Vielleicht reicht es wenn der Diode etwas wärmer wird und
der Optokoppler macht wieder nicht mehr aus.

Sicherer wird das ganze wenn ich über die Diode via 5,6k Widerstand
permanent einen kleinen Strom fließen lasse. Und weil es mit zwei Dioden
in Serie auch noch ohne Probleme funktioniert hat dachte ich mir es wäre
wohl am sichersten eine Reihenschaltung aus 5,6k Widerstand und zwei
Dioden zu verbauen.

Bei Zimmertemperatur habe ich dann für \"aus\" noch etwa 0,3 V am
MOSFET-Modul und für \"an\" kommen 2,61 V an. LED-Strom für den
Optokoppler ist dann 4,5 mA mit dem 1k Vorwiderstand der da auf dem
Modul verbaut ist.

Bleibt nun nur die Frage ob das ausreicht um in jedem Fall den MOSFET
auch komplett durchzusteuern. Das ist der Optokoppler der verbaut ist:

https://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/43371/SHARP/PC817.html

Und das das komplette Modul:

https://protosupplies.com/product/lr7843-mosfet-control-module/

Vielleicht besser den 1k Widerstand der da vor dem Optokoppler sitzt
etwas kleiner machen?

Wegen dem 1:1-Teiler auf dem MOSFET-Modul muss ich auch noch etwas
machen. Mag für 12 V passen, aber bei meinen ca. 7 V hab ich da doch
etwas wenig Gatespannung. Ich glaube ein Teiler im Verhältnis 1:2 wäre
besser.

Gruß

Manuel
 
S

Sieghard Schicktanz

Guest
Hallo Joerg,

Du schriebst am Tue, 30 Nov 2021 13:42:22 -0800:

Dumm bei den Li-Akkus ist nur, daß der Strom halt nach Erreichen
der Ladeschlußspannung nicht, zumindest nicht wesentlich, von
alleine sinkt. ...
....
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
Das ist halt lediglich ein reiner _Lader_, ohne Überwachungsfunktion
und nicht so unbedingt spezifisch für Li-Akkus in der Funktion,
allenfalls im Spannungsbereich.

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
D.h. halt, daß der Strom auf einen Wert zurückgehen soll, der bei Blei-
Akkus gerne als regulärer Ladestrom für \"Normalladung\" benutzt wird und
den Referenzwert für die Kapazitätsermittlung darstellt. Das ist immer
noch ein Strom im normalen Betriebsbereich und kein Reststrom (\"Rest\"
wie \"Residue\", nicht wie \"Rest\" im Englischen).
_Innerhalb_ des Akkus sollte da mindestens eine Überwachungsschaltung
_mit Abschaltausgang_ vorhanden sein - alle ernstzunehmenden Li-Akkus
haben einen solchen Anschluß.
Beispiele für solche ICs:

Linear Technology (AD) LTC6802, LTC6803, LTC6813, LTC3300
MAXIM (AD) DS2726, MAX17201, MAX17205, MAX17211, MAX17215
benq (TI) bq20z90 (*), bq29311, bq76PL536A
Atmel (Microchip) ATA6870
(Zur Warnung: (*) ist der Chip, bzw. die Basisversion davon, der mich
meinen Netbook-Akku nicht mehr benutzen lassen will )

....
> Figure 19 hier zeigt es grafisch:

Hab\' ich mir jetzt nicht weiter angeschaut, zeigt halt einen mit
zunehmender Zeit annähernd exponentiell abnehmenden Strom, solange halt
noch ein wenig Restkapazität beseetzbar ist. Es gibt da allenfalls
einen vernachlässigbaren Selbstentladestrom, solange die Zelle noch in
Ordnung ist, aber bei zu hoher Spannung ein paar parasitäre Prozesse,
die sie im Lauf der Zeit zerstören.

....
... 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.
Richtig, dann geht die Spannung auf den Wert zurück, der dem
Besetzungszustand der Einlagerungsplätze in der Elektrode entspricht.
Da der ladungsabhängig ist, ist der nicht immer derselbe.

....
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.
Wenn das Ladegerät dann abschaltet, ist das _noch_ in Ordnung. weniger
Spannung ist hier deutlich mehr Lebensdauer, und kaum mehr Kapazität.
Aber Lebendauer ist dem Hersteller (des Geräts) halt weniger wichtig
als die Kapazität - aka \"Laufzeit\", weil sie sich weniger zue Werbung
eignet.

Bitte Vorsicht an dieser Stelle - es gibt leider nicht \"den\"
Li-Akku, sondern eine große Zahl leicht bis merklich
....
Klar, man muss die Chemie kennen. Ich meinte jetzt die ganz normalen
cobalt-basierten. Natuerlich hat man bei Iron Phosphate eine ganz
Inzwischen sollten die Li-Akkus mit kobalt-haltiger Elektrode, die zwar
recht gute spezifische Kapazität haben, aber leider auch die
brandgefährlichsten sind, allmählich nicht mehr \"die ganz normalen\"
Typen sein. Es gibt bereits eine ganze Reihe Alternativstrukturen mit
ähnlicher spezifischer Kapazität.

andere Spannung und Charakteristik. Bisher habe ich noch keine hier,
aber irgendwann goenne ich mir mal 12V 50Ah oder so in Iron Phosphate.
Die LiFePO4 (Lithium-Eisenphosphat) haben eine geringere spezifische
Kapazität, sind aber dafür höher belastbar und kaum \"aus der Ruhe zu
bringen\", d.h. gehen eigentlich nicht thermisch durch. Bei einem
Kurzschluß werden sie \"nur\" durch die Verlustwärme heiß, gasen aus oder
schmelzen die Kunststoffteile durch, aber explodieren weder noch regen
sie sich gegenseitig zu einer Kettenreaktion an. Kaputt sind sie danach
natürlich trotzdem...
(Außer es sind keine der angeführten Schäden aufgetreten, ein
kurzzritiger \"Kurzer\" macht ihnen nichts weiter aus.)

... Hier gilt: besser ein wenig weniger als nur wenig zuviel,
....
Man verzichtet schon auf eine Menge Kapazitaet. Ein nennenswerter
Nein, das ist marginal. Die letzten 0,2...0,3V machen weniger als 5%
der Gesamtkapazität aus. Allenfalls bei Kälte (<15°C oder so) wird das
mehr, aber dann ist eine Ladeschlußspannung von 4,2V definitiv zu hoch.

Effekt auf die Lebensdauer laesst sich nur erreichen, wenn man bereit
ist, 20% oder mehr an Kapazitaet zu opfern. Durch etwas Mitdenken des
Das ist zwar auch nicht so unbedingt korrekt, da spielt auch das
Problem \"Tiefentladung\" und _Ent_ladeschlußspannung mit herein, weshalb
man günstigerweise in einem Bereich von 20...80% \"SOC\" (Ladezustand)
arbeiten sollte; zur längeren Lagerung ist ein Ladezustand zwischen
1/3 und 2/3 der Gesamtkapazität günstig. Ohne Last, d.h. auch _ohne
BMS_, können die Akkus dann auch viele Monate unbenutzt bleiben.
Man sollte sie nur nicht \"vollgetankt\" lange liegen lassen.

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

Manuel Reimer

Guest
On 03.12.21 19:13, Manuel Reimer wrote:
Bei Zimmertemperatur habe ich dann für \"aus\" noch etwa 0,3 V am
MOSFET-Modul und für \"an\" kommen 2,61 V an. LED-Strom für den
Optokoppler ist dann 4,5 mA mit dem 1k Vorwiderstand der da auf dem
Modul verbaut ist.
Kompromiss: Eine reguläre Silizium-Diode und eine Schottky-Diode in
Reihe. Bringt 3 V für \"An\" und etwa ein halbes Volt für \"Aus\".
Funktioniert damit dann hoffentlich zuverlässig.

Den Teiler für die Gatespannung hab ich auch korrigiert. Jetzt habe ich
immer um 5 V Gatespannung für \"An\" und damit auch sicher gute Verbindung
zum Akku.

So kommt das jetzt in ein Gehäuse.

Gruß

Manuel
 
R

Rolf Bombach

Guest
Michael Schwingen schrieb:
Umbau auf einen OP mit Rail2Rail-Ausgang ist vermutlich Overkill. Wenn doch:
aufpassen, nicht alle OPs mögen den Betrieb als Komparator.
Das ist zutreffend. Auch dass der OpAmp wesentlich langsamer reagieren
könnte und dessen Ausgang wesentlich tieferer slew rate haben kann.

--
mfg Rolf Bombach
 
J

Joerg

Guest
On 12/3/21 2:28 PM, Sieghard Schicktanz wrote:
Hallo Joerg,

Du schriebst am Tue, 30 Nov 2021 13:42:22 -0800:

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

Das ist halt lediglich ein reiner _Lader_, ohne Überwachungsfunktion
und nicht so unbedingt spezifisch für Li-Akkus in der Funktion,
allenfalls im Spannungsbereich.
Zitat aus dem Titel des PDF Files oben: \"Standalone Li-Ion Battery
Charger\". Das ist schon sehr spezifisch.


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

D.h. halt, daß der Strom auf einen Wert zurückgehen soll, der bei Blei-
Akkus gerne als regulärer Ladestrom für \"Normalladung\" benutzt wird und
den Referenzwert für die Kapazitätsermittlung darstellt. Das ist immer
noch ein Strom im normalen Betriebsbereich und kein Reststrom (\"Rest\"
wie \"Residue\", nicht wie \"Rest\" im Englischen).
Es ging hier um die Ladung von Li-Ion Akkus und meine Antwort bezog sich
auf Deinen Kommentar bezueglich des Stroms, Zitat \"Ja, er geht schon
zurück, aber nicht so drastisch, daß man davon ein Abschaltkriterium
ableiten könnte\". Und da ist es nunmal so, dass der Strom nach Erreichen
der maximalen Spannung sehr wohl drastisch zurueckgeht und dass er als
Abschaltkriterium benutzt wird. Das ist die einzige sichere Loesung, um
die Kapazitaet eines Li-Ion Akkus voll auszunutzen.


_Innerhalb_ des Akkus sollte da mindestens eine Überwachungsschaltung
_mit Abschaltausgang_ vorhanden sein - alle ernstzunehmenden Li-Akkus
haben einen solchen Anschluß.
Beispiele für solche ICs:

Linear Technology (AD) LTC6802, LTC6803, LTC6813, LTC3300
MAXIM (AD) DS2726, MAX17201, MAX17205, MAX17211, MAX17215
benq (TI) bq20z90 (*), bq29311, bq76PL536A
Atmel (Microchip) ATA6870
(Zur Warnung: (*) ist der Chip, bzw. die Basisversion davon, der mich
meinen Netbook-Akku nicht mehr benutzen lassen will )

...
Figure 19 hier zeigt es grafisch:

Hab\' ich mir jetzt nicht weiter angeschaut, zeigt halt einen mit
zunehmender Zeit annähernd exponentiell abnehmenden Strom, solange halt
noch ein wenig Restkapazität beseetzbar ist. Es gibt da allenfalls
einen vernachlässigbaren Selbstentladestrom, solange die Zelle noch in
Ordnung ist, aber bei zu hoher Spannung ein paar parasitäre Prozesse,
die sie im Lauf der Zeit zerstören.
Sorry, aber das hat nichts mit Selbstentladung zu tun. Auch ist es nicht
gerade \"wenig Restkapazitaet\", die ueber das Stromabschaltkriterium
befuellt wird. Sie Dir den Link aus zwei Posts vorher nochmal an, bei
4.2V handelt es sich immerhin um 15%:

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

[...]

...
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.

Wenn das Ladegerät dann abschaltet, ist das _noch_ in Ordnung. weniger
Spannung ist hier deutlich mehr Lebensdauer, und kaum mehr Kapazität.
Aber Lebendauer ist dem Hersteller (des Geräts) halt weniger wichtig
als die Kapazität - aka \"Laufzeit\", weil sie sich weniger zue Werbung
eignet.
So ist es, und daher sind die meisten Lade-IC auf maximale Kapazitaet
ausgelegt, mit Ausnutzung der Stromabschaltung. Leider oft nichtmal in
der Endspannung einstellbar und da musste ich schonmal mit Tricks
eingreifen, weil bei vielen meiner Kunden die Lebensdauer des Akkus weit
wichtiger als die Kapazitaet ist.


Bitte Vorsicht an dieser Stelle - es gibt leider nicht \"den\"
Li-Akku, sondern eine große Zahl leicht bis merklich
...
Klar, man muss die Chemie kennen. Ich meinte jetzt die ganz normalen
cobalt-basierten. Natuerlich hat man bei Iron Phosphate eine ganz

Inzwischen sollten die Li-Akkus mit kobalt-haltiger Elektrode, die zwar
recht gute spezifische Kapazität haben, aber leider auch die
brandgefährlichsten sind, allmählich nicht mehr \"die ganz normalen\"
Typen sein. Es gibt bereits eine ganze Reihe Alternativstrukturen mit
ähnlicher spezifischer Kapazität.
Das sind nach wie vor die gaengigen Typen, u.a. wegen Kapazitaet pro
Gewichtseinheit und der Kosten.


andere Spannung und Charakteristik. Bisher habe ich noch keine hier,
aber irgendwann goenne ich mir mal 12V 50Ah oder so in Iron Phosphate.

Die LiFePO4 (Lithium-Eisenphosphat) haben eine geringere spezifische
Kapazität, sind aber dafür höher belastbar und kaum \"aus der Ruhe zu
bringen\", d.h. gehen eigentlich nicht thermisch durch. Bei einem
Kurzschluß werden sie \"nur\" durch die Verlustwärme heiß, gasen aus oder
schmelzen die Kunststoffteile durch, aber explodieren weder noch regen
sie sich gegenseitig zu einer Kettenreaktion an. Kaputt sind sie danach
natürlich trotzdem...
(Außer es sind keine der angeführten Schäden aufgetreten, ein
kurzzritiger \"Kurzer\" macht ihnen nichts weiter aus.)
Das sind einige der Gruende, warum ich LiFePO4 bevorzugen wuerde. Auch
kommt ein 4S Array angenehm nahe an die im KFZ Boerdnetz ueblichen
13-14V fuer 12V Geraete. 4S mit Cobalt kommt 2V zu hoch, 3S liegt nach
nur leichtem Entladen bereits zu niedrig in der Spannung.

Doch so ganz dringend brauche ich das jetzt nicht, weil ich die Luefter
des Holzofens mit gut 30min Bleigel-Reserve versehen habe und bis dahin
habe ich unseren Generator rausgeschleppt, angeschlossen und gestartet.


... Hier gilt: besser ein wenig weniger als nur wenig zuviel,
...
Man verzichtet schon auf eine Menge Kapazitaet. Ein nennenswerter

Nein, das ist marginal. Die letzten 0,2...0,3V machen weniger als 5%
der Gesamtkapazität aus.
Oh nein, das sind eher 30-40%.


... Allenfalls bei Kälte (<15°C oder so) wird das
mehr, aber dann ist eine Ladeschlußspannung von 4,2V definitiv zu hoch.
Meine Frau sagt auch inzwischen, dass 15C kalt sein. Warum auch immer :)


Effekt auf die Lebensdauer laesst sich nur erreichen, wenn man bereit
ist, 20% oder mehr an Kapazitaet zu opfern. Durch etwas Mitdenken des

Das ist zwar auch nicht so unbedingt korrekt, da spielt auch das
Problem \"Tiefentladung\" und _Ent_ladeschlußspannung mit herein, weshalb
man günstigerweise in einem Bereich von 20...80% \"SOC\" (Ladezustand)
arbeiten sollte; zur längeren Lagerung ist ein Ladezustand zwischen
1/3 und 2/3 der Gesamtkapazität günstig. Ohne Last, d.h. auch _ohne
BMS_, können die Akkus dann auch viele Monate unbenutzt bleiben.
Man sollte sie nur nicht \"vollgetankt\" lange liegen lassen.
Leider machen das viele und die meisten Geraete haben dafuer keine
Settings. Selbst E-Fahrraeder oft nicht und das finde ich enttaeuschend,
zumal Ersatzakkus dafuer einige hundert Taler kosten.

--
Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com/
 
S

Sieghard Schicktanz

Guest
Hallo Joerg,

Du schriebst am Tue, 7 Dec 2021 09:41:28 -0800:

[LTC4006]
Das ist halt lediglich ein reiner _Lader_, ohne Überwachungsfunktion
und nicht so unbedingt spezifisch für Li-Akkus in der Funktion,
allenfalls im Spannungsbereich.

Zitat aus dem Titel des PDF Files oben: \"Standalone Li-Ion Battery
Charger\". Das ist schon sehr spezifisch.
Ja, der fest eingestellten Spannung wegen (\"±0.8% Accurate Preset
Voltages: 8.4V, 12.6V, 16.8V\"). Damit eignet er sich halt weniger für
allgemeine Anwendungen, soll er ja wohl auch nicht.

....
Es ging hier um die Ladung von Li-Ion Akkus und meine Antwort bezog
sich auf Deinen Kommentar bezueglich des Stroms, Zitat \"Ja, er geht
schon zurück, aber nicht so drastisch, daß man davon ein
Abschaltkriterium ableiten könnte\". Und da ist es nunmal so, dass der
Naschön, ein Abschaltkriterium kann man auch bei noch so schleichendem
Rückgang \"ableiten\". Dann wird\'s halt rauschempfindlich(er).

Strom nach Erreichen der maximalen Spannung sehr wohl drastisch
zurueckgeht und dass er als Abschaltkriterium benutzt wird. Das ist
Er geht nicht \"drastisch\" zurück, sondern eher ähnlich wie bei einem
RC-Glied an Konstantspannung (was in der Phase ja der Lader macht).
....
_Innerhalb_ des Akkus sollte da mindestens eine
Überwachungsschaltung _mit Abschaltausgang_ vorhanden sein - alle
ernstzunehmenden Li-Akkus haben einen solchen Anschluß.
....
> Sorry, aber das hat nichts mit Selbstentladung zu tun. Auch ist es

Nee, sicher nicht - die Selbstentladung bei - guten - Li-Akkus ist
nahezu vernachlässigbar gering.

nicht gerade \"wenig Restkapazitaet\", die ueber das
Stromabschaltkriterium befuellt wird. Sie Dir den Link aus zwei Posts
vorher nochmal an, bei 4.2V handelt es sich immerhin um 15%:
Bei 4,2V gegen _welchen_ Vergleichswert?
\"Um 14:00 ist es später\"?

....
Kapazität. Aber Lebendauer ist dem Hersteller (des Geräts) halt
weniger wichtig als die Kapazität - aka \"Laufzeit\", weil sie sich
weniger zue Werbung eignet.

So ist es, und daher sind die meisten Lade-IC auf maximale Kapazitaet
ausgelegt, mit Ausnutzung der Stromabschaltung. Leider oft nichtmal
Nein, mit Abschaltung bei einer definierten, eng tolerierten
Endspannung. Eine Abschaltung nach Strom ist allenfalls eine
Sicherheitsmaßnahme zusätzlich. Oft gibt\'s auch noch eine
Zeitbegrenzung.

> in der Endspannung einstellbar und da musste ich schonmal mit Tricks

Ja, das ist Absicht: die Abschaltspannung ist für die vorgesehene
Anwendung fest. Leider wird nicht ausreichend genau spezifiziert, für
welchen speziellen Zellentyp die eingestellt ist, und so geht\'s halt
manchmal kunterbunt durcheinander...

eingreifen, weil bei vielen meiner Kunden die Lebensdauer des Akkus
weit wichtiger als die Kapazitaet ist.
Ja, das ist wohl ein relativ schwack besetztes \"Marktsegment\".

Bitte Vorsicht an dieser Stelle - es gibt leider nicht \"den\"
Li-Akku, sondern eine große Zahl leicht bis merklich
[Li-Co-Akkus]
Das sind nach wie vor die gaengigen Typen, u.a. wegen Kapazitaet pro
Gewichtseinheit und der Kosten.
Und trotz der thermischen Probleme. Li-Mn und andere sind da schon
weit besser bei kaum geringerer spezifischer Kapazität.

[LiFePO4 (Lithium-Eisenphosphat)]
Das sind einige der Gruende, warum ich LiFePO4 bevorzugen wuerde.
Auch kommt ein 4S Array angenehm nahe an die im KFZ Boerdnetz
ueblichen 13-14V fuer 12V Geraete. 4S mit Cobalt kommt 2V zu hoch, 3S
liegt nach nur leichtem Entladen bereits zu niedrig in der Spannung.
Die LiFePO4 (manchmal auch kurz \"LiFe\" genannt) haben auch eine
angenehm konstante Entladekurv. Das hat aber auch den Nachteil für die
Schaltungsentwickler, daß es dadurch kaum möglich ist, aus der Spannung
den Ladezustand zu ermitteln, was bei den Li-Co-Typen wegen deren
\"schiefer\" Kennlinie relativ einfach ist. Bei LiFe muß dazu das
Verfahren des \"Coulomb-Tracking\" (o.ä. bezeichnet) benutzt werden,
d.h. man mißt \"einfach\" die Ladung durch Stromintegration.

[Ladeschlußspannung]
Man verzichtet schon auf eine Menge Kapazitaet. Ein nennenswerter

Nein, das ist marginal. Die letzten 0,2...0,3V machen weniger als 5%
der Gesamtkapazität aus.

Oh nein, das sind eher 30-40%.
Typ? Ich habe so einen noch nirgends gesehen. Bis 3,8/9V sind immer
über 90% der Ladung drin, der Rest ist marginal. Bei LiFe ist das noch
krasser, weil die erst wirklich ganz am Ende mit der Spannung
hochlaufen.

[Lebensdauer]
bereit ist, 20% oder mehr an Kapazitaet zu opfern. Durch etwas
....
Das ist zwar auch nicht so unbedingt korrekt, da spielt auch das
Problem \"Tiefentladung\" und _Ent_ladeschlußspannung mit herein,
weshalb man günstigerweise in einem Bereich von 20...80%
\"SOC\" (Ladezustand) arbeiten sollte; zur längeren Lagerung ist ein
Ladezustand zwischen 1/3 und 2/3 der Gesamtkapazität günstig. Ohne
Last, d.h. auch _ohne BMS_, können die Akkus dann auch viele Monate
unbenutzt bleiben. Man sollte sie nur nicht \"vollgetankt\" lange
liegen lassen.

Leider machen das viele und die meisten Geraete haben dafuer keine
Ja, und daher haben die Li-Akkus auch ihre schlechte Reputation. Daher
und weil anfangs die Ladegeräte auch noch \"Erhaltungsladung\" machten,
solange sie am Netz hingen. Was einfach bedeutet, daß ein solches Gerät
bei überwiegendem Netzbetrieb seinen Akku in kurzer Zeit zerstört.

Settings. Selbst E-Fahrraeder oft nicht und das finde ich
enttaeuschend, zumal Ersatzakkus dafuer einige hundert Taler kosten.
Sei froh, wenn nicht sowas passiert:
<http://i.dailymail.co.uk/i/pix/2015/12/13/17/2F55BB2F00000578-3358357-image-a-48_1450026110974.jpg>
<http://i.dailymail.co.uk/i/pix/2015/12/13/17/2F55BB2700000578-3358357-image-a-50_1450026132755.jpg>

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

Joerg

Guest
On 12/7/21 12:21 PM, Sieghard Schicktanz wrote:
Hallo Joerg,

Du schriebst am Tue, 7 Dec 2021 09:41:28 -0800:

[LTC4006]
Das ist halt lediglich ein reiner _Lader_, ohne Überwachungsfunktion
und nicht so unbedingt spezifisch für Li-Akkus in der Funktion,
allenfalls im Spannungsbereich.

Zitat aus dem Titel des PDF Files oben: \"Standalone Li-Ion Battery
Charger\". Das ist schon sehr spezifisch.

Ja, der fest eingestellten Spannung wegen (\"±0.8% Accurate Preset
Voltages: 8.4V, 12.6V, 16.8V\"). Damit eignet er sich halt weniger für
allgemeine Anwendungen, soll er ja wohl auch nicht.

...
Es ging hier um die Ladung von Li-Ion Akkus und meine Antwort bezog
sich auf Deinen Kommentar bezueglich des Stroms, Zitat \"Ja, er geht
schon zurück, aber nicht so drastisch, daß man davon ein
Abschaltkriterium ableiten könnte\". Und da ist es nunmal so, dass der

Naschön, ein Abschaltkriterium kann man auch bei noch so schleichendem
Rückgang \"ableiten\". Dann wird\'s halt rauschempfindlich(er).
Der Abfall ist nicht schleichend, sondern aehnlich wie bei einem RC
Glied. Schwellwert mit Hysterese setzen, feddich.


Strom nach Erreichen der maximalen Spannung sehr wohl drastisch
zurueckgeht und dass er als Abschaltkriterium benutzt wird. Das ist

Er geht nicht \"drastisch\" zurück, sondern eher ähnlich wie bei einem
RC-Glied an Konstantspannung (was in der Phase ja der Lader macht).
...
Eben, und dann bis ganz runter. Das ist schaltungstechnisch sehr einfach
zu erfassen, es reicht ein Comparator mit Hysterese.


_Innerhalb_ des Akkus sollte da mindestens eine
Überwachungsschaltung _mit Abschaltausgang_ vorhanden sein - alle
ernstzunehmenden Li-Akkus haben einen solchen Anschluß.

...
Sorry, aber das hat nichts mit Selbstentladung zu tun. Auch ist es

Nee, sicher nicht - die Selbstentladung bei - guten - Li-Akkus ist
nahezu vernachlässigbar gering.

nicht gerade \"wenig Restkapazitaet\", die ueber das
Stromabschaltkriterium befuellt wird. Sie Dir den Link aus zwei Posts
vorher nochmal an, bei 4.2V handelt es sich immerhin um 15%:

Bei 4,2V gegen _welchen_ Vergleichswert?
\"Um 14:00 ist es später\"?
<soifz>

Jetzt hast Du den Link wieder geschnippelt.

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

Table 1, letzte Spalte. Bei Ereichen der Spannung 4.2V hat der Akku 85%
erreicht und erst nach der Stromabschaltung ist er auf 100%. Macht 15%
Unterschied.


...
Kapazität. Aber Lebendauer ist dem Hersteller (des Geräts) halt
weniger wichtig als die Kapazität - aka \"Laufzeit\", weil sie sich
weniger zue Werbung eignet.

So ist es, und daher sind die meisten Lade-IC auf maximale Kapazitaet
ausgelegt, mit Ausnutzung der Stromabschaltung. Leider oft nichtmal

Nein, mit Abschaltung bei einer definierten, eng tolerierten
Endspannung.
Nope. Siehe Link oben, Table 1.


... Eine Abschaltung nach Strom ist allenfalls eine
Sicherheitsmaßnahme zusätzlich.
Sorry, aber das ist definitiv falsch.

[...]


Bitte Vorsicht an dieser Stelle - es gibt leider nicht \"den\"
Li-Akku, sondern eine große Zahl leicht bis merklich
[Li-Co-Akkus]
Das sind nach wie vor die gaengigen Typen, u.a. wegen Kapazitaet pro
Gewichtseinheit und der Kosten.

Und trotz der thermischen Probleme. Li-Mn und andere sind da schon
weit besser bei kaum geringerer spezifischer Kapazität.

[LiFePO4 (Lithium-Eisenphosphat)]
Das sind einige der Gruende, warum ich LiFePO4 bevorzugen wuerde.
Auch kommt ein 4S Array angenehm nahe an die im KFZ Boerdnetz
ueblichen 13-14V fuer 12V Geraete. 4S mit Cobalt kommt 2V zu hoch, 3S
liegt nach nur leichtem Entladen bereits zu niedrig in der Spannung.

Die LiFePO4 (manchmal auch kurz \"LiFe\" genannt) haben auch eine
angenehm konstante Entladekurv. Das hat aber auch den Nachteil für die
Schaltungsentwickler, daß es dadurch kaum möglich ist, aus der Spannung
den Ladezustand zu ermitteln, was bei den Li-Co-Typen wegen deren
\"schiefer\" Kennlinie relativ einfach ist. Bei LiFe muß dazu das
Verfahren des \"Coulomb-Tracking\" (o.ä. bezeichnet) benutzt werden,
d.h. man mißt \"einfach\" die Ladung durch Stromintegration.
Es geht auch ohne, aber man muss sehr engtoleriert arbeiten.


[Ladeschlußspannung]
Man verzichtet schon auf eine Menge Kapazitaet. Ein nennenswerter

Nein, das ist marginal. Die letzten 0,2...0,3V machen weniger als 5%
der Gesamtkapazität aus.

Oh nein, das sind eher 30-40%.

Typ? Ich habe so einen noch nirgends gesehen. Bis 3,8/9V sind immer
über 90% der Ladung drin, ...
Bei den normalen cobalt-basierten Li-Ion ist das nicht so. Die sind dann
auf fast die Haelfte runter.

[...]


Settings. Selbst E-Fahrraeder oft nicht und das finde ich
enttaeuschend, zumal Ersatzakkus dafuer einige hundert Taler kosten.

Sei froh, wenn nicht sowas passiert:
http://i.dailymail.co.uk/i/pix/2015/12/13/17/2F55BB2F00000578-3358357-image-a-48_1450026110974.jpg
http://i.dailymail.co.uk/i/pix/2015/12/13/17/2F55BB2700000578-3358357-image-a-50_1450026132755.jpg
In Hannover ist m.W. ein halbes Parkhaus abgebrannt, weil unten drin ein
Fahrradgeschaeft war, und dort gerade ...

--
Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com/
 
M

Marte Schwarz

Guest
Hi Joerg,

> <soifz>

gib auf, Sieghard weiss es einfach besser, er ist zumindest sehr von
sich überzeugt.

Sei froh, wenn nicht sowas passiert:
http://i.dailymail.co.uk/i/pix/2015/12/13/17/2F55BB2F00000578-3358357-image-a-48_1450026110974.jpg
http://i.dailymail.co.uk/i/pix/2015/12/13/17/2F55BB2700000578-3358357-image-a-50_1450026132755.jpg

In Hannover ist m.W. ein halbes Parkhaus abgebrannt, weil unten drin ein
Fahrradgeschaeft war, und dort gerade ...
Letzt sind wieder ein paar Häuser durch Gasexplosionen beschädigt
worden... Verbieten sollte man das Zeugs... Hochgefährlich ist das
Zeugs, im wahrsten Sinn des Wortes brandgefährlich. Ich versteh auch
nicht, wozu man das Zeugs überhaupt braucht, meine Heizkörper werden mit
warmem Wasser doch auch warm genug...

Marte
 
J

Joerg

Guest
On 12/7/21 10:55 PM, Marte Schwarz wrote:
Hi Joerg,
[...]

Sei froh, wenn nicht sowas passiert:
http://i.dailymail.co.uk/i/pix/2015/12/13/17/2F55BB2F00000578-3358357-image-a-48_1450026110974.jpg
http://i.dailymail.co.uk/i/pix/2015/12/13/17/2F55BB2700000578-3358357-image-a-50_1450026132755.jpg


In Hannover ist m.W. ein halbes Parkhaus abgebrannt, weil unten drin
ein Fahrradgeschaeft war, und dort gerade ...

Letzt sind wieder ein paar Häuser durch Gasexplosionen beschädigt
worden... Verbieten sollte man das Zeugs... Hochgefährlich ist das
Zeugs, im wahrsten Sinn des Wortes brandgefährlich. Ich versteh auch
nicht, wozu man das Zeugs überhaupt braucht, meine Heizkörper werden mit
warmem Wasser doch auch warm genug...
Nun ja, ich hatte gerade ein chinesisches Laderegler-plus-BMS IC hier,
wo die Ladeendspannung aut 4.25V/Zelle festgelegt ist. Plus Toleranz
natuerlich ...

Damit es auch nicht langweilig wird, wurde die Tiefentladung statt der
ueblichen 3V auf 2.5V gesetzt. Auch die Kitzelroutine fuer einen \"nicht
funktionieren wollenden\" Akku hat man grosszuegig ausgelegt. <grusel>

--
Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com/
 
S

Sebastin Wolf

Guest
Am 08.12.2021 um 21:46 schrieb Joerg:
Nun ja, ich hatte gerade ein chinesisches Laderegler-plus-BMS IC hier,
wo die Ladeendspannung aut 4.25V/Zelle festgelegt ist. Plus Toleranz
natuerlich ...

Damit es auch nicht langweilig wird, wurde die Tiefentladung statt der
ueblichen 3V auf 2.5V gesetzt. Auch die Kitzelroutine fuer einen \"nicht
funktionieren wollenden\" Akku hat man grosszuegig ausgelegt. <grusel
Mach einfach den Nuhr.
 
R

Rolf Bombach

Guest
Marte Schwarz schrieb:
Hi Joerg,

soifz

gib auf, Sieghard weiss es einfach besser, er ist zumindest sehr von sich überzeugt.

Sei froh, wenn nicht sowas passiert:
http://i.dailymail.co.uk/i/pix/2015/12/13/17/2F55BB2F00000578-3358357-image-a-48_1450026110974.jpg
http://i.dailymail.co.uk/i/pix/2015/12/13/17/2F55BB2700000578-3358357-image-a-50_1450026132755.jpg

In Hannover ist m.W. ein halbes Parkhaus abgebrannt, weil unten drin ein Fahrradgeschaeft war, und dort gerade ...

Letzt sind wieder ein paar Häuser durch Gasexplosionen beschädigt worden... Verbieten sollte man das Zeugs... Hochgefährlich ist das Zeugs, im wahrsten Sinn des Wortes brandgefährlich. Ich versteh
auch nicht, wozu man das Zeugs überhaupt braucht, meine Heizkörper werden mit warmem Wasser doch auch warm genug...
Joerg halt. Statistik am Einzelfall ist sein Lieblingsgebiet.

Einmal Emsland-Stromausfall aufgrund unglücklicher Verkettung von Informationslücken
und schon ist Deutschland voller dummer Elektriker und wird täglich von Stromausfällen
geplagt.
Passiert in USA so gut wie nie.
https://poweroutage.us/
Ist ja immer monochrom...

Milliardenfach werden Netzgeräte angestöpselt, einmal gab es eine Überspannung, ewiges Thema...

--
mfg Rolf Bombach
 
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