Akkuwächter für Li-Ion-Akku

Hallo, ich habe vor kurzem mal bei einem anderen Akkuwächter folgende LED-Signalisierung gesehen:

100-50% grüne LED
50-20% rote LED
unter 20% rote LED blinkt.

Denke mal, dass das etwas auffälliger wäre, als der Wechsel grün - orange - rot
Kann die Schaltung der 'alten' Version ohne großen Aufwand entsprechend geändert/erweitert werden?

Gruss sigma

Nein, das ist der Fraktion mit Mikrocontrollern vorbehalten. Hast du denn zum Vergleich mal den Farbwechsel grün-gelb-rot gesehen?

Jürgen
 

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Re: Akkuwächter für Li-Ion-Akku
Ich konnte mit der Dreifarbenled auch den Unterschied der Farben nicht genau erkennen, deshalb habe ich auf zwei Einzelled umgestellt. Die eine Led ist die Tasterbeleuchtung (in blau oder auch in grün), die andere Led ist rot und an anderer Stelle eingebaut, siehe Post weiter oben. Jürgen hat mir dazu den Akkuwächter entsprechend aufgebaut.
Der Akkuwächter mit Taster auf der Platine ist für Konstantstromquellen mit Dimmung onboard (z.B. Ledslave) und Tasteransteuerung bestens geeignet.
 
Hallo zusammen,

hat jemand von euch den Akkuwächter schon mal für LiFePo Zellen verwendet?
Ich suche einen Akkuwächter für eine 4s1p LiFePo Pack. Soll 2 Cree XP-G R5 bei 700mA betreiben, aber ich würde ungern ohne Warnung auf plötzlich im Dunkeln fahren. Irgendwie kann ich generell keine Infos über Akkuwächter bei LiFePo finden.

Jürgen
 
Hallo zusammen,

hat jemand von euch den Akkuwächter schon mal für LiFePo Zellen verwendet?
Ich suche einen Akkuwächter für eine 4s1p LiFePo Pack. Soll 2 Cree XP-G R5 bei 700mA betreiben, aber ich würde ungern ohne Warnung auf plötzlich im Dunkeln fahren. Irgendwie kann ich generell keine Infos über Akkuwächter bei LiFePo finden.

Jürgen
Das Spannungslevel sollte keine Rolle spielen. So viel niedriger ists bei LiFePo auch nicht. Unter 3V kann man auch bei LiFePo von 0% SOC ausgehen...
 
Für einen vier-zelligen Li-Ionen-Akku habe ich bisher die folgenden Schaltschwellen benutzt:

Akkuspannung > 14,55V: LED leuchtet grün
Akkuspannung < 14,10V: LED leuchtet rot

dazwischen leuchtet die LED gelb

14,55V entsprechen ungefähr 50% Entladung (=Zeit zum Umkehren), 14,1V ungefähr 15% Restladung

Wenn jemand mit die 50%- und die 85%-Punkte aus einer LiFe-Entladekurve ausmessen kann, ist es ein Leichtes, diese Schwellen umzusetzen.

Jürgen
 
moz-screenshot-3.png
moz-screenshot-4.png
Hmm, ich habe auf der Seite von A123 folgende Entladekurve für die Einzelzelle gefunden. Kann man damit etwas anfangen? Zumindest ist eine Entladekurve für 1A bei 25°C dabei. Inwieweit das direkt umrechenbar für eine 4s zelle ist, keine Ahnung.
Gruß,
Jürgen
 

Anhänge

Das Zeigt das Problem bei der Ladezustandserkennung dieser Zellen. Meine LiFePO4 haben zwischen 90% und 10% auch fast eine konstante Spannung. Da diese schon wegen der Zuleitungen mehr von der Last abhängt als vom Ladezustand (Wenn die Messung an der Lampe erfolgt) ist eine so einfache Anzeige fast unmöglich. Ohne uC geht da einfach nichts.

Gruß
Thomas
 
Für einen vier-zelligen Li-Ionen-Akku habe ich bisher die folgenden Schaltschwellen benutzt:

Akkuspannung > 14,55V: LED leuchtet grün
Akkuspannung < 14,10V: LED leuchtet rot

dazwischen leuchtet die LED gelb

14,55V entsprechen ungefähr 50% Entladung (=Zeit zum Umkehren), 14,1V ungefähr 15% Restladung

Wenn jemand mit die 50%- und die 85%-Punkte aus einer LiFe-Entladekurve ausmessen kann, ist es ein Leichtes, diese Schwellen umzusetzen.

Jürgen


hallo jürgen,

welche last hängt denn zum zeitpunkt der 14,55V am akku, oder besser
wie viel strom entnimmst du?

bei meinen 4z li-ionen zellen liegt die spannung bei halber entladung
bei 14,7-14,8 volt. ich entnehme zu dem zeitpunkt 2,3 A.

wenn ich die kleinste dimmstufe wähle ist die spannung zum zeitpunkt
50% bei 15,28V..... bei 300ma belastung des akkus.

bei meinen kqs berücksichtige ich immer einen korrekturfaktor, der
zum aktuellen spannungswert dazu addiert wird...

ist ein wenig kompliziert, passt aber recht gut...

grüße

karsten
 
hallo jürgen,

welche last hängt denn zum zeitpunkt der 14,55V am akku, oder besser
wie viel strom entnimmst du?

bei meinen 4z li-ionen zellen liegt die spannung bei halber entladung
bei 14,7-14,8 volt. ich entnehme zu dem zeitpunkt 2,3 A.

wenn ich die kleinste dimmstufe wähle ist die spannung zum zeitpunkt
50% bei 15,28V..... bei 300ma belastung des akkus.

bei meinen kqs berücksichtige ich immer einen korrekturfaktor, der
zum aktuellen spannungswert dazu addiert wird...

ist ein wenig kompliziert, passt aber recht gut...

grüße

karsten

Die alte LiIonen-Kurve kam von einem Kollegen. Der hatte, so glaube ich, einen 20W Halogenstrahler verwendet. Also müssen das so knapp 2A gewesen sein.

Wenn die Kurve aber so flach verläuft, versagt eine einfache Spannungsmessung. Da muss man dann mAh zählen oder einfach die Zeit. Und das geht am Besten mit einem kleinen Prozessor.

Jürgen
 
Hallo Zusammen! Meine erste Lampe ist jetzt fertig (Bilder kommen bald) und jetzt soll auch ein Akkuwächter her. Habe mir jetzt alles mehrmals gründlich durchgelesen und habe da noch ein paar fragen zu Jürgens Schaltung (siehe Anhand).

Also R8 , R9, R10 geben vor wann der lm 358 schalten soll indem sie eine Spannung von 2,5 V an den Eingang verursachen. Die Widerstände werden durch die Spannungsteilerregel berechnet :

z.B. Ux/Uges=Rx/Rges

ok soweit klar. Wenn jetzt die differenz der Spannung an den beiden Eingängen des LM358 = 0 ist schaltet dieser. Welche Leitung schaltet er dann durch, also was geht dann durch zur LED?

Was mir auch nicht klar ist wie die Referenzspannung von 2,5 V von der Z-diode (LM385) geregelt wird. Lässt die diode nur 2,5 volt durch oder wie?
und wozu ist R13 da?

R12 und R11 begrenzen ja wahrscheinlich nur den Strom durch die LED, oder?

Brauche die Schaltung für 7,2 Volt , dabei will ich die das Rot bei 6,6 V angeht und grün bis 7,2 V an bleibt. Würde das aber auch gerne verstehen. ;)
 
moin,

ich antworte mal schnell, dafür etwas knapp (verstehe mich bitte nicht als unfreundlich!)

wenn der LM durchschaltet, dann legt er quasi die positive Versorgungsspannung an den Ausgang, ansonsten legt er die negative Versorgungsspannung an den Ausgang. Dies gilt aber nur, wenn man den LM als Schwellwertschalter benutzt, wie dies beim Wächter der Fall ist.

grob gesagt ist die Zener-Diode ein selbstregelnder Widerstand, der sich so einstellt, dass über ihm die gewünschte Spannung abfällt. Den Vorwiderstand brauchst du, um überhaupt einen Spannungsteiler zu haben und um den Strom durch die Diode zu begrenzen.

Die Widerstände vor den Leds begrenzen den Strom durch die Leds.

so hoffe, ich konnte dir schonmal helfen, wenn nicht, schreibe ich gerne auch nochmal etwas ausfühlicher.

Grüße, Peeet.
 
Hi, ja also jetzt bin ich schon bisschen schlauer. Der LM358 schaltet dann also die eingänge (pins) 7 und 8 durch. Sind diese gleichungen hier richtig um R8, R9, R10 zu berechnen:

Zitat:

Also:

U(OP) = ( R8 + R9 ) / ( R8 + R9 + R10 ) * U( Grenz )

U (OP ) = 2,5V , da von Zenerdiode vorgegeben
U (Grenz ) = z.B. 14V bei vierzelligem LiOn Akku als obere Schwelle

umgestellt:

R10/(R8+R9) = U(Grenz)/U(OP) - 1

R10/(R8+R9) = 14V/2,5V - 1

R10/(R8+R9) = 4,6

das gleiche kann man für den unteren OP machen:

U(OP) = R8 / ( R8 + R9 + R10 ) * U( Grenz )

U (OP ) = 2,5V , da von Zenerdiode vorgegeben
U (Grenz ) = z.B. 12V bei vierzelligem LiOn Akku als untere Schwelle

umgestellt:

R8/(R9+R10) = U(Grenz)/U(OP) - 1

R8/(R9+R10) = 12V/2,5V - 1

R8/(R9+R10) = 3,8

jetzt hat man 2 Gleichungen mit 3 Unbekannten, also muß man einen Widerstand willkürlich festlegen. Am besten im kOhm Bereich, und dann lassen sich die anderen beiden berechnen.

jetzt bleibt mir noch die Frage wie man R13 berechnet. Auch mit der Spannungsteiler formel? Also das an der Diode 2,5 V abfallen und an R13 dann halt 4,7 V abfallen?

Danke für die Hilfe , habe keine Ahnung von der Materie und versuche da gerade einzusteigen :love:
 
also, so wie ich das sehe, sind die Gleichungen richtig. Konnte zumindest keinen Fehler finden. Allerdings ist die untere Schwelle mit 12 V schon das Ende der Entladung eines 4-zelligen Li-Akkus (vorausgesetzt, dass alle Zellen gleichzeitig bei 3 V Ladeendspannung ankomen!). Also, wenn bei 12 V die rote Led angeht, musst du die Lampe ausknipsen - wenn du an den Anfang des Threads denkst, dann waren die Schaltschwellen mal anders gedacht.
Edit: die Spannung 3 V habe ich von meinem Ladegerät genommen und vergessen, dass man eine Li-Zelle noch etwas tiefer entladen kann. Nur wenn ich mir die Entladekurve oben anschaue und nciht glaube, dass du die mit mehr als 10 A entladen willst, dann ist die untere schwelle bei 12 V noch recht tief. Sorry, wenn ich gerade Verwirrung stiffte. (Ende Edit!)
Die Widerstände im unteren kOhm-Bereich klingen vernünftig. Allerdings nicht zu hoch wählen, damit ein kleiner Querstrom fließen kann, ohne Auswirkung auf die Spannungen zu haben (für Blei und LiO hatte ich 36k und 47k genommen)

Den Vorwiderstand der Zener-Diode berechnest du nur indirekt über einen Spannungsteiler. Die Zener-Diode braucht einen minimalen Strom, um die 2.5 V zu generieren. Außerdem darf ein maximaler Strom nicht überschritten werden. Bei einer LM385 müssen mindestens 20 uA fließen und dürfen maximal 20 mA. Ich glaube, ich gönne der so ein zehntel mA. Also nimmst du die minimale Versorgungsspannung minus der Ref-Spannung und teilst das Ergebnis durch den gewünschten Strom -> Ergebnis ist der Vorwiderstand (das ist R=U/I in Worten ;-) ). Um sicher zu sein, schaust du nun noch, ob bei max Versorgungsspannung der maximale Strom nicht überschritten wird!
Außerdem musst du beachten, dass die Schaltung, die du mit 2.5 V versorgst, etwas Strom ziehen kann, der dann nicht durch deine Diode fließt. Wenn dadurch weniger als der minimale Strom durch die Diode fließt, kann sie dir keine 2.5 V mehr bereitstellen und die Ref-Spannung bricht ein.

so, nun wünsch ich dir noch viel Spaß beim Verstehen der Elektronik. Ich habe vor einiger Zeit auch mit dieser Schaltung angefangen. Und ja, ich hatte davor auch fast keine Ahnung von Elektronik. Nochmals Danke an Jürgen.

Gruß, Peeet.
 
Zuletzt bearbeitet:
Hey, Peeet, alle Achtung. Hast das alles prima erklärt.

Ich kann deine Erklärungen nur noch in Details ausschmücken:

Den Strom durch die Referenzdiode stelle ich mit dem Vorwiderstand auf so rund 100µA ein. Wenns sein muss, eher einen kleineren Widerstand.

Weil die Spannung an R8 so um 2,5V ist, bleibt dessen Wert bei 10k. Alles andere rechne ich mit einem Excel-Blatt aus. Einmal entworfen, muss ich nicht mehr lange die Widerstandswerte errechnen.

Für den 7,4V-Akkuwächter mit den Schaltschwellen bei 6,6V und 7,2V schlage ich folgende Widerstände vor:

R9: 1k parallel zu 10k, R10: 18k, R11,R12: 470 Ohm, R13 22k. Das ergibt Schaltschwellen bei 6,62V und 7,72V.

Leere Platine habe ich noch!

Jürgen
 
Hallo Jürgen ,

hatte schonmal einen akkuwächter von dir für einen 7,4 volt akku , der funzt heute noch super ! brauche jetzt wieder einen für meine neuste lampe ! is ein 14,4 li-ion akku ! möchte aber diesmal die sache etwas vereinfachen ! so soll bei einer deiner beiden schaltschwellen einfach eine rote led angehen !könntest du mir das so vorbereiten ! 3mm leds in rot hab ich da ! bräuchte nur die kabel für plus und minus und die beiden bzw. 3 kabel für die led ! würde dann probieren was besser geht ! aber wenn bei 50 % die rote led angeht wär das optimal !!!

danke gruß jürgen
 
Hallo Jürgen ,

hatte schonmal einen akkuwächter von dir für einen 7,4 volt akku , der funzt heute noch super ! brauche jetzt wieder einen für meine neuste lampe ! is ein 14,4 li-ion akku ! möchte aber diesmal die sache etwas vereinfachen ! so soll bei einer deiner beiden schaltschwellen einfach eine rote led angehen !könntest du mir das so vorbereiten ! 3mm leds in rot hab ich da ! bräuchte nur die kabel für plus und minus und die beiden bzw. 3 kabel für die led ! würde dann probieren was besser geht ! aber wenn bei 50 % die rote led angeht wär das optimal !!!

danke gruß jürgen

Das würde heißen, dass du an den drei LED-Pins entweder wie sonst eine rot-grüne LED anschließt oder eine rote. Das machen wir einfach so: statt der LED löte ich dir ein dreipoliges Kabel an mit einer dreipoligen Buchse. In die steckst du entweder die rot-grüne oder die rote LED.

Auch Jürgen
 
moin auch jürgen ,

das klingt schinmal gut !
so wirds werden :
noch paar fragen :
is bei der led was zu beachten ?
wie hoch is der eigenverbrauch des akkuwächters !
kann ich den direkt an den akku schalten oder sollte er mit abgeschalten werden !
wie groß is der wächter (maße)

danke , jürgen
 
moin auch jürgen ,

das klingt schinmal gut !
so wirds werden :
noch paar fragen :
is bei der led was zu beachten ?
wie hoch is der eigenverbrauch des akkuwächters !
kann ich den direkt an den akku schalten oder sollte er mit abgeschalten werden !
wie groß is der wächter (maße)

danke , jürgen

Die Strombegrenzung ist mit auf der Platine, das passt für beide LED-Typen

Stromverbrauch: pro LED ca. 10 mA, also maximal 20 mA

Besser mit abschalten, der Akku wird sonst (zumidest teiweise) entladen.

Maße der Platine: 13 x 18 mm x 4 mm

Jürgen
 
Hallo,

ich habe noch einen Akkuwächter für 4s Lipo/Liio von Jürgen.
Leider ist mein Akku gestorben und wurde durch einen 5s ersetzt.
Wie kann ich den Wächter nun auf 5s umbauen? Geht das überhaupt?

Grüße David
 
Hallo,

ich habe noch einen Akkuwächter für 4s Lipo/Liio von Jürgen.
Leider ist mein Akku gestorben und wurde durch einen 5s ersetzt.
Wie kann ich den Wächter nun auf 5s umbauen? Geht das überhaupt?

Grüße David

Klar geht das. R10 muss auf 62,46 k abgeändert werden. Weil es diesen krummen Wert nicht als einzelnen Widerstand gibt, lötest du diese drei übereinander: 120k + 180k + 470k.

Soll ich dir diese Widerstände zuschicken? Du kannst mir auch den Akkuwächter (mit Rückumschlag) zuschicken, dann mach ich das für dich.

Jürgen
 
Hi Juergen,

Vielen Dank für deine Hilfbereitschaft!
Mit der Erklärung komm ich klar. Brauchst du nicht erst den Lötkolben rauskramen ;)
Und vielen Dank nochmal für das toole Teil!

Grüße David
 
Hi Juergen,

Vielen Dank für deine Hilfbereitschaft!
Mit der Erklärung komm ich klar. Brauchst du nicht erst den Lötkolben rauskramen ;)
Und vielen Dank nochmal für das toole Teil!

Grüße David

Gern geschehen. Ich freue mich, wenn die Dinger so zuverlässig sind, wie ich mir das vorgestellt hatte.

Du musst natürlich die alten Widerstände auslöten (es waren für vier Li-Akkus auch zwei parallel übereinander gelötet). Einfach im Wechsel beide Lötstellen erwärmen, bis die Widerstände von selber wegschwimmen.

Die Schaltschwellen bei 5 Li-Zellen werden dann bei 17,6V und 18,2V sein.

Jürgen
 
hallo.
also ich wollt nur mal in den raum schmeißen wie ich das mit der überwachung gelößt habe.

Mal abgesehen davon das ich einen Maxflex 5a nutze. Der hat eine status led (einfarbig) die man einstellen kann, ab wann sie leuchtet, blinkt, doppelblinkt (da schaltet die KSQ dann auch gleich ab).

zusätzlich hab ich sowas am balancer anschluss von meinem akkupack:
bdefe5bd.jpg


Das ding zeigt abwechslnd die spannungen der einzelzellen und die gesammtspannung. (1-6 Zellen)

Ist sehr (überraschend) genau. mit DMM nachgemessen und auch auf der 2. nachkommastelle kein unterschied. (gutes fluke...).

Ist natürlich nicht wie bei einer bunten led auf die man kurz schaut. aber ich finde es sehr praktikabel und man hat mehr information. (auch wie es um das auseinander driften der akkus bestellt ist).

hab dafür in der bucht weniger als 2€ inkl. porto bezahlt. (und im gegensatz zu manch anderen zeug von dx wo ich grad 8-11 wochen gewartet hab :mad: war das in einer woche da:eek:).
z.b. hier: http://cgi.ebay.de/ws/eBayISAPI.dll?ViewItem&item=160426436374
 
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