li-ion selbstbau mit netzteil laden

[ghi]

ich muss mal für meine verständnisfrage einen neuen thread aufmachen, weil das evtl. sonst im li-ion akku oder sonst wo vllt. untergeht.

wenn ich die hier im forum verstreuten infos richtig verstanden habe, dann sieht es doch so aus:

1. li-ion akkupacks müssen eine funktionierende schutzschaltung haben, die bei erreichen von ca. 4,3x V der ersten zelle, diese vom netzteil trennt und somit auch für alle restlichen zellen das laden beenden muss.
d.h. es kann eine beliebige sein, z.b. die originale im camcorderpack, fertige gekaufte für li-poly/li-ion oder bratbeck.

2. das netzteile muss eine sinnvolle spannung in relation zur ladeschlußspannung des akkupacks haben, d.h. für 4 zellen wäre etwas zwischen DC 17V-20V brauchbar, z.b vom drucker, notebook, scanner, etc...
es muss zwingend ein verbraucher in reihe zwischengeschaltet werden, um die spannung zum akku zu begrenzen und mit einer 12v lampe auch noch eine ladezustandskontrolle zu haben, weil wenn die lampe aus ist, ist der akku voll.
solche netzteile gibt es mit einem strom von 1A - 6A.

was ist zuwenig, was ist zuviel, wie bestimme ich die passende lampe dazu, wenn ich (einigermaßen) schnell oder (etwas) langsam(er) laden will, was wäre (viel) zuschnell?
wenn ich z.b. vom drucker ein netzteil mit 18V/1,1A habe, wäre eine 20W nicht etwas zu groß vom verbrauch?

 

[nikolauzi]

ich muss mal für meine verständnisfrage einen neuen thread aufmachen, weil das evtl. sonst im li-ion akku oder sonst wo vllt. untergeht.

wenn ich die hier im forum verstreuten infos richtig verstanden habe, dann sieht es doch so aus:

1. li-ion akkupacks müssen eine funktionierende schutzschaltung haben, die bei erreichen von ca. 4,3x V der ersten zelle, diese vom netzteil trennt und somit auch für alle restlichen zellen das laden beenden muss.
d.h. es kann eine beliebige sein, z.b. die originale im camcorderpack, fertige gekaufte für li-poly/li-ion oder bratbeck.

2. das netzteile muss eine sinnvolle spannung in relation zur ladeschlußspannung des akkupacks haben, d.h. für 4 zellen wäre etwas zwischen DC 17V-20V brauchbar, z.b vom drucker, notebook, scanner, etc...
es muss zwingend ein verbraucher in reihe zwischengeschaltet werden, um die spannung zum akku zu begrenzen und mit einer 12v lampe auch noch eine ladezustandskontrolle zu haben, weil wenn die lampe aus ist, ist der akku voll.
solche netzteile gibt es mit einem strom von 1A - 6A.

was ist zuwenig, was ist zuviel, wie bestimme ich die passende lampe dazu, wenn ich (einigermaßen) schnell oder (etwas) langsam(er) laden will, was wäre (viel) zuschnell?
wenn ich z.b. vom drucker ein netzteil mit 18V/1,1A habe, wäre eine 20W nicht etwas zu groß vom verbrauch?

Die Lampe in Reihe begrenzt den Strom, d.h. auch wenn Dein Netzteil 20V und 100A hat, begrenzt die Lampe den Strom auf 0..ca.2A.
Die Lampe verbrät nur die Leistung der Spannungsdifferenz zwischen Akku und Netzteil, d.h. bei leerem Akku 18V-12V=6V. Also nicht gar so viel
Und die Ladegeschwindigkeit bestimmst Du mit der Lampe, durch eine 50Watt Lampe geht mehr, als durch eine 20Watt Lampe.

Den exakten Ladestrom kann ich Dir aber nicht sagen, ich lade mit einem Labornetzteil. Da müssen andere ran

Der Nikolauzi

 

[pinguin]

Die Lampe in Reihe begrenzt den Strom, d.h. auch wenn Dein Netzteil 20V und 100A hat, begrenzt die Lampe den Strom auf 0..ca.2A.
Die Lampe verbrät nur die Leistung der Spannungsdifferenz zwischen Akku und Netzteil, d.h. bei leerem Akku 18V-12V=6V. Also nicht gar so viel
Und die Ladegeschwindigkeit bestimmst Du mit der Lampe, durch eine 50Watt Lampe geht mehr, als durch eine 20Watt Lampe.

Den exakten Ladestrom kann ich Dir aber nicht sagen, ich lade mit einem Labornetzteil. Da müssen andere ran

Der Nikolauzi

Juhu... Endlich eine nützliche Erklärung. Ich kann dann meinen Lader noch etwas verbessern mit einer geeigneten Lampe. Toll!

 

[ghi]

danke für die erklärung. also ein netzteil mit unter 2A scheint mir dann wenig sinnvoll.
jetzt müssen die schutzschaltungen nur noch die beworbenen eigenschaften haben, dann ist alles ok.

 

[H-Ball]

Hi ghi,

soweit ich das mit meinen limitierte Kenntnissen zu LiIo / LiPo beurteilen kann ist das was du schreibst korrekt.

Für die Schutzschaltung bzw. das Abschalten beim Laden gibt es noch eine zweite Option zur Kontrolle der einzelnen Zelle:
Dazu müsstest du einen sogenannten Balancer verwenden, der meistens 1-4 Zellen überwacht und die Zelle bei einer überhöhten Spannung (> 4.3x V) entsprechend entlädt. Soweit ich das kapiert habe, funktioniert das aber nur für nicht parallel geschaltete Zellen. Solche Balancer werden z.B. im Modellflugbereich verwendet. Wenn du so einen Balancer einsetzt, dann reicht es aus, wenn du das komplette Pack bezüglich "Abschaltspannung" überwachst (Zellenanzahl * 4.3X V).

Wie unterschiedlich die Ladeschlussspannung pro Zellentyp ist, kann ich dir aber nicht sagen.

Mit ner Platine von Bratbeck dürftest du aber auf der sicheren Seite sein

Bezüglich Strombegrenzung muss ich aber passen. Ich würde aber denken, dass man auf die Glühbirne verzichten kann, wenn man zum generellen Schutz des Akkus bei Laden und Entladen eine Strombegrenzung einsetzt, aber da können die LiIo / LiPo-Profis sicher mehr dazu sagen.

Das Limitierende ist sowohl beim Laden als auch beim Entladen der verwendete Akku respektive die verwendeten Einzelzellen. Entsprechende Hochstromzellen aus dem Modellbaubereich (z.B. von Kokam) kannst du halt ganz anders "vollpumpen" als ein Akkupack aus Camcorderzellen gelötet.

Gruß,
H.

 

[manne]

Als unschlagbar simple und günstige Lösung mag die Glühbirnen-Methode ja ihre Berechtigung haben, bloß spätestens wenn ich mir der Funktion der eingebauten Schaltung nicht 100% sicher sein kann, wär mir das einfach zu riskant.
Eine echte CV-CC-Schaltung (der bessere - um nicht zu sagen eigentlich einzig richtige - Weg zum Laden von Li-Ion) aufzubauen ist nun auch kein großes Ding, wie mal von User Superfisch vorgeschlagen mit diesem Teil (oder -85, -84, ... für höheren Ladestrom), an einen Kühlkörper, 2 Widerstände zum festlegen der Ausgangsspannung (siehe Datenblatt), fertig!

MfG Manne

 

[nikolauzi]

Als unschlagbar simple und günstige Lösung mag die Glühbirnen-Methode ja ihre Berechtigung haben, bloß spätestens wenn ich mir der Funktion der eingebauten Schaltung nicht 100% sicher sein kann, wär mir das einfach zu riskant.
Eine echte CV-CC-Schaltung (der bessere - um nicht zu sagen eigentlich einzig richtige - Weg zum Laden von Li-Ion) aufzubauen ist nun auch kein großes Ding, wie mal von User Superfisch vorgeschlagen mit diesem Teil, an einen Kühlkörper, 2 Widerstände zum festlegen der Ausgangsspannung (siehe Datenblatt), fertig!

MfG Manne

Volle Zustimmung Sodenn man natürlich des Lötens mächtig ist

Der Nikolauzi

 

[ghi]

leute, ihr vermischt da, was nicht zusammen gehört.
manne, superfisch oder nikolauzi oder ihr alle zusammen könnt nochsoviel recht haben mit der dem verlinkten bauteil und dem hinweis auf das datenblatt,
aber
ich kann nur ein bischen was zusammen löten und die lösung mit der lampe, dank der guten erklärung von nikolauzi, nach vollziehen, das mit dem bauteil und den notwendigen widerständen, dafür fehlt mir das notwendige wissen, somit fällt diese lösung leider für mich (und bestimmt auch leider viele andere hier) weg.
wenn jemand sowas für kleines geld hier im forum anbieten würde oder es eine idiotensichere anleitung gibt, würde ich es mir überlegen, sobald mal jemand erklärt was damit überhaupt gemeint ist.
in der zwischenzeit lebe ich gefährlich und ihr seid schuld daran

 

[superfisch]

....
ich kann nur ein bischen was zusammen löten und die lösung mit der lampe, dank der guten erklärung von nikolauzi, nach vollziehen, das mit dem bauteil und den notwendigen widerständen, dafür fehlt mir das notwendige wissen, somit fällt diese lösung leider für mich (und bestimmt auch leider viele andere hier) weg.
....

Ok ... du kannst schon löten - sehr gut. Wenn du jetzt mal wirklich einen Blick ins Datenblatt des LT1086 wirfst, dann findest du schon die fertige Schaltung. Du musst nur noch die notwendigen Widerstandswerte errechnen - die notwendige "Formel" steht auch drin. Dann einfach bei Reichelt, Conrad, etc. die notwendigen fünf - sechs Bauteile kaufen und zusammenlöten.

Wenn es hier Probleme gibt, dann kannst du dich wieder melden. Ist also noch einfacher als der Aufbau eines Ikea-Schranks - na dann los!!!

 

[manne]

Also ich versuch mal das ganze noch ein bisschen Richtung "idiotensicher" zu bewegen, weil an der praktischen Umsetzung sollte m.E. am wenigsten scheitern:

Das Prinzip mit Notebook-Netzteil bleibt bestehen, dieser Regler ersetzt dabei einfach die Glühbirne, er sitzt genau wie diese als "Vorwiderstand" in der (Plus)Zuleitung. "Vin" (rechts) und "Vout" (mitte) dürften ja schonmal selbsterklärend sein. Nun ist da nur noch zusätzlich der "Adjust"-Pin (links). Für unsere Anwendung reicht wohl die einfachste Variante mit nix weiter als R1 zwischen Vout->Adjust und R2 Adjust->Masse. Aus dem "minimum load current 10mA" und der Referenzspannung 1,25V ergeben sich für angestrebte 16,8V (4-blöckiger Li-Ion) die Werte:

R1 125
R2 1555

Die "nächst-passenden" bei Reichelt:
R1
R2

Das wären dann 16,77 Vout und die Spannung vom Notebook-Netzteil sollte dafür mindestens bei 18,5V und höchstens bei 22V liegen (bzw. wenn höher wird halt nicht der maximale Ladestrom von 1,5-2 A erreicht).

Eine Platine halte ich für die 3 Teile übertrieben, den R1 einfach quer über die abstehenden Pins und R2 ranbrutzeln (und von dort ein Kabel zu Masse führen). Das gute Stück dann mit dem Löchle an etwas wärmeableitendes geschraubt, zur nötigen Dimensionierung kann vielleicht Superfisch oder Nikolauzi noch was sagen?

MfG Manne

 

[superfisch]

....
Das gute Stück dann mit dem Löchle an etwas wärmeableitendes geschraubt, zur nötigen Dimensionierung kann vielleicht Superfisch oder Nikolauzi noch was sagen?

MfG Manne

Na dann sage ich mal was dazu:

Ich neige dazu Kühlkörper eher etwas größer zu dimensionieren - dann verbrennt man sich nich so oft die Finger: Einen Kühlkörper fürs T=220-Gehäuse mit weniger als 5k/W sollte ausreichen, alternativ geht auch ein recht großes und etwas dickeres (3-4mm) Kupferblech. Auf jeden Fall an Wärmeleitpaste zwischen Gehäuse und Kühlkörper denken.
Je größer der Kühlkörper, desto besser....

Edit: Empfehlung Reichelt: "V 4511H" oder "V 4511F" - Kosten 4,25 bzw. 3,45 Euro

 

[ghi]

danke für anleitung.
wie sieht man, wenn der akku fertig geladen hat oder geht das nur mit nachmessen?

 

[nikolauzi]

danke für anleitung.
wie sieht man, wenn der akku fertig geladen hat oder geht das nur mit nachmessen?

Entweder nachmessen oder mit einer speziellen Schaltung
Oder einfach den Finger an den Kühlkörper halten.
Ist er warm, lädt er noch, ist er kalt, ist er voll

Mache ich bei meinem mobilen Ladegerät auch so
Der Nikolauzi

 

[pinguin]

Jetzt könnte man doch einfach einen Sensor an den Kühlkörper kleben, der, solange es warm dort ist, eine Glühlampe zum Leuchten bringt. Wenn kalt, dann Licht aus. Meine ich ganz ernst. Ehrlich wahr...

 

[ghi]

ach wie gut, dass meine schutzschaltung abschaltet, da kann mir so eine technologisch ausgereifte, narrensichere und den "best-practices" entsprechende lösung erstmal erspart bleiben.

 

[manne]

Ghi, vielleicht hätte man zum besseren Verständnis an der Stelle:

1. li-ion akkupacks müssen eine funktionierende schutzschaltung haben, die bei erreichen von ca. 4,3x V der ersten zelle, diese vom netzteil trennt und somit auch für alle restlichen zellen das laden beenden muss.
d.h. es kann eine beliebige sein, z.b. die originale im camcorderpack, fertige gekaufte für li-poly/li-ion oder bratbeck.

...gleich mal ein NEIN einwerfen sollen. Das KANN zwar so funktionieren, das Ansprechen der Schutzschaltung sollte aber keinesfalls den Normalfall zum Ladeschluss darstellen, daher begann mein Vorschlag auch mit "spätestens wenn man sich der Funktion nicht 100% sicher sein kann".
Der übliche Weg ist eine Konstantstromphase bis zum Erreichen von 4,2V/Zellenblock, gefolgt von einer Konstantspannungsphase mit sinkendem Strom. Optimal wär natürlich schon wenn ab einem gewissen Wert (afaik sollten das so 0,03C sein) abgeschaltet würde oder wenigstens was angezeigt wird. Der Aufwand dafür ist dann sicher unverhältnismäßig höher.
Die Abschaltung der Glühbirnen-Methode würde ich jedoch keinesfalls als echten Vorteil für den Akku werten, denn dieses wird nunmal durch Überladung hervorgerufen, sozusagen der Airbag spricht an, nicht die Bremse. Der Regler der mit immer kleineren Strom weiterlädt ist da sicher das kleinere Übel.

MfG Manne

 

[ghi]

manne,
find ich echt gut, dass du dir so viel mühe gibst die zusammenhänge für n00bs, wie mich, zu erklären.
riesen dank dafür!!
allerdings finde ich diese info ziemlich bedenklich, erstrecht für die ganzen nutzer der bratbeck platinen, da das ja dafür als die normale lademethode angesehen wird, wenn ich mich nicht irre.
dabei ist es doch so praktisch mit der lampe, weil:

Die Lampe verbrät nur die Leistung der Spannungsdifferenz zwischen Akku und Netzteil

so kann man mit der gleichen laderkonfig akkupacks von 1-4 zellen laden, theoretisch!?

was ist denn die konsequenz wenn man so lädt?
geht der akku kaputt, wird nie voll, schutzschaltung raucht irgendwann ab, ... ?

 

[nikolauzi]

manne,
find ich echt gut, dass du dir so viel mühe gibst die zusammenhänge für n00bs, wie mich, zu erklären.
riesen dank dafür!!
allerdings finde ich diese info ziemlich bedenklich, erstrecht für die ganzen nutzer der bratbeck platinen, da das ja dafür als die normale lademethode angesehen wird, wenn ich mich nicht irre.
dabei ist es doch so praktisch mit der lampe, weil:

so kann man mit der gleichen laderkonfig akkupacks von 1-4 zellen laden, theoretisch!?

was ist denn die konsequenz wenn man so lädt?
geht der akku kaputt, wird nie voll, schutzschaltung raucht irgendwann ab, ... ?

Nachteil der Lademethode ist ganz klar, daß jedesmal der Akku ein wenig geschädigt wird. Is so ähnlich, wie mit dem Auto nach Gefühl einparken (also bis ein Widerstand kommt )
Geht zwar lange gut, aber lange nicht so gut wie mit korrekter CV (constant voltage) Ladephase Das ist im Forum aber schon länger bekannt.
Manche ziehen halt die quick and dirty Lösung vor, die Akkus sind ja nun auch nicht mehr sooo teuer und halten tun die dennoch recht lange.
Ich lade "sauber" und habe einige Akkus schon weit über 5 Jahre im Einsatz.

Der Nikolauzi

 

[pinguin]

Der tobbi Klein verwendet für seinen Luxilus-Akku doch auch diese "Netzteil+Birne-Methode", er müsste von den Akkus schon einige gebaut/betrieben/geladen haben - tobbi, wie sieht es aus mit deinen Erfahrungen?

 

[windchill]

So wie ich das bei Tobbi zwischen den Zeilen mitbekommen habe, hat er sich ein ordentliches Ladegerät zugelegt. Kann mich aber auch irren.

 

[Bergnafahre]

Die Schädigung der Akkus bei 4,3V ist nicht erwiesen.
Jadenfalls sollte der Akku nicht über längere Zeit an dieser Spannung verweilen was er ja wegen der Abschaltung auch nicht tut.
Die 4,2V Ladeendspannung stellen meiner Meinung nach eine Maximalspannung mit Sicherheitsabstand zum tatsächlichen Maximum dar.

Gruß bergnafahre

 

[manne]

10% mehr Kapazität und Lebensdauereinbuße 60% bei 4,2 statt 4,1V (also für die alte Generation) ist eine der wenigen Infos die man dazu findet. Da kommts sicher auch drauf an wie häufig man den Akku nutzt, wenn selten wird das durch die "Zeitalterung" wahrscheinlich weniger relevant sein. Aber fraglich finde ich ob die Kapazität (trotz "Überladung") überhaupt ausgenutzt wird, wenn die CV im Prinzip übergangen wird. Hier spielt wohl auch eine Rolle mit welcher "Überspannung" dieses geschiet, also bei einem Netzteil näher den 16,8V wohl weniger. All diese Unklarheiten könnte man mit vorgeschlagener, auch nicht sooviel aufwendigerer, Lösung beseitigen...

MfG Manne