ich suche gerade nach einer L=F6sung um eine akkubetriebene Stromversorgung f=FCr 12V aufzubauen. Ein 12V Ger=E4t soll =FCber einige Stunden versorgt bleiben (max. Leistungsaufnahme ca. 50W). Da ich Platz und Gewicht sparen muss, kommen Blei- oder Bleigelakkus leider nicht Frage. Da das Ger=E4t auch im Flugzeug transportiert werden soll, ist aus Sicherheitsgr=FCnden auch Lithium-Ionen-Akku nicht m=F6glich. Bleibt wohl nur NiMH.
Wenn das Stromnetz verf=FCgbar ist, soll sowohl der Akku geladen, als auch das angeschlossene 12V Ger=E4t betrieben werden. F=E4llt das Stromnetz weg, soll das 12V Ger=E4t vom Akku versorgt werden. Da das Netz jeweils nur f=FCr unbekannte und eher kurze Zeit zur Verf=FCgung steht, soll m=F6glichst wenig Zeit zum Aufladen ben=F6tigt werden.
Im Prinzip ist das die Funktionalit=E4t einer USV, nur dass das "Netz" eben nur sehr sporadisch zur Verf=FCgung steht.
Leider habe ich keine Modul oder Ger=E4t gefunden, das diese Funktion f=FCr NiMH-Akkus erf=FCllt (Falls jemand eines kennt, w=E4re ich nat=FCrlich=
sehr dankbar!).
Auf der Suche nach einer L=F6sung stelle ich mir gerade die Frage, was passiert, wenn man einem NiMH-Akku der von einem Computer- Schnellladeger=E4t (aus dem Modellbau, z.B. "Power Peak Eternity" von Robbe) w=E4hrend des Ladevorgangs eine Last parallel schaltet. Kommt das Ladeger=E4t dann "ausser Tritt", oder funktioniert das? Hat das jemand schon mal ausprobiert? Ich bin f=FCr jede Info, Idee oder Anregung dankbar!
schrieb im Newsbeitrag news: snipped-for-privacy@v17g2000hsa.googlegroups.com...
Das wird sehr wahrscheinlich passieren, weil durch den nun geringeren Ladestrom (bzw. sogar Entlasung) die Spannung einbricht, was als Ende des Ladevorgangs angesehen wird.
Der MAX712 wird damit beworben, dass er laden kann, obwohl die Last dran ist, leider ist er fuer max. 4 Zellen und weniger Strom. Aber vielleicht kann man sich das Prinzip dort abgucken.
Warum der MAX713 in einer der angegebenen Schaltungen als Schaltregler arbeiten soll, verstehe ich uebrigens nicht.
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Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at gmx dot net
homepage: http://www.geocities.com/mwinterhoff/
de.sci.electronics FAQ: http://dse-faq.elektronik-kompendium.de/
Read 'Art of Electronics' Horowitz/Hill before you ask.
Lese 'Hohe Schule der Elektronik 1+2' bevor du fragst.
Ist Dir bekannt (mir leider nicht) was solche Schnellladeger=E4te regeln? Versuchen die Ger=E4te einen definierten Verlauf der Spannung =FCber der Zeit zu erzeugen? Das Ger=E4t von Robbe liefert angeblich bin zu 20A. Da w=E4ren bei einer 50W Last ja immer noch fast 16A zum Laden =FCbrig. ;-)
Nein, sie schicken einen konstanten Strom in den Akku, ggf. gepulst, und protokollieren die Spannung, und versuchen aus dem Spannungsabfall der nach Erwaermung des Akkus eintritt, wenn der die elektrische Energie nicht mehr chemisch binden kann, zu erkennen, wann er voll ist.
Aber es wird bei Anlegen der Last abschalten, wenn der Lastrom um 4A zurueckkgeht, geht auch die Spannung zurueck, denn ein Akku hat ja auch Innenwiderstand.
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4 Zellen - sicher? Hier im Datenblatt es der für bis zu
16 Zellen "programmierbar".
AFAIK unterscheiden sich MAX712 u. MAX713 nur im "cut-off"-Verhalten. (und was ist an dem Schaltregler so schlimm? Ich hab das mal gemacht für das Ladegerät auf nem kl. Segelboot, und da ist Verlustleistung teuer)
Einige Stunden 50W bei 12V/4A: 10xNiMH Mono mit 10Ah - reicht das dann aus? Ansonsten müsste man mit Parallelschaltung arbeiten was noch komplizierter ist, aber auch geht. Oder teure Industriegrosszellen (Saft Batteries, GP Batteries) , die aber auch kaum mehr eine gute Energiedichte auf die Waage bringen.
Wie sieht die Last aus? Pulse? MAX712 kann mit Current-Leak-Messung und Linear-Regler den Strom für die Lastkompensation dazuschiessen und so die dU=0 Erkennung effektiv sauber halten, sofern die Laderquelle mehr als den Laststrom bereitstellt. Und: der Rsense muss zwischen Akku und Last sein - kann also nicht durch einfachen Stecker erreicht werden. Aber Linear-Regler bei diesen hohen Strömen dürfte kaum praktikabel sein. Und die Belastung des Akkus wird ziemlich hoch sein. Sind 200..400 Zyklen Akkulebensdauer ausreichend? (Jedes Nachladen zählt dabei als nahezu voller Zyklus bei dU-Verfahren - im Gegensatz etwa zu Blei-Nachladen!)
Eine custom abgestimmte einfache und zugleich sehr schonende Lösung: Wider dem NiMH Lehrbuch trotzdem eine Spannungsladung mit Strombegrenzung an bekanntem Akkupack - am einfachstem mit genauem Labornetzteil:
Ladekurve der Zellen bei verschiedenen Strömen und Temperaturen sicherheitshalber mal anschauen. Bei max. Spannung sollt der Strom nach einiger Zeit recht klein werden, der Akku aber doch letztlich >90% voll werden. Die Mittenspannung von normalen NiMHs ist recht einheitlich 1.32V. Volle Zellen nach 12h haben etwa 1.36V @ 20°C Kritische Memory-Effekte und komische Bocksprünge und Dead-Locks in der Ladespannungskurve wie etwa bei NiCd gibt es nicht.
Normalweise kann man dann z.B. auf N x 1.40V in gewissem Temperaturbereich recht sicher zuladen. Am Anfang sehr schnell bis >1C . Ad infinitum über Nacht wird der Akku etwa 95% voll - und nicht 100%, was einen sehr großen Vorteil in der Lebenserwartung bringt. Ladeschadwirkung am NiMH entsteht fast ausschliesslich auf den letzten Prozenten und Überladung bei hohen Strömen. Ewig zum Überwintern sollte man die Spannung aber nicht dranlassen. Bei diesem Verfahren stört eine beliebig komplizierte Last dann logischerweise auch nicht. Bei ggf. nachsortierten Zellen funktioniert das sogar mit NiMH-Parallelschaltung. Entscheidend ist die genaue Spannungseinstellung und bei extremen Temperaturen ggf. eine Kompensation.
Verbesserung ggf. mit µC: Überwachung von Temperatur und groben Fehlspannungen / Zellkurschluss (Bei NiMH aber noch nicht gesehen
- es sei denn die Zellen haben bei Lieferung schon 0V oder haben eine Ventilöffnung hinter sich)
Alles ohne Gewähr, muss inital genau justiert und beobachtet werden - aber hier geht das gut.
Mit etwas mehr µC geschieht genau so etwas z.B. beim NiMH System der Toyota Prius. Würde man bei dieser Anwendung auf dU/Peak laden, wäre der teure Akku nach ein paar Monaten schrottreif. So aber erreicht man mehrere tausend Zyklenäquivalente.
Dieser Algorithmus wird übrigens auch von Blei- und Li-Ladern praktisch schon gut als Vorlage zur Verfügung gestellt. (Was das von Dir genannte Gerät auch können sollte - ggf. sogar mit Editieren krummer Spannungsniveaus).
Blei-AGM/Vlies-Algorithmus mit 2-Phasen ermöglicht bei genauer Abstimmung sogar eine schnelleres Laden in der 2ten Hälfte. Könnte man unter Aufsicht wagen und sehen wie voll die Zellen dann werden:
12V-Blei-AGM-Lader für 10xNiMH (ggf. sogar parallel)
Das gleiche Problem stellt sich bei Laptops. Früher, als dafür noch NiMH-Akkus verwendet wurden, benutzte man sogenannte Fuel-Gauges für die Ladekontrolle. Das sind ICs, die messen können, wieviel Strom in und aus dem Akkupack fließt, und auch Selbstentladung, Verluste beim Laden, usw. berücksichtigen können. Nach einer gewissen Zeit stimmte die Anzeige mit der tatsächlichen Ladung trotzdem nicht mehr überein, aber im Großen und Ganzen war das schon recht brauchbar. Wenn die Anzeige zu sehr aus dem Ruder lief, musste man den Akku halt einmal völlig entladen und wieder aufladen.
Wieso frueher? Das wird bei Lithium auch so gemacht. Diejenigen z.B die einen Akku haben wo auf Knopfdruck eine Reihe LEDs aufleuchten welche den Ladezustand anzeigen haben meist einen BQ2050 drin.
Für die eigentliche Ladesteuerung spielen diese Zähler (auch heute noch in DECT Phones mit NiXX und überall) keine oder bestenfalls eine untergeordnete Rolle. Eher für den Anzeigebalken allein, der dann mehr oder weniger smooth dynamisch nachgeregelt wird.
Die Entscheidungen zum Laden werden aufgrund von Spannungseckpunkten, dem leidigen -dU und zuletzt einem Sicherheitstimer (in welchen der Zähler ggf eingehen kann) gemacht. LTC4060 ist z.B. so ein Dingens mit Auto-Recharge (anhand wählbarer U-Tresholds und Hysteresen)
Es ist gar nicht so schwer den NiMH anhand von Spannungen einigermassen "dingfest" zumachen. (Bei NiCd gibts kompliziertere Bocksprünge)
Auch bei NiMH gilt zunächst einmal die
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Die typische S-Kurve U(Ladezustand) bei galvanischen Zellen:
U_nimh_no_O2=1.32 + 0.026 * ln( x / (1-x) )
D.h. die Leerlaufspannung 1.32V im ausgeglichenen mittleren Zustand @ RoomTemperature (breiter flacher Bereich), wo die wirksamen Konzentrationen den Logarithmus zu Null machen. Bei 95% - x=0.95 ist der ln etwa 3. => 1.40 V plus die wirksamen (stark temp.abhängigen) Innenwiderstände bei Stromfluss.
Das Ganze ist dann noch Überlagert von der leidigen O2-Produktion (sogar niedrigere Leerlaufspannung 1.23V), welches bei hohen Spannungen >> 1.40 dann die Ladeströme entsprechend wegfrisst (anteilig umso mehr je niedriger der Strom) und so diesen Temperaturbuckel/Sättigung je nach Stromstärke am Ende der Ladekurve ergibt und die Selbstentladung etc. Man bekommt deshalb die letzten Prozente nur durch "brutale Überflutung" mit vgl. hohem Strom hinein - aber das verschwindet auch sehr schnell wieder durch hohe Selbstentladung nach Ladeende
- eh kaum nutzbar und höchste Schadwirkung. (Ich lade die Top-Charge deshalb bei kontrollierten Anwendungen nur On-Demand und nur bei Bedarf kurz vor Nutzung dazu)
Ist doch egal, wie und wofür das der eine oder andere Hersteller einsetzt. Es ging doch nur um eine Anregung an den OP, wie er sein Problem lösen könnte.
Ich habe einen älteren Laptop, bei dem wird im normalen Betrieb tatsächlich nur die Fuel-Gauge für die Ladesteuerung eingesetzt. Erst wenn man den Akku völlig leerlaufen lässt oder entnimmt, wird mit einer temperaturgesteuerten Ladeendkontrolle aufgeladen (beim Entnehmen deshalb, weil die Ladeelektronik noch im Laptop und nicht im Akkupack sitzt).
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