fuer den Eigenbau eines Akkupacks aus gebrauchten Notebookakku-Innereien[1] suche ich eine Schaltung, die Zellbalancierung und ggf. auch Ueberstromschutz machen kann und, das ist naemlich das Problem, auch fuer den Bastler erhaeltlich bzw. baubar ist.
Ich hatte eigentlich bei Maxim passende ICs gefunden (MAX1665/1924), mit denen die Extremradfahrer sich Lampen bauen[2], aber leider keinen Haendler (Buerklin/Farnell/Reichelt), und Maxim verschickt keine Muster mehr. Andere Hersteller scheinen nur die Luxusversionen zu haben, die dann vom Rechner steuerbar sind, aber auch staendig mit Daten bespasst werden wollen, um nur mal den Ausgangs-FET aufzumachen. Solche sind auch in den Packs verbaut. :-(
Es waere mir uebrigens egal, ob ich 3 oder 4 Zellen in Reihe schalte, den Ausgang (6V/knapp 6W fuers Gluehobst am Fahrrad) macht ein 34063.
Das Laden wollte ich absichtlich mal ausser Acht lassen, da kann ein (ggf. gesteuertes) Labornetzteil dienen.
Vielen Dank fuer Tips etc.,
Gruesse Michael
[1] Samsung ICR18650-26A, aehnlich:
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je zwei parallel und davon drei in Reihe [2] Riesenfred auf:
Sorry, vielleich haette ich genauer schreiben sollen: Von diesen Typen. Auf der Sample-Bestell-Seite steht hinter allem, was interessant waere, "No samples". Und ja, ich habe den Gegentest gemacht, MAX232XXX waeren zu haben ;-)
Also zumindest das Balancing könnte man ja auch mit dem TL431A und zwei genauen Widerständen machen. Geht bis 100mA. Muss man aber nach dem Laden abklemmen, wegen zu hohen Ruheströmen.
LiIons haben nur neu eine geringfügig (~25%) höhere Energiedichte als aktuelle NiMH's, welche bei richtiger Behandlung sehr lange halten. Nach 2 Jahren Alterung - selbst bei nur geringer Nutzung - ist der aufwändige und gefährliche Vorteil schon dahin. Würde ich mir überhaupt die Frage stellen, diesen Typ für einen Fahrrad-Akku zu handhaben. Aber bei gebrauchten LiIons würde ich erstmal deren Restkapazität messen und durch Volumen/Gewicht teilen ...
Protection ICs gibts wie Sand am Meer, auch viele für 3-4 Zellen in Reihe, davon wiederum auch einige die tatsächlich die Einzelspannungen überwachen. Wegen Erhältlichkeit / Bemusterung vielleicht mal bei TI nachschauen, z.B. UCC3957 (ist aber 0,5mm Raster und das Ding hat einen Wakeup-Eingang der bedient werden will).
Die Meisten haben feste Schwellen, Du musst also vorher passend zu den Akkus entscheiden wo die liegen sollen.
Einen Chip der selbsttätig balanced hab ich noch nicht gesehen, die die eine Ansteuerung drin, haben wollen das lieber von extern gesteuert haben.
Vielleicht wäre eine Kombination aus Prot.-IC, und Brachialbalancing geeignet: Beim Laden werden ausgesuchte Z- oder TAZ-Dioden (auf Temperaturgang achten!), vielleicht mit kleinem Vorwiderstand über MOSFETs beim Laden zugeschaltet, oder die Schaltung gleich als "Ladeelektronik" (im Sinne von: Hängt nur am Akku wenn auch geladen wird) nehmen, dann kommts auch nicht auf Leckströme an. Für ein Bastelprojekt aus alten Zellen kommts ja auf perfektes Balancing eh nicht so an.
Man könnte auch Prot.-ICs für jede Einzelzelle verbauen die in ihrer Schwellenspannung unter der des "richtigen" Prot. ICs liegen und diese die Balancing-Rs schalten lassen. Hat gegenüber den Dioden den Nachteil das erst sehr spät in der Nähe des Ladeschlusses Balanced wird und das evtl. Ladezeit kostet.
Dafür kannst Du Rückmeldung über LEDs machen (mit Vorwiderstand parallel zu geschalteten Balancing-Rs): Wenn alle leuchten ist gebalanced und Ladeschluss. Diesen Zustand würde ich (evtl. über Optokoppler) auch als Signal zur Trennung von der Ladequelle nutzen. Der "richtige" Prot.-IC soll ja nur eine 2. Sicherheit darstellen wenn die Ladeschaltung versagt, und ein Labornetzteil ist keine solche.
Sinvoll wäre noch eine Strombegrenzung die dem Wert des Balancingstromes entspricht, sobald die erste Zelle Balanced.
Für die eine Info müssen die OK-Ausgänge UND-, für die andere ODER-Verknüpft werden, würde ich als eine Art DA-Wandler mit Widerständen und Komparatoren machen.
im Moment verwende ich 5 NiCd-Akkus in Monozellenform mit gut 4Ah (gemessen, nach einem Jahr Betrieb). Davon habe ich auch noch genug in Reserve. Das wiegt im Gehaeuse schon ein gutes Kilo. Da waeren 11V/5,6Ah schon eine Verbesserung, vor allem, wenn sie ein Drittel so gross und ebenfalls umsonst sind. Ich habe bis jetzt nur ganz grob mit einer 12V/20W-Halogenlampe getestet, und da sahen sie sehr gut aus. Jetzt muss ich halt sehen, ob sich der Aufwand fuer die Schutz/Lade- schaltung lohnt.
Ned so schoen... aber scheint bei den meisten so oder so aehnlich zu sein.
nicht
Das laeuft einen Shuntregler raus, der einfach ab Ladeendspannung den Ladestrom aufnimmt, aehnlich dem anderswo vorgschlagenen TL431, oder?
geschalteten
Das waere auch sehr elegant. Vor allem scheinen die meisten Balancing-ICs einfach den Ladestrom mit dem externen FET abzuschalten, sobald _eine_ Zelle voll ist. Haette ich vor dem Datenblattwaelzen auch nicht gedacht...
Das ergibt sich aus dem Aufdruck der Neukapazität und bei welchem Gewicht/Volumen? Vielleicht ~110Wh/kg neu incl. nötigem Drumherum. Nach 3 Jahren haben solche Notebook-Reste regelmäßig nur noch die Hälfte - weiter fallend mit der Zeit - recht unabängig von Nutzung.
Bei NiCd hat man nur ~ die Hälfte Energiedichte von NiMH. In Mono-Bauform hat man durchgängig nochmal einige 10% schlechtere Energiedichte als z.B. bei Mignon-Zellen. Die Mignon (&Micro) NiMH sind am meisten optimiert. Sollte Faktor 3 drin sein. ~100Wh/kg. Bzgl. Volumen ists noch besser als LiIon. Richtig gehandhabt bleibt das >>10J/500Zyklen stabil Gibt solche Zellen für 1¤ und weniger in brauchbarer Qualität (Ebay,Pollin.de,..). Packs leicht zusammenstellbar und es sollte mit neuen Zellen günstiger und mit höherer Energiedichte hinzubekommen sein als mit der proprietären Schutzschaltung selbst bei kostenlosen ausgeleierten LiIons.
Solche diffizilen Schutzschaltungen haben auch die Angewohnheit, dass bei einer Produktionsstückzahl
Der TL431 wäre im Prinzip auch geeignet, man braucht halt noch ein paar Rs, könnte dafür aber einen als Trimmer ausführen, zum Experimentieren bestimmt nicht schlecht.
Für nur 3-4 Zellen könnte man recht einfach was mit diesen Universalübertragern mit 6 Wicklungen machen, aber bei kleinen Zellen ist der Weg bis zur eigenen Ladeschaltung für jede Zelle dann auch nicht mehr weit.
Die eleganteste Lösung fürs nivellieren wäre aber wahrscheinlich die flying capacitor Schaltung, wurde hier vor einiger Zeit mal erwähnt. Da brauchts gar nichts an "intelligenz", geht alles wie von selbst ;-). Hat aber natürlich auch ein paar Nachteile.
Welche meinst Du, schieb doch mal die Bezeichnung(en) rüber. Aber was soll so ein Teil denn machen wenn es den Strom nicht beeinflussen kann oder schon gar keine Ahnung über die Stromverhältnisse hat, voller als voll heisst halt kaputt. Idealerweise nivelliert man halt auf den Punkt wo alle Zellen gleichzeitig voll sind, dazu sind ein paar Messwerte und Einflussmöglichkeiten schon ganz sinnvoll. Wenn man dann noch an der Algorithmik schrauben will, ist man schnell bei einer Controllerlösung.
Da keine Ladungsumverteilung zwischen den Akkus bei diesem Konzept möglich ist, macht es ja auch Sinn dann abzuschalten, wenn einer der Akkus voll ist. Die Mehrkapazität der anderen beteiligten Akkus kannst du so ja eh nie benutzen!
Diesbezüglich muß ich dann schon mal darauf hinweisen:
Wie teuer wäre denn so was für nen Notebookakku 14,4V und wie teuer für 7,2V NiXX ? Hast Du da auch eine Preisvorstellung oder ist es vieeeeeeeeeeel zu teuer ?
Aus dem Ärmel schütteln geht momentan nur für Akkusreihenschaltungen aus
12V Einzelzellen. Dafür hatten wir es mal ausgelegt und praktisch umgesetzt in ne Kleinserie. Um genau zu sein, für das Elektroauto Hotzenblitz mit 14 in Reihe geschalteten 12V Bleiakkus. Da die Ansteuerungsschaltung vom Leistungsteil getrennt ist, ist eine Anpassung leicht. Für ein Einzelgerät lohnt diese aber nicht. Außer du hat was ganz besonderes, wo entsprechend Kohle da ist. Sich unterirdisch durch die Antarktis durchfressender Ölsuchwurm oder so ;-)
Ich scanne mal die alten Unterlagen ein und schicke dir dann morgen ne Mail. Eine Version für einen Pack aus 1,2V Zellen ist geplant, sobald ich Zeit finde.
Aus dem Schwarzwald stammte der Initiator. Keine Ahnung was die heute so treiben. Ein Update scheint hier zu sein:
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War ein nettes Spielzeug und 'hängt jeden Ferrari ab': Den Leuten fallen die Augen aus. Einmal hätte mich mal fast einer abgedrängt/gecrasht. Ich dachte: huch, was will der? Dabei wollte er nur höflich einen Prospekt abgreifen. Da kein schaltendes Getriebe -> keine Schaltpausen. Da konnte man an der Ampel schonmal andere auf die ersten 100 Meter schön ärgern :-)
Es steht einer in Sinsheim im Technikmuseum, falls mal einer auf der Autobahn vorbeikommt. Lohnt auch so einen Stopp.
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