Welcher Ladestrom, damit Delta-U Abschaltung funktioniert?

Hallo,

es geht immer noch um meinen Akkupack, der aus der Reihenschaltung von

11 NiCd-Babyzellen besteht :-). Diesen Akkupack will ich im Wohnmobil für alles Mögliche mitschleppen, ergo muß ich mir auch darüber Gedanken machen, wie ich den Akkupack im Wohnmobil "vernünftig" lade - "Zuhause" ist das kein Problem...

Eine einfache Anschaltung des Akkupacks an das 12V-Bordnetz zu Ladezwecken ist Murks. Ich hab den Akku jetzt mal ausgiebig getestet, und so hat mein Akkupack wenn er "leergesaugt" ist im Leerlauf immer noch eine Spannung von 13...13,5V - was soll da noch großartig laden....im Stand schon mal garnicht und auch im Fahren ist die Spannung oft nicht viel höher als die 13,5V. Das vom Akkupackhersteller mitgelieferte Ladekabel für 12V-Bordnetz ist ein Witz - (Und nein, in dem Akkupack ist auch kein Schaltregler eingebaut...).

(BTW: Ich hab jetzt mal bei meinem "Profi-Ladegerät" (einstellbar für Akkusäulen von 1 ... 10 Akkus) die Akkuspannung während des Ladens gemessen. Bei einer Akkusäule von 10 Zellen stieg die Spannung auf über 18V, d.h. über 1,8V pro Zelle!)

Mittlerweile hab ich alle Verbindungen der Akkusäule nach außen auf

2mm-Buchsen außen geführt, so das ich auch einen Teil der Akkusäule mit Hilfe eine Vorwiderstandes im Womo laden könnte (werd ich dann vermutlich auch so machen, wenn ich bis dahin nix besseres hab) - allerdings ist diese Art des Ladens auch nicht das gelbe vom Ei, muß man sich doch jedesmal Gedanken um die Stromstärke und um die Zeit machen, die man die Teilsäule am Ladekreis lässt.

Mir schwebt eher eine "vernünftige" Lösung mit Delta-U-Abschaltung vor, d.h. eigentlich besteht die Aufgabe aus 2 Sachen, zum einen muß ich die Bordspannung mit einem Schaltregler anheben - mindestens 16V schweben mir da vor...besser vielleicht 18...20V (darum kümmere ich mich später - zur Not hab ich irgendwo noch einen fertigen Spannungswandler 12 -> 24V rumfliegen, den ich dafür verwenden könnte, zum anderen die Ladeschaltung selbst, um die ich mich jetzt kümmern will.

Ich reiße mich nicht unbedingt darum, diese Schaltung selbst "dimensionieren" und "entwickeln" zu wollen oder zu müssen, gerne nehme ich auch eine "fix-und-fertig-nur-Bauteile-kaufen-und-aufbauen" Lösung, falls ich solche aber nicht finde, schrecke ich aber nicht davor zurück, diese Schaltung selbst zu "entwickeln".

Falls also jemand nen fertigen Schaltplan hat oder weiß, wo es sowas fertig gibt, so wäre mir das bereits eine Hilfe.

Ansonsten hab ich mir folgende Gedanken zur Schaltung gemacht:

Also...ich brauche eine Konstantstromquelle, die abschaltbar ist. Außerdem muß ich die Akkuspannung überwachen, und sobald am Ladeende der Akku keine weitere Energie mehr aufnimmt und sich statt dessen erwärmt, wodurch er leitfähiger wird und die Klemmenspannung um wenige mV sinkt, muß ich diesen Rückgang der Klemmenspannung mit einem Differenzierer detektieren und daraus das Abschaltsignal für die Konstantstromquelle generieren. Beides traue ich mir zu zu entwickeln und zur Funktion zu bringen....

Die erste Frage, die sich mir stellt ist, wie groß sollte der Ladestrom mindestens sein, damit dieser Spannungsrückgang als "Ladeendesignal" deulich vorhanden ist. Die zweit Frage - wie groß sollte der Ladesstrom maximal sein. So...weitere Fragen ergeben sich im laufe des Projetkts ;-).

Da fällt mir noch ein, das man so ein Ladegerät auch für "beliebig" lange Akkusäulen (im Rahmen der vorhandenen Betriebsspannung natürlich) verwenden könnte - es gibt eigentlich nur 2 relevante Kriterien: 1. die Ladestromstärke festzulegen und 2. dafür zu sorgen, dass das -Deltu-U Signal erfasst wird. Wenn ich diese beiden Bedingungen eingehalten sind, das ist es im Prinzip Wursch, ob ich eine einzelne Akkuzelle lade oder ob ich zehn Zellen in Reihe geschalten haben, die Ladspannung ergibt sich automatisch aus dem Konstantstrom, der vorher festgelegt wird, und dem Zustand der Akkuzellen (also Menge und Ladezustand) von selbst.

Ich bräuchte lediglich noch einen Schalter einzubauen, um für verschiedene Akkubauformen von AAA bis Mono einen passenden Konstantstrom einzustellen, und hätte damit das universelle Ladegerät.

Yep...was wollte ich nochmal? Ach ja, ich wollte wissen bei welchen Ladeströmen (zunächst nur für Baby NiCd...(aber auch NiMh sowie andere Bauformen wären interessant zecks erweiterung) der -Deltu-U Rückgang sicher zu beobachten ist und welche maximalen Ladeströme die einzelnen Akkubauformen in der Regel zulassen.

TIA

mfG Ottmar

Nachtrag ;) - Ja, ich habe die FAQ gelesen - jetzt gerade eben, und ich werde auch die dort aufgeführten Infortmationsquellen nützen.... ...wäre trotzdem nett, wenn mir der, der was weiß mir weiterhilft

BTW2... in der FAQ las ich gerade eben, das bei NiCd gar kein -Delta-U vorhanden sei, sondern lediglich der Spannungsanstieg gestopt und in eine "Gerade" übergeht.....wenn das wirklich so wäre, dann wäre das sehr sehr schlecht, weil dieser fließende Übergang vom Anstig zur Geraden nur sehr schwer zu detektieren ist und vermutlich auch gar keinen "exakten" Wert für das Ladungsende zu bestimmen ist,....das ist wohl so ähnlich wie es unmöglich ist, das Ladungsende eines Kondensators graphisch zu ermitteln....(es gibt keins, da sich der Kondensator nach jeder Zeit Tau um 63% der Unterschidspannung zur Quelle aufläd...)

mfG Ottmar

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Ottmar Ohlemacher
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Ottmar Ohlemacher schrieb:

ok

Während einer "Hochstromladung" sind ca. 1,6 Volt /Zelle und etwas mehr normal. Bei Normalladung etwa 1,4 Vol. Bei 11 Zellen also 15,4 Volt. Vom 12 Volr Bordnetz also nicht ladbar.

Dann verlange doch einfach Nachbesserung! Wie dass der "Verkäufer" schafft ist sein Problem.

Du hast ein Produkt gekauft. Dann hast du auch das Recht dass es bestimmungsgemäß funktioniert. Ich gehe mal davon aus daß es für 12 Volt Autoladebetrieb angeboten wurde?

Dann taugen die Akkus nix. Zu hochohmig. 1,8 Volt sind reichlich zuviel. Typisches Zeichen für Billiakkus oder total ausgelaugte Oldies.

Du könntest doch einen Modellbauschnelllader nehmen. die sind i.d.R. für 5-7 Zellen gedacht. Und damit deine Säule in 2 Teilen laden. Über Stromstärke und Zeit brauchst du dir dann keine Gedanken machen.

zu wenig.

ca. 20 Volt ist Minimum

Dann würde ich gleich den Wandler nehmen.

Delta-U Schaltungen wurden schon massig veröffentlicht.

Google

ok

Ist auch kein Problem. Ein OP, ein paar Rs und Cs. Besser aber du nimmst gleich einen richtigen Ladekontrollerchip

Erfahrungsgemäß reicht so ca. C/5 und mehr.

Ich würde so mit ca. 2-3 C laden. D.h. so in ca. 30 bis 45 Minuten. In meinen Modellrennsportzeiten haben wird mit ca. 10 C geladen! D.h. ca.

5-8 Minuten.

so sollte es sein

ok

genau - meine damaligen Lader konnten von 1 bis 10 Zellen ohne jede Umschalter.

Die Ladespannung interessiert überhaupt nicht. Nur der Delta-U-Knick.

ok

Schrieb ich bereits oben. Je höher der Strom umso stärker der Knick.

Das ist purer Unsinn! Wer schreibt so einen Quatsch. Da hätten sämtliche mir aus früheren Zeiten bekannten Modellbauakkuschnelllader versagt.

Ich kann es dir notfalls beweisen! Habe schon bestimmt tausend Zyklen per PC-Überwachung geladen. Der "Spannungsabfall" ist deutlich messbar.

Mein Con*rad-Akkumaster z.B. erkennt soweit ich mich erinnere ca. 10 mV pro eingesteller Zellenzahl als Abschaltpunkt. Also bei einem

6-Zeller muss der Einbruch ca. 60 mV sein.

So ist es definitiv nicht! Zumindest nicht bei Ladeströmen ab ca. C/5

Mein Con*rad Akkumaster (und auch meine Software) erkennt den Knick bei 500 mA Ladestrom auch bei 4000er Zellen einwandfrei. Also C/8 tel.

wie gesagt - der Einbruch ist deutlich messbar

Gruss Wolfgang

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Wolfgang Gerber

Na ja, ich hab die Verpackung nicht mehr. Ich würde auch bei der Verkäuferin des hiesigen Pennymarktes auf reichliches Unverständnis stoßen.

Das ist gut möglich. Aber was will man auch für 15 Euro erwarten? Ich habe da ein "Sortimentpack" bestehend aus einer Energiesparlampe (230V-Energiesparbirne mit einem 12V->230V Wandler im Sockel drinne, den Akkupack, ein Steckernetzteil und das 12V Ladekabel erstanden. Die Energeisparlampe ist bereits fester Bestandteil des Womoinventars, bring mehr Licht als die eingebaute Birnenfunzel und zieht auch noch weniger Strom aus dem Bordnetzt - also genau das was ich brauchen. Bei dem Preis war mir von vorne herein klar, das die Komponenten nich aller erste Sahne sein können - es ist eher erstaunlich, das das alles für 15 Euro verkauf werden kann. Wenn ich dagegen mal den C*n*a* - Katalog aufschlage und nachschaue, was ich da für 15 Euro krieg, dann steinen mir die Tränen in die Augen.....da kosten alleine 3 Zellen 15 Euro.....

Guter Gedanke - werde ich im Auge behalten.

Jou - werd ich machen.

Ja wenn es denn etwas "Fertiges" gibt, welches auf meine Aufgabenstellung passt, dann werde ich das wohl so machen.

bei einem 2500 mAh Akku also 500mA.

(Der ganze Akkupack ist zwar nur mit 1,5 Ah angegeben, aber nach mehreren intensiven "Alive-Cyclen" mit meinem "Profiladegert" hab ich annähern 3 Ah rausgekitzelt. Sicherlich ist sich der Hersteller der unzureichenden mitgelieferten Lademöglichkeiten bewust, und hat daher bei der Produktbeschreibung bewust tiefgestapelt. Wenn halt der Akkupack immer nur bis knapp zur Hälfte geladen wird, dann kann man auch behaupten dass der Akkupack nur 1,5 Ah hat, der Ottonormalkunde hat kaum eine Möglichkeit das zu überprüfen.

10 C? Oh....das ist viel. Wurden die Dinger nicht höllisch heiß beim laden?

Ich weiß es nicht, wer das schreibt, .....vielleicht wird er das ja noch richtigstellen.

Ich glaub es dir (heute), mich wundert allerdings, das das in der FAQ drinn steht

Original Zitat aus der FAQ:

"Oder man erkennt die Temperaturerhöhung indirekt weil die chemische Spannung bei steigender Temperatur sinkt, und wartet darauf, das die Zellspannung nicht mehr steigt, sondern gleich bleibt (NiMH) oder gar fällt (NiCd). "

Ok, da hab ich mich jetzt mit NiMH und NiCd vertan.

Aber in obigem Satz in der FAQ wird behaupted, das bei NiMH der "Spannungsabfall" ins Negative - (aka: Delta-U-Knick) nicht vorhanden sei (zumidest ist es so formuliert, das man den Eindruck gewinnt, der

-Delta-U-Knick sei bei NiMH nicht vorhanden sei).

Auf meinem Gerät steht drauf "Charge-Terminal", keine Ahnung, ob das mit dem Akkumaster identisch ist. Mich wundert allerding, wozu hier die Zellenzahl eingestellt werden soll. Einfach auf -10mV detektieren und gut ist. Ich hatte mich anfangs geärgert, als ich feststellte, das mein Akkupack aus 11 Zellen besteht, da mein Akkmaster nur auf 1...10 Zellen einstellbar ist. Da das Ding aber sowieso nach dem -Deltu-U Prinzip detetktiert ist die Zellenzahl einklich wurscht, und so lade ich denn auch meine 11 Zellen am Charge-Terminal, obwohl das nur bis

10 Zellen ausgelegt sei....

Ja, ich glaube es aber (siehe mein Zitat) es steht da sehr mißverständlich ...faschl in der FAQ.

mfG Ottmar

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Ottmar Ohlemacher

Ottmar Ohlemacher schrieb:

Aha - sowas liegt in unserem Penny AFAIR auch noch rum. Muss ich mal schauen.

Habe gerade letzte Woche so eine Bausatzschaltung bei Ebay verkloppt. Wäre genau dein Teil gewesen. Gibt es bei E*L*V neu für 14,xx EUR. (Universelle Ladeschaltung)

Nachteil: feste Zellenzahl durch Widerstandsauswahl. Man muss also beim Bauen wissen für wieviele Zellen man es nutzen will. Oder Umschalter etc. vorsehen. Aber für deinen Fall wäre das ja ideal. Brauchst jetzt bloß noch die höhere Spannung

Nicht wirklich. In Raketen wird (wurde) noch wesentlich schneller geladen.

Wenn Delta-U funktioniert hat, dann kaum handwarm. Das ist ja Sinn der Sache.

Wenn Delta-U versagt hat, dann "Bumm" - mehrfach bei "Kollegen" mit schlechteren Ladern erlebt. Sieht gut aus wenn so ein Akkuset wie ein Knallfrosch durch die Genegd springt.

Die fällt auch etwas bei NiMh. Nur nicht so stark.

Also bei den von mir beobachteten Messungen fällt die Spannung auch bei NiMh.

Meiner Selbstbauschaltung ist die Zellenzahl auch egal. Der Con*rad Akkumaster braucht die Angabe der Zellenzahl nur zur Kontrolle bzw. für die Sicherheitsschaltung. Falls der Delta-U versagt dient noch die Spannung als Kriterium. Sobald die > als 1,65(?) V/Zelle ist schaltet er ab bzw. nach 1,4 facher Lademenge. Deshalb braucht der Lader auch die Kapaziätsangabe. Ausserdem braucht er die Zellenzahl für die Entladungsschaltung.

Wenn das Teil die Spannung nicht mit überwacht dann geht das. Hat der auch eine Entladefunktion? Dann braucht er eigentlich die Zellenzahl.

Gruss Wolfgang

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Wolfgang Gerber

Ottmar Ohlemacher schrieb im Beitrag ...

Bis 2V akzeptabel, kennzeichnet aber schlechte Akkus mit hohem Innenwiderstand.

Nur zu.

Siehe FAQ. Du brauchst StepUp, dafuer geht der LT1270, steht samt KFZ-Schutzschaltung auch in der FAQ, hier abgewandelt auf abschaltbare

2.4A Konstantstromquelle NUR fuer Akkus ab MINDESTENS 12V 12V --+-L-+--+-L1-+-D1-+-------+-----+ | | | | | | | | | +-----------+ Akku | VDR C1 | LT1270 |-+-1k-+ C2 | | +-----------+ | | | | | | | | 0.5R | | | +-Rc-Cc-+ +-1k-(-| Außerdem muß ich die Akkuspannung überwachen, und sobald am Ladeende

Ladecontroller, z.B. ICS1700, an den Akku so angeklemmt, wie in der FAQ beschrieben (mit Masse am Minuspol des Akkus).

Leitfaehiger wohl nicht.

Bloss wozu wenn es shcon jemande besser als IC hinbekommen hat ?

Steht in FAQ. 1C waere in der Mitte, von C/4 bis 4C ist es moeglich.

Geunau so gross ?

Kapazitaet

Ja, und ?

Ach. Die meisten Ladecontroller-ICs sind auch fuer 1-n Zellen verwendbar, wobei es bei mehr Zellen immmer schwoeriger wird, das korrekte Ladeende zu erkennen, weil nicht alle Akkuzellen gleichzeitig voll werden.

Na ja, eher aus der Summe der Zellenspannugen, zu der nur zu einem kleinen Teil die durch den Konstantstrom am Innenwiderstand entstehende Spannung beitraegt. Bei ICS1700 ist der Ladestrom beim Messen gar abgeschaltet, dort traegt der Konstantstrom also gar nichts bei.

In welcher FAQ ? In der d.s.e FAQ steht "das die Zellspannung nicht mehr steigt, sondern ... fällt (NiCd). "

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Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at despammed.com
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MaWin

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