Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik 20 bzw 40 NiMH Akkus in Reihe schalten


von Nico -. (electronico)


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Hi.

Kann man problemlos 20 oder 40 NiMH Akkus zu einem 24V / 48V Akkupack 
verschalten?

Daran angeschlossen werden soll ein 24 bzw 48V Schaltregler, der den 
Verbraucher versorgt.
Geladen werden soll per IU Kennlinie

Würde das klappen, oder wird das aufgrund der hohen Zellenzahl zu 
Problemen führen?

Das Leistungsgewicht von NiMH ist wesentlich besser als das von Bleigel 
Akkus. Außerdem sind Bleigel nicht so Zyklenfest, wenn man nicht 
spezielle Akkus nimmt.
LiIon ist wieder zu kompliziert zu laden, so dass NiMH wohl der beste 
Kompromiss ist.

von Harald W. (wilhelms)


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Nico --- schrieb:
> Hi.
>
> Kann man problemlos 20 oder 40 NiMH Akkus zu einem 24V / 48V Akkupack
> verschalten?

Zum Entladen ist das kein Problem; wenn Du die komplette Batterie
aber auch so laden willst, kannst Du nicht erkennen, wann die Zellen
voll sind.
Gruss
Harald

von MaWin (Gast)


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> LiIon ist wieder zu kompliziert zu laden

Also wenn dir das Schwierigkeiten macht,
solltest du ganz die Finger von NiMH lassen.

Bei so vielen NiMH Zellen in Reihe sollte man jede Zelle einzeln 
übnerwachen, d.h. ihre Spannung messen und beim Entladen so bald die 
erste Zelle zu niedrige Spannung bekommt (auf keinen Fall unter 0V, man 
kann aber schon bei 0.9V Schluss machen oder bei Hochstromentladung bei 
0.5V, da ist eh nichts mehr drin) und beim Laden muß man jede Zelle auf 
-DeltaU Spannungseinbruch überwachen und SO BALD DIE ERSTE ZELLE einen 
Rückgang der Spannung beim Laden verzeichnet gleich DEN GANZEN LADESTROM 
vom Schnelladenstrom auf den Dauerladestrom (trickle) reduzieren und 
darf nur mit dem geringen Strom die restlichen Zellen vollladen.

Wenn man also auch bei NiMH nicht so 0.5% genau messen muß, so ist der 
Bauteilaufwand wohl kaum geringer, ein Multiplexer für 4 
Differenzsignale ist bei beiden angeraten.

von M. Schwaikert (Gast)


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Ich würde die ganze Geschichte in 6er Gruppen aufteilen. Maxim hat 
LoadBalancer-ICs für jegliche Akkutypen. Damit fällt also "zu 
kompliziert" auch raus. Die 6er-Gruppen lassen sich ja dann problemlos 
in Reihe schalten.

von Michael (Gast)


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M. Schwaikert schrieb:
> Die 6er-Gruppen lassen sich ja dann problemlos in Reihe schalten.
Bei 6er-Gruppen besteht das gleiche Problem, nur dass es halt 6 sind. 
Auch dort darf beim Endlade die schwächste Zelle nicht tiefentladen bzw. 
gar verpolt werden.

von Hein (Gast)


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Wie macht Toyota des denn im Prius?

von Harald W. (wilhelms)


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Hein schrieb:
> Wie macht Toyota des denn im Prius?

Vermutlich mit Balancern.
Gruss
Harald

von MaWin (Gast)


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> Wie macht Toyota des denn im Prius?

Einzelzellenüberwachung mit Abschaltung defekter Zellen.

von Nico -. (electronico)


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LION ist kompliziert, weil man dort eben einen Balancer und 
Enzelzellenüberwachung braucht.

Wenn auch bei NiMH eine Einzelzellenüberwachung empfohlen wird, ist der 
Mehraufwand zu LION gleich null.

Man könnte wohl eines dieser Spezial-ICs nehmen, um den Aufand gering zu 
halten. Aber gehen die mit 24 oder 48V Akkupacks?

Bei Lion wäre man für ca 24V bei 6 Zellen, das würde dann mit dem 6er 
Chip noch gehen.

Der Selbstbau eines Balancers/Einzelzellenüberwachung mit Hühnerfutter, 
Analogswitcher IC und uC währe wohl möglich, aber mit dem Chip wirds 
einfacher.

von yoq (Gast)


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> Bei Lion wäre man für ca 24V bei 6 Zellen, das würde dann mit dem 6er
> Chip noch gehen.
Ist schon sehr knapp, normalerweise rechnet man mit 3.7V pro Zelle.

von Nico -. (electronico)


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ja, 24V hätte der Akku nur, wenn er ganz voll geladen ist, nahe der 
Ladeschluss-Spannung.

Am Ende brauche ich 15 V hinter dem Stepdown. Der Schaltregler braucht 
dann ca 18 V, wenn man von 3 V mindest-Spannungsdifferenz ausgeht.

von Bastler (Gast)


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Es gibt 14,4 Volt RC-NIMH Akkus da sind 12 Zellen in Reihe und die haben 
auch keinen Balancer.

Vieleicht helfen Zenerdioden parallel zu den einzelnen Zellen etwas 
gegen zu hohe Übeladung. Wenn ich mich nicht Ihre gibt/gab es im 
Modellbau 42Volt Akkus oder zumindest manche Ladegeräte konnten dies.

von Oliver (Gast)


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Bastler schrieb:
> Es gibt 14,4 Volt RC-NIMH Akkus da sind 12 Zellen in Reihe und die haben
> auch keinen Balancer.

Dafür gibt zillionen Bastler-Tricks, wie man solche Akkupacks trotz 
fehlendem Balancer am Leben erhält. Fängt beim "formieren" an...

Oliver

von MaWin (Gast)


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> Es gibt 14,4 Volt RC-NIMH Akkus da sind 12 Zellen in
> Reihe und die haben auch keinen Balancer.

Natürlich, es gibt auch Akkuschrauber mit vielen Zellen,
und die sind schnell kaputt.

> Vieleicht helfen Zenerdioden

Nein.

> LION ist kompliziert

Im Gegenteil. LiIon lädt man auf 4.2V und gut is.
NiMH braucht unzuverlässige -DeltaU Abschaltung und
dazu einen halbwegs konstanten Ladestrom der nicht
unterbrochen werden darf, bedarf der Zellangleichung
durch Überladung (trickle charge) schon voller Zellen.
-DeltaU ist bei 20 doer 40 Zellen in Reihe nicht mehr
zu erkennen, die allermeisten Akkuschrauber laden auch
einfach nur zeitgesteuert egal ob der Akku noch voll
war oder gar nicht mehr so viel Kapazität hat.

Schliesslich ist aus Sicht der Herstellers der Akku
aus dem Haus und nun das Problem des Käufers.

von oszi40 (Gast)


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Nico --- schrieb:
> Kann man problemlos 20 oder 40 NiMH Akkus zu einem 24V / 48V Akkupack
> verschalten?

1.WOZU?
2.Verdrahten ja, verwenden kaum sinnvoll

Bedenke, daß die Spannungsdifferenz zwischen Ladezustand VOLL oder LEER 
mit jeder weiteren Zelle in Reihe gigantischer wird. Rechenbeispiel: 100 
Zellen hätten theoretisch  voll= 130V entladen= 100V Das heißt:Deine 
Folgeschaltung muß von 100 bis 130% funktionieren oder die 30V Differenz 
werden  evtl. sinnlos bei der Stabilisierung verheizt.

3.Kennst Du die Zuverlässigkeit einer Weihnachtsbaumbeleuchtung?

von Reinhard Kern (Gast)


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Hallo,

also bevor ich mir den Aufwand mit 40 Zellen aufhalse (und das dazu 
Gesagte stimmt ja alles, selbst einfaches Entladen ist so nicht zu 
verantworten), würde ich eher einen DC-DC-Wandler oder Step-Up-Wandler 
mit niedrigerer Eingangsspannung verwenden. Immerhin bräuchte man einen 
40fach-Balancer oder ein Platinchen für jede einzelne Zelle, den Aufwand 
im Wandler aber bloss einmal.

Gruss Reinhard

von Nico -. (electronico)


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Wenn die Eingangsspannung sowohl höher als auch niedriger als die 
Ausgangsspannung sein kann, bräuchte ich einen Sepic Wandler oder einen 
Doppelwandler.
Das wollte ich eigentlich vermeiden.
Ich wollte ein Industrial Stepdown Modul für 15V verwenden, und gut is.

Die benötigte Spitzen-Leistung ist ca 60 Watt, die der Akku und der 
Schaltregler verkraften muss. Kapazitätsmäßig wollte ich auf etwa 80-100 
Wh gehen.
Mit einem Bleiakku wird mir das aber zu schwer, obwohl der ganze Krempel 
in einen Trolley eingebaut wird. Schieben ginge zwar, aber man muss den 
Trolley auch mal hochheben.

Es handelt sich um einen kleinen Panel PC, der zusammen mit USB 
Messmodulen zum Universal Messgerät ausgebaut werden soll (Oszi, Logic 
analyzer, Spectrum Analyzer, Spannungs/Stromlogger usw)

Grüße

von Harald W. (wilhelms)


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Nico --- schrieb:
> Wenn die Eingangsspannung sowohl höher als auch niedriger als die
> Ausgangsspannung sein kann, bräuchte ich einen Sepic Wandler oder einen
> Doppelwandler.

Eine oft vergessene Variante wäre auch ein invertierender Wandler.

> Ich wollte ein Industrial Stepdown Modul für 15V verwenden, und gut is.
>
> Die benötigte Spitzen-Leistung ist ca 60 Watt, die der Akku und der
> Schaltregler verkraften muss.

Das wäre ja die ideale Grösse für einen Notebookwandler.

> Mit einem Bleiakku wird mir das aber zu schwer, obwohl der ganze Krempel
> in einen Trolley eingebaut wird. Schieben ginge zwar, aber man muss den
> Trolley auch mal hochheben.

Ein 10Ah/12V Bleigel-Akku ist so schwer ja auch nicht. Was wiegt
denn die übrige Elektronik? Ein solcher Akku hat den Vorteil, das
er bezüglich der Ladung recht unkompliziert ist.
Gruss
Harald

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