Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik LiFePo4 Schutzbeschaltungen


von Heino (Gast)


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Hallo Leute,

ich versuche eine Art von USV/Batterie (ca. 20-30Vdc) mit LiFePo4 Zellen 
zu Bauen um damit 2 und 4 Meter Funkgeräte auf Fahrzeugen (unabhängig 
von der Lichtmaschine) zu versorgen.

Hierzu will ich 8 Winston 40Ah FiFePo4 Zellen benutzen, welche ich schon 
besitze.

Geladen werden sollen diese der einfachheitshalber mit einem Netzteil 
welches 1/4C (10A ~4h Schnellladung) und 1/8C (5A ~8h Normallladung). 
Hierzu wird einfach ein "großes Schaltnetzteil" benutzt welches einfach 
auf 8x3,6V (28,8V) und 10 bzw 5A (CC CV) betrieben wird.

Jetzt brauche ich aber noch eine Art "Überspannungsschutz" je Zelle (so 
etwas in etwa 
http://www.ev-power.eu/SBM-CBM-1-1/Cell-Balancing-Module-3-60V-1-7A.html?cur=1). 
Nur ist der Strom sehr klein. Wenn ich aber mit 10A laden möchte, dann 
sind die max 1,7A doch sicherlich zu wenig.

Ich dachte jetzt daran, eine Art Power-Zener-Diode (ähnlich dieser: 
http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/powzen.htm) mit 3,6V 
parallel zu jeden Akku zu installieren, nur halt mit Transistoren die 
mehr Strom bzw Leistung abkönnen als die 1,7A.

Hat das schon jemand mal gemacht oder kann mir da einen Tipp oder Rat 
geben?

Danke
Heino

von MaWin (Gast)


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> Wenn ich aber mit 10A laden möchte, dann
> sind die max 1,7A doch sicherlich zu wenig.

Daher balancen die meisten NACH dem Laden.

3.6V bei 10A sind 36 Watt, also ganz schön prosse Kühlkörper für den 
Transistor PRO ZELLE.

Wenn dein Ladegerät, so bald die erste Zelle 3.6V erreicht, abschalten 
würde, dazu muß man aber die Spannung jeder Zelle messen, werden die 
anderen Zellen nicht voll. Gleicht man jedoch die Zellen danach in Ruhe 
(also mit wenigen Milliampere wie bei konventionellen Balancern) 
aneinander an, liegen sie gar nicht so weit auseinander. So nah, daß man 
sogar die Akkugesamtspannung von 28.8V als Abschaltkriterium nehmen kann 
(es sei denn, eine Zelle fällt mit Kurzschluss aus, daher sind mir Lader 
die nur die Gesamtspannung überwachen nicht so geheuer).

Wenn dein Ladegerät, so bald die erste Zelle 3.6V erreicht und seine 
Power-Z-Diode einschaltet, auf 1.7A runtergeht, reicht die Schaltung von 
oben. Man braucht halt von jeder Power-Z-Diode eine Signalleitung zum 
Ladegerät, es bietetn sich eingeschalötete Optokoppler an, deren 
Phototransistoren parallel gecshaltet sind für eine potentialfreie 
oder-Schaltung, Strom steht ja beim verhindern vom Überladen genug zur 
Verfügung für die 10mA der Optokoppler-LED.

von Marwin (Gast)


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Zuerst einmal steht im obigen Link, dass man die Dinger einfach parallel 
schalten kann. Dazu kommt, dass der Pack extrem aus der Balance sein 
muesste, damit noch 10A Ladestrom anliegen, wenn die erste Zelle bei 
3.6V ist. Und zu guter Letzt sollte nur mit Akkus und solchen Stroemen 
spielen, wer sich mit sowas auskennt.

von Heino (Gast)


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Hmm, also das heißt ich brauche mehrere Zyklen bis das ganze Pack "voll" 
ist?

Wie werden die riesenhaften Packs in Elektroautos geladen? So viel Wärme 
wird  da beim Laden niemals produziert...

von MaWin (Gast)


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> Wie werden die riesenhaften Packs in Elektroautos geladen?

Intelligent.

Beim Tesla Roadster war wohl die Elektronik am Akku
die aufwändigste Entwicklung, das Auto selbst ist ja nur eine
Lotus Elise mit Elektromotor.

Er kann defekte Zellen abklemmen, und überbrücken,
und überwacht natürlich den Ladevorgang und sorgt
für Balancing.

Schliesslich soll der Akku nicht ausfallen, wenn die erste
Zelle ausfällt, sondern erst wenn so viele ausgefallen sind,
daß die Restkkapazität nicht mehr reicht (und schon das
heisst 3 Jahre, die wie die MTBF einer einzelnen Zelle)

Aber es gibt dennoch keine Transistoren mit den
oben erwähnten Kühlkörpern, oder eben Widerstände
die 36W verheizen.

von Heino (Gast)


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Ich seh schon, Balancing ist eine wichtige Aufgabe!

Hast du/ihr vielleicht eine gute literarische Quelle für nähere Infos?

von Stephan H. (stephan-)


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die großen LiFePo4 in der Bauform 12V/7Ah Bleigel haben bereits alles 
drin. Über und Unterspannungsschutz. Im FA war gerade ein langer Artikel 
drin.

von Heino (Gast)


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Hab gerade 4 gut sortierte Zeitungsverkäufer aufgesucht... keiner hat 
mehr die FA :(

Kannst du vielleicht eine grobe Zusammenfassung des Artikels wieder 
geben?

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