Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Wie funktioniert Lipo Balancer


von Ingo24 (Gast)


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Guten Tag, ich versuche gerade zu verstehen wie ein Lipo Balancer 
funktioniert.

Nehmen wir an ich haben einen 4s Lipo. An diesem Lipo sind 5 dünne 
Kabel.(Messleitung)
1xMasse
4x einzelne Lipo Spannungen.

Es darf ja die Spannung nicht über 4.2 Volt ansteigen.

Nehmen wir an der Maximale Ladestrom ist 25Ampere.

Jetzt steigt die Spannung an einem Lipo Element über 4.2 Volt.

Was macht jetzt das Ladgerät. Wird jetzt nur der Strombegrenzt oder wird 
dann  über die "Messleitung" das einzelne Lipo Element geladen.

Vielleicht hat da jemand Ahnung.

Dankeschön

von Lukas (Gast)


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Wenn der Maximale Ladestrom 25A der Zellen sind dann wird nur bis ca. 
80% Ladung der Zellen mit 25A geladen. Danach sinkt der Strom schon ab.
Bei ca. 4V Pro Zelle ist der Ladestrom dann nur noch wenige Ampere wenn 
überhaupt.
Der Balancer schaltet bei 4.2 einer Zelle einen Bypass Widerstand 
parallel damit ein Teil des Stromes an der Zelle vorbeigeleitet wird, je 
nach Ladegerät wenige mA bis 100-200mA. Je nach dem wie weit die Zellen 
auseinander liegen kann das Lade-Ende schon noch einige Zeit dauern.

von Ralf L. (ladesystemtech)


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Ingo24 schrieb:
> Was macht jetzt das Ladgerät. Wird jetzt nur der Strombegrenzt oder wird
> dann  über die "Messleitung" das einzelne Lipo Element geladen.

Das hängt vom Ladegerät ab. Meistens wird der Strom an der vollen Zelle 
über den 5R6 und dem LM285-Adj vorbeigeführt. Diese Schaltung ist aber 
nur für geringe Bypass-Ströme geeignet (ca. 20mA). Man könnte sie 
höchstens für E-Bike Akkus einsetzen. Stärkere Balancer haben noch einen 
Transistor und evtl. noch einen Leistungs-Widerstand eingebaut.

: Bearbeitet durch User
von Teo D. (teoderix)


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Lukas schrieb:
> Wenn der Maximale Ladestrom 25A der Zellen sind dann wird nur bis ca.
> 80% Ladung der Zellen mit 25A geladen. Danach sinkt der Strom schon ab.

Da is es recht gut beschrieben, wie das Lipo laden abläuft.
https://www.elektronikpraxis.vogel.de/was-sie-schon-immer-ueber-lithium-ionen-akkus-wissen-wollten-a-407185/index3.html

von Michael B. (laberkopp)


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Ingo24 schrieb:
> Was macht jetzt das Ladgerät.

Viele Möglichkeiten:

- Es hört auf zu Laden

- Es hört auf zu lden und gleicht die Ladungen der Zellen langsam mit 
Ladungspumpen (z.B. ICL7660) an. Sinkt dadurch die Gesamtspannung, wird 
wieder mit 25A nachgeladen.

- Es leitet den Strom um die volle Akkuzelle drumrum, das bedeutet aber 
bis zu 4.2*25 = 105 Watt Verlust, also eher unwahrscheinlich

- Es beendet den 25A Ladevorgang und lädt weiter mit 100mA, dabei wird 
der Strom drumumgeleitet, macht nur 4.2 Watt.

- Es lädt sowieso jede Zelle einzeln nur bis 4.2V auf, dafür reichen die 
Leitungen ja wenn sie alle DICK sind.

Niemand kann wissen, was DEIN Ladegerät macht.

von Lukas (Gast)


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Wenn das deine Vermutung ist wie ein Ladegerät reagiert, kannst sicher 
zu jedem Beispiel von dir einen Typ Ladegerät nennen welches sich so 
verhält.

von Teo D. (teoderix)


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Lukas schrieb:
> Wenn das deine Vermutung ist wie ein Ladegerät reagiert, kannst sicher
> zu jedem Beispiel von dir einen Typ Ladegerät nennen welches sich so
> verhält.

Er macht doch nur Brainstorming für Solisten! ;)

Aber recht hat er, möglich ist alles. Selbst das schwachsinnigste was 
einen so einfällt, wir sicher irgendwo verkauft. :)
Kontrolle is besser als'n sackvoll def. Lipos.

von Gustav K. (hauwech)


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Ingo24 schrieb:
> versuche gerade zu verstehen wie ein Lipo Balancer funktioniert.
> Was macht jetzt das Ladgerät.

Habe hier Balancer und Ladegerät als zwei autonome Geräte, die keinen 
Kontakt zueinander haben. Meine Balancer können 3A an einer Zelle vorbei 
leiten, deshalb beschränkt sich auch der Ladestrom auf ebenfalls 3A.

Willst du mit 25A laden, sollten Balancer und Ladegerät miteinander 
kommunizieren können. Das Ladegerät muss den Ladestrom auf den Wert 
reduzieren, den die Balancer aufnehmen können. Sonst brennt die Hütte.

von Ulf L. (ulf_l)


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Hallo

Nein, da brennt keine Hütte und es ist auch absolut unüblich, daß die 
Balancer so viel Strom abkönnen, wie das Ladegerät max. liefert. Wie 
weiter oben schon geschrieben, setzten Balancer beim laden erst bei 
einer relativ hohen Zellen-Spannung ein und da fließt in der Regel schon 
nicht mehr der maximale Strom.

Gruß Ulf

von Ralf L. (ladesystemtech)


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Gustav K. schrieb:
> Meine Balancer können 3A an einer Zelle vorbei
> leiten, deshalb beschränkt sich auch der Ladestrom auf ebenfalls 3A.

Bei 3A Balancer darf der Ladestrom auch größer sein, weil die Balancer 
sowieso erst fast zum Ende der Ladung (bei erreichen der 
Ladeendspannung) verstärkt zum Einsatz kommen, dann ist der Ladestrom 
auch schon etwas geringer und es fließen dann auch nur noch geringere 
Ausgleichsströme.

Aber ich gebe Dir Recht. Aus Sicherheitsgründen kann man das auch ruhig 
etwas überdimensionieren, vor allem dann, wenn einzelne Zellen beim 
vorherigen Entladen unterschiedlich belastet wurden (für 
Dual-Spannungsversorgung, Hilfsspannungen ...).

von Oliver S. (oliverso)


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Michael B. schrieb:
> - Es leitet den Strom um die volle Akkuzelle drumrum, das bedeutet aber
> bis zu 4.2*25 = 105 Watt Verlust, also eher unwahrscheinlich

Das ist sogar sehr wahrscheinlich. Den wenn die Zellen alle Nähe von 
4,2V sind, dann liegt der Ladestrom weit unter den 25A.

Oliver

: Bearbeitet durch User
von Michael B. (laberkopp)


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Oliver S. schrieb:
> Das ist sogar sehr wahrscheinlich. Den wenn die Zellen alle Nähe von
> 4,2V sind, dann liegt der Ladestrom weit unter den 25A.

Warum sollten alle Zellen in der Nähe von 4.2V sein ?

Das Akkupack ist nicht unbedingt balanciert, daher ja Laden mit extern 
angeschlossenem Balancer. Da kann eine Zelle 3.6V haben wenn die andere 
schon 4.2V hat.

Die 25A sind dann drumrumzuleiten.

Üblich ist es daher, bei Notwendigkeit des Balancens den Ladestrom zu 
reduzierten, auch wenn die Akkugesamtspannung noch vollen Ladestrom 
zulassen würde.

von Oliver S. (oliverso)


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Michael B. schrieb:
> Das Akkupack ist nicht unbedingt balanciert, daher ja Laden mit extern
> angeschlossenem Balancer. Da kann eine Zelle 3.6V haben wenn die andere
> schon 4.2V hat.

In dem Fall ist der Akku bzw. einige Zellen davon schlicht kaputt. In 
solchen pathologischen Fällen funktioniert das dann natürlich nicht.

Bei einem normalen funktionsfähigen Lipo, der nur per Balancer geladen 
wird, gibt’s Spannungsunterschiede im 0,1V-Bereich. Alles da drüber 
hinaus fällt unter nicht normal.

Oliver

von Gustav K. (hauwech)


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Ralf L. schrieb:
> Aber ich gebe Dir Recht. Aus Sicherheitsgründen kann man das auch ruhig
> etwas überdimensionieren, vor allem dann, wenn einzelne Zellen beim
> vorherigen Entladen unterschiedlich belastet wurden (für
> Dual-Spannungsversorgung, Hilfsspannungen ...).

Oder wenn man (wie ich) so blöde ist, eine Einzelzellenüberwachung aus 
China an einen 15Ah Akku anzuschließen, weclche sich ihre 
Stromversorgung aus den untersten 3 Zellen holt und man diese Schaltung 
dann auch noch paar Monate angesteckt lässt. Dann fehlen in den unteren 
3 Zellen mal eben einige Amperestunden. Bei einem 12s Akku sind dann 9 
Zellen voll und 3 Zellen halb leer, da heißt es dann beim Balancen einen 
zusätzlichen Lüfter aufzustellen (4.2V*3A*9=113W). Oder mal läd mit den 
üblichen 50 mA Spielzeug-Balancern (ebenfalls China) paar Wochen.

von Harald W. (wilhelms)


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Gustav K. schrieb:


> 3 Zellen mal eben einige Amperestunden. Bei einem 12s Akku sind dann 9
> Zellen voll und 3 Zellen halb leer,

Da wären m.E. zwei getrennte ladegeräte für die beiden
Zellgruppen sinnvoll.

von Michael B. (laberkopp)


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Oliver S. schrieb:
> In dem Fall ist der Akku bzw. einige Zellen davon schlicht kaputt.

Nicht unbedingt, nur länger ohne blancing verwendet,

> In solchen pathologischen Fällen funktioniert das dann natürlich nicht.

Dann meinst du, darf die Balancer-Schaltung durchbrennen und der Akku 
ruhig Feuer fangen, interessante Weltsicht, ich hoffe du bist weit weit 
weg vom Ingenieurswesen.

von matze (Gast)


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hallo,

wenn eine zelle voll ist wird der ladestrom über den 5,6 ohm widerstand 
vorbeigeleitet, wird dabei die zelle über den 5,6 ohm kuzgeschlossen???

vielen dank!

matze

von Falk B. (falk)


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@ matze (Gast)

>wenn eine zelle voll ist wird der ladestrom über den 5,6 ohm widerstand
>vorbeigeleitet,

Ja, über dein 5R6 Widerstand und die ICs D1-D4.

> wird dabei die zelle über den 5,6 ohm kuzgeschlossen???

NEIN! Das Ganze ist ein Parallelregler! D.h. die Regler, in diesem Bild

https://www.mikrocontroller.net/attachment/354450/Balancer_3V6_LiFePo4_20Ah.png

D1-D4 regeln ihren Stromfluß soweit, daß die Spannung an der Zelle nicht 
über 4,2V steigt. Die beiden Widerstände rechts davon sind ein 
Spannungsteiler, mit welchem der IC die Spannung mißt.

Bei größeren Strömen reicht der kleine IC nicht aus, da muss ein 
externer Transistor her.

Beitrag "Re: TL431-LiPo-Balancer "reloaded""

: Bearbeitet durch User
von Oliver S. (oliverso)


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Michael B. schrieb:
> Dann meinst du, darf die Balancer-Schaltung durchbrennen und der Akku
> ruhig Feuer fangen, interessante Weltsicht, ich hoffe du bist weit weit
> weg vom Ingenieurswesen.

Die übliche Lösung ist Abbruch des Ladens mit Fehlermeldung.

Oliver

von Falk B. (falk)


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@ Oliver S. (oliverso)

>> Dann meinst du, darf die Balancer-Schaltung durchbrennen und der Akku
>> ruhig Feuer fangen, interessante Weltsicht, ich hoffe du bist weit weit
>> weg vom Ingenieurswesen.

>Die übliche Lösung ist Abbruch des Ladens mit Fehlermeldung.

Wollen wir hoffen, daß die Masse der LiIon Lader das so macht.

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