Hallo,
gleich mal vorweg: bis auf 2 Semester E-Technikgrundlagen habe ich nicht
viel Vorbildung auf dem Gebiet, habe aber durchaus meine Freude dran und
probiere einfach gern, seht es mir bitte nach. Danke schon mal im
Voraus!
Zur Problematik:
Ich habe ein 5S2P-Akkupack begonnen mit Samsung INR21700-50G 4850mAh.
Das Pack habe ich jetzt erst einmal mit einem günstigen Aliexpress-Board
("BMS") (https://de.aliexpress.com/item/32865483909.html) ausgestattet.
Nachdem ich mich weiter reingelesen habe, kamen dann schon die ganzen
Fragen bzw. Probleme auf:
Kann ich damit überhaupt mit einem normalen Laptopnetzteil (~20,5 V, 5A)
laden? Es wird damit zwar nie ganz voll, wäre für mich jetzt aber nicht
allzu kritisch.
Als ich die ersten Beiträge über die mangelhafte Balancingfähigkeit des
Boards gelesen habe, hab ich mir noch ein 5S Balancer dazubestellt
(https://de.aliexpress.com/item/1005001356626220.html). Kann ich die
beiden Parallel betreiben, d.h. mit dem Laptopnetzteil über das BMS
aufladen während im Hintergrund das Balancerboard schon während des
Ladens die Spannungen ausgleicht und nicht erst am Ende des
Ladevorganges, wie es wohl beim BMS der Fall wäre? (falls ich das
richtig verstanden habe)
Ich habe dazu im Anhang "Wiring" das ganze versucht darzustellen.
Oder wäre es besser, BMS und Balancer rauszulassen und einfach die
Akkupaare mit je einem TP4056 zu laden? Kann man diese dann sinnvoll
verbinden, dass man immer noch extern mit einer DC-Quelle laden kann
(dann eben 5V mit bspw. 3A)? Wie das ganze letztlich geladen wird, ist
mir ziemlich egal, nur sicher soll es sein. Es wird auch keine große
Last angelegt, 1 kleiner Verstärker mit max. 2x50W Sinusleistung.
Wenn das dann geklärt wäre: Kann man zB mittels dieses
(https://de.aliexpress.com/item/32920032199.html) DC-DC-Step
Up/Down-Converters eine vorgeschaltete 50W Photovoltaikzelle
(Leerlaufspannung 21V) nutzen, um das Gerät während des Betriebes (also
mit angeschlossener Last des Audioverstärkers) aufzuladen bzw zumindest
den Betrieb zu Verlängern oder machen die stark schwankenden Spannungen
und Ströme der PV-Zelle dem ganzen einen Strich durch die
Rechnung/verkürzen die Lebensdauer der Zellen zu stark? Letzteres wäre
nur eine nette zusätzliche Idee, die ich gerne verfolgen würde,
wichtiger ist aber erst einmal das Akkupack so zum Laufen zu bekommen.
Falls ihr noch irgendwelche Infos benötigt, immer raus damit, und
nochmal vielen Dank für eure Hilfe!
Angehängte Dateien:
-
Wiring.png
25 KB
:
Bearbeitet durch User
Nachdem 5*4,2=20,8V, Du nur ein 20,5V Netzteil hast, würde das passiv Balancen nicht funktionieren, sondern nur über einen aktiven Balancer. Mit einem aktiven Balancer kann man durchaus nur eine Stufe laden und der Rest würde über die aktiven Balancer geladen. Das dauert aber sehr lange und im Abstand von der Stufe haben die folgenden immer 25....50mV weniger Spannung. Um das zu minimieren, müsstes Du an der mittleren (3. Stufe) ansetzen. Das sind übrigens chinesische Angaben zu den Ausgleichsströmen, d.h. der Dauerstrom liegt eher bei 0,5A (als 1.5A). D.h. TP4056 mit 0,5...0,8A (an 3. Stufe) ginge, dauert aber so 50h zum Laden. Aber ein Problem gibt es dennoch, weil das Netzteil keine Ladestrombegrenzung hat, knallt es die vollen 5A ohne Rücksicht auf Verluste in den Akku, solange dieser noch nicht über 20,4V erreicht hat. Unterschiede bei diesem hohen Ladestrom kann der Balancer nicht ausgleichen. Das BMS wird in der Regel nur bei Erreichen von 4,2V oder darüber von einer Zellenstufe hart ausschalten, also die Reißleine ziehen. Der Balancer zieht dann die Zelle wieder herunter, das BMS gibt wieder frei, bis es wieder die Reißleine zieht. Der aktive Balancer entlastet vorwiegend die Zellenstufe mit der niedrigsten Kapazität während des Entladens durch die Last (hier der Betrieb des Audioverstärkers).
Der von mir bestellte Balancer ist ja ein aktiver Balancer, wenn ich jetzt vielleicht nicht mit dem 5A-Netzteil sondern stattdessen mit einem mit bspw 2 oder 3A und 20-21V laden würde, sollte das doch ausreichen, auch wenn er nur mit 0,5 A die Zellenpaare untereinander angleicht. So viel Drift wird ja nicht drin sein, oder? Er greift ja auch direkt zu Beginn in den Ladevorgang ein und kann so gegensteuerneht das denn überhaupt, dass ich über das BMS lade, während der Balancer gleichzeitig seine Arbeit verrichtet?
Sebastian S. schrieb: > hab ich mir noch ein 5S Balancer dazubestellt > (https://de.aliexpress.com/item/1005001356626220.html). da meint jemand: Sorry I can't recommend this balansera. WITH description follows, it starts working as the difference between solar cell is 100mV and finishes as is 30mV and the latter the does not match. Bei dem Solarmodul musst du dir überlegen welche Spannung sich bei nicht optimalen Wetter einstellt (bei gewählten Ladestrom).
@Sebastian >5A-Netzteil sondern stattdessen mit einem >mit bspw 2 oder 3A Für mich klingt das, dass du annimmst, das Netzteil begrenzt sich selbst auf diesen 2 oder 3A Strom. (?) Das wird nur in Ausnahmen der Fall sein, wenn das explizit so spezifiziert ist. Also das Netzteil nicht nur eine Übertrom-ABSCHALTUNG hat, sondern auch die Ausgangsspannung runterregelt, um seinen maximalen Nennstrom nicht zu überschreiten. Davon kann man nicht ausgehen, wenn es nicht explizit als Verhalten spezifiziert ist. Im Sinne von Charakteristika ist ein Netzteil erstmal eine Spannungsquelle, keine Stromquelle. Du solltest einen einstellbaren DCDC-Wandler zwischen Akku und Netzteil schalten, der sich als Stromquelle verhält. AZ Delivery hat diverse DCDC-Topologien in verschiedenen Leistungsklassen https://www.amazon.de/s?k=az+delivery+dcdc&__mk_de_DE=%C3%85M%C3%85%C5%BD%C3%95%C3%91&ref=nb_sb_noss
Mit so einem aktiven Balancer muesste ein anderes Ladeverfahren angewendet werden. Es muesste bis die erste Zelle 3.9...4.0V erreicht wie bisher geladen werden und dann mit 0.5A CCCV fortgesetzt werden. Die BMS haben dafuer in der Regel keinen Signalausgang. Es gaebe daher eine Loesung aus dem Rippel durch den Balancer zu erkennen das dieser ab 3.9V zu arbeiten begonnen habe bei einigen Modellen, trifft hier aber nicht zu. Aktive Balancer haetten haeufger einen Signalausgang aus dem zu erkennen waere das dieser arbeitet um den Ladestrom zurueckzufahren. Wenn nur das Signal vorhanden ist, wird es meistens ein langsames Laden.
Witziger Weise rödle ich gerade an einem eigenen Ladekonzept rum. Ein bisschen nützlich, ein bisschen im Hobby-Elfenbeinturm. Ich hab von einem DCDC-Buckconverter das IC durch einen FET ersetzt, den ich mit einem ATTiny861 bespaße, der über differentille Messung Strom und Spannung erfasst. Das soll es dann einmal pro Zelle geben. Hab gestern die erste LiIo-zelle geladen :)
Jasson J. schrieb: > das IC durch einen FET ersetzt, Sicherlich kein FET, sondern ein Mosfet. Nur aufhaengen darf sich der μC nicht und im Zustand mit geoffnetem Mosfet verharren bis es raucht, zischt und kracht.
>mit geoffnetem Mosfet verharren
Ja gute Idee, ich könnte noch eine kapazitive Kopplung zwischen PWM-Pin
und Gatetreiber machen, um dauerhafte DC Signale zu blocken.
So was hab ich schon mal bei nem HW-Watchdog an dessen Reset-Pin
gemacht.
Tom H. schrieb: > Sebastian S. schrieb: >> hab ich mir noch ein 5S Balancer dazubestellt >> (https://de.aliexpress.com/item/1005001356626220.html). > > da meint jemand: > Sorry I can't recommend this balansera. WITH description follows, it > starts working as the difference between solar cell is 100mV and > finishes as is 30mV and the latter the does not match. > > Bei dem Solarmodul musst du dir überlegen welche Spannung sich bei nicht > optimalen Wetter einstellt (bei gewählten Ladestrom). Die Ausführung mit dem Balancer verstehe ich nicht richtig. Er startet also, sobald die Differenz >100 mV und beendet sie bei <30 mV. Ist das ein großes Problem? Und ich weiß nicht ganz, wieso da was von "solar cell" drin steht, die ist doch unerheblich bei der Balancingbetrachtung? Beim Solarmodul ist halt die Frage, was passiert, wenn ich zB den oben verlinkten DC-DC stepup/stepdown converter mit CCCV-Steuerung benutze, ob dann entweder Spannung oder Stromstärke einbricht und ob es kritisch wäre, wenn zwar die voreingestellten 21V immer anliegen aber die Stromstärke stark variiert, je nach Bewölkungsgrad? Jasson J. schrieb: > @Sebastian >>5A-Netzteil sondern stattdessen mit einem >>mit bspw 2 oder 3A > > Für mich klingt das, dass du annimmst, das Netzteil begrenzt sich selbst > auf diesen 2 oder 3A Strom. (?) > Das wird nur in Ausnahmen der Fall sein, wenn das explizit so > spezifiziert ist. Also das Netzteil nicht nur eine Übertrom-ABSCHALTUNG > hat, sondern auch die Ausgangsspannung runterregelt, um seinen maximalen > Nennstrom nicht zu überschreiten. Davon kann man nicht ausgehen, wenn es > nicht explizit als Verhalten spezifiziert ist. > Im Sinne von Charakteristika ist ein Netzteil erstmal eine > Spannungsquelle, keine Stromquelle. > > Du solltest einen einstellbaren DCDC-Wandler zwischen Akku und Netzteil > schalten, der sich als Stromquelle verhält. > AZ Delivery hat diverse DCDC-Topologien in verschiedenen > Leistungsklassen > https://www.amazon.de/s?k=az+delivery+dcdc&__mk_de_DE=%C3%85M%C3%85%C5%BD%C3%95%C3%91&ref=nb_sb_noss Auch hier die Frage, was passiert, wenn ich bspw das Laptopnetzteil mit 20,5V/5A nutze, aber das ganze über den gerade angesprochenen stepup/stepdown-Converter auf 21V pushe und den Strom aber auf bspw 2A (oder auch 1A zwecks Balancer) begrenze? Dann sollte dem ganzen ja nichts im Weg stehen? Ansonsten noch mal in die Runde: Was wäre denn mit möglichst wenig eigener Bastelei und möglichst vielen fertigen Komponenten die beste/sicherste Art, die Ladung zu realisieren, wenn möglich mit Solarzelle, ansonsten eben ohne? Die Ladegeschwindigkeit ist egal, idR wird über Nacht geladen und tagsüber dann die Leistung abgerufen und entladen.
Das 50W Solarmodul passt wahrscheinlich nicht so recht zu einer 5S Li+ Akku Konfiguration. Umpp von den üblichen 36 Solarzellen bei 40+°C ist zu gering für 5S (Step Down/PWM) Ein anderes Solarmodul mit höhere Spannung währen hier sinnvoll. 5S LiFePO4, oder 4S Li+ können mit 36 Solarzellen geladen werden - üblich sind allerdings 3S LiFePO4!
Hätte noch irgendjemand Input zur Lösung meiner Ladeproblematik? :(
21V-Netzteil mit 1A verwenden. Meine DIY 12V-Lampe mit 3Ah lade ich über Nacht (8h) mit max. 1A, ist morgens voll. Gefühlt speichert der Akku mehr Leistung als wenn ich schnell lade. Solarmodul 21V Leerlaufspannung, welche MPP-Spannung? - Selbst wenns den Akku nur ab halb-leer auffrischt, haste was gewonnen. Ladeende des Stapels ist bei 21V, Entladeende bei 12,5V. Zuhause aufladen und unterwegs nur die Entladung kompensieren. Dein Solar liefert vermutlich max. 3A bei bester Einstrahlung und wenigstens halbleerem Akku?
Helge schrieb: > 21V-Netzteil mit 1A verwenden. Meine DIY 12V-Lampe mit 3Ah lade > ich über > Nacht (8h) mit max. 1A, ist morgens voll. Gefühlt speichert der Akku > mehr Leistung als wenn ich schnell lade. > > Solarmodul 21V Leerlaufspannung, welche MPP-Spannung? - Selbst wenns den > Akku nur ab halb-leer auffrischt, haste was gewonnen. Ladeende des > Stapels ist bei 21V, Entladeende bei 12,5V. Zuhause aufladen und > unterwegs nur die Entladung kompensieren. Dein Solar liefert vermutlich > max. 3A bei bester Einstrahlung und wenigstens halbleerem Akku? Und zwecks Balancer-BMS-Kombi? Beide benutzen, nichts benutzen, nur eines der zwei? Kann man beide parallel schalten? Zum Solarmodul, das sind alle Daten die ich dazu habe: Leerlaufspannung Voc: 21.23 V Nennleistung Pmax: 50 W +3% Nennspannung Vmp: 17.3 V Nennstrom Imp: 2.89 A Kurzschlussstrom Isc: 3.08 A Maße: 668 mm x 508 mm x 35 mm
Das eine Modul hat doch Eingang, Ausgang, Akku, oder? Das ist jedenfalls sinnvoll, um überladen und tiefentladen zu vermeiden. Dem Gerät eine Ladebuchse verpassen, an die entweder der Lader zuhause oder das Solarpanel unterwegs angeschlossen wird. Ob die Module miteinander zurechtkommen wird nur der Aufbau zeigen. Unterwegs hast du wenigstens ab etwa halbleerem Akku ordentlich Leistung vom Solarpanel. Darüber halt weniger. Aber bringen wirds immer was. Wie viel, zeigt dir sowas an https://www.google.com/search?newwindow=1&source=univ&tbm=isch&q=steam+punk+ammeter
Wenn Du aber das Solarmodul bei Minus 30 Grad draußen senkrecht zur Sonne ausgerichtet verwendest, wirst Du die Akkus killen, wenn keine Schutzschaltung am Akku verbaut wurde.
Das BMS schaltet doch aber ab oder nicht? Oder gibt es eventuell mal anliegende 22V der PV-Zelle 1:1 weiter? Die Akkus an sich sind ohne Schutzvorrichtung, daher ja das BMS Helge schrieb: > Das eine Modul hat doch Eingang, Ausgang, Akku, oder? Das ist > jedenfalls > sinnvoll, um überladen und tiefentladen zu vermeiden. > Dem Gerät eine Ladebuchse verpassen, an die entweder der Lader zuhause > oder das Solarpanel unterwegs angeschlossen wird. > Ob die Module miteinander zurechtkommen wird nur der Aufbau zeigen. > > Unterwegs hast du wenigstens ab etwa halbleerem Akku ordentlich Leistung > vom Solarpanel. Darüber halt weniger. Aber bringen wirds immer was. Wie > viel, zeigt dir sowas an > https://www.google.com/search?newwindow=1&source=univ&tbm=isch&q=steam+punk+ammeter Welche Module meinst du mit "Eingang, Ausgang, Akku? Das BMS? Da sind die Anschlüsse hier aufgezeigt: https://ae01.alicdn.com/kf/HTB1jWDso_XYBeNkHFrdq6AiuVXap.jpg_640x640Q90.jpg_.webp
P und C getrennt verwenden, nicht zusammen. Da gabs noch ein Bildchen.
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