Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Laptop-Powerbank 153Wh von innen


von David H. (tuxpilot)


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Ich habe auf Ebay Kleinanzeigen ziemlich günstig diese Laptop-Powerbank 
mit angeblich 153Wh bekommen, mit unbekanntem Abnutzungszustand.

Die ersten Nutzungen haben die Akkulaufzeit meines Laptops zumindest 
verdreifacht, also hatte die Powerbank damals wenigstens 70Wh. 
Inzwischen, nach etwa 10 bis 15 Ladezyklen, sind es wemiger als 20Wh. 
Die Powerbank ist nach nur einer Stunde leer, während mein Laptopakku 
mit etwa 35Wh locker 3 Stunden schafft.

Da habe ich mal geschaut, was drin ist. Ich habe die Powerbank entladen, 
(dann einige Wochen nicht weiter beachtet ;) ), aufgeschraubt, und die 
Platine abgelötet.

Da sind 18 18650-Zellen (angeblich von Samsung), jeweils 3 Stück direkt 
parallel zusammengeschweißt, in zwei 3S3P-Schaltungen. Wie diese zwei 
zusammengeschaltet sind, kann ich nicht nachvollziehen.

Auf der Platine sind oben zwei 8254AA als “Battery protection”, 
vermutlich für die Ladeschlussspannung. Dann sind da zwei ziemlich 
ähnliche Blöcke mit einem TL494 “PWM controller” und einem SO8 
(vermutlich ein OpAmp). Mehr konnte ich nicht identifizieren.

Unten sind einige große Elkos, Induktivitäten, und TO220-Transistoren an 
langgezogenen Kühlblechen, ebenfalls in zwei ähnlichen Blöcken.

Irgendeine Art von Balancer-Schaltung scheint es nicht zu geben, 
jedenfalls nicht die Bauteile dafür. Und so sind die Zellen jetzt 
teilweise noch ziemlich voll (3,6V), und teilweise ziemlich leer (0.0V). 
Wenn die Zellen soweit auseinandergedriftet sind, dass die meisten 
Zellen nach der vollständigen Entladung über 3,6V sind, kann natürlich 
nicht mehr viel Kapazität genutzt werden...

Laut Handbuch sind Überladeschutzspannung 4,25V und 
Tiefentladeschutzspannung 2,2V. Interessant, dass es überhaupt 
drinsteht. ;) Ladeschlussspannung und Entladeschlussspannung scheinen 
also nicht vorgesehen zu sein, die “Battery protection” wird einfach als 
“Battery management” missbraucht.

Mein ursprünglicher Gedanke war, ob man vielleicht die Zellen gegen neue 
austauschen könnte. Da es nicht mal einen Balancer gibt, habe ich mich 
von diesem Gedanken verabschiedet.

Eine Zelle ist außen ziemlich rostig. Keine Ahnung warum.

Zumindest das Gehäuse ist ziemlich robust, und auch die Platine scheint 
ansonsten gut verarbeitet.

Vielleicht hat es ja jemand interessiert. :D

von MaWin (Gast)


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David H. schrieb:
> Irgendeine Art von Balancer-Schaltung scheint es nicht zu geben,

Üblich bei Laptops.

David H. schrieb:
> teilweise ziemlich leer (0.0V)

Da ist eine vom 3er Pack kaputt und hat die anderen entladen. Alle 
austauschen.

2.65V sieht auch nicht gut aus, vermutlich eine Zelle mit hoher 
Selbstentladung, auch tauschen

David H. schrieb:
> Ladeschlussspannung und Entladeschlussspannung scheinen also nicht
> vorgesehen zu sein

Das macht immer die Schaltung im Laptop, im Akku ist nur Protection.

von H. H. (Gast)


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MaWin schrieb:
> Das macht immer die Schaltung im Laptop, im Akku ist nur Protection.

Es handelt sich nicht um einen Laptopakku, sondern um eine Powerbank!

von Toxic (Gast)


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MaWin schrieb:
> David H. schrieb:
>> Irgendeine Art von Balancer-Schaltung scheint es nicht zu geben,
>
> Üblich bei Laptops.

Ich hatte eine Acer- und Dell-Akku zerlegt:da waren in beiden Faellen 
Balancerschaltungen vorhanden.
Was anderes hatte ich allerdings auch nicht erwartet.Von welchen 
Fabrikaten kannst du mit Sicherheit sagen,dass sie ohne 
Balancerschaltungen arbeiten damit ich sie von meiner Kaufliste 
streichen kann.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Toxic schrieb:
> Ich hatte eine Acer- und Dell-Akku zerlegt:da waren in beiden Faellen
> Balancerschaltungen vorhanden.

Du hast zwar Kabel gesehen, die zwischen den Zellen abgreifen, aber 
keine Balancerschaltung entdeckt. Das sind lediglich Messkabel zur 
Battery Gauge, damit man über SMBus die Einzelzellspannungen sehen kann.
Ich habe hier schon dutzende Notebooakkus (auch von Acer und Dell) 
demontiert - ein Balancer gibts nie.
Das gleiche sagt übrigens mein SMBus Rechnerchen: die Zellen wandern im 
Laufe der Zeit auseinander.

: Bearbeitet durch User
von Bernd K. (bmk)


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Das einzig gescheite: alle Zellen tauschen.

https://www.nkon.nl/de/rechargeable/li-ion/18650-size/samsung-18650-icr18650-22f.html

Noch besser: Ein paar Zellen mehr bestellen und einzeln messen.
Die 16 Zellen mit der geringsten Kapazitätsabweichung einbauen.

von Bernd K. (bmk)


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Das einzig gescheite: alle Zellen tauschen.

https://www.nkon.nl/de/rechargeable/li-ion/18650-size/samsung-18650-icr18650-22f.html

Noch besser: Ein paar Zellen mehr bestellen und einzeln messen.
Die 18 Zellen mit der geringsten Kapazitätsabweichung einbauen.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Wenn da wirklich das alte Schlachtschiff TL494 verbaut ist, würde ich 
das als Technologiestudie abhaken. Das ist billigster zusammengehauener 
Schrott mit Ausschusszellen.

von Toxic (Gast)


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Matthias S. schrieb:
> damit man über SMBus die Einzelzellspannungen sehen kann

Also man misst die Spannung,sieht dass eine Zelle 0V hat und belaesst es 
dabei.Wusst ich nicht.
Gerade Dell,die ja durch das damalige Sony-Akku(?)-Desaster erheblichen 
finanziellen Schaden erlitten haben duerften alles daran gesetzt 
haben,dass eventuelle Akkuprobleme - welcher Art auch immer - eine 
Brandgefahr auf's Minimum herabzusetzen.
Aber ok - vielleicht sind die Kabel ja wirklich nur zum Messen 
da.Seltsam ist das allerdings schon....
Nun,was soll schon gross passieren:
https://youtu.be/ehcGWLOH-Js?t=445

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Toxic schrieb:
> Also man misst die Spannung,sieht dass eine Zelle 0V hat und belaesst es
> dabei.Wusst ich nicht.

Die Gauge schaltet dann ab, aber nicht erst bei 0V, sondern schon viel 
früher. Die Hersteller verlassen sich bei der Fertigung auf die 
Gleichförmigkeit der Zellen und balancieren deswegen im laufenden Pack 
nicht mehr.
Das klappt auch gar nicht so schlecht, macht aber Probleme, wenn man so 
ein Pack nur teilweise mit neuen Zellen ausrüstet.

Mehr über die Arbeitsweise findet man in den Datenblättern zu Battery 
Gauges.

von Toxic (Gast)


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Matthias S. schrieb:
> Die Gauge schaltet dann ab, aber nicht erst bei 0V

Das war jetzt nur ein Extrembeispiel.Wichtig erscheint mir 
hauptsaechlich ,dass bei Spannungsungleichheiten die Elektronik 
entsprechend eingreift.
Ich hatte dich insofern missverstanden,als dass da nur gemessen wird 
ohne entsprechenden Massnahmen zu ergreifen-waer ja auch Quatsch.In 
diesem Falle distanziere ich mich vom Balancing.Hab mich aber auch vom 
Bild irritieren lassen:dort findet gar nix statt weder 
Zellenueberwachung noch Balancing.Zumindest sehe ich da nur 2 
Leitungen...
Pluspunkt fuer dich und MaWin 😀

von David H. (tuxpilot)


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Toxic schrieb:
> Hab mich aber auch vom
> Bild irritieren lassen:dort findet gar nix statt weder
> Zellenueberwachung noch Balancing.Zumindest sehe ich da nur 2
> Leitungen...

Dem Bild? Die Anschlüsse an der Platine habe ich blau angemalt. Die 
Zellen sind mit allen 8 Potentialen angeschlossen, sonst machen die 
8254AA auch keinen Sinn.

Nur 2 Potentiale liegen anscheinend nicht da wo die Platine sie gerne 
hätte, darum sind da ein rotes und ein gelbes Kabel.

von PoloMan (Gast)


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Bernd K. schrieb:
> Das einzig gescheite: alle Zellen tauschen.

Schade um die neuen Zellen, so einen Mist ohne Balancer braucht keiner.
Die Zellen tauschen um nach 1 Jahr wieder die gleiche Situation zu 
haben.
Ein Neu Aufbau wäre hier Sinnvoll.

von Toxic (Gast)


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David H. schrieb:
> Dem Bild? Die Anschlüsse an der Platine habe ich blau angemalt.

Ich bin auf dem Weg zum Optiker.....

von Malte _. (malte) Benutzerseite


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PoloMan schrieb:
> Schade um die neuen Zellen, so einen Mist ohne Balancer braucht keiner.
> Die Zellen tauschen um nach 1 Jahr wieder die gleiche Situation zu
> haben.
Also wenn ich das Bild oben sehe, ist die Platine von 2011. Mehr als 2 
Jahre wird doch sowas nicht ungeändert gefertigt. Demnach kann ich davon 
ausgehen dass  Akkupack immerhin 8 Jahre ohne Balancer durchgehalten 
hat. Trotzdem ist natürlich ohne Balancer Mist.

von Michael U. (amiga)


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Hallo,

Malte _. schrieb:
> PoloMan schrieb:
>> Schade um die neuen Zellen, so einen Mist ohne Balancer braucht keiner.
>> Die Zellen tauschen um nach 1 Jahr wieder die gleiche Situation zu
>> haben.
> Also wenn ich das Bild oben sehe, ist die Platine von 2011. Mehr als 2
> Jahre wird doch sowas nicht ungeändert gefertigt. Demnach kann ich davon
> ausgehen dass  Akkupack immerhin 8 Jahre ohne Balancer durchgehalten
> hat. Trotzdem ist natürlich ohne Balancer Mist.

passt auch gut zum Akkutyp, der kam 2009 raus und ist lange nicht mehr 
lieferbar. Also wohl einfach alt genug geworden.

Gruß aus Berlin
Michael

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Du könntest einen aktiven Balancer parallel schalten. Allerdings die 
ganz geschädigten Zellen mit 0V müssen auf jeden Fall ersetzt werden. 
Auf diese Art und Weise kannst Du den Pack noch eine Weile weiter 
verwenden.

Beitrag #6830519 wurde vom Autor gelöscht.
von Tuxpilot (Gast)


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Reicht nicht auch ein passiver Balancer? So richtig behaglich ist mir 
bei dem Gedanken nicht. 4,25V „Ladeschlusspannung“? Den IC gibt es auch 
mit passenderen Spannungen, wenn man ihn als Laderegler nutzen wollte. 
Warum hat man es hier nicht gemacht?

In dem Gehäuse ist auch absolut kein Platz mehr. Es sieht auf den Fotos 
geräumig aus, aber die Lücken sind durch die Unterseite der Platine 
ausgefüllt. Da müsste ein Tender angehängt werden. Ich suche mir lieber 
irgendwas... nur was?

von Dieter (Gast)


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Eine provisorische Lösung wäre ein Balancer mittels zweier LED in Reihe 
(Rot mit Gelb/Grün) mit einem 470Ω Widerstand. Der "Balancerstrom" 
steigt so zwischen 3,9 bis 4,25 von  ungefähr 50µA bis 700µA.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Naja, das wird von einem TL431 aber locker geschlagen, sowohl im Strom 
als auch in der Genauigkeit. Die Frage wäre aber, ob man das nicht 
gleich richtig machen sollte - und ob die vom TE vorgestellte 
Basiskonstruktion dafür das richtig ist.

von MaWin (Gast)


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Dieter schrieb:
> Eine provisorische Lösung wäre ein Balancer mittels zweier LED in
> Reihe (Rot mit Gelb/Grün) mit einem 470Ω Widerstand. Der "Balancerstrom"
> steigt so zwischen 3,9 bis 4,25 von  ungefähr 50µA bis 700µA.

och nöö.

Dieter wieder.

Dass DEINE beiden LED Exemplare zufällig dieses Verhalten zeigten heisst 
nicht, dass selbst 2 andere rot/grüne LEDs aus derselben Kiste dasselbe 
Verhalten zeigen werden.

Die 'Lösung' ist untauglich.

von MaWin (Gast)


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H. H. schrieb:
> sondern um eine Powerbank

Stimmt, Ladeschaltung nicht extern.

Toxic schrieb:
> .Von welchen Fabrikaten kannst du mit Sicherheit sagen,dass sie ohne
> Balancerschaltungen arbeiten

Thinkpads, aber ältere, vor mehr als 10 Jahren. Ein HP war mindestens 
auch dabei und ein Sony.

Schön, wenn modernere Akkupacks Balancer enthalten.

PoloMan schrieb:
> Schade um die neuen Zellen, so einen Mist ohne Balancer braucht keiner.
> Die Zellen tauschen um nach 1 Jahr wieder die gleiche Situation zu
> haben.

Nun, offenbar

Malte _. schrieb:
> Demnach kann ich davon ausgehen dass  Akkupack immerhin 8 Jahre ohne
> Balancer durchgehalten hat.

vonwegen 1 Jahr, aber danke für dein FUD.

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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>als Technologiestudie abhaken
euphemistisch für "übles Gebastel"?

Ich habe einen ähnlichen Akkupack für ein älteres Pedelec. >30 Zellen je 
drei parallelgeschaltet ohne Balancer. Alle leer, die lassen sich 
vermutlich auch nicht mehr hochpäppeln.

von Dieter (Gast)


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MaWin schrieb:
> Die 'Lösung' ist untauglich.

Die Loesung geht wohl. Das provisorische wurde anscheinend ueberlesen. 
Besser als eine haufig zu findende Loesung mit ZD und Dioden in 
Durchlassrichtung.

Die zwei LED in Reihe muss man natuerlich einzeln ausprobieren um 
geringe Abweichungen zu erhalten. Das leuchten dient auch der Kontrolle. 
Wenn eine Stufe zu hell leuchtet, aber mit vollem Ladestrom weiter 
geladen wird, hat die Elektronik fast immer eine Macke weg.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Dieter schrieb:
> Die zwei LED in Reihe muss man natuerlich einzeln ausprobieren um
> geringe Abweichungen zu erhalten.

Aber 700µA sind doch einfach viel zu wenig. Kein Mensch lädt eine 
Powerbank mit so wenig Strom.

von Tuxpilot (Gast)


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Matthias S. schrieb:
> Dieter schrieb:
>> Die zwei LED in Reihe muss man natuerlich einzeln ausprobieren um
>> geringe Abweichungen zu erhalten.
>
> Aber 700µA sind doch einfach viel zu wenig. Kein Mensch lädt eine
> Powerbank mit so wenig Strom.

Stimmt. Die Powerbank lädt mit 3A, also 1A pro Zelle, laut Handbuch.

Angenommen, ich baue einen Balancer ein. Ich bin nicht sicher welche 
Weise korrekt wäre. Falls die beiden „Hälften“ irgendwie zum Laden 
parallel und zum Entladen seriell geschaltet werden (weil der Hersteller 
damals keine Boost-Konverter kannte), müssten das ja zwei unabhängige 
Balancer sein. Gibt es welche die über unbekannte Potentialunterschiede 
hinweg kommunizieren können?

Angenommen, ich baue einen Balancer ein. Die beiden 8254AA kann ich ja 
gegen ein Exemplar mit vernünftiger „Ladeschlussspannung“ tauschen, 
damit der Balancer am Ende nicht die vollen 3A verbraten muss bevor die 
Ladeschaltung niemals abschaltet.

Gibt es noch was im Handbuch, was ich bisher vergessen habe und in 
Salamitaktik verraten könnte?

Man darf gleichzeitig laden und entladen, wenn man ein stärkeres 
Netzteil >120W hat. Bei 12V also 10A über einen Hohlstecker. :O Die 
Batterie wird dann aber nicht geladen oder entladen.

Abgeschaltet braucht die Elektronik maximal 1μA.

Die Ausgangsspannung ist 16V oder 19V bei 6.1A, die Eingangsspannung 12V 
bis 19V.

Man darf die Powerbank nicht aufschrauben und umbauen oder ins Feuer 
werfen, und man darf nicht Ein- und Ausgang miteinander verbinden weil 
es sonst laut knallt. ;)

von Dieter (Gast)


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Matthias S. schrieb:
> Aber 700µA sind doch einfach viel zu wenig. Kein Mensch lädt eine
> Powerbank mit so wenig Strom.

Das soll auch keine Dauerloesung werden. Das ist ein guenstiges 
Provisorium.

Du emulierst damit das Verhalten von weiterentwickelten Li-Zellen, die 
in der Regel einmal grob selektiert fast immer ohne Balancer verbaut 
werden.

Die Selbstentladung der Zellen sind ok, wenn Du diese mit dem kleinen 
Strom auf nahezu gleiche Spannung bringst und diese gehalten wird.

von Dieter (Gast)


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Tuxpilot schrieb:
> Gibt es welche die über unbekannte Potentialunterschiede hinweg
> kommunizieren können?

Solche Chips gibt es, die ueber einen isolierten Bus kommunizieren. Das 
waere mit Grosskanonen auf klene Spatzen ...

von Dieter (Gast)


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Tuxpilot schrieb:
> 8254AA

High-accuracy voltage detection for each cell. • Overcharge detection 
voltage n (n = 1 to 4). 3.90 V to 4.45 V (50 mV step) Accuracy ±25 mV.

Rentiert nicht den Chip durch einen  anderen Baustein zu ersetzen.

von Niemand (Gast)


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Bei NiCd wäre eine Rettung sicher noch möglich gewesen, durch wieder 
hochpäppeln, bei LiO eher aussichtslos. Und versucht hast du es auch 
noch nicht die Zellen oder Pakete mal einzeln zu laden?

von Stephan S. (outsider)


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Cells Made in Japan? Produzieren die Koreaner im Hochlohnland Japan? Das 
würde mich jetzt eher wundern.

von Tuxpilot (Gast)


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Niemand schrieb:
> Und versucht hast du es auch
> noch nicht die Zellen oder Pakete mal einzeln zu laden?

Nö, ich habe kein LiPo-Ladegerät hier.

von Niemand (Gast)


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Tuxpilot schrieb:
> Nö, ich habe kein LiPo-Ladegerät hier.

Ein Labor-NT würde es versuchsweise auch schon tun, wenn es dann sowieso 
nicht geht, weil die Zellen sicher mause tot sind, aber ein Versuch wäre 
es wert?

David H. schrieb:
> Inzwischen, nach etwa 10 bis 15 Ladezyklen, sind es wemiger als 20Wh.
schon seltsam, hast du die geschrottet durch falsches Laden, bei LiIo 
geht das doch eigentlich nicht, die haben doch angeblich keinen 
MemoryEffekt...

Stephan S. schrieb:
> Cells Made in Japan? Produzieren die Koreaner im Hochlohnland Japan? Das
> würde mich jetzt eher wundern.

Schau mal richtig, der Motor ist von Samsung und das Chassi billig aus 
CN

von Christian M. (likeme)


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Die Chinesen haben es nicht so mit Ballacer. Habe Makita Akku Nachbauten 
mit 18V. Die haben an der ersten Zelle abgegriffen und das wars. 
Vielleicht messen die auch nur den Zustand und sagen dann "defekt" wenn 
die erste Zelle und die anderen 4 rechnerisch nicht zusammenpassen. Zur 
Entschuldigung muss ich aber sagen, die Akkus (Samsung Zellen) laufen 
schon jahrelang ohne Probleme.

: Bearbeitet durch User
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