6-Zellen Lipo -> Messmimik ?

[Jasson J. (jasson)]

Hallo zusammen,

gelegentlich denke ich darüber nach einen Lipo-Lader nach meinen 
Wünschen zu bauen.

>Teilaufgabe
Ein Teil davon ist natürlich das messen der Einzell-Zellspannungen 
zwecks Balancing.
Meine Frage, um die ich mich manchmal drehe ist lautet, ob man einer 
"ausreichenden" Spannungsauflösung nur mit immer mehr ADC-Auflösung 
beikommt oder eben mit OP-Subtrahierern und damit Schaltungsaufwand.

>Hintergrund
Hintergrund bei beiden Ansätzen ist ja, dass der relevante 
Spannungsbereich pro Zelle, der einen wirklich interessiert (mit 
Tolelranz vll. 3V bis 4,5V) deutlich kleiner ist als das was ohne 
weiteres erfasst wird - 0 bis 4,5V und dadurch - bei Serienschaltung der 
Zellen - der weit überwiegende Teil der ADC-Auflösung verwendet wird, um 
einen  irrelevanten Spannungsbereich auf zu lösen.

>Meine Ideen
Ich bin da eben bisher nur zu den 0-8-15 Lösungen gekommen mit immer 
mehr ADC Auflösung zu arbeiten und mittels OP-Schaltung dem ADC die 
Spannungsbereiche Mundgerecht zu servieren.

>Frage
Gibt es vielleicht eine clevere Schaltung aus passiven oder 
zuschaltbaren passiven Elementen, mit der sich das anders  besser  
cleverer lösen lässt?

Grüziwoll

[Georg G. (df2au)]

Warum nimmst du nicht den zig-tausendfach bewährten Imax-B6 als 
Grundlage? Bei einem Einzelstück kommt es doch auf 5€ mehr oder weniger 
Hardwarekosten nicht an.

[Paul (Gast)]

Ja, die gibt es. Nennt sich BMS IC, kostet 5-20 Euro pro Stück und 
spricht via UART, SPI, I2C etc mit deinem Controller. Gibt es von easy 
to use bis hin zu Multi-Stack mit CRC und ASIL-D fähig.

Kommt halt drauf an was du willst. Willst du intelligente Akkus die du 
nur eine (stombegrenzte) 25,2V Quelle (4,2V * 6 Zellen) hängst und der 
Rest sitzt im Akku ODER willst du dumme Akkus und das Gehrin sitzt im 
Ladegerät und in deinen Geräten die der Akku betreibt?

Modell Eins findet man z.B bei DJI Drohnen. Es hat den Vorteil das die 
Anforderungen an das Ladegerät geringer werden, du kannst dir dann 
Beispielsweise 3 Standart Akku Typen bauen (BSP: 4s, 6s, 10s). Auf die 
knallst du immer dein BMS und dein Ladegerät muss nur noch eine variable 
Spannungsquelle sein, die aber strombegrenzt ist.
Großes Plus dabei: Du kennst deinen Akku, du kennst den 
Energiedurchsatz, die Ladezyklen etc.
Wenn du dich für das Modell entscheidest, dass suche nach BMS ICs aus 
dem Automotive Bereich. Die gibts teilweise als 
Langzeitverfügbarkeits-Chips. So hast du auch in 10 Jahren noch die 
Möglichkeit einen zu bekommen. Meist sind zwar eher die Akkus platt und 
die Elektronik wandert auf den nächsten, aber nur so als Hinweis.

Oder du machst es andersrum: Du packst die Intelligenz ins Ladegerät. 
Die Basis für beide Varianten ist aber gleich, du brauchst einen 
Mess-IC, der dir die Spannungen misst und eine variable, strombegrenzte 
Spannungsquelle, wenn du mehrere Typen laden willst. Wenn du deinen 
Akkus QR Codes verpasst, dann kannst du wenigstens die Ladezyklen 
tracken und evetuell auch die nachgeladene Energie in eine Datenbank 
schreiben, sofern du an den Infos Interesse hast. In einem separaten 
Ladegerät kannst du natülich auch ganz andere Balancing Ströme 
realisieren als bei dem intelligenten Akku. Das wäre bei stark 
debalancierten Zellen interessant (die dann aber meist andere Probleme 
haben, wenn eine Zelle so stark weg vom Rest ist).

Also, was darf es sein ;)?

VG Paul

[Jasson J. (jasson)]

Prinipiell bevorzuge ich die Variante "Lader schlau - Akku dumm", da es 
um RC-Modellbau Lipos von der Stange geht.

Vielleicht investiere ich noch mal Zeit in Recherche zu exitierenden 
IC´s etc.

Zum einen hat mich die "Kopfnuss" jetzt nicht mehr losgelassen, zum 
anderen versuche ich eine günstige "Good-Enough-Lösung" aus zu tüfteln, 
um den Lader so günstig zu kriegen, dass man sich davon z.B. 4 oder 6 
zulegen kann. (bzw. ich mir bauen :> )
(ich weiß, es gibt Multilader-Stationen)

Jedenfalls ist das Problem denke ich, eher ein David.
Nach dem angehängten schematischem Bild müsste es gehen, auch mit z.B. 
10 Bit genug Auflösung zu haben, Lipos nicht kaput zu machen.

Die Gains (G) müssen bei jeder Zellstufe so eingestellt sein, dass die 
resultierende Spannung die der Referenz nicht übersteigt.
Dann müsste eigentlich schon alles gut sein. (?)


>Einer der Anwendungsfälle
Ich habe eine kleine Drohne, die je nach Akku unter die 250 Gramm kommt. 
Ich könnte mir vorstellen mit ner Meanwell 700mAh Stromquelle und einem 
ATTiny261 ein einfaches Ladegerät mit passivem Balancing zu machen, dass 
vielleicht unter 10€/Stück kommt.
Da es nur um 4 Zellenakkus geht, kommt man bei rund 16,8 ; sagen wir 17 
Volt raus. Man könnte also den Versuch wagen, ein 19,xV Laptopnetzteil 
zu nehmen, um die kleinen Lader zu versorgen. Das macht die Sache 
einfach, weil man im Lader dann keine BugBoost-Topologie braucht und es 
dadurch die genannte "Nur-Stepdown" Stromquelle tun könnte.

[Michael M. (Firma: Autotronic) (michael_metzer)]

Mit dem YUKI Model können bis zu 8 Zellen überwacht und gebalanced 
werden. Kostet etwa 30 Euro.

[Jester (Gast)]

Jasson J. schrieb:
> Prinipiell bevorzuge ich die Variante "Lader schlau - Akku dumm",

[Ewig lange Beschreibung samt Rechtfertigung gelöscht ...]

Ja - mach das mal so. Das wird bestimmt ganz super ...

[Jasson (Gast)]

Jester schrieb:
> Ja - mach das mal so. Das wird bestimmt ganz super

Die von dir gelöschte "Rechtfertigung" wäre ein Einstiegspunkt gewesen, 
die Punkte auf zu greifen, die nicht gehen. Statt dessen blökst du dumm 
rum.
Halt doch einfach die Schnauze, wenn du nichts genaues zu sagen hast.

[Paul (Gast)]

Jasson J. schrieb:
> Prinipiell bevorzuge ich die Variante "Lader schlau - Akku dumm"

Ok, dann wird es die Schiene.

Jasson J. schrieb:
> den Lader so günstig zu kriegen

Was ist bei dir günstig? Ich hab nen 12S Lader gebaut, da kostet die 
Induktivität schon 12€. Der läuft dafür aber auch schon mit 12V los und 
setzt die Spannung hoch. Aber das trifft nicht deinen Anwendungsfall, da 
dafür das Hirn in den Akku müsste. Hatten wir ja hier abgewählt.

Jasson J. schrieb:
> Nach dem angehängten schematischem Bild müsste es gehen, auch mit z.B.
> 10 Bit genug Auflösung zu haben, Lipos nicht kaput zu machen.

Wenn dein µC am positiven Eingang deiner differenziellen AD-Wandler eine 
höhere Spannung als VCC verträgt, dann könnte das klappen.
Die meisten die ich kenne können es nicht. Aber probier es aus :).

Jasson J. schrieb:
> BugBoost-Topologie

Ja, Boostwandler haben manchmal Bugs, aber das was du meinst ist 
BuckBoost ;).

Jasson J. schrieb:
> ein einfaches Ladegerät mit passivem Balancing zu machen, dass
> vielleicht unter 10€/Stück kommt.

Willst du jetzt ein Ladegerät für 2-6? Zellen bauen oder für jede Config 
ein eigenes?

Nach wie vor, der einfachste Weg zum Ziel ist ein LiIon Mess IC der 
digital mit einem Controller spricht. Da ist das ganze Analog Front End 
schon drin, du baust noch paar Filterschaltungen dran und bist schnell 
fertig. Damit kannst du in der Regel alles zwischen 3 und 16 messen 
laden, das Balancing aktivieren etc.

VG Paul

[Dieter (Gast)]

Dieser Thread handelt vom differentiellen Messen und könnte den einen 
oder anderen Aspekt erläutern:
Beitrag "ADC für differentielle Messung in Battery Pack"

[Jester (Gast)]

Jasson schrieb:
> Jester schrieb:
>> Ja - mach das mal so. Das wird bestimmt ganz super
>
> Die von dir gelöschte "Rechtfertigung" wäre ein Einstiegspunkt gewesen,
> die Punkte auf zu greifen, die nicht gehen. Statt dessen blökst du dumm
> rum.

Du hast ein vorgefertigtes Konzept und suchst einzig die Bestätigung, 
dass du dir was ganz Tolles ausgedacht hast. Andere Vorschläge wischt du 
dabei zur Seite - oder bemerkst diese noch nicht mal.

Was will man da lange rumdiskutieren? Jeder der darauf einsteigt, kommt 
sich am Ende vor, als hätte er gegen eine Betonwand argumentiert. Und 
wird sich über kurz oder lang denken: "Ne, muss ich nicht haben" ...

Drum bleib ich auch bei meiner Antwort (s.o). Mehr erfährst Du von mir 
nicht - so einfach ist das.

> Halt doch einfach die Schnauze, wenn du nichts genaues zu sagen hast.

Du musst lernen zu lesen. Und dann lernen, wie man sich ausdrückt. Hier 
den Zampano zu mimen und mit vulgären Entgleisung um dich werfen - damit 
zeigst du nur, welch Pestzecke du im Grunde bist ...