Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik 3s Li Pack mit 12V laden?


You were forwarded to this site from EmbDev.net. Back to EmbDev.net
von Typ (Gast)


Lesenswert?

Hallo.

Für eine DIY Bluetooth Box möchte ich ein 3s Li BMS und Lademodul 
integrieren, sodass man zum Aufladen jedes gewöhnlich DC Netzteil an die 
Box anschließen kann.
Als Lademodul würde ich sowas hier nehmen: 
https://www.ebay.de/itm/192493619652

Meine Frage ist nun, was passiert wenn man nur 12V DC liefert statt den 
eigentlich benötigten 13V? Kann man damit das Batterie Pack wenigstens 
teilweise aufladen oder besteht Gefahr, dass die Akkus langfristig 
Schaden nehmen?

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


Lesenswert?

Typ schrieb:
> was passiert wenn man nur 12V DC liefert statt den
> eigentlich benötigten 13V?

Genau wärens ja 12,6V, aber wenn du mit 12V lädst, geht das prima. Denke 
dran, da nicht beliebig viel Ladestrom reinzupumpen, das sollte schon 
I-begrenzt sein. Wird nie 100% voll, aber hebt die Lebensdauer der 
Zellen.

von Typ (Gast)


Lesenswert?

Ich dachte die ganze Laderegelung (Spannung und Ampere zum richtigen 
Zeitpunkt konstant halten) wird durch das Lademodul kontrolliert (eBay 
Link oben), welches eine Mindesteingangsspannung von 13V angibt.
Ich möchte mir eben genau nicht um sowas Gedanken machen müssen oder auf 
ein extra Lithium Ladegerät angewiesen sein.

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


Lesenswert?

Typ schrieb:
> welches eine Mindesteingangsspannung von 13V angibt.

Damit beantwortest du doch schon deine eigene Frage. Dieses Modul ist 
also nicht geeignet.

von Typ (Gast)


Lesenswert?

Naja, nicht so ganz. Die Frage ist ob das Modul auch mit 12V arbeitet, 
nur eben dann nicht bis 100% Kapazität lädt.

Aber verstehe ich das wenigstens richtig, dass man sich mit so einem 
Modul (plus BMS dahinter), keine Gedanken um Laderegulung machen muss 
und einfach eine beliebige Gleichstromquelle anschließen kann?

von Manfred (Gast)


Lesenswert?

Typ schrieb:
> Naja, nicht so ganz. Die Frage ist ob das Modul auch mit 12V arbeitet,
> nur eben dann nicht bis 100% Kapazität lädt.

Wenn die Eingangsspannung zu gering ist, wird es vermutlich nicht mehr 
in der Lage sein, den Strom korrekt zu begrenzen.

> Aber verstehe ich das wenigstens richtig, dass man sich mit so einem
> Modul (plus BMS dahinter), keine Gedanken um Laderegulung machen muss
> und einfach eine beliebige Gleichstromquelle anschließen kann?

Nein.

Ein BMS ist keine Laderegelung.

von Typ (Gast)


Lesenswert?

> Wenn die Eingangsspannung zu gering ist, wird es vermutlich nicht mehr
in der Lage sein, den Strom korrekt zu begrenzen.

Sprich es drohen Schäden?

> Ein BMS ist keine Laderegelung.

Wozu ist dann das verlinkte Lademodul gut wenn nicht für Laderegelung? 
Das BMS würde ja zusätzlich hinter das Modul kommen.

von MaWin (Gast)


Lesenswert?

Typ schrieb:
> was passiert wenn man nur 12V DC liefert statt den eigentlich benötigten
> 13V?

Der Akku wird nur auf 11.6V gesamt aufgeladen, 3.87V/Zelle, die Akkus 
also nur ca. zu 50% voll.

Ungünstig.

von Wie prüfe ich meinen Motor (Gast)


Lesenswert?

Typ schrieb:
> Wozu ist dann das verlinkte Lademodul gut wenn nicht für Laderegelung?

Das ist schon für die Laderegelung geeignet. Du musst es dafür aber 
schon im Rahmen seiner Spezifikation, sprich korrekter Spannung 
versorgen. Und die liegt hier nun mal bei mindestens 13VDC.
Hintergrund: Dem erfahrenen Auge sagt das grundsätzliche Design, dass 
hier ein Schaltregler verbaut ist. Da die Spannung größer sein soll als 
die abgegebene Spannung ein Abwärtswandler. Dieser hat prinzipbedingt 
immer eine Differenz zwischen EIngangs- und Ausgangsspannung.

Beitrag #7065073 wurde von einem Moderator gelöscht.
Beitrag #7065074 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Typ (Gast)


Lesenswert?

MaWin schrieb:
> Der Akku wird nur auf 11.6V gesamt aufgeladen, 3.87V/Zelle, die Akkus
> also nur ca. zu 50% voll.
>
> Ungünstig.
Besser als nichts. Natürlich würde ich mir ein passendes 13-14V Netzteil 
kaufen. Es geht nur darum, ob ich die Box zur Not auch mal an ein 
generisches 12V Netzteil oder ne Autobatterie anschließen könnte ohne, 
dass die Akkus kaputt gehen.



Daumenschraube schrieb im Beitrag #7065074:
> Azubi, halt die Finger ruhig!
Soll heißen?

von Karl B. (gustav)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Typ schrieb:
> Ich möchte mir eben genau nicht um sowas Gedanken machen müssen oder auf
> ein extra Lithium Ladegerät angewiesen sein.

Hi,
hab ich auch gedacht. Besser Ladegerät mit 
Load-Balancer-Anschlussmöglichkeit (2s, 3s, 4s, 5s, 6s zum Beispiel) 
verwenden.
Ladegerät Plus/Minus Strippen an Akkupack.
Dann Load Balancer-Strippen an passende Buchse des Ladegeräts.
Bei 3 in Serie (3s) also insgesamt 6 Strippen.
Dann kann man ablesen, was so passiert.

Aber wie ist das mit dem "schonenden" Entladen?
Die separaten Balancer-Module haben ja so Angaben wie 20A oder 40A,
obwohl da Akkus mit 1800 mA/h dranhängen.
Also begrenzen die den maximalen Entlade- bzw. Kurzschlussstrom.
Die klemme ich dann aber ab, wenn ich mit dem anderen Ladegerät arbeite.
(Entweder oder, beides nicht.)

Und das Akku-Ladegerät hat einen 12V Autobatterie-Anschluss, damit man 
auch unterwegs seine Modellflugzeug-Akkus aufladen kann.
Und dafür hat es eine Input-Voltage-Low Anzeige. Mit Abschaltung.
Das heißt, die ganze Laderei geht auch nur, wenn die Eingangsspannung 
stimmt. Genau wie der TO richtig vermutete.

ciao
gustav

: Bearbeitet durch User
von H. H. (Gast)


Lesenswert?

Typ schrieb:
> Als Lademodul würde ich sowas hier nehmen:
> https://www.ebay.de/itm/192493619652

Da werkelt ein SY6912A von Silergy.

von H. H. (Gast)


Lesenswert?

MaWin schrieb:
> Der Akku wird nur auf 11.6V gesamt aufgeladen,

Nö, der Regler kann bis 100% Tastverhältnis. Die Akkus werden also schon 
bis auf 4V/Zelle geladen.

von Typ (Gast)


Lesenswert?

Karl B. schrieb:
> hab ich auch gedacht. Besser Ladegerät mit
> Load-Balancer-Anschlussmöglichkeit (2s, 3s, 4s, 5s, 6s zum Beispiel)
> verwenden.

Auf welches Ladegerät bezieht sich das jetzt?
Also verstehe ich den Vorschlag richtig, dass ich ein Ladegerät kaufen 
soll, nur um es dann auseinanderzufriemeln und in die Box zu 
integrieren?
Was macht ein solches "externes" Li Ladegerät, was Lademodul+BMS nicht 
machen?

H. H. schrieb:
> Da werkelt ein SY6912A von Silergy.

Laut Datenblatt arbeitet dieser Chip mit 4-23V Eingangsspannung.
Das lässt also vermuten, dass das eBay Lademodul auch mit 12V statt 13 
funktionieren wird.


Aber das beantwortet die wichtigste Frage immer noch nicht: Würden bei 
dieser Konfiguration (12V DC "unreguliert" -> SY6912A eBay Lademodul -> 
BMS -> 3s Li Pack) die Akkus geschädigt werden oder werden sie einfach 
nur nicht bis 100% Kapazität geladen?

Beitrag #7065606 wurde von einem Moderator gelöscht.
Beitrag #7065627 wurde von einem Moderator gelöscht.
von H. H. (Gast)


Lesenswert?

Typ schrieb:
> Aber das beantwortet die wichtigste Frage immer noch nicht: Würden bei
> dieser Konfiguration (12V DC "unreguliert" -> SY6912A eBay Lademodul ->
> BMS -> 3s Li Pack) die Akkus geschädigt werden oder werden sie einfach
> nur nicht bis 100% Kapazität geladen?

Letzteres.

von Typ (Gast)


Lesenswert?

Verbose schrieb im Beitrag #7065627:
> Generische SNT übertreiben es auch nicht mit der Genauigkeit und lefern
> im Leerlauf auch mehr. Welches NT meinste genau - Messgeräte da?
>
> Anders gefragt - woher sollen wir denn wissen, was Du Dir da zusamens...
> äh denkst?

Ich habe oben konkret angegeben, welche Konfiguration ich mir 
vorgestellt habe.
Es ist auch klar, dass die meisten Netzteile nicht exakt 12V liefern 
(Auto schon gar nicht).
Genau darum geht es mir ja: Gibt es Probleme wenn die spezifizierte 
Spannung nicht exakt eingehalten wird?

von W.S. (Gast)


Lesenswert?

Typ schrieb:
> Ich möchte mir eben genau nicht um sowas Gedanken machen müssen

und die übrigen Leute hier im Forum sollen das tun - für dich?
Also, wenn du dir keine Gedanken machen willst, dann benutze nur genau 
DAS Ladeteil, was bei einer gekauften BT-Box dabei ist und versuche 
nicht, so etwas selber zu bauen.

Ansonsten wäre etwas Kenntnis-Erlangen über das Funktionsprinzip 
angesagt. 3 Li-Akkus in Reihe, das macht 3x 4.2V bzw. 12.6V aus. Dazu 
etwas mehr Spannung, damit die Ladeelektronik noch ein wenig Spielraum 
hat und man kommt zu dem Schluß, daß die angesagten 13V so ziemlich das 
Mindeste sind.

Wenn ich mich recht erinnere und die Dinger nicht inzwischen ausverkauft 
sind, dann hat Pollin Steckernetzteile für 15V im Angebot. Nur so als 
Tip.

W.S.

von Jens G. (jensig)


Lesenswert?

Verbose schrieb im Beitrag #7065627:
> 12 Volt bei der Autobatterie ist die Nennspannung, real eher einige Volt
> darüber.

Seit wann das? Sei mal nicht so falsch verbose ...

von Typ (Gast)


Lesenswert?

W.S. schrieb:
> und die übrigen Leute hier im Forum sollen das tun - für dich?

Nein. Ich habe mir die alternative Lösung mit dem Lademodul ja selbst 
überlegt. Bloß bei dem letzten Detail (12V statt 13) war ich mir nicht 
sicher, weil ich zu diesem (offensichtlich unoptimierten und nur im 
Notfall relevanten) Szenario keine Infos gefunden habe.


W.S. schrieb:
> Ansonsten wäre etwas Kenntnis-Erlangen über das Funktionsprinzip
> angesagt. 3 Li-Akkus in Reihe, das macht 3x 4.2V bzw. 12.6V aus.

Und 3x4V wäre auch locker genug um den Amp der Box zu betreiben. Die 
Frage war nur, ob dann die Laderegulung des SY6912A Moduls noch 
funktioniert oder ob die Akkus zu Tode geladen werden.

von minit (Gast)


Lesenswert?

Option 1:

Man nehme Buck-Boost (4-Switch) Modul incl. CC (KSQ) Funktion, und
prüfe dessen Verhalten (Ladeendspannungsgenauigkeit) über den mögl.
(Anwendung->Schätzung (worst case) oder Test) Temperaturbereich.

Und justiere dann dem- (und der gewünschten Kapazitätsausnutzung)
entsprechend eine etwas geringere als die maximale Spannung.

Und natürlich einen Konstantstrom innerhalb der Akku-Spec, evtl.
aber eh weit unterhalb des erlaubten Maximums, wenn es nicht so
schnell wie irgend möglich gehen soll beim Laden (schont auch die
Zellen, sogar Hochstrom-Zellen leben nicht voll belastet länger).

Entspr. vorsichtig vorgegangen (sich der richtigen U(DC)_max
vollkommen sicher vergewissern, bevor man Ladeversuche macht)
kann das (fast) jeder mit einem Billig-Multimeter hinkriegen.

Option 2:

W.S. schrieb:
> wenn du dir keine Gedanken machen willst, dann benutze nur genau
> DAS Ladeteil, was bei einer gekauften BT-Box dabei ist und versuche
> nicht, so etwas selber zu bauen

Und stelle entsprechende Betriebsspannung (innerhalb Spec dieses
Laders) bereit - das ginge mit einem passenden Netzteil, oder je
nach Netzteil (ist aber nur für erfahrene Leute ein gangbarer Weg)
durch Feedbackzweig-Manipulation des vorhandenen, oder auch

durch Zwischenschaltung eines passenden Buck-Boot-Moduls, welches
in diesem Fall auch keine CC/KSQ-Funktion benötigte, sondern den
vorkommenden Strom einfach nur (bei günstigen China-Modulen ist
die Stromangabe eher zu halbieren, und das sogar wenn man extrem
geringes Spannungs-Übersetzungsverhältnis hat, für Dauerbetrieb)
den Strom aushalten.

von Jens G. (jensig)


Lesenswert?

Typ schrieb:
> Genau darum geht es mir ja: Gibt es Probleme wenn die spezifizierte
> Spannung nicht exakt eingehalten wird?

Abgesehen davon, daß der Akku eben nicht richtig voll wird, gibt's keine 
ernsthafteren Probleme. Aber je nachdem, wie das dahinterliegende BMS 
funktioniert, kann es passieren, daß die Zellen trotzdem mit der Zeit 
etwas auseinander laufen, wenn das BMS erst bei ziemlich genau 4,2V 
anfängt mit balancen. Da kann im Extremfalls sich durchaus der Zustand 
einpendeln, daß zwei Zellen 4,2V haben, und die andere nur 3,8V. 
Gelegentliches Laden mit "voller Spannung" ist da evtl. nicht so 
verkehrt, um diesen Schiefstand wieder auszugleichen.

von minit (Gast)


Lesenswert?

minit schrieb:
> Buck-Boost (4-Switch) Modul incl. CC (KSQ) Funktion

Vor dem BMS (incl. Schutzschaltungen und Balancer).

von Jens G. (jensig)


Lesenswert?

> einpendeln, daß zwei Zellen 4,2V haben, und die andere nur 3,8V.

Ich meinte 3,6V (bei 12V Ladespannung).

von MaWin (Gast)


Lesenswert?

H. H. schrieb:
> Nö, der Regler kann bis 100% Tastverhältnis. Die Akkus werden also schon
> bis auf 4V/Zelle geladen.

Nichts ist verlustlos, der Regler hat 0.4V Verlust (ok, maximal, kann 
typisch weniger sein).

von H. H. (Gast)


Lesenswert?

MaWin schrieb:
> der Regler hat 0.4V Verlust (ok, maximal, kann
> typisch weniger sein).

Bei 2A! Der Akku wird auch mit weniger Strom voll.

von Typ (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Wenn ich mir folgenden Graphen anschaue, sollte doch selbst mit 12V über 
80% Kapazität erreicht werden können.
Das Lademodul lädt bei 13V Eingangsspannung bis 4,2V. Grob überschlagen, 
wäre man bei 12V dann immer noch über 3,8V.

von Karl B. (gustav)


Lesenswert?

Typ schrieb:
> Auf welches Ladegerät bezieht sich das jetzt?

Hi,
keine Raketenwissenschaft.
Jamara Ladegerät X-Peak 80 Bal AC DC
[Hab noch das 50-er, das out of sale ist.]

Typ schrieb:
> Was macht ein solches "externes" Li Ladegerät, was Lademodul+BMS nicht
> machen?
Weil man da mehr einstellen kann. Und überprüfen per Displayanzeige.
Eine kaputte Zelle wird dann angezeigt, die kann man dann, wenn möglich 
austauschen. Und man kann sogar zusätzlich noch einen Thermofühler 
anklemmen.

Ein "normales" Lithium-Akku-Ladegerät ohne systemintegrierten Balancer 
hat nur zwei Strippen Plus und Minus. Und Einstellung wird "auf 
Verdacht" gemacht. Der am Akkupack selbst vorgesehene Balancer gibt an 
das Ladegerät kein Feedback, wo evtl. der Wurm drin ist. Der soll eben, 
wie der Name schon sagt, gröbere Unterschiede zwischen den Zellen 
ausgleichen. Meldet aber selbst keine Fehler ans Ladegerät zurück, das 
dann entsprechend reagieren könnte.
So sehe ich das.
Die Sache kann man mit Stecker und Gegenstücke leicht lösen.
Beim Entladebetrieb ist der Akku-Balancer dran,
beim Laden mit dem X-Peak trenne ich den Stecker ab. Und stecke diesen 
in die dafür vorgesehenen Buchse am Ladegerät.

Hab das ausprobiert. Ziehe ich im laufenden Betrieb den Balancerstecker 
ab, dauert es keine Sekunde und es piepst schrill,
im Display "connection lost". Und Ladevorgang wird abgebrochen. Obwohl 
die Haupt-Strippen für Plus und Minus noch dran sind. Ein normals 
Ladegerät bietet kein "Feedback".
Feuerlöschdecke und Sand können erstmal unangetastet belassen werden. 
;-)

ciao
gustav

: Bearbeitet durch User
Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.