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Thema: Balancer für LiFePo4 Akku

  1. #1
    Erfahrener Benutzer Roboter-Spezialist
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    Balancer für LiFePo4 Akku

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    Als Nebenentwicklung für meinen Robi ist ein Balancer für den Akku entstanden. Am Markt gibt es kaum etwas für diesen Akkutyp, und in Hinblick auf eine automatische Ladestation muss der Balancer ohne irgendwelche Einstellungen über Tasten funktionieren.

    Die LiFePo sind nicht so anspruchsvoll wie LiIo Akkus, die Ladeschlussspannung beträgt 3.6V, bis 3.8 wird toleriert, erst ab dann geht es auf die Lebensdauer. Entladbar sind sie bis 2.5V, ich verwende sie bis 2,9V, auf die letzten paar Minuten Fahrzeit kommt es nicht mehr an.

    Umgesetzt ist es mit einem Attiny26 der die Zellenspannungen kontrolliert und wenn notwendig die einzelnen Lastwiderstände zur enstprechenden Zelle zuschaltet. Dazu sind die Transistoren über Optokoppler an den Attiny angebunden um kein Problem mit den unterschiedlichen Potentialen zu bekommen. Die Kontroll LED's sind parallel zu den Lastwiderständen angeordnet.
    Die Zellenspannungen müssen über Spannungsteiler runtergesetzt werden, die Abweichungen kann man ausmessen und im Programm berücksichtigen.

    In Zukunft sollen die Widerstände durch welche mit geringerer Toleranz ersetzt werden.
    Wenn die Ladestation kommt soll der Balancer über I2C seinen Status an den Hauptcontroller senden und im laufenden Betrieb die einzelnen Zellen auf Unterspannung überwachen.

    LG!

    alles über meinen Rasenmäherroboter (wer Tippfehler findet darf sie gedanklich ausbessern, nur für besonders kreative Fehler behalte ich mir ein Copyright vor.)

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Roboter Experte
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    Hallo damfino,
    es gibt keine balancer für lifepo4 weil diese dort nicht nötig, sondern sogar schädlich sind. Die Zellen balancieren sich selbst aus wenn sie mit 3,6V geladen werden. Google mal nach erfahrungsberichten, dann wirst du herausfinden, dass etliche Besitzer ihre Zellen damit verhunzt haben.

  3. #3
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    Unnötig sind sie nur wenn man alle Zellen mit je 3.6V lädt, und nicht einen 4s Pack mit der Abschaltspannung von 14.4V. Denn da sind die Zellen auseinander, und ich hab eine dabei die über 3.7V geht, während eine andere noch bei 3.5V ist.
    Mein Gerät soll verhindern dass einzelne Zellen eine zu hohe Spannung haben und schaltet ab 3.6V auf den Widerstand. Und jetzt haben am Ende, wenn das Ladegerät abschaltet, wirklich alle Zellen 3.6V. Die Ladezeit verlängert sich dadurch um ein paar Minuten.

    Ob man gar nicht Balanciert ist wieder so eine Philosophiefrage, es ist sicher positiv das einzelne Zellen nicht überladen werden. Das die LiFePo generell weniger Probleme haben ist auch klar. Aber wenn mal eine Zelle driftet, hat man ohne Balancer garantiert ein Problem.

    LG!
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  4. #4
    Erfahrener Benutzer Roboter-Spezialist
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    Hallo,
    tolles Projekt, das wollte ich mir auch mal bauen, nur für LiMa Zellen.

    Eine Sache irritiert mich aber: Wenn du 4 Zellen einzeln lädst und überwachst, wie kommst du dann um Himmels Willen mit 4 Anschlüssen aus?

    Ich hatte für meine 2 Zellen ja schon an 6 Verbindungen zur Platine gedacht (jeweils geregeltes VCC und GND sowie einmal zum ADC).

    Wie hast du das denn realisiert?

    Es grüßt,
    Basteltisch

  5. #5
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    Hi,
    die Zellen werden nicht einzeln geladen, das Ladegerät ist für 4 Zellen in Reihe ausgelegt.
    Aber die Zellen werden einzeln überwacht (leider nur mit Spannungsteiler) und wenn über 3.6V auf den Lastwiderstand geschalten. Im Programm ist festgelegt dass nie alle 4 gleichzeitig auf die Widerstände geschalten werden können, die Zelle mit der niedrigsten Spannung wird immer geladen.
    Es sind 5 Anschlüsse, GND, VCC, + 3x V zwischen den Zellen.

    Es gibt einen Chip ISL9208 der bis zu 7 Zellen einzeln mit passenden Potential auf einen ADC eines Controllers schalten kann, damit ist eine Verbesserung meiner Schaltung zu erreichen.

    LG!
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  6. #6
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    Schön, sehr einfach gelöst das ganze!

    Und es ist definitiv unmöglich, dass ein Balancer den Zellen schadet; er kanns nur besser machen. Wie schon festgestellt wurde halten diese LiFePo-Zellen mehr aus als LiPo/LiIon-Zellen. Aber gut tut ihnen eine eventuelle Überladung deswegen noch lange nicht!

  7. #7
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    Zitat Zitat von damfino
    Hi,
    die Zellen werden nicht einzeln geladen, das Ladegerät ist für 4 Zellen in Reihe ausgelegt.
    Aber die Zellen werden einzeln überwacht (leider nur mit Spannungsteiler) und wenn über 3.6V auf den Lastwiderstand geschalten. Im Programm ist festgelegt dass nie alle 4 gleichzeitig auf die Widerstände geschalten werden können, die Zelle mit der niedrigsten Spannung wird immer geladen.
    Es sind 5 Anschlüsse, GND, VCC, + 3x V zwischen den Zellen.

    Es gibt einen Chip ISL9208 der bis zu 7 Zellen einzeln mit passenden Potential auf einen ADC eines Controllers schalten kann, damit ist eine Verbesserung meiner Schaltung zu erreichen.

    LG!
    Hallo,
    eine Sache verstehe ich noch nicht:
    Wenn du alle 4 in Reihe gleichzeitig lädst und auch nur einmal GND hast, wie schaltest du dann zu diesen Zellen die Wiederstände zwischen VCC und den Zellen? Kommen die Wiederstände an die Kontroll V Leitungen worüber diese auch ihren Ladestrom beziehen, welcher dann mit den Widerständen begrenzt werden?

    Es grüßt,
    Basteltisch

  8. #8
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    Die Widerstände und damit auch die Transistoren sind parallel zu den jeweiligen Zellen geschalten. Deshalb auch die Ansteuerung über Optokoppler, da sonst wegen den unterschiedlichen Potentialen einiges ein Rauch aufgehen würde.

    LG!
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  9. #9
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    hallo,
    hast Du schon eine Neuentwicklung?
    Ich hatte immer Probleme mit der letzten zelle, da die Diff. nicht mehr ausreicht um den FET durch zu steuen..somit brauche ich für den obersten Akku imme eine LAdungspumpe...
    Das knifflige bei mir sit, das ich mehr als 1 oder 2A Laststrom benötige da ich recht große Zellen balancieren muss..

  10. #10
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    Hallo!

    Es wäre vielleicht einfacher anstatt eines (MOS)FET's einen p-n-p Darlington anwenden.

    MfG

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