Punktschweißen mit 3s Lipo: Wieviel Strom fließt mir da ???

[verlierer]

"Entweder man verliert.. oder man versagt - es gibt nichts dazwischen.."

Hab mir auf Grundlage von www.malectrics.eu einen schönen Spotwelder gebastelt..
Und erhalte schon mit 3s 2200mAh gute Schweißpunkte. https://hobbyking.com/en_us/turnigy-heavy-duty-2200mah-3s-60c-lipo-pack-w-xt60u.html

Etwas Sorgen bereitet mir aber, dass meine sechs irf1324s (0,8 mOhm, 429A) Mosfets die 12,6 Volt für die paar Millisekunden auf 4,5 - 6 Volt runter ziehen.
So 0,5 Volt fallen an der 300A Sicherung ab.
Nur so 2 - 2,5 Volt im Blech
und 1,5 -2 Volt an den Mosfets (Drain - Source = GND).
(Kabelverluste bei meinem Aufbau vernachlässigbar).

2 Volt / 1/6 mOhm = 12.000 Ampére kann ich mir aber nicht vorstellen.

Und warm werden die Mosfets auch nicht..

Aber wenn ich die Elektroden zu locker aufsetze, kann ich schon bei 10 ms Schweißdauer Löcher durch Blechdosen schießen.

Denke nicht, dass mir schon wieder ein paar Mosfets hops gegangen sind. Seitdem ich TVS Dioden eingebaut habe, ist mein Ding sehr stabil.

Und da der nagelneue Akku so mächtig in die Knie geht, fließt da schon mächtig Strom. Aber wieviel ?

Den Mosfet-Widerständen trau ich grad nicht mehr.
Vielleicht kennt hier jemand den Widerstand dieser 300A Sicherungen: www.aliexpress.com/item/Gold-Plated-Car-Vehicles-Stereo-Audio-ANL-Fuse-300A-AMP/32819120007.html

Oder sonst eine Idee, wie ich mit meinem Pocket-Osszi oder Billig-Multimeter der Strom wenigstens grob bestimmen kann.

das Roland
Ideen immer zu mir :-)
Ausreden woanders hin :-(

 

[Gerd Giese]

... so geht's einfach ...

... so geht's einfach ...

Drainwiderstände sind zu ungenau, es sei denn du hast die Fet's vermessen! ... aber es geht einfacher:

Du hast ein Scope, eine mit Sicherheit bekannte Hochstromleitung dessen Länge und Querschnitt du kennst.
Dort misst du den Spannungsfall beim Impuls und rechnest...

... auf die Schnelle (bezogen auf 20°C) da ich gewisse Grundkenntnisse vermute (bedienst ein Scope!):

Fläche Kupferleitung: A = d(hoch2) * pi / 4
Widerstand-Leiter-Shunt: R[Ohm] = 0,0171 * l[m] / A [qmm]
[Cu -> 0,0171Ohm*qmm/m]

I = U / R -> Impulsstrom in Ampere ermittelt und das sogar ziemlich genau!

Beispiel einer 20cm, 4qmm Leitung und gemessener Impulsspannung von 0,15Vp; (I=U/R):
I = 0,15 / (0,0171*0,2 / 4) = 175A Impulsstrom

Tipp: einfach mit Stecknadeln die Länge am Cu-Kabel abstecken und an denen den Spannungsfall messen!
Du brauchst nicht dazu deine Leitung "zerstören" ...

 

[verlierer]

... Tipp: einfach mit Stecknadeln die Länge am Cu-Kabel abstecken und an denen den Spannungsfall messen! Du brauchst nicht dazu deine Leitung "zerstören" ...

Prima :-)
Vom Souce.Kupferblock gehen rund 13 cm Kupferkabel zum Lipostecker. Anhand der Abisolierung (schweres Schrottplatzkabel) hab ich 3mm Durchmeseer bestimmt was 7 mm² entspricht.
0,0171 * 0,13 / 7 ergibt einen Widerstand von 0,32 milliOhm.

Spannungsabfall ist 0,5 Volt ergibt einen Strom von 1000* 0,5/0,32 = 1562,5 Ampére.



Das ist doch guter Wert für so einen kleinen Akku :-)

Weniger Gut ist die Folgerung, dass meine Mosfets dann Gesamtwiderstand von bis zu 2 V / 1562 A= 1,28 mOhm haben.
So als ob nur noch einer meiner sechs Mosfests aktiv ist.

Ich schätze mal, Ihr zieht nie 1500 A aus einem 60/120 C 2,2Ah Akku. Der Zusammenbruch auf 5-6 Volt ist vermutlich normal.
Muss mal einen Turnigy Graphene oder Turnigy Bolt kaufen, dann wird es vielleicht besser ?

Jetzt sollte ich noch der krassen Funkenbildung bei Blechdurchschüssen nachgehen.. Da setze ich die Elektroden nicht sauber auf.

Hab in meinem Spotwelder kleines Speicherosszilloskop eingebaut, so dass ich den fatalen Schweißvorgang wenigstens abbrechen kann:


Der Arduino Nano schafft bis zu 10 Samples pro Millisekunde. Ohne Abbruch sieht das Lochschießen so aus:


Da ich hier die Drain-Source Spannung messe sieht es so aus, als ob da die Spannung von den hohen 1-2 Volt auf praktisch 0 Volt zusammenbricht. Hab noch keine Idee, wie dass meine sechs Mosfets bewerkstelligen sollen. Und wie das durch zu hohe Potentialspitzen an meinen kantigen Elektroden getriggert wird.

Also wieder Ideen immer zu mir :-)

Vielleicht wird durch Induktion die Lipo-Masse = Source so weit ins Negative gedrückt, dass dann erst alle sechs Mosfets auf machen.
Wenn dadurch aber erst mehr Strom fließen kann, würde ja auch der Spannungsabfall proportional steigen.

das Roland und Dankeschön !

 

[Gerd Giese]

... ich täte mal vermuten, dass dein Speiseakku einen Pufferkondensator mit mindesten 1F (Impulsfest!) gut gebrauchen könnte!
... aber, ab hier wird es dann kostspieliger und ich kenne nur Schaltungen mit einem Leistungs-Thyristor und besagten Kondensator.

 

[Crizz]

Ich sehe das auch für Li-basierte Akkus als kritisch an. Auch wenn die Impulsleistung sehr kurz ist, der einhergehende Spannungseinbruch zeigt, wohin die reise geht, und dafür ist der SEI-Layer nicht geeignet. Ich würde orakeln das bei dieser sehr spezifischen Belastung die Lebensdauer nicht nur stark leidet, sondern aucdh das Dendritenwachstum exponentiell zunimmt und damit die Möglichkeit eines Zellenschlusses mit Brandentwicklung. Ich würde da auch eher auf HiCap-Kondensatoren mit Low-ESR zurückgreifen, das sollte kein allzu großer Aufwand sein

 

[FamZim]

Hmm

1500 A und 2,2 Ah macht etwa 682 C , da würde ich ein paar Ackus parallel nehmen.

Gruß Aloys.

 

[verlierer]

Der Zusammenbruch der Drain-Spannung beim "Lochschiessen" liegt übrigens nur am Kontaktabbruch auf dem Blech:

Ich sehe das auch für Li-basierte Akkus als kritisch an. Auch wenn die Impulsleistung sehr kurz ist, der einhergehende Spannungseinbruch zeigt, wohin die reise geht, und dafür ist der SEI-Layer nicht geeignet. Ich würde orakeln das bei dieser sehr spezifischen Belastung die Lebensdauer nicht nur stark leidet, sondern aucdh das Dendritenwachstum exponentiell zunimmt und damit die Möglichkeit eines Zellenschlusses mit Brandentwicklung. Ich würde da auch eher auf HiCap-Kondensatoren mit Low-ESR zurückgreifen, das sollte kein allzu großer Aufwand sein

Ich könnte die 3 Zellspannungen überwachen. Könnte ich so den Akkuzerfall vorhersehen ?

Ja hatte schon zwei Superkondensatoren bestellt:
www.aliexpress.com/item/CNIKESIN-2P...style-Through-Hole-Capacitor/32571210201.html

Aber mit 11 Volt Startspannung und 2 Farad ist bei 3,3 mOhm Gesamtwiderstand (messe ja bei 5 Volt so 1500 A) die Kondensatorspannung nach 2,528 ms auch schon auf 7,5 Volt (= 3* 2,5V Zellspannung) abgefallen: https://wetec.vrok.de/rechner/cclad.htm

Hab meinen ersten 7s10p Akku mit 20ms Pulsen geschweißt:


Muss halt mal Testen, ob der Akku es in den 2,528 ms nennenswert schafft, den Kondensator nachzuladen.
Die 2F durch Reihenschaltung geben bis 7,5 Volt runter immerhin 121-56,25 = 64,75 Joule ab. Bisher wird mein Akku auf 5 Volt runter gezogen und gibt dabei in 20 ms die Energie von 1500 A * 5V * 20/1000 s= 150 J ab.

Ohne Akku bräuchte ich so 2,5 F um 150 Joule bereitzustellen. Könnte dann ja auf 0 Volt runter. Hätte dabei einen Startstrom von 3333 A.

Sollte also mit den Mosfets den Akku nach 2-3 ms vom Supercap trennen..

Ideen immer zu mir :-)

 

[Crizz]

Wenn du bei der Lösung mit dem Akku bleiben willst, würde ich auf jeden Fall zu einem mit möglichst hoher Kapazität und c-Rate wechseln. z.B. 5000 mAh und 60c/120c . Der dürfte da deutlich geeigneter sein. Vorausgesetzt die c-Rate ist realistisch und nicht einfach orakelt. Da lohnt es sich schon, z.b. einen von SLS zu holen.

 

[Ay3.14]

Warum nicht einfach eine normale Auto-Batterie (Car Battery (recommended 12V 400…600 CCA)) so wie auf dem ersten Link vom TE empfohlen verwenden?