5 Zellen Akku mit Dioden

[Unifly]

Möchte folgende Anordnung zur Diskussion stellen:

Statt 2 Akkus wegen der Sicherheit einzusetzen (mit allen Nachteilen wie 2 Akkus pflegen, Platzbedarf, Gewicht usw.)folgende Idee, die eigentlich fast die selbe Sicherheit ergeben müßte:
5 Zellen Pack mit 2 parallel geschaltenen Dioden in Serie für die Spannungsreduzierung, ergibt nominell 6V minus 0,7V (Siliziumdioden) 5,3V. Für längere Verkabelungen ein Vorteil, da einige zehntel Volt bei Belastung abfallen. (2 Dioden wegen der Sicherheit). Über den einzelnen Zellen Germaniumdioden gelötet für den Fall, dass eine Zelle hochohmig defekt wird. In diesem Fall gilt: 4 Zellen ok, 4,8V minus den 0,2 Volt für die Ge-Diode minus 0,7 Volt ist 3,9Volt, also ausreichend für einen einwandfreien Betrieb moderner Empfänger (gemessen) und Servos, nur Kraft und Geschwindigkeit bei den Servos geht verloren.
Vorteil des einfachen Systems: wenig Komponenten, nur ein Akku zu pflegen, günstig.

Seht ihr Nachteile??

Danke für die Diskussion
Wolfgang

 

[Spunki]

Hallo Wolfgang

Ich bin zwar kein Elektriker aber ich hätte da noch zwei Punkte die geklärt werden sollten:

- Könnte es Probleme geben beim Parallelschalten von 2 Dioden?

- Kann man dann so ein Akku-Pack mit einem modernen Kompjutorlader laden?

Rein gefühlsmäßig hört sich das Ganze ja nicht schlecht an!

Grüße Spunki

 

[Jürgen N.]

Funktioniert sicher alles bestens.
Die perfekte Lösung eines kaum vorhandenen Problems
In ..zig Jahren Modellflug ist es mir noch nie passiert, dass eine NiCad Zelle "hochohmig" starb. Aber eine angepunktete Lasche löste sich
Eine dicke Silizium Diode ist auch noch nie gestorben.
Aber was nicht ist, kann ja noch werden...
Der UDP Lader hat kein Problem mit der Diode. Sender kann er ja auch laden.
Kapazitätsmessungen, führ mich sehr wichtig(!) sind so aber kaum mehr möglich
Gegen leergeflogene Akkus nützt aber auch das alles nichts!
Meine ganz persönliche Meinung...
Gruss Jürgen

 

[Meinrad]

Hallo,

Die perfekte Lösung eines kaum vorhandenen Problems
In ..zig Jahren Modellflug ist es mir noch nie passiert, dass eine NiCad Zelle "hochohmig" starb. Aber eine angepunktete Lasche löste sich

Genau bei der angepunkteten Lasche hätte diese Anordnung geholfen!
Komisch, bei vorausschauender Sicherheit haben viele so ihre Probleme. Muß den ein Modell immer erst irgendwo reinkrachen, bevor man eventuelle Mängel, die mit extrem wenig Aufwand zu beseitigen sind, abstellt?

Warum schnallt sich ein vernünftiger Mensch eigentlich im Auto an, schließlich haben die Wenigsten schon Unfälle vorher gehabt?

Ich fliege seit Jahren 5-zellige Akkus, bei denen die einzelnen Zellen mit Schottky-Dioden "überbrückt" sind, da kann sogar ein Verbinder aufgehen, es fehlt dann nur eine Zelle plus Spannungsabfall an der Diode, ansonsten funktioniert der Akku weiter!

Gegen leergeflogene Akkus nützt aber auch das alles nichts!

Schon ein bisschen albern, diese Argument, gelle! Gegen einen leeren Tank hilft auch der beste Gurt nichts, also weg damit!

Gruß Meinrad

[ 23. März 2004, 11:34: Beitrag editiert von: Meinrad ]

 

[FlugFisch]

Hi..
sehe das ähnlich wie Jürgen.

Prinzipiell funktioniert die Anordnung für die von dir beschriebenen Fehlerszenarios, ABER:

Die Failure mode der NiCDs ist fast immer niederohmig.

Das Versagen der vielfach vorhandenen Germanium (oder Schottky, auch nur 0.2V) Dioden könnte evtl. niederohmig passieren, dann hast du eine kurzgeschlossene Zelle, die locker vor sich hinkokelt.

Die Selbstentladung wird durch den Sperr-Kriechstrom verstärkt (gut, das ist nicht wild)

Ladevorgang schwieriger, da extra Abgriff vor den Dioden erfolgen muss (Abhilfe: gegeneinandergeschaltete Dioden)

Ich denk mal, regelmässiges Ausmessen und Kontrolle eines mit weniger Bauteilen bestückten Akkus ist auch nicht unbeddingt unsicherer.

mfg
andi

 

[Jürgen N.]

Genau bei der angepunkteten Lasche hätte diese Anordnung geholfen!

Dumme Frage:
wie kann diese Anordnung einen Luftspalt elektrisch überbrücken? Wenn das rote Kabel einfach so in der Luft hängt?
Aber eine echte doppelte Sromversorgung (wie ich sie in fast allen meinen Modellen habe!) wäre die Rettung gewesen.

Gegen einen leeren Tank hilft auch der beste Gurt nichts, also weg damit!

Mit einem Gurt kann ich keinen Tank auffüllen!
Sehe beim besten Willen keinen Zusammenhang...
Gruss Jürgen

 

[Spunki]

Ich persönlich verwende keine Akku-Weichen, ich sehe das so wie mittlerweile immer mehr Kollegen:

1Empfänger, 1Qarzpaar, 1Sender, 1Senderakku, 1Pilot, 1Frequenz, 1Servo, oft nur 1Schalter aber unbedingt 2Empfängerakkus???

Ein selbst konfektionierter und gut gepflegter NiCd aus robusten altbewährten Zellen und schalterlos hat mich noch nie im Stich gelassen *AufHolzKlopf* ..., Quarze, Servos, Funkstrecke, Knopf im Hirn hingegen schon öfters ...

Trotzdem, wer durch eine Akku-Weiche ein besseres Gefühl im Bauch hat soll sie auch verwenden!

Grüße Spunki

 

[Gerhard_G]

Hallo

Ich persönlich verwende keine Akku-Weichen, ich sehe das so wie mittlerweile immer mehr Kollegen:

1Empfänger, 1Qarzpaar, 1Sender, 1Senderakku, 1Pilot, 1Frequenz, 1Servo, oft nur 1Schalter aber unbedingt 2Empfängerakkus???

genau meine Meinung, nur verwende ich doch einen verriegelbaren Profi-Kippschalter und natürlich hochwertige Komponenten.
Wenn ich machmal sehe, daß mit teuren Akkuweichen Billigempfänger betrieben werden und zusätzlich ...zig Steckverbindungen eingebaut werden, dann stellts mir meine wenigen Haare auf.
Was nicht drinn ist, kann auch nicht kaputt gehen!
Die Rest-Kapazität meiner Akkus messe ich nach jedem Flugtag, natürlich auch, wieviel noch reingeht.
Damit weiß ich immer, was Sache ist.
Bei Abweichungen wird die Entladekurve aufgezeichnet und mit den früheren verglichen.
Bisher hatte ich mit dieser Methode nie Probleme.

Grüße

Gerhard

 

[plinse]

Moin,

Spunki und Gerhard geben so ziemlich meine Meinung wieder, aber zu der obigen Frage von Spunki mit den parallelen Dioden:

So wie er das beschrieben hat, ist das problemlos. Jede der Dioden muss in der Lage sein, den vollen Strom zu tragen, da sie im Fehlerfall das ja auch tun soll. Somit ist es egal, ob jetzt die eine oder die andere Diode normal den Strom leitet.

Dioden haben eine sehr geringe aber vorhandene Streuung, sprich die eine hat eine etwas höhere Schwellspannung. Diese Diode wird also weniger Strom übernehmen, wenn beide intakt sind. Macht aber nichts, da beide den Strom können müssen. Man kann natürlich auch je einen Symmetrierwiderstand einlöten aber das würde nichts bringen und nur den Spannungsabfall erhöhen und ein weiteres Bauteil hinzufügen.

Ich habe auch kein Problem damit, einen Empfänger direkt mit 5 Zellen zu betreiben, hatte nie Probleme damit, denn von einem Bauteil mit konstantem Spannungsabfall halte ich nichts zwecks Spannungsanpassung. Das ist aber Privatgeschmack, ist jedem selbst überlassen.

@ JürgenN: Gegen leer geflogene Akkus hilft auch keine Akkuweiche. Wer seine Akkus nicht lädt, die Akkus falsch dimensioniert o. ä. braucht auch keine Akkuweiche.
Hochohmige Akkuzellen habe ich mehrfach schon erlebt, aber immer nur nach jahrelanger Lagerung. Somit sind die Dioden parallel zu den Zellen in meinen Augen hauptsächlich psychologisch, andererseits werden sie auch keinem schaden. Wenn so eine Diode mal niderohmig werden sollte, muss sie das erst mal am Flugtag im Betrieb werden, ansonsten merkt man das sofort beim Laden, weil eine tote / tiefentladene Zelle die Charakteristik eines Packs drastisch ändert.

Andererseits merkt man nicht, wenn eine Diode hochohmig defekt ist. Somit weiss man auch nicht, ob die Sicherheitsfunktion gegeben ist.

Zugegebenermassen sind Defekte bei solchen Dioden eher unwahrscheinlich, Akkuzellen sterben aber auch nicht in grossen Zahlen absolut unerwartet wie die Fliegen.

 

[Jan]

Original erstellt von FlugFisch:

Die Failure mode der NiCDs ist fast immer niederohmig.

Diese Bemerkung macht für mich nur Sinn, wenn man tatsächlich 5-zellige Akkus benutzt. Bei vier Zellen hätte man ja unter Last bei einer defekten (kurzgeschlossenen) Zelle nur noch 3,3 Volt, da dürften die Servos kaum noch Kraft haben und der Empfänger käme an seine Grenzen.

Aber: Mit 5 Zellen ohne SI-Diode bist außerhalb der Hersteller-Spezifikation, wenn Du keinen Spannungsbegrenzer einsetzt.

Konsequenz:
2 mal 5 Zellen über SI-Diode.

Ob sich der Aufwand lohnt, muss man selbst entscheiden.

Das Argument, dass es noch andere Fehlerquellen gibt und man sich deshalb die Sorge um die Stromversorgung sparen kann, kann ich einfach nicht nachvollziehen. Gerade dann muss man doch die erreichbaren Risikoquellen ausschalten zur Begrenzung des Restrisikos.

Das größte Restrisiko ist - zumindest bei mir (vielleicht ist das ja bei Euch anders) - der Pilot...

 

[sunnywelt]

Hallo,
ich kann mich nicht mit den 2 Dioden parallel anfreunden. Dioden so zu verschalten ist nicht so gut. Wenn eine etwas wärmer wir, wird diese immer besser leitend, bis diese kaputt ist. Bei der geringsten Abweichung der Leitfähigkeit, ist dies der Fall! Eine Eigenschaft von Silizium Dioden!

Eine überdimensionierte Si-Diode sollte hier die bessere Lösung sein.
Das eine Zelle plötzlich hochohmig wird, kann ich mir nicht vorstellen. Die Ge-Dioden würde ich sagen braucht man nicht. Wer seinen Akku pflegt und die einzelnen Zellen während eines Endladevorgangs mist, stellt schon sehr früh defekte Zellen fest. Denn unter Last bricht eine hochhohmig Zelle schnell in der Spannung ein.

Zum Thema Laden:
Es kommt nur drauf an, wo man die Diode platziert. Würde man die Diode zwischen Schalter und Empfänger setzen, kann man den Akku ganz normal Laden. Die Diode würde nicht stören.

Zum Thema der Akkuverbinder:
Akkus selbst verlöten ist meiner Meinung nach noch immer am sichersten.
Zumindet kann man auch die Bleche verlöten.
Wenn man sich etwas Zeit nimmt, die Bleche und die Zelle gut und sauber anraut und dies verlötet, kann normal auch nichts mehr passieren.

 

[Ulrich Horn]

Funktionieren müßte das, aber einen Nachteil gegenüber dem Standard-Vierzeller gibt es: mehr Lötstellen, mehr Draht, mehr Dinge, die z.B. einen Kurzschluß verursachen können.

Die Diskussion über Sinn und Unsinn finde ich etwas ärgerlich. Ob sowas oder eine Akkuweiche sinnvoll ist, hängt sehr stark von den Einsatzbedingungen ab.
Ein qualitativ hochwertiger, sauber verarbeiteter, gut gepflegter, und in einer sauberen und vibrationsarmen Umgebung eingesetzter Akku ist gegen hoch- oder niederohmigen Ausfall praktisch resistent. Stimmt, da sind solche Maßnahmen sinnlos.

Ich habe aber schon Modelle gesehen, die dermaßen geschüttelt haben, dass man nicht die Beschriftung auf dem Akku lesen konnte. So ein Akku fällt tatsächlich mit einer endlichen Wahrscheinlichkeit aus, und zwar mit beiden Varianten, je nachdem, ob sich innerhalb oder außerhalb einer Zelle Verbindungen lösen. Da kann man mit so einer Schaltung oder auch einem Zweitakku wirksam gegenhalten.

Nochwas zu den Zellverbindern. Löten ist auch nicht beliebig zuverlässig. Wird die Lötung beim Erstarren leicht bewegt, bemerkt man das zunächst nicht - etwas ausgetretener Elektrolyt, dazu ein paar Vibrationen, und das war's dann. Ich würde punktgeschweißte Zellverbinder bei Empfängerakkus vorziehen, wenn ich da nicht auch schon welche gesehen hätte, die sich durch bloßes Anschauen gelöst haben

Grüße, Ulrich