Akkustecker-Verschaltung für Lipo-Akkus zum Parallel-Laden und Seriell-Entladen

Jan

Moderator
Hi alle,
natürlich kann man das Rad nicht noch mal erfinden. Joachim K. (foka4) hat aber eine ganz interessante Idee gehabt, die ich vorstellen und zur Diskussion stellen möchte. Das Ganze sieht so aus:



Oben ist das Ladekabel zu sehen. Zur besseren Übersichtlichkeit ohne Schrumpfschlauch.

Verwendet werden 350er Kokam-Akkus von WES-Technik. Link: web page

Die Platine, die auf den Zellen sitzt, erleichtert das Löten. Allerdings MUSS die Platine durchgesägt werden!!!! Warum das so ist, dazu weiter unten mehr

Im Flieger sieht das Gegenstück so aus:



Wichtig: Die beiden mittleren Pins des Steckers am Flieger sind jeweils miteinander durch einen Tropfen Lötzinn verbunden. Darüber einen Schrumpfschlauch.

Die erste Reaktion ist sicherlich: "Boh, ist das riesig und schwer!" Vielleicht folgt dem bei dem einen oder anderen die Erkenntnis, dass man für das geringe (Mehr-)Gewicht große Vorteile erhält.

Durch den Stecker am Akku in Verbindung mit dem Stecker im Flieger wird eine serielle Verschaltung der Akkus bewirkt. Insoweit kein Unterschied.

Interessant wird das Ganze aber am Boden. Durch den Stecker am Ladekabel wird der gesamte Akku mit seinen drei Einzelzellen parallel verschaltet. Man lädt, als hätte man nur eine einzige Einzelzelle. Effekt: Die Zellen gleichen sich vom Spannungsniveau an. Die Gefahr, dass einer der Akkus während des Ladevorgangs bereits voll ist, während andere Akkus zurückhinken, ist gebannt. Nur zur Klarstellung: Wenn es mal passieren sollte, dass eine der Akkuzellen auf diese Weise überladen werden würde, bestünde die Gefahr, dass diese eine Akkzelle einem um die Ohren fliegt!! Durch diese Verschaltung wird beim Laden erreicht, dass volle Akkuzellen keinen Ladestrom mehr ziehen und auf die Akkuzellen "warten", die noch nicht die Entladeschlussspannung erreicht haben.

Betrieben wird das ganze an einem Xpeak 3.

Diese Akkuverkabelung ermöglicht natürlich auch das separate Laden und Überwachen jeder einzelnen Akkuzelle für sich. Ich hatte mein Pegasus von UI zum Hersteller geschickt. Danach soll es Lipoli-fähig sein. Wenn das hinhaut, dann habe ich für gerade einmal 40 EUR Aufpreis ein Ladegerät mit gleich VIER Ladeausgängen. Ich könnte also 4s Akkus jeweils separat laden...

Ganz wichtig!!!!!
Wenn Ihr die WES-Zellen verwendet, dann
MUSS die Platine mit den Leiterplatten durchgesägt werden!!!! Achtung: Die Platine ist nicht nur auf der Oberseite mit einer leitenden Schicht versehen, sondern auch auf der Unterseite. Es reicht also nicht, wenn Ihr die Leiterbahn auf der Oberseite durchtrennt. Die gesamte Platine muss durchgesägt werden. Der Kontakt muss unterbrochen sein. Am Besten mit einem Messgerät "durchpiepen".
Wenn Ihr die Platine nicht durchsägt, erzeugt Ihr beim Anstecken an das Ladegerät nach unserer Auffassung einen Kurzschluss. In ungetrenntem Zustand sind die einzelnen Zellen seriell verschaltet, beim Anstecken an das Ladegerät durch den Stecker des Ladegeräts würden die 3 Zellen einzeln kurzgeschlossen.Bitte lieber nicht ausprobieren.
Ganz wichtig!!!!!

Wir benutzen die Platine also nur als Löthilfe und zum Ordnen der vielen kleinen Kabelchen.

*edit* habe noch eine missverständliche Formulierung herausgenommen. So dürfte es klar sein. Danke Gerhard!

[ 07. Februar 2004, 12:15: Beitrag editiert von: Schultze-Melling ]
 
Die Idee von Joachim ist schwäbisch gut und dein Bericht, Jan, auch.

Die Pins der Akkuseite sind nicht miteinander verbunden. Auch durch die Lötplatine nicht !



Serielle Verschaltung der 3 Lipolypacks



Parallele Verschaltung der 3 Lipolypacks zum Laden.
Die Packs werden einzeln und unabhängig voneinander geladen.

 

Jan

Moderator
...aus begreiflichen Gründen traue ich mich nicht so recht, es auszuprobieren. Ich meine aber, dass die Akkus (beim Laden) gleichzeitig seriell (durch die Platine) und parallel (durch den Stecker am Ladekabel) verschaltet werden. Deshalb wohl doch Kurzschluss. Aber vielleicht liege ich da auch falsch. Wichtiger wäre mir, ob das System an sich noch Schwächen hat, die noch nicht angesprochen wurden.

Eine Schwäche ist natürlich in den Übergangswiderständen zu sehen. Der Strom muss ja mehrmals durch den Stecker durch. Bei den geringen Strömen und bei den anerkannt guten Qualitäten der Stecker dürften die Verluste sich aber in Grenzen halten.

Was gibt es noch für Schwächen?
 
Wenn die Lötplatinenhilfe nicht so wie es Jan beschrieben hat, auf beiden Seiten durchtrennt wird, entsteht bei jeder Zelle durch das Anstecken des Ladekabes ein Kurzschluss.
Hier ist das Schaltbild:



Nicht nachmachen
 

mec

User
wozu die platinen? sind doch nur gewicht.

nur als gedankenanregung "mein" seit einem halben jahr verwendetes system:
vorteil einzelzellenladung



ladekabel:



in letzter zeit verwende ich nur mehr 2er packs, da ließe sich das system vereinfachen, erleichtern, kleinere stecker, etc

mec
 
Hallo Mec, gleiche Idee wie von Joachim und Jan.

Über die Ladekabel kannst Du durch Umstecken nacheinander Akku A,B und C Laden. Beim 4 Ladekabelausgang gleichzeitig, seriell.

Bei Jan werden gleichzitig alle drei Akkus einzeln geladen. Serielles laden ist nicht möglich.

Die 2 Brücken auf dem Akkustecker nehmen bei deinem Ladekabel die Möglichkeit alle drei Akkus gleichzeitig einzeln zu laden ( Kurzschluss, wie oben beschrieben).
 

Gerd Giese

Moderator
Teammitglied
... äh, ich kenne genau diese Variante von Ludwig Retzbach!
Die Idee ist klasse, so werde ich meine 3S konion's verlöten!
Mit einem eigens dafür angefertigten Ladekabel, können dann die drei Zellen getrennt versorgt werden - wenn's notwendig sein sollte! ;)
 

Jan

Moderator
Original erstellt von Gerhard_Hanssmann:

...Bei Jan werden gleichzitig alle drei Akkus einzeln geladen. Serielles laden ist nicht möglich...
Bitte erlaube, dass ich Dir widerspreche. Mit dem richtigen Ladestecker könntest Du die Akkus wohl auch seriell laden. Ob das sinnhaftig ist? Vielleicht nur bei einem Ladegerät, dass zwar die Spannung aber nicht den Strom bringt um drei Akkus parallel zu laden und wenn man es eilig hat...
 
Hi
Das ist mal was schönes :)
vernünftig Laden ohne jeglichen Mehraufwand :cool:
Nachteil ist der erhöhte Innenwiederstand der sich durh optimal geplegte Akkus merhr als Wett machen dürfte) und das erhöhte Steckergewicht(wohl nur bei den kleinen Fliegern interessant)
auch das Ladegerät muß einen 3fach höheren Strom leisten als bei der seriellen "nachladung") Beispiel; selbst bei den kleinen 350ern die ich normla mit 1A (3C) lade muß ich dann mit 3A laden, da ist an meinem kleinem "Feldlader" (MInihosentaschenoplatinenlader)Schluss,ich habe schon die stärkere 1,7A Version, auch dürfte das meinen Ladeakku (alter 9Zeller 3300er) höher belasten, aber unterwegs kann man dann auch seriell nach Bedarf laden ;)

Ich hab bei meinen zweiZellern im Moment 3polige Stecker, und muß daher immer die Zellen nacheinander einzelnd laden, ich glaube ab so ein System bastel ich mir auch.

Aber ein Vorschlag,(Variante3 :D ) die MPX-Stecker haben eine Plus und eine Minusseite, wenn man nun von den 3Zellen die jeweiligs Plus auf die Plusseite legen Würde, und die jeweils drei Minuse auf die Minusseite, dann ists mit den üblichen belegungen am "altem" ladekabel (wer die MPX auch sonst verwendet) kompaktibel, soll heisen bei der genannten Belegun g gibt es bei Verwendung eines "normelen" MPX -.Ladekabel einen Urknall, so hat man eein und dasselbe Ladekabel für beide Systeme, und damit einen Sicherheitsgewinn. ein weiterer Vorteil wären dann bei den kleineren Fliegern mit 2Zellen, da kann man dann einfach nur die 4mittleren benutzen, die beiden äuseren wegknipsen, was wieder Gewicht spart, und das ganze bleibt trotzdem kompaktibel.

Danke Jungs ich werde so meine Akkus umrüsten, nur in der anderen Belegung, um bei 2 und 3 Zeller dasselbe System nutzen zu können, und mit demselbem Ladekabel auch meine alten NiCd`s laden zu können.

[ 08. Februar 2004, 10:13: Beitrag editiert von: Holger Lambertus ]
 

Jan

Moderator
Danke für die Blumen. Sie gebühren mit Sicherheit nicht mir, sondern zum einen Joachim Keppler (foka4) und zum anderen mec und vielleicht auch noch anderen.

Der Nachteil mit dem Ladestrom ist sicherlich da. Aber wenn man nicht mit so hohen Strömen rangeht, dann passt es. Oder man kauft halt Ladegeräte nach. Denn Du kannst natürlich jede Zelle mit einem eigenen Ladegerät laden. Oder ein Ladegerät mit 3 oder 4 gleichberechtigten Ausgängen.
 
´Hi
Der Nachteil mit dem hohem Ladestrom hat sich gerade beim Löten in der Praxis zu einem Vorteilsgewinn herausgestellt ;)
Die Bedienfehlermöglichkeit, besonders beim einfachem Platinenlader, ist damit stark herabgesenkt, die meisten Lipos die ich am Lader sterben sehen habe, waren Bedienfehler, auf 3 satt 2 zellen gesteckt etc. nun lade ich einfach alles der Einstellung für eine Zelle, ein Parameter den man im Eifer des Gefechts weniger fehlbedienen kann:cool: , und mir auch schon selber einen 2x350er gekostet hat

Andere Möglichkeit; auf dem Feld wird weiterhin mit dem kleinem mobilem Lader nur nachgeladen, und zuhause abends parallel am Labornetzteil geladen, dabei muß der Akku am Netzteil ja nicht einmal voll werden, es reicht ja das er nur die Zellenspannugnen angleicht.

Jaaa, ein neuer Lader muß her, ich habe den kleinen Schulze in der Softwareversion wahrscheinlich im Minusbereich ;) -im Sommer sollen auch in die größeren Flieger Lipos bekommen, spätestens dann ist das Update oder ein neuer Lader fällig, für die kleinen Slowys hat der Platinenlader für unterwegs immer gereicht, ich finde den auch wegen seiner kompakten Abmase in Verbindung mit einen altem Sub-C Flugakku so toll, passt alles zusammen noch mit in den kleinen Senderkoffer und braucht keine Steckdose.

Jetzt aber mal eine blöde Frage, vielleicht weiß da einer Bescheid, was passiert wenn ich nur die Zellen parallel stecke, gänzlich ohne Ladegerät, gleicht sich in diesem Moment schon die zellenspannung an, oder erst beim Laden, hab da grad irgendwie nen Knoten im Hirn :rolleyes:
Wenn sicdh die Spannung an dieser Stelle ohne weiteres zutun anpassen würde, dann könnte man immer seriell laden, und eine Art Steckerdongel in den Kühlpausen an den Pack zum formieren stecken.

[ 08. Februar 2004, 13:40: Beitrag editiert von: Holger Lambertus ]
 

Ulrich Horn

Moderator
Teammitglied
Hallo Holger,

sicher gleichen sich die Spannungen an.. was sollen sie sonst tun? Die Zelle mit der höheren Spannung lädt die andere.

Grüße, Ulrich Horn
 

Jan

Moderator
Original erstellt von Holger Lambertus:

... Wenn sicdh die Spannung an dieser Stelle ohne weiteres zutun anpassen würde, dann könnte man immer seriell laden, und eine Art Steckerdongel in den Kühlpausen an den Pack zum formieren stecken....
Verflixt, die Idee ist gut. Nur eine Verbesserungsidee hätte ich noch: Damit im Falle eines Falles der Formierungsstrom zwischen den per Stecker parallel geschalteten Akkuzellen nicht zu groß wird, sollte man einen Widerstand einschleifen.

Wie müsste der aussehen, wer weiß das?
 
Z.B
Akku 1: 3,2 V
Akku 2: 3,1 V
Spannungsdiferenz beim Parallelschalten 0,1 V.
Soll der Ausgleichsstrom zwischen den Zellen nun 0,1 A nicht übersteigen, muss der Widerstand R = U/I = 0,1V/0,1A = 1 Ohm sein( Leistung 0,01 W).
 

Jan

Moderator
...die Frage der Vollständigkeit halber: Wie muss das Ding dimensioniert sein, damit es nicht durchschmort? Bzw: Wieviel Verlustleistung muss das Ding verkraften können?
 

Gerd Giese

Moderator
Teammitglied
Hi Jan,
du machst dir zu viel Gedanken. Die Zellen werden NIE soweit auseinander laufen, dass diese "nur" über Widerstände angeglichen werden können! Wenn doch, brauchst Du keine Widerstände sondern neue Akkus! ;)

Aber hier: P[W] = U[V] * I[A]
 

Eckehard

User
Hai,

Die Sache mit den Wiederständen ist gar nicht so schlecht, denn stellt Euch mal vor, eine der parallelgschalteten Zellen ist tot, hm dann hat je nach Zustand (GAU: Zellenschluß) der Zelle der Widerstand schon eine u.U. lebensrettenden Daseinsberechtigung, jedenfalls für die noch intakten Zellen!

--> Paralleschalten nur wenn die Zellen einen nicht zu großen Ladungsunterschied haben, was aber bei Zellen die im Verbund ge/entladen wurden der Fall sein sollte.

Grüße
Eckehard
 

Jan

Moderator
Original erstellt von Eckehard:
Hai,

Die Sache mit den Wiederständen ist gar nicht so schlecht, denn stellt Euch mal vor, eine der parallelgschalteten Zellen ist tot, hm dann hat je nach Zustand (GAU: Zellenschluß) der Zelle der Widerstand schon eine u.U. lebensrettenden Daseinsberechtigung, jedenfalls für die noch intakten Zellen!

--> Paralleschalten nur wenn die Zellen einen nicht zu großen Ladungsunterschied haben, was aber bei Zellen die im Verbund ge/entladen wurden der Fall sein sollte.

Grüße
Eckehard
Wenn man das mal weiter denkt: Vielleicht ist die Idee mit dem Widerstand im Kabel zwar vielleicht nicht völlig überflüssig, aber doch nicht ganz so der Überhit. Denn wenn eine der Zellen tatsächlich völlig flach ist, dann ist das entweder den anderen Zellen egal, weil die Zelle nicht mehr leitet. Weit wahrscheinlicher ist die andere Version. Der Kurzschluss. Denn dann gibt es eine Entladung der noch nicht defekten Zellen bis unter die erlaubten Grenzen... Und dann zieht die Zellen-Leiche die anderen mit ins Grab.

Was Gerd sagt hat auch aus einem anderen Grund noch einen Sinn. Denn bei Zellen mit unterschiedlichem Nivau wird die mit der höheren Spannung wahrscheinlich ganz schnell in der Spannung auf ein niedrigeres Niveau abfallen. Die geladene wird entgegenkommen. Das geht rasch. Der Strom wird kaum über längere Zeit nennenswert sein. Trotzdem: Schädlich dürfte so ein Widerstand im Stecker nicht sein. Ausprobieren.
 
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