Lipo Einzelzellen im Pack angleichen

Hi Leute,
habe zwar noch nicht so viel Erfahrungen mit Lipos, aber ich frage mich, warum so ein erheblicher Aufwand mit dem Angleichen betrieben wird.
Warum kann man den Pack nach einer um z.B. 90% der Nennkapazität eingeladenen Ladungsmenge nicht mit einem "ungefährlichen" Wert weiterladen (also bei z.B. jeder 20.Ladung) und damit wie bei NCs und NiMHs den Pack auf 100% für alle Zellen bringen? Läuft auf die Frage hinaus, kann man Lipos bis zu einer Grenze unschädlich überladen oder wie groß ist der hochste Dauererhaltladestrom z.B. einer 350er Zelle(3,5 mA?)?
Danke für Euren Input
Klaus
 

Eckehard

User
Hi Klaus,

LiPo Zellen sind eingentlich recht gut mit BleiAccus zu vergleichen, wenn man sich das Ladeverfahren anschaut.

Das bedeutet, daß diese Zellen Spannungsbegrenzt geladen werden müssen:

Nehmen wir mal nur eine Zelle:
Das Ladegerät gibt also die max. erreichbare Spannung vor, der Strom stellt sich dann je nach Spannungsdifferenz (leer, volle LiPo Zelle) entsprechend selbst ein.
(natürlich ist eine Strombegrenzung auf z.B. 1C sinnvoll)

Demzufolge kann das Ladegerät die Accus nicht überladen, vorrausgesezt es ist 100% intakt, 100% korreckt konfiguriert.

Anders / Wichtiger ist es in der Tat, wenn die Zellen seriell zu einer Batterie verschaltet sind. Auch hier darf die maximal Ladespannung der EINZELZellen nicht überschritten werden.

Das Ladegerät sieht aber nur die Batterie, weis also nicht von den Einzelspannungen (der Zellen).

Wenn aber die Einzelspannungen der Zellen alle annähernd gleich sind, so funktioniert auch hier die sichere spannungsbegrenztre Ladung / Abschaltung.

Wenn die Zellen jedoch gravierend unterschiedliche Einzelspannungen haben, so kann es sein, daß das Ladegerät die Ladespannung nicht begrent, obwohl eine Zelle des Verbundes schon seine max. Ladespannung erreicht hat.
Und das ist eben bei LiPo Zellen "tödlich".

Deshalb sorgen s.g. Balancer dafür, daß die Einzelspannungen nahe beeinanderliegen.

So, hoffe es war verständlich....

Grüße
Eckehard

[ 22. November 2004, 17:38: Beitrag editiert von: Eckehard ]
 

Arne

User
Moin!

Die Methode funktiniert bei Lipos eben nicht, da es keinen "ungefährlichen" Dauerladestrom gibt. Jede Entladung schadet, die Spannungsgrenze von i.d.R. 4,2 V/Zelle differiert in einem sehr kleinen bereich und beeinflusst darin etwas Lebensdauer und Kapazität. Wir reden da aber über einige Hundertstel V!
Hilft also nix, wenn du die Einzelzellen eines Packs vernünftig pflegen willst, kommst du um die üblichen Methoden wie Balancing, Parallel laden, Einzelzellenpflege nicht herum.

Gruß Arne
 
Ja, das ist es genau, es gibt keinen Erhaltladestrom, der für Lipos unschädlich ist.
Im Gegensatz kann ich NC Sinterzellen mit 0,1 C 20 oder 30 h überladen, ohne daß sie es übel nehmen, also 2-3 C "über voll" einladen ohne Schaden. Das nutzt man beim Formieren von Packs, also einfach mit 100 mA o.ä. kleinem Strom einen Tag dranhängen und gut ists. Geht wohl so nicht bei Lipos. Aber es sollte doch Ströme geben, die eine Ladungserhaltung gewährleisten, z.B. 0,01 C oder 0,005C ? Natürlich würde so ein geringer Strom das Formieren unpraktikabel machen, wer will schon eine Woche warten?
 
Hallo Klaus,
eigentlich ist das ganz einfach!
Ni -Akkus setzen den Überladestrom in Wärme um. Damit verfliegt die Energie, welche nicht mehr gespeichert werden kann. Das tun auch verschlossene Pb-Akkus. Insofern hinkt der o.g. ansonsten sehr passende Vergleich ein wenig.

Die Li-Zelle kennt diesen Zuviel- Energie-Vernichtungs-Mechanismus nicht. Sie lädt auch mit geringen Strömen immer weiter. Dabei steigt ihre Spannung über das erlaubte Maß von 4,2 V hinaus. Damit beginnt sich die Zellenchemie zu verändern, indem z.B. metallisches Lithium abgeschieden wird, das die Zelle langsam passiviert, d.h. den Innenwiderstand erhöht. Die Zelle wird damit entweder "schleichend" vergiftet oder aber aufgebläht, wonach sie schließlich platzt und brennt.

Ja, das waren Zeiten mit der unkapputtbaren N1700SCR

Gruß Ludwig
 

Eckehard

User
Hallo,

Insofern hinkt der o.g. ansonsten sehr passende Vergleich ein wenig.
Oh Mist, Danke für den Hinweis.

Die Li-Zelle kennt diesen Zuviel- Energie-Vernichtungs-Mechanismus nicht.
...und deshalb schalten dann die Ladegeräte (im LiPo Pogramm) bei unterschreiten einer Stromshwelle auch komplett ab (Im gegensatz zu PB Pogramm). Es gibt also keine Erhaltungsladung bei LiPo (?).

Ja, das waren Zeiten mit der unkapputtbaren N1700SCR
Hm.... ;) Etwas Offtopic: Ist Sanyo (N17000SCR) eigentlich auch an LiPo Technik drann?

Eckehard
 
Hallo Eckehard,

ja, bei Li-Akkus gibt es keinen Erhaltungsladestrom. Und eigentlich bräuchte das Ladegerät gar nicht abschalten, denn der Strom läuft bei exakt eingehaltener Ladespannung von selbst gegen Null. Abgeschaltet wird nur, um zu signalisieren, dass es sich nicht mehr lohnt, weiterzuladen.

Die Frage zum Engagement von Sanyo kann man im Moment nicht mit letzter Sicherheit beantworten. Sie haben eine Li-Produktlinie, ob sie jedoch an Hochstromzellen dran sind, weiß ich nicht.
Sanyo war leider nur bei der NiCd-Technik das Maß der Dinge. Schon bei NiMH-Zellen wurden sie von GP überrundet. Es ist fraglich, ob eine Weltfirma gegen derzeit den Know-How-Vorsprug der Südostasiaten angehen will.
 
Hallo Ludwig, hallo Eckehard,

danke für die Details. Ich frage, bis ich alles verstanden habe, da ich immer alles verstehen will :)), was nun bzgl. "Erhaltungsladung von Lipos" der Fall ist.
Also ist ein Anzapfen der einzelnen Zellen, ob mit Balancer (intern) oder nach draussen (aus dem AkkuPack) die einzige wahre Möglichkeit.
Habt Ihr Erfahrungswerte, nach wieviel Ladezyklen die Zellen soweit auseinanderdriften, daß man "ausgleichen" sollte ? (Ich weiss, ist abhängig von Typ, Hersteller....)
 
Wenn du ein faules Ei in einem Pack hast, dann schon nach dem ersten entladen.
Schlimm ist, die anderen Zellen im Parallelpack müßen dann mehr Strom übernehmen und altern dann schneller.
Ich lade deshalb jedesmal zuerst bis 4,1 V / Zelle den gesamten Pack , dann den Rest 1S Xp.
Dazu mußt du aber einen Kabelbaum bauen um die + - Verbindung der seriellen Verbindung für 1S zu lösen.
Ein zweiter Kabelbaum ist dann für die 1 S Ladung einzustecken.

Haste aber ein faules Ei drin, wird sich beim entladen die Zellen eh überlasten. Da kannst du gleichmäßig laden wie du willst.

Deshalb entlade ich nie bis zur Reglerabschaltung.

30% lasse ich immer noch drin.
Bei einem 6P Pack 830er Lipo reicht dir die Flugzeit eh.

Die Kapazität der Zellen sind bis zu 7 % unterschiedlich.
Besseres weiß hier vielleicht der Ludwig.

Also wenn du dir einen solchen Pack anschaffst, dann rechne mit einer längeren Ladezeit und mit einer aufwendigen Pflege.

Anders sieht es da natürlich bei einem zB. 3s1P Pack aus.
Dort kann nicht soviel driften.
Falls hier eine faule Zelle dabei ist, dann stirbt eben genau diese. Die anderen werden weniger belastet und bleiben gut.

[ 23. November 2004, 20:20: Beitrag editiert von: Elektroralf ]
 
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