Frage:
Paralleles Laden von Li-Ionen-Akkus
Tauseef Latif
2014-08-26 21:21:56 UTC
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Ich wollte eine Meinung zu meinem Setup hier, nur um sicherzugehen, dass ich die Grundlagen richtig verstanden habe.

Ich habe eine Li-Ionen-Batterieladeschaltung, die auf dem MCP73113 basiert. Dies ist als Einzelzellen-Ladegerät konzipiert.

Die Batterie selbst (3,7 V, 650 mAh) wird mit einer eigenen Platine mit Schottky-Diode und Stromreglern als Schutz geliefert. EDIT: Keine Schottky-Diode. Strombegrenzer und ein Schutz-IC.

Von Natur aus funktionieren sie einwandfrei.

Ich habe mehr Batterien desselben Herstellers und wollte Packs mit höherer Kapazität herstellen, indem ich zwei Zellen einsetze parallel. Die beiden Zellen werden mit einer eigenen Leiterplatte geliefert, aber ich habe nur eine davon behalten, da ich ihre Leitungen zusammengelötet habe. Es scheint zu funktionieren und sie werden wie normale Batterien (3,7 V, jetzt 1300 mAh) geladen und entladen.

Allerdings funktionieren nicht alle von mir hergestellten Packs reibungslos und ich bekomme eine Fehlerrate von 2 in jeder 10 Packungen. Sie fangen alle normal an, aber gelegentlich, wenn die Batterien einige Zeit nicht aufgeladen oder verbraucht sind, funktionieren sie normalerweise nicht mehr. Bisher stellte ich in nur einer Packung fest, dass die Spannung unterschiedlich war (beide jetzt unter 2 V, auch bekannt als tot).

Ich gehe davon aus, dass meine Methode nicht der richtige Ansatz ist, um eine 100% ige Erfolgsrate sicherzustellen, also war ich es Ich frage mich, wie das gelöst werden kann. Alle Controller, die ich untersucht habe, wurden für mehrere Zellen in Reihe und nicht parallel entwickelt. Vermisse ich hier grundsätzlich etwas?

Es ist wahrscheinlich auf Zellen zurückzuführen, die aus dem Gleichgewicht geraten.
Haben Sie den Zellen eine Chance gegeben, sich nach dem Zusammenlöten auszugleichen?
Ich habe es getan, es funktioniert gut (für ein paar Tage müde).Wenn der Akku nicht aufgeladen oder erschöpft ist, lehnt der Akku das Laden ab. Eine weitere Sache ist mir gerade aufgefallen: Ich habe eine Batterie auseinander genommen und die 2 Zellen auseinander genommen.Der Spannungswert betrug bei einem 3,7, bei dem anderen jedoch deutlich weniger als 2.Nach ein paar Stunden stieg der 2v wieder auf 3,6 ish.Ist das eine Anomalie oder ein menschlicher Fehler von meiner Seite?
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Sechs antworten:
Fizz
2015-09-26 14:16:52 UTC
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Das wesentliche Bit [in den anderen Antworten nicht explizit erwähnt] ist [nach allen Angaben] die Übereinstimmung mit den Innenwiderständen der Zellen. Was laut Verkäufern nur im Werk zuverlässig möglich ist.

Die MIT-Boffins haben dies ebenfalls untersucht und den Einfluss von nicht übereinstimmendem Widerstand quantifiziert:

ein 20% iger Unterschied im Zellinnenwiderstand zwischen zwei Zellen Paralleles Schalten kann zu einer Verkürzung der Lebensdauer um etwa 40% führen, verglichen mit zwei Zellen, die parallel geschaltet sind und einen sehr ähnlichen Innenwiderstand aufweisen.

Und da Sie wahrscheinlich daran interessiert sind, diesen Innenwiderstand zu messen So haben sie es bei 2,2-Ah-Batterien gemacht:

Der Innenwiderstand wurde bei 50% Ladezustand (SOC) mit einem 15-s-Gleichstromimpuls von 40 A (17 ° C) gemessen. . Obwohl es keinen allgemein anerkannten Standard für die Messung des Innenwiderstands von Lithium-Ionen-Batterien gibt, haben wir dieses Strom- und Zeitprofil gewählt, da es für den Arbeitszyklus dieser Zellen in Hybridfahrzeugen und Elektrowerkzeugen relevant ist. Ein Vergleich mehrerer Methoden zum Innenwiderstand von Lithium-Ionen-Zellen wird von Schweiger et al. [3]. Durch den 15-s-Stromimpuls können die Auswirkungen der auf den Stoffübergang begrenzten Reaktion sichtbar werden. Längere Verzögerungszeiten können zu einer signifikanten Eigenerwärmung der Zelle führen, die den gemessenen Innenwiderstand beeinflusst. Diese 17C-Entladerate liegt innerhalb der für diese Hochleistungszelle angegebenen Nennleistung von 32C Dauerentladung und 55C für 10-s-Spitzen. Die Charakterisierungstests wurden an bloßen Zellen bei einer Hintergrundraumtemperatur von 25 ° C durchgeführt. Der Widerstandsunterschied zwischen den Zellen mit dem höchsten und dem niedrigsten Widerstand betrug 24,7%. Der maximale Kapazitätsunterschied in derselben Zellcharge (ein vollständiger Entladezyklus bei 17 ° C kontinuierlichem Entladestrom) betrug 3,6%. Für die Zwecke dieses Experiments wurden die Unterschiede in der Anfangskapazität im Vergleich als vernachlässigbar angesehen zu den Unterschieden im Innenwiderstand.

[3] H.-G. Schweiger, O. Obeidi, O. Komesker, A. Raschke, M. Schiemann, C. Zehner, M. Gehnen, M. Keller, P. Birke, Sensors 10 (6) (2010) 5604e5625, http: / /dx.doi.org/10.3390/s100605604

Martin
2014-08-26 23:24:49 UTC
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Das parallele Anschließen von Zellen ist bei professionellen Herstellern von Akkus üblich, daher ist daran nichts auszusetzen. Was Profis tun, ist, dass sie Packungen aus Zellen aus derselben Schachtel (dieselbe Lieferung, dieselbe Charge) mit sehr engen Toleranzen zusammenbauen. Auf diese Weise erhalten Sie sogar Packs mit seriell verbundenen Zellen (z. B. 3s1p), bei denen die Zellenspannungen über die Lebensdauer des Packs (mehrere Jahre) eng aufeinander abgestimmt bleiben - natürlich ohne Ausgleich. Dies ist eine beachtliche Leistung. Sie können selbst berechnen, wie viel Selbstentladungsunterschied die Zellen haben können, um keine signifikante Unwucht zu haben.

Ihr Fall ist viel einfacher (1s2p), also verwenden Sie vermutlich Zellen von geringer Qualität. Das oben Gesagte gilt nur für hochwertige Zellen (Panasonic, Samsung usw.). Viele "Noname" -Zellen, wie sie in Aftermarket-Kamera-Batterien verwendet werden, sind nur Mist. Welche Zellen verwenden Sie?

Diese Jungs: http://www.bbmbattery.com/normal-drain-cells/3722-603040.html (allerdings nicht dieser Anbieter).Ich habe es in loser Schüttung bekommen, und ich habe sie in der gleichen Lieferung usw. bekommen.
Vielleicht haben Sie sie durch Löten beschädigt?LiPo-Zellen sind nur in einer Plastiktüte verpackt ... Sie können die Batterien (einschließlich der Schutzschaltung) unverändert lassen und sie mithilfe der mitgelieferten Kabel parallel anschließen.Sind Sie sicher, dass sie mit einer Schottky-Diode geliefert werden?Das wäre eine enorme Energieverschwendung, normalerweise haben die Schutzplatinen zwei MOSFETs und einen Supervisor-IC.
KORREKTUR: Ich habe den Strombegrenzer mit der Schottky-Diode verwechselt.(http://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/55180/ALLEGRO/8205.html) Der Schutz-IC selbst gehört zu dieser Familie von ICs (http://www.ic-fortune.com/upload/Download/DW01-G-DS-10_EN.pdf).
Ich nehme an, das Problem könnte auf eine Fehlanpassung der Zellen eingegrenzt werden.Wenn meine Methode grundsätzlich solide ist, könnte ich versuchen, dies von der Anbieterseite aus zu lösen.
Eine Nichtübereinstimmung in Bezug auf den Ladestatus ist unkritisch, solange sie nicht schwerwiegend ist (z. B. eine Zelle leer, eine voll - in diesem Fall würde ein großer Strom von der vollen zur leeren Zelle fließen).Bei 0,1 V fließt ein Ausgleichsstrom, der unproblematisch ist, solange er unter dem Nennstrom liegt.Wenn Sie sich auf Selbstentladung beziehen, hat die Kombination nur die Summe des Selbstentladestroms beider Zellen.Auch kein Problem.Ich würde versuchen, die Packs einschließlich der Schutzplatine parallel zu schalten und zu sehen, wie die Dinge dann laufen.Möglicherweise beschädigen Sie sie, indem Sie die Schutzplatine entfernen.
Overmind
2016-10-14 17:49:24 UTC
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Li-Ion-Zellen arbeiten parallel sehr gut, solange sie sich in genau demselben Zustand befinden. Wenn eine Zelle verschlechtert wird, werden die anderen langsam entladen, um die niedrigere Spannung zu kompensieren, die die verschlechterte Zelle haben wird. Ihr Rucksack hat unvermeidlich eine geringere Kapazität und Probleme beim Aufladen (eine schlechte Zelle kann sich so stark überhitzen, dass sogar ein Feuer entsteht, während die anderen nicht in der Lage sind, eine 100% ige Aufladung zu erreichen).

Laden Sie einzelne Zellen als voll auf, entladen Sie sie dann zu etwa 80% (verwenden Sie jeweils dieselbe Last und dasselbe Zeitintervall) und lassen Sie sie dann eine Weile stabilisieren (einige Stunden sind sehr sicher, aber mindestens 15) Minuten reichen). Messen Sie dann die Spannung von allen und machen Sie eine Packung aus denen, die die nächstgelegene Spannung im Vergleich zueinander haben. Wenn Sie beispielsweise 5 Zellen haben und eine 3er-Packung erstellen müssen und diese 3,8, 3,92, 3,93, 3,95, 4,01 anzeigen, schließen Sie die 3,8- und 4,01-Zellen aus der Packung aus. Dies bedeutet, dass der erste in einem schlechten Zustand ist, der letzte in ausgezeichneter Form und die anderen 3 gut genug sind, um verwendet zu werden.

Was wäre ein guter Weg, um sie zuverlässig zu 80% zu entladen?
Jeder normale Verbraucher, dessen Drainstrom bekannt ist (und der natürlich den empfohlenen Dauerentladestrom nicht überschreitet).Ich persönlich benutze eine 7-LED Cree Taschenlampe für alle Batterietests.Wenn ich es nur 1 Minute lang benutze, kann ich ziemlich gut ablesen, wie gut oder schlecht Zellen sind.
Ja macht Sinn.Ich muss nur für eine Minute den Laborkittel anziehen und etwas Wissenschaft betreiben!Ich mag das.
Carl
2015-06-27 02:26:46 UTC
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Es kann nur sein, dass bei tief entladenen Packs die anfängliche Stromaufnahme wie ein Kurzschluss oder eine fehlerhafte Zelle des Ladegeräts aussieht. Versuchen Sie, einen niederwertigen Widerstand in Reihe mit der Batterie zu schalten, wenn Sie die Zelle aufladen, und lassen Sie die Viele gebrauchte Laptops, die ich gekauft habe, lehnen es aus diesem Grund ab, ihre Batterien aufzuladen (tiefe Entladung, weil sie monatelang nicht verwendet wurden), aber nachdem sie direkt an jede Zelle und angeschlossen wurden Wenn Sie fast alle Batterien ein wenig aufladen, wird der Akku normal aufgeladen, und die Kapazität wird im Allgemeinen mit einigen Lade- und Entladezyklen auf ein gutes Niveau zurückgesetzt (achten Sie darauf, dass Sie die ersten Male nicht zu niedrig entladen).

BWMastar
2016-03-31 18:12:53 UTC
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Verlieren Sie die Diode oder halten Sie sie parallel.

Ich denke, wenn die Diode nur für 1 funktionieren würde, lädt eine Batterie die andere auf und die andere kann ihre Energie nicht in die erste zurückführen?

elektrinis
2016-06-28 14:09:57 UTC
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Wenn sich Ihre Zellen nach einiger Zeit selbst entladen, weist dies auf eine Kombination dieser Probleme hin:

  1. Zellen sind von sehr geringer Qualität (sehr wahrscheinlich bei Zellen ohne Namen) und haben hohe und unterschiedliche Selbstentladung. Es ist ein Albtraum, solche Zellen im Gleichgewicht zu halten und im Allgemeinen in mehreren Monaten nicht zu sterben.

  2. Die Zellen wurden beim Zusammenbau oder Löten mechanisch oder thermisch beschädigt. Sie müssen geschweißt und nicht gelötet werden. Ich weiß, dass RC-Packs gelötet sind, aber das bedeutet nicht, dass sie es richtig machen.

  3. Die Zellen waren überentladen. Bei Überentladung unterhalb der angegebenen Werte beginnen metallische Dendriten zwischen Elektroden und Zelle zu wachsen und entwickeln eine schnelle Selbstentladung und in einigen Fällen sogar einen internen Kurzschluss, der unterschiedlich gefährlich sein und Ihr Haus niederbrennen kann. Besonders wenn mehr Zellen parallel geschaltet sind. Um eine solche Kettenreaktion zu vermeiden, fügen die meisten seriösen Batteriehersteller Sicherungen an jeder Zelle hinzu, insbesondere wenn mehr als zwei parallel geschaltet sind. Die bekannteste Lösung für diese Lösung ist Tesla. Sie können sich auch von der kleinen Firma Energus Power Solutions inspirieren lassen. Auf ihrer Technologieseite befindet sich ein Bild der Sicherung: https://www.energusps.com/page/technology

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