Lithium ion Accupack bouwen....maar

Op 3 november 2021 17:59:39 schreef Maxim:
[...]

Hmm, ziet er goed uit, maar ik zie nu enkel maar meer vragen. Hier valt niets op in te stellen toch? deze blazen alle cellen gewoon naar 4,2V. Klopt dit?

Nee. De lader kan de cellen naar 4.2V sturen, probeert de lader meer te sturen, dan kan ie dat onderbreken.

En dan nog iets meer voor algemeen. Mijn 6S lader kan met 12V gevoed worden en toch een 6S pack volladen. Daar zit dan een soort van converter in naar hogere voltages?

Jep. Een "boostconverter" heet dat.

En geldt dat ook bij dit soort bordjes? of moet daar echt 7x4,2 volt op?

Nee, hier moet je gewoon 7*4.2 = 29.4V op aanbieden.

ivm je "blaast naar 4.2V" begrijp ik dat je liever de boel op een lagere spanning had gezien. Dat kan, maar het "balancing" gedoe begint pas echt te werken als je hem een tijdje op 29.4 houdt.

Je kan hem voor "normaal gebruik" best steeds opladen tot 28V (4.0/cel) en dan 1x in de 2 maanden een nachtje op de 29.4V laten hangen. Dat is prima voor de cellen en zou je pack voldoende in balans moeten houden. Mits je uitgaat van nieuwe cellen.

Deze bordjes converteren inderdaad niets, de lader moet een beheerste stroom leveren om de cellen te laden. Zodra een cel op 4.20V komt wordt de weerstand ingeschakeld om deze te balanceren, en als de spanning dan weer iets verder stijgt, wordt het laden onderbroken. Veel bordjes starten het laden niet opnieuw, dus naarmate de stroom van de lader groter is dan de stroom waarmee gebalanceerd wordt, zal er per laadcyclus minder gebalanceerd kunnen worden.

Voorbeeld: met een weerstand van 82R is de stroom bij het balanceren ongeveer 50mA. Als de lader nu 3A levert, gaat er alsnog 2.95A de cel in, en die zal dus heel snel stijgen van 4.2 naar 4.3V, en op dat moment wordt het laden van alle cellen onderbroken. De cel die boven de 4.2V staat wordt ontladen tot iets onder de 4.2V, maar alle andere cellen wordt niet meer verder opgeladen, omdat het laden niet automatisch opnieuw gestart wordt.

Als de lader 500mA zou leveren, zou er nog 450mA die cel in gaan, en duurt het dus iets langer voordat deze van 4.2 naar 4.3V gestegen is; er kan dan dus een groter verschil tussen de cellen worden gecorrigeerd per laadcyclus.

Als de lader maar 50mA zou leveren, zou die cel nooit zo hoog kunnen komen dat het laden helemaal moet stoppen.

Idealiter zou je een BMS hebben dat het laden stopt, wacht totdat alle cellen die te hoog staan iets ontladen zijn, en vervolgens het laden weer hervat, net zolang tot alle cellen die 4.2V bereikt hebben. Ik heb tot dusver geen BMS kunnen vinden dat dit doet, maar met een microcontroller-gestuurd BMS zou dit zeker mogelijk zijn.

Ik gebruik een 'normale' voeding als lader, ik heb een 10s4p accu, ik zet dan de lader op 42v en de stroombegrensing op 5A, dit is dus de 'volblaas' stroom.

Zodra ik de 'lader' aansluit gaat hij in stroombegrenzing van de ingestelde 5A en wanneer de spanning 42volt bereikt loopt de stroom langzaam af. Ik meende dat het niet goed is voor de accu om te wachten tot de stroom helemaal nul is, maar dat weet ik niet helemaal zeker.

Als ik de spanning opdraai dan kan ik wel aan de stroom zien dat de BMS het laden stopt.

Op 3 november 2021 13:39:09 schreef Maxim:
Cellen niet mixen, maar wat als (zoals harry64 zegt) BMS per pack en dan die pack gelijk houden maar wel verschil tussen packs?

Verschillende cellen tussen 2 packs is geen probleem. Daar had ik je dan misschien verkeerd begrepen

Op 3 november 2021 13:39:09 schreef Maxim:
weardguy uiteraard lijkt me het beste om de capacitieten te testen, iemand een betaalbaar idee om dat ineens met veel cellen tegelijk te doen?

Het probleem is hier dat met veel cellen tegelijk en betaalbaar niet bestaat
Capaciteiten testen zou je kunnen doen met een rits Opus BT-C3100 laders, maar het probleem is gewoon tijd. Zoiets kost je gewoon uren per cel.

M'n Imax B6 kan slechts 1 cel per keer aan helaas. Maar voor mijn rudimentaire testen, voldoende.

Op 3 november 2021 13:39:09 schreef Maxim:
En dat zelfbouw lijkt me interessant, maar hoe ingewikkeld en veilig is dat. Ik kan een beetje zolderen, zijn er leuke bouwpakketjes om eens mee te spelen?

Het lastige voor mij is dat ik het hele programmeren wat er bij komt gewoon niet kan, dus daar houdt het bij mij al op: omdat praktisch elk zelfbouw-voorbeeld op internet voor iets anders is bedacht dan wat ik wil of van ouderwetse technologie gebruik maakt (ik heb voorbeelden met lineaire regelingen gezien, echt waar), heb ik zelf nog geen zelfbouw-voorbeeld gevonden wat alles kan wat ik wil.

Op 3 november 2021 13:39:09 schreef Maxim:
Monitoring zou toch ook los kunnen in parralel op de balance lead, of ben ik abuis? Ik denk misschien te makkelijk. ik heb zelf van die alarmpjes die cel spanning aangeven voor mijn rc lipo's, te simpel ik geef toe, maar wat is hier nog meer mogelijk?

Het hangt er vanaf wat je allemaal in de gaten wil houden. Mijn BQ20Z65-uitgeruste accu's kunnen echt een enorme berg data doorgeven aan een systeem, lader of gebruiker die ermee aan het interfacen is. Dat gaat per SMbus.
Het is gewoon al indrukwekkend om bij een van m'n accu's voor revisie iets te lezen als 'Lifetime temperature samples: 115264' (alle temperatuurmetingen die gelogd zijn in z'n 'leven' tot nu toe).

Maar helaas blijken die accu's dus 0 communicatie te voeren met de lader. En dat is ontzettend jammer, want niet alleen wordt daarmee steeds de volle laadstroom losgelaten op de cellen (ook als dat technisch niet handig is door te lage temperatuur of wat ver ontladen), ook is er geen onderhandeling over de laadstroom mogelijk.
Voor accu's die zo'n 300 en 500 euro ex btw per stuk kosten, vind ik dat eigenlijk belachelijk.

Op 3 november 2021 13:39:09 schreef Maxim:
Harry64 Fig D. Als al die serie schakelingen (packs) een BMS hebben, dan zouden die packs toch allemaal parralel zonder BMS geladen kunnen worden?

Misschien, misschien niet. Stel dat het BMS van 1 pack besluit dat er gestopt moet worden met laden: de laadstroom die de rest te zien krijgt, zal dan stijgen. Als dat over een grens heen gaat waarbij de overige BMS'en ook ingrijpen, heb je er niet zoveel aan.
Er zal dus nog wel een extra laag communicatie of misschien zelfs individuele laadcontrollers nodig zijn om dat in goede banen te leiden. Heel praktisch gezien is het inderdaad niet nodig.

Op 3 november 2021 18:31:56 schreef SparkyGSX:
Idealiter zou je een BMS hebben dat het laden stopt, wacht totdat alle cellen die te hoog staan iets ontladen zijn, en vervolgens het laden weer hervat, net zolang tot alle cellen die 4.2V bereikt hebben. Ik heb tot dusver geen BMS kunnen vinden dat dit doet, maar met een microcontroller-gestuurd BMS zou dit zeker mogelijk zijn.

De BQ20Z65's (en vast vele anderen van Texas Instruments) doen het. Balanceren al tijdens het laden en stoppen met laden als 1 cel echt te vol geladen wordt. Daarna wordt een ingestelde tijd gewacht alvorens er weer geladen wordt.

Maar er kan ook ingesteld zijn dat het laden niet hervat wordt zolang er een lader aangesloten is. In dat geval moet je de accu dus even loskoppelen en weer aankoppelen. En dan kan er nog ingesteld zijn dat er, na stoppen van de laadstroom, een paar seconden tot een paar weken tijd moet verstrijken voor er weer geladen mag worden. Echt alles is instelbaar, maar zooo complex...

Op 3 november 2021 10:13:41 schreef Gatze:
Wat is het verschil tussen satureren en balanceren ?

Balanceren is het 'gelijktrekken' van de vermogens/spanningen van de individuele cellen. Doet het ene BMS dus pas bij bereiken van de hoogste klemspanning van de cel, de ander al tijdens het laden.

Satureren is het laatste beetje sap erin persen: Vaak wordt dat gezien als het van 4 naar 4,2 Volt vullen van alle cellen. Dat is geloof ik maar 5 tot 8% van de totale capaciteit, terwijl de cellen er wel harder door achteruit gaan in totaal-levensduur.
Bij 4 of 4,1 Volt stoppen, is voor langere totaal-levensduur, beter. Helaas zijn er heel weinig laders waar je zoiets op in kunt stellen.

Wat betreft de stroom tot 0 laten zakken: nee, ik beschouw dat als niet goed. Dat de celfabrikanten in hun databladen in hun grafieken altijd iets hebben staan als 'Charge termination current (taper current)': xx mA' geeft wel aan dat het beter is dat niet te doen.

Mijn lader doet dat helaas niet en blijft tot een milli-Ampere of 60 stroom leveren terwijl het groene lampje al brand.
Ik moet nog onderzoeken of de identificatie-weerstand in de accu dat soms afdwingt.

Ik leer weer een hoop hier en stel het zeer op prijs.

De lader welke ik nu gebruik voor mijn rc lipo's (en soms ook voor een testje met één 6s Lio-on pack) is een ToolkitRC M6D. Deze laat echt alles zien en instellen. Dus weerstand en spanning per cel, ik kan hem naar elk gewenste spanning laden en ontladen. fijn apparaat.

Vraagjes en opmerkingen.

weardguy "Verschillende cellen tussen 2 packs is geen probleem. Daar had ik je dan misschien verkeerd begrepen "
Nee nee, zeker niet, ik was enkel aan het meedenken en bedacht ineens dit scenario. Brainstormen heet zoiets toch?

weardguy "Het lastige voor mij is dat ik het hele programmeren wat er bij komt gewoon niet kan"
Zo heeft iedereen z'n specialiteiten, laat ik nou net met programmeren wel lekker uit de voeten kunnen, je brengt me op een idee.
Ik heb net nog een Raspberry Pi 2 zero in de bestelling zitten voor wat andere test projectjes, maar youtube zegt dat men daar ook geininge batterij dingen mee kan doen. Ik heb het ding nog niet eens binnen en dit is dus allemaal speculatie, maar wat ik je wel kan vertellen is dat ik zeker ook daar wat ga pionieren (zonder brand te stichten dan hè).

weardguy "Als dat over een grens heen gaat waarbij de overige BMS'en ook ingrijpen, heb je er niet zoveel aan."
Erg goed punt, denk je dat dit scenario ook speelt als de laadstroom laag is, laten we zeggen 1c van 1 pack (aanemende dat het pack dat prima vindt) . dus stel we hebben 5 x 6s packs van 2,5A. Spanning zou dan bijvoorbeeld 6x4v kunnen zijn met laadstroom 2,5A. Ik kan me dan wel voorstellen dat er een kromme ontstaat waar naarmate er meer packs vol zijn, de overige packs meer laadstroom krijgen, maar nooit boven die 1C. En weer, ben ik gewoon aan het brainstormen, ik ben aan het leren hè, zoveel mensen met kennis van dit spul, daar moet ik gewoon gebruik van maken.

Gatze "ik heb een 10s4p accu, ik zet dan de lader op 42v en de stroombegrensing op 5A, dit is dus de 'volblaas' stroom."
Hmm, maar ik mag toch niet aannemen dat als je dan de lader op 40V instelt dat dan de cellen netjes naar 4v gaan? Dat lijkt me te makkelijk gedacht van me.

SparkyGSX ... Interesting maar ik moet het nog even 3 keer lezen denk ik .

rew "maar het "balancing" gedoe begint pas echt te werken als je hem een tijdje op 29.4 houdt."
Ah, dat is dus goed om te weten. Want mijn charger doet dit dus wel. Ik stel bijvoorbeeld 3,7v in als ik mijn lipo's even niet gebruik en die charger balanced ze helemaal op die 3,7v. Zoals ik net al aan Gatze vroeg, is het niet zo simpel om in ons 7s voorbeeld maar 7x3,9v te laden en dat het dan automatisch goed gaat komen? je lijkt dit wel een beetje in je 28v voorbeeld te zeggen toch?

Dank voor alle info.

Op 3 november 2021 19:19:55 schreef weardguy:
[...]
De BQ20Z65's (en vast vele anderen van Texas Instruments) doen het. Balanceren al tijdens het laden en stoppen met laden als 1 cel echt te vol geladen wordt. Daarna wordt een ingestelde tijd gewacht alvorens er weer geladen wordt.

Ik ken dat specifieke IC niet, dus ik geloof je direct, maar ik doelde op complete BMS systemen die je op Aliexpress e.d. kunt kopen; dat heb ik er nog geen gevonden die echt het gewenste gedrag vertoont, maar sommige zijn wel acceptabel, in ieder geval om je accu's redelijk te beschermen.

Sparky, jij zegt dus dat het BMS het laden stopt en niet laat hervatten voordat ie een cyclus gezien heeft?

Wat ik me naar aanleiding van jou berichtje realiseerde is dat een lader zou moeten detecteren dat de stroom onder de 5% initiele instelling zakt en dan moet stoppen met (proberen te) laden. Als dat zo is, dan kan het BMS het laden proberen te herstarten, maar dat lukt dan dus niet.

Maar goed. Dit "stoppen met laden"... Ik betwijfel of standaard fiets-laders dit doen.

Op 3 november 2021 22:46:48 schreef Maxim:
Gatze "ik heb een 10s4p accu, ik zet dan de lader op 42v en de stroombegrensing op 5A, dit is dus de 'volblaas' stroom."
Hmm, maar ik mag toch niet aannemen dat als je dan de lader op 40V instelt dat dan de cellen netjes naar 4v gaan? Dat lijkt me te makkelijk gedacht van me.

Dat gebeurd dus wel, omdat wanneer er verschil in voltage's ontstaan tussen de verschillende cel groepen tijdens het laden door bv. kleine verschillen in capaciteit tussen de groepen, de BMS dan ingrijpt door te balanceren.

Alleen het nadeel van die Chinese BMS'en is dat je geen terug koppeling hebt wanneer de BMS gaat balanceren. Zoals bv. door rew eerder gezegd, als dat pas boven een bepaalde spanning gebeurd (bv. de genoemde 40v), dan krijg je dus wel verschillen in voltage's tussen de groepen, maar dat heb je volgens mij nu wel door.

Je hebt ook wat geavanceerdere BMS met bv. bluetooth, hierbij kun je wel spanningen/stroom uitlezen en configureren en dergelijke (geen ervaring hiermee):

https://nl.aliexpress.com/item/1005002205134036.html?spm=a2g0o.product…

https://nl.aliexpress.com/item/32997552090.html?spm=a2g0o.productlist.…

En balanceren is niks anders dan dat over een cell groep een schakelaar (mosfet) geschakeld wordt waarbij er stroom gaat lopen door een weerstand.

Gatze,

Alleen het nadeel van die Chinese BMS'en is dat je geen terug koppeling hebt wanneer de BMS gaat balanceren. Zoals bv. door rew eerder gezegd, als dat pas boven een bepaalde spanning gebeurd (bv. de genoemde 40v), dan krijg je dus wel verschillen in voltage's tussen de groepen, maar dat heb je volgens mij nu wel door."

En de enige oplossing daar zou dan zijn een aantal verschillende goedkope BMSen kopen en testen neem ik dan aan? Of zal het waarschijnlijk bij alle slecht zijn?

Op 4 november 2021 10:07:32 schreef rew:
Sparky, jij zegt dus dat het BMS het laden stopt en niet laat hervatten voordat ie een cyclus gezien heeft?

Dat is het gedrag dat ik bij de Chineese BMSen heb gezien; ze hebben geen hele cyclus nodig, maar de hysterese voor het inschakelen van de lader is dusdanig groot dat de lader niet opnieuw ingeschakeld wordt nadat het balanceren van een cel wordt gestopt.

Als het balanceren gebeurd boven de 4.2V, en het laden stopt bij 4.25V en opnieuw begint bij 4.1V, dat zal het balanceer circuit de cel dus niet ver genoeg ontladen om het laden opnieuw te laten starten. De meeste van die boards hebben apart circuits voor het balanceren van de individuele cellen, en het schakelen van de laad- en ontlaad MOSFETs voor het hele pakket.

Op 4 november 2021 11:13:53 schreef Maxim:
Gatze,

[...]

En de enige oplossing daar zou dan zijn een aantal verschillende goedkope BMSen kopen en testen neem ik dan aan? Of zal het waarschijnlijk bij alle slecht zijn?

Ik weet niet wat wijsheid is, soms staan de specificatie's er ook bij. Ze zullen niet allemaal slecht zijn. Het blijft denk ik wat trial and error dan.

Je moet zulke dingen sowieso testen, maar je kunt aan de hand van de foto's vaak al wel een beetje inschatten of een specifiek type bij voorbaat al afvalt, voornamelijk door het ontbreken van de balanceer weerstanden.

Iets anders om op te letten is dat sommige BMSen aparte aansluitingen hebben voor laden en ontladen, die je niet met elkaar kunt verbinden. Voor sommige toepassingen is dat prima, maar voor andere is het handiger als je door deze aansluiting kunt laden en ontladen.