Warum Li-Ion Akkus. Kurz und Schmerzlos.
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Jürgen Heilig
User
Ich weiß von Armin, daß er seine Kokam 340HD sogar mit 1A lädt (wenn's schnell gehen muss). Ein Zusammenhang mit geringerer Kapazität bei höherem Ladestrom wäre neu.
Jürgen
[ 24. Januar 2004, 17:21: Beitrag editiert von: Jürgen Heilig ]
Jürgen[ 24. Januar 2004, 17:21: Beitrag editiert von: Jürgen Heilig ]
Hallo,
erst mal mein Dank an Eckehard und Jürgen für die Links. Die Site von FMA kannte ich zwar schon, hatte sie aber eine Weile nicht mehr besucht.
Die Arbeit von Fred Marks hat sich ja inzwischen zu einem 52-seitigen Handbuch gemausert, höchst empfehlenswert!
Das Relevante (Seite 27) hier kurz wiederholt:
Zuerst Konstantstromladung mit 1C. 2C sind als absolutes Maximum möglich, verkürzt die Ladezeit, geht aber auf Kosten der Lebensdauer.
Nach Erreichen von 4,235 V muß ab- oder auf Konstantspannungsladen umgeschaltet werden. Zu diesem Zeitpunkt ist die Zelle zu 90% voll. Nach Umschalten auf Konstantspannung nimmt der Ladestrom (nach einer e-Funktion) ab.
Einfügung von mir:
Wie immer bei e-Funktionen dauert es rein mathematisch unendlich lange, bis der Endwert (hier Null) erreicht würde, deshalb bricht man den Vorgang zu einem vernünftigen Zeitpunkt ab.
Einfügung Ende.
Ist der Ladestrom dann auf 0,1C abgesunken, so ist die Zelle zu 100% geladen. Die Ladezeit bis zu diesem Moment beträgt etwa 60 Minuten.
Meine persönliche Meinung:
Der Abbruch bei Erreichen des 4,235V-Kriteriums erscheint mir als sinnvoller Kompromiß, zumindest für den "Alltagsgebrauch", weil
a) 90% Ladung für die Anwendung akzeptabel sind
b) sich für diese Ladeform noch einfache und niedrigpreisige Ladegeräte bauen lassen.
Für die mögliche anschließende Konstantspannugsladung wird der Aufwand schon etwas größer.
Ich halte es auch für denkbar, daß sich der "e-Funktionsteil" der Ladekurve durch eine "intelligente" Ladetechnik austricksen lässt, aber das sollten wir den Entwicklungs-Profis überlassen, und deshalb sage ich auch nichts zu den Ansätzen dazu.
Vielleicht zeichnet sich da auch schon eine "Zweiklassengesellschaft" bei den Ladern ab.
Soweit gilt das alles aber nur für eine Zelle. Für mehrzellige (in Serie geschaltete) Lipos fehlt m.E. noch eine praktikable/einfache und sichere Lademethode. Richtig beim gegenwärtigen Stand der Technik wäre eine Überwachung der einzelnen Zellen mit entsprechenden Folgemaßnahmen; so macht man es im professionellen Bereich. Bei bis zu 3 Zellen geht es ähnlich auch noch im Modellbau; darüber wird´s aber unpraktikabel; es sei denn, die Überwachungselektronik ist autonom und in die Akkupacks integriert.
Warten wir mal ab, wohin die Entwicklung geht. "Überladetolerante" Zellen (z.B. bei kleinen Strömen, wie bei den NC-Akkus) wären ein Weg dazu.
Grüße,
Helmut
erst mal mein Dank an Eckehard und Jürgen für die Links. Die Site von FMA kannte ich zwar schon, hatte sie aber eine Weile nicht mehr besucht.
Die Arbeit von Fred Marks hat sich ja inzwischen zu einem 52-seitigen Handbuch gemausert, höchst empfehlenswert!
Das Relevante (Seite 27) hier kurz wiederholt:
Zuerst Konstantstromladung mit 1C. 2C sind als absolutes Maximum möglich, verkürzt die Ladezeit, geht aber auf Kosten der Lebensdauer.
Nach Erreichen von 4,235 V muß ab- oder auf Konstantspannungsladen umgeschaltet werden. Zu diesem Zeitpunkt ist die Zelle zu 90% voll. Nach Umschalten auf Konstantspannung nimmt der Ladestrom (nach einer e-Funktion) ab.
Einfügung von mir:
Wie immer bei e-Funktionen dauert es rein mathematisch unendlich lange, bis der Endwert (hier Null) erreicht würde, deshalb bricht man den Vorgang zu einem vernünftigen Zeitpunkt ab.
Einfügung Ende.
Ist der Ladestrom dann auf 0,1C abgesunken, so ist die Zelle zu 100% geladen. Die Ladezeit bis zu diesem Moment beträgt etwa 60 Minuten.
Meine persönliche Meinung:
Der Abbruch bei Erreichen des 4,235V-Kriteriums erscheint mir als sinnvoller Kompromiß, zumindest für den "Alltagsgebrauch", weil
a) 90% Ladung für die Anwendung akzeptabel sind
b) sich für diese Ladeform noch einfache und niedrigpreisige Ladegeräte bauen lassen.
Für die mögliche anschließende Konstantspannugsladung wird der Aufwand schon etwas größer.
Ich halte es auch für denkbar, daß sich der "e-Funktionsteil" der Ladekurve durch eine "intelligente" Ladetechnik austricksen lässt, aber das sollten wir den Entwicklungs-Profis überlassen, und deshalb sage ich auch nichts zu den Ansätzen dazu.
Vielleicht zeichnet sich da auch schon eine "Zweiklassengesellschaft" bei den Ladern ab.
Soweit gilt das alles aber nur für eine Zelle. Für mehrzellige (in Serie geschaltete) Lipos fehlt m.E. noch eine praktikable/einfache und sichere Lademethode. Richtig beim gegenwärtigen Stand der Technik wäre eine Überwachung der einzelnen Zellen mit entsprechenden Folgemaßnahmen; so macht man es im professionellen Bereich. Bei bis zu 3 Zellen geht es ähnlich auch noch im Modellbau; darüber wird´s aber unpraktikabel; es sei denn, die Überwachungselektronik ist autonom und in die Akkupacks integriert.
Warten wir mal ab, wohin die Entwicklung geht. "Überladetolerante" Zellen (z.B. bei kleinen Strömen, wie bei den NC-Akkus) wären ein Weg dazu.
Grüße,
Helmut
Jürgen Heilig
User
Nicht mehr ganz "Kurz und Schmerzlos", aber vielleicht trotzdem interessant:
Ich habe ein paar eigene Messungen durchgeführt.
Der 2s1p-340HD meiner Nieuport wurde seit ca. 9 Wochen nicht benutzt.
Erste Messung: Eine Zelle hatte 4.10V, die andere 4.15V. Also zuerst beide Zellen auf die gleiche Spannung gebracht und mit dem Schulze isl6-330d nachgeladen.
Zweite Messung: Entladung mit 2A über isl8-936g. Kapazität (Einstellung 7 Zellen) gemessen mit 301mAh.
Ladung mit 382mA Konstantstrom bis 8.4V. Das dauerte exakt 46min 56s. Eingeladene Energiemenge: 281mAh
Beim Anschluß an das isl6-330d zeigte dies sofort "Akku voll" an.
Also Akku an Original-Kokam Lader LIPO 402 gehängt und siehe da: Es vergingen noch ca. 6 Minuten bei 0,5A Ladestrom (entspricht ca. 40mAh) bis die Konstantstromanzeige erlosch, und weitere 6 Minuten bei Konstantspannung bis die Voll-Anzeige leuchtete.
Erstes Fazit: Der Original Kokam Lader macht die Akkus anscheinend doch etwas voller und warum die "Nachladung" bei konstanter Spannung statt 1,5h nur 6 Minuten dauert ist noch ein Rätsel.
Jürgen
Ich habe ein paar eigene Messungen durchgeführt.
Der 2s1p-340HD meiner Nieuport wurde seit ca. 9 Wochen nicht benutzt.
Erste Messung: Eine Zelle hatte 4.10V, die andere 4.15V. Also zuerst beide Zellen auf die gleiche Spannung gebracht und mit dem Schulze isl6-330d nachgeladen.
Zweite Messung: Entladung mit 2A über isl8-936g. Kapazität (Einstellung 7 Zellen) gemessen mit 301mAh.
Ladung mit 382mA Konstantstrom bis 8.4V. Das dauerte exakt 46min 56s. Eingeladene Energiemenge: 281mAh
Beim Anschluß an das isl6-330d zeigte dies sofort "Akku voll" an.
Also Akku an Original-Kokam Lader LIPO 402 gehängt und siehe da: Es vergingen noch ca. 6 Minuten bei 0,5A Ladestrom (entspricht ca. 40mAh) bis die Konstantstromanzeige erlosch, und weitere 6 Minuten bei Konstantspannung bis die Voll-Anzeige leuchtete.
Erstes Fazit: Der Original Kokam Lader macht die Akkus anscheinend doch etwas voller und warum die "Nachladung" bei konstanter Spannung statt 1,5h nur 6 Minuten dauert ist noch ein Rätsel.
Jürgen
Hi Jürgen,
Eine 1100mA-Zelle hatte vorher um die 980-1020mAh bei Standard 4,18V Vollkennung! Jetzt werden es locker um die 1100mAh!!! Beide Werte bei 5C Entladung!!!
Tipp: macht Euch mal die Mühe und messt die letzten Lademinuten mit einem genauen DC-Messgerät(<<0,5% - besser 0,2%) mal nach!
... und ... vergleicht diesen Wert mit der Anzeige des Ladegerätes!
Zur Verdeutlichung, was Genauigkeit (<0,5%!)der Strom- und Spannungswerte ausmachen, hier mal die Orbit-Ladekurve. Er ist der typische Vertreter der 1/30C Fraktion!:
Das Verhaten der Entlade- zur Ladekapazität kann 1zu1 übernommen werden!
[ 26. Januar 2004, 08:40: Beitrag editiert von: gegie ]
Völlig normal wenn man bedenkt, dass die "anderen" Lader - ausgenommen der Orbit (0,5% und echten 4,2V) - mit einer Toleranz von 1% spezifiziert sind, das entspr. der Mindestempfehlung der LiPo-Hersteller! Dann kommt meist noch der "Sichherheitsfaktor" mit 4,18V dazu! Im Extremfall also "nur" 4,15V als VOLL-Kennug einer LiPo!!! Das zeigt dann genau das verhalten wie:
Anders der KoKam-Lader. Der ist erheblich genauer abgestimmt! Diese Systemlader arbeiten mit "echten" 4,2V, teilw. 4,23V! Ich habe mal meinen Spectra II auf 4,23V mit 0,2% abgeglichen! Ergebnis hier:
Eine 1100mA-Zelle hatte vorher um die 980-1020mAh bei Standard 4,18V Vollkennung! Jetzt werden es locker um die 1100mAh!!! Beide Werte bei 5C Entladung!!!
Auch erklärbar: Die meisten Lader sehen eine Ladestromstromreduzierung von teilw.1/10C bzw. 1/20-1/30C, um die 4,2V/Z nicht zu überschreiten, als "Voll"-Kennung an! Es hat auch keinen Sinn mit 1/20 oder 1/30C stur bis 3Std. weiter zu laden!!!
Tipp: macht Euch mal die Mühe und messt die letzten Lademinuten mit einem genauen DC-Messgerät(<<0,5% - besser 0,2%) mal nach!
... und ... vergleicht diesen Wert mit der Anzeige des Ladegerätes!
Zur Verdeutlichung, was Genauigkeit (<0,5%!)der Strom- und Spannungswerte ausmachen, hier mal die Orbit-Ladekurve. Er ist der typische Vertreter der 1/30C Fraktion!:
Das Verhaten der Entlade- zur Ladekapazität kann 1zu1 übernommen werden!
[ 26. Januar 2004, 08:40: Beitrag editiert von: gegie ]
Eckehard
User
Hallo zusammen!
-durch Steckverbinder,
-lange Kabel,
-unzureichender Querschnitt des Kabels,
die vom Ladegerät gemessene Spannung sich unterscheidet, von der direckt am Accu zu messenden Spannung.
Gerade bei diesen geforderten Genauigkeiten sollte dieser Punkt beachtet werden. Und nicht gleich auf das Ladegerät schimpfen, es würde zu früh abeschalten....
Eckehard
Bitte dabei beachten, daß:
-durch Steckverbinder,
-lange Kabel,
-unzureichender Querschnitt des Kabels,
die vom Ladegerät gemessene Spannung sich unterscheidet, von der direckt am Accu zu messenden Spannung.
Gerade bei diesen geforderten Genauigkeiten sollte dieser Punkt beachtet werden. Und nicht gleich auf das Ladegerät schimpfen, es würde zu früh abeschalten....
Eckehard
... stimmt, bitte beachten!
Zum Ladeschluß ist es aber nicht mehr so kritisch, da nur noch kleinste Ströme bei der LiPo-Ladung fließen.
Zum Ladeschluß ist es aber nicht mehr so kritisch, da nur noch kleinste Ströme bei der LiPo-Ladung fließen.
Hallo
ganz verstehe ich die Diskussion nicht
Jedes normale Labornetzgerät hat eine Genaugkeit bei Konstantspannungsbetrieb von mindestens 0,1%.
Ein einstellbarer Konstantstrom ist bei diesen Geräten auch vorgesehen.
Stellt also die Spannung im Leerlauf auf 4,2V (oder ein vielfaches davon, je nach Zellenzahl) und den Strom auf 1C ein und schließt den Lipoly an.
Den Rest erledigt das Gerät.
Ich weiß, wovon ich rede (schreibe), denn ich verdiene seit fast 40 Jahren meine Brötchen damit, davon 25 Jahre in meiner eigenen Firma.
www.fug-elektronik.de/index.htm
Ihr sollt jetzt aber nicht unsere Geräte bestellen, denn für den Hobbybereich sind die nicht gemacht und auch viel zu teuer
Grüße
Gerhard
ganz verstehe ich die Diskussion nicht
Jedes normale Labornetzgerät hat eine Genaugkeit bei Konstantspannungsbetrieb von mindestens 0,1%.
Ein einstellbarer Konstantstrom ist bei diesen Geräten auch vorgesehen.
Stellt also die Spannung im Leerlauf auf 4,2V (oder ein vielfaches davon, je nach Zellenzahl) und den Strom auf 1C ein und schließt den Lipoly an.
Den Rest erledigt das Gerät.
Ich weiß, wovon ich rede (schreibe), denn ich verdiene seit fast 40 Jahren meine Brötchen damit, davon 25 Jahre in meiner eigenen Firma.
www.fug-elektronik.de/index.htm
Ihr sollt jetzt aber nicht unsere Geräte bestellen, denn für den Hobbybereich sind die nicht gemacht und auch viel zu teuer
Grüße
Gerhard
Stimmt
im Grunde sind LiPos viel einfacher zu laden als Ni-Systeme. Da brauch man auch kein Brimborium zu machen, praktisch jedes Netzgerät mit halbwegs genauer Strom- und Spannungsbegrenzung reicht aus. Die ganze Logik mit delta-Peak, Gradientenauswertung (2. Ableitung) etc. fällt flach.
Reine Lipo-Lader sind daher auch reichlich preiswert. Allerdings muss man Strom und Spannung einstellen, etwas, was man sich gerade erst mit den Automatikladern abgewöhnt hat. Ein plug&load zu schaffen, wie wir es von Ni-Ladung kennen, beschäftigt derzeit die Hersteller unserer beliebten Ladegeräte. Und angesichts der vielen Typen von LiPos wird es sicher noch das eine oder andere upgrade der Firmware geben.
Das Prinzip ist einfach, die Ansprüche sind es nicht
Grüße, Ulrich
im Grunde sind LiPos viel einfacher zu laden als Ni-Systeme. Da brauch man auch kein Brimborium zu machen, praktisch jedes Netzgerät mit halbwegs genauer Strom- und Spannungsbegrenzung reicht aus. Die ganze Logik mit delta-Peak, Gradientenauswertung (2. Ableitung) etc. fällt flach.
Reine Lipo-Lader sind daher auch reichlich preiswert. Allerdings muss man Strom und Spannung einstellen, etwas, was man sich gerade erst mit den Automatikladern abgewöhnt hat. Ein plug&load zu schaffen, wie wir es von Ni-Ladung kennen, beschäftigt derzeit die Hersteller unserer beliebten Ladegeräte. Und angesichts der vielen Typen von LiPos wird es sicher noch das eine oder andere upgrade der Firmware geben.
Das Prinzip ist einfach, die Ansprüche sind es nicht
Grüße, Ulrich
Gratulation von mir, sonst falsch!
Fragen zu Realität:
Wer hat ein "Labor"netzgerät mit einer Grundgenauigkeit in den Anzeigen von 0,1% zu Hause? (wirklich neidvoll dreinblickend)
Wo liest man die eingestellte Wunsch-Spannung ab - Schätzspannung, die ist allerdings dann auf 0,1% genau - stimmt!
... bei solchen "Pauschalitäten" frage ich mich noch: warum geben wir die Kapazitätswerte noch in mA statt A und Spannungen noch in zweistelligen Kommabereich, statt im V-Bereich an?
[ 28. Januar 2004, 08:01: Beitrag editiert von: gegie ]
Hallo
@Gerd (gegie könnte auch mein Nickname sein, für Gerhard Giebichenstein):
Grüße
Gerhard
@Gerd (gegie könnte auch mein Nickname sein, für Gerhard Giebichenstein):
schau,z.B. mal bei http://www.conrad.de unter Labornetzgeräte, da findest Du für ganz wenig Geld (ab 100.-€) vernünftige Labornetzgeräte mit Digitalanzeigen, die für unseren Zweck völlig ausreichend sind.
Grüße
Gerhard
... wohnst du auch noch dazu in einem Ort der mit G.. G .. anfängt?
Gerhard,
mir liegt es völlig fern "Recht" zu haben oder auch nicht, auch eine Grundsatzdiskussion wäre müßig!
Ich würde mir nur eine höhere Sensibilisierung von uns, in Bezug auf Kosten und Gerätegenauigkeit, wünschen - that's all.
Beispiel:
- ein Lader z.B. für 30€ darf 1% haben - mehr erwarte ich nicht! Das sind die Mindestanforderungen der Akkuhersteller!
- ein Lader der 200€ Klasse (und höher), hier erwarte ich mehr! - so jedenfalls ich!
- ein Netzteil der 100€ klasse 12V/30A hat, wenn Du Glück hast, Anzeigen der Klasse "1-1,5" (meist K2) eingebaut .
Meinem Anspruch, in Bezug auf LiPo-Ladung, genügt das nicht!
Gerhard,
mir liegt es völlig fern "Recht" zu haben oder auch nicht, auch eine Grundsatzdiskussion wäre müßig!
Ich würde mir nur eine höhere Sensibilisierung von uns, in Bezug auf Kosten und Gerätegenauigkeit, wünschen - that's all.
Beispiel:
- ein Lader z.B. für 30€ darf 1% haben - mehr erwarte ich nicht! Das sind die Mindestanforderungen der Akkuhersteller!
- ein Lader der 200€ Klasse (und höher), hier erwarte ich mehr! - so jedenfalls ich!
- ein Netzteil der 100€ klasse 12V/30A hat, wenn Du Glück hast, Anzeigen der Klasse "1-1,5" (meist K2) eingebaut .
Meinem Anspruch, in Bezug auf LiPo-Ladung, genügt das nicht!
Christian Lucas
User
Hallo Allerseits,
nun muss ich auch noch meinen Senf dazu geben.
Ich bin früher mit 1 kg Booten Silber/Zink Akkus gefahren und das waren richtige Sensibelchen gegen das was wir heute zu kaufen kriegen.
Zum laden haben wir uns einen Lader mit flotenden Ausgängen gebaut,also lauter kleine Einzellerlader
deren Ausgangsspannung einmal auf einen genauen Wert eingestellt wurde.Da Li-poly und ion Zellen eine recht hohe Spannung haben sind für die meisten ja nur 3-4 Lader zu bauen.Im 1 kg Boot hatten wir 24 Zellen zu füttern,die wenn sie nicht gebraucht wurden immer auf dem Kopf im Kühlschrank gelagert werden musten.Die durchschnittliche lebensdauer war bei den damaligen Ostprodukten etwa 20 Ladezyklen.Danach dienten sie als Zahlungsmittel(Silber rausbauen).
Im Übrigen sollten Lipoly-ion Akkus nie ganz Voll geladen werden da durch die Ioneneinlagerung die Zellen auch mechanisch quasi gefüllt werden und das wird wenns voll wird eng und führt zu Lebensdauerverkürzung.
nun muss ich auch noch meinen Senf dazu geben.
Ich bin früher mit 1 kg Booten Silber/Zink Akkus gefahren und das waren richtige Sensibelchen gegen das was wir heute zu kaufen kriegen.
Zum laden haben wir uns einen Lader mit flotenden Ausgängen gebaut,also lauter kleine Einzellerlader
deren Ausgangsspannung einmal auf einen genauen Wert eingestellt wurde.Da Li-poly und ion Zellen eine recht hohe Spannung haben sind für die meisten ja nur 3-4 Lader zu bauen.Im 1 kg Boot hatten wir 24 Zellen zu füttern,die wenn sie nicht gebraucht wurden immer auf dem Kopf im Kühlschrank gelagert werden musten.Die durchschnittliche lebensdauer war bei den damaligen Ostprodukten etwa 20 Ladezyklen.Danach dienten sie als Zahlungsmittel(Silber rausbauen).
Im Übrigen sollten Lipoly-ion Akkus nie ganz Voll geladen werden da durch die Ioneneinlagerung die Zellen auch mechanisch quasi gefüllt werden und das wird wenns voll wird eng und führt zu Lebensdauerverkürzung.
... ups, interessant, war mir neu!
Da bin ja mal gespannt? Bis jetzt haben meine ca. 25 Ladungen hinter sich und sind (noch) wie neu! Ich provoziere das übrigens auf Wunsch!
... das meine ich mit persönlich "Wunsch-Überlasten":
Man beachte - die sind nach 47 Min VOLL geladen!
Ich habe mal wegen der "Reproduzierbarkeit" vier Entlade -txt- Daten zum Download bereitgestellt. Derartiges habe ich bisher noch nicht, in Verbindung mit Akkus, messen können!
http://www.elektromodellflug.de/konion-test.htm
... vor Fazit.
[ 31. Januar 2004, 13:03: Beitrag editiert von: gegie ]
Man beachte - die sind nach 47 Min VOLL geladen!
Ich habe mal wegen der "Reproduzierbarkeit" vier Entlade -txt- Daten zum Download bereitgestellt. Derartiges habe ich bisher noch nicht, in Verbindung mit Akkus, messen können!
http://www.elektromodellflug.de/konion-test.htm
... vor Fazit.
[ 31. Januar 2004, 13:03: Beitrag editiert von: gegie ]
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