NiMH Akkus parallel laden und entladen?

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Autor
NiMH Akkus parallel laden und entladen?
Suche nach: akkus (7558)

    







BID = 375719

Lupin III.

Schriftsteller

Beiträge: 616
Wohnort: Salzburg
 

  


Ich möchte eine kleine tragbare Beleuchtung (aka Taschenlampe) bauen, aber mit ein paar speziellen Anforderungen was Wetterfestigkeit und Form betrifft. Gleichzeitig möchte ich natürlich eine möglichst hohe Akku-Kapazität bei 2,4V oder 3,6V (2 oder 3 Zellen in Serie, das weiß ich noch nicht ganz genau) haben.

Als erstes: ich möchte die Akkus im Gerät laden, also nicht mehr herausnehmen.

Wegen der Form habe ich Probleme Babyzellen einzubauen. Wenn ich den ganzen Platz mit Mignon-Zellen füllen könnte, hätte ich mindestens die doppelte vielleicht sogar dreifache Kapazität. Aber eben nur, wenn ich diese zum Teil parallel schalten kann.

Deswegen meine Frage: kann ich das so einfach machen? Die Akkus sind alle vom gleichen Hersteller, haben gleiche Kapazität, sind zur gleichen Zeit gekauft worden und haben so gut wie keine "Vorgeschichte".

Wenn das prinzipiell möglich ist: wie verschalte ich die am besten? Zwei in Serie und davon drei parallel? Drei parallel und das zweimal in Serie?
Mit welchem Strom lade ich die Akkus, so dass die Lebensdauer trotzdem möglichst lange ist? 3C, 1C oder 1/3C?

Die Suchergebnisse, die ich bis jetzt gefunden habe, bezogen sich leider alle auf Blei-Akkus. Und auch da waren sich nicht alle einig, was man machen darf und was nicht. Außerdem weiß ich nicht, ob man das so einfach auf andere übertragen kann.

Kann mir da jemand helfen?

BID = 375770

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach

 

  

Ich kann mich damit nicht anfreunden, weil man, anders als bei Bleiakkus, bei alkalischen Zellen den Ladezustand kaum an der Klemmenspannung erkennen kann.

Allerdings habe ich solche Schaltung (2 Reihen mit je 5 Zellen parallel, Schnellladung) mit NiCd-Akkus schon gesehen und es hat längere Zeit funktioniert.

Möglicherweise klappt das mit NiMH noch etwas besser, weil bei denen das thermisch bedingte deltaU am Ende der Ladung geringer ausfällt.
Ich denke, du kannst es ruhig mal probieren, aber du musst einen Temperatursensor zwischen die Zellen stecken, damit du das Ladeende erkennen kannst.

Beim Entladen sind keine Probleme zu erwarten.


P.S.:
Mit Bleiakkus sind Parallel- und Reihenschaltungen problemlos, aber sie haben andere Vor- und Nachteile:
Nachteil: Das hohe Gewicht, geringer Energieinhalt, dürfen nicht entladen herumliegen, mechanisch nicht so schockfest.
Vorteil: Vieeeel geringere Selbstentladung, problemlose Schaltungstechnik, höhere Zellenspannung.

Hast du schon mal an Li-Poly gedacht? Die sind allerdings nicht billig und bedürfen spezieller Schaltungen zur Lade- und Entladekontrolle.



_________________
Haftungsausschluß:



Bei obigem Beitrag handelt es sich um meine private Meinung.



Rechtsansprüche dürfen aus deren Anwendung nicht abgeleitet werden.



Besonders VDE0100; VDE0550/0551; VDE0700; VDE0711; VDE0860 beachten !

BID = 375818

Lupin III.

Schriftsteller

Beiträge: 616
Wohnort: Salzburg

Danke für die Antwort!

Bleiakkus scheiden aus den von dir genannten Gründen aus (die habe ich auch nie in die Wahl genommen). Da ich das Gerät im Winter draußen brauche, sind Li-Poly auch nicht ideal, da die ja empfindlich auf Kälte reagieren. Auch die Ladeelektronik möchte ich mir ersparen.

Also bleibe ich bei den NiMH. Bei denen steigt bei konstantem Strom die Ladespannung ja schön an, sodass sich bei parallel geschalteten Zellen die noch etwas weniger geladenen selbstständig etwas mehr Strom gönnen sollten (ich gehe mal davon aus, dass die Ladeschlussspannungen nicht zu stark voneinander abweichen, da wie gesagt alle Zellen gleich sind).

Was passiert wenn eine dieser parallelen Zellen geladen ist? Dann fällt die Spannung ja wieder, sogar unter die Spannung der anderen Zellen, die noch vor dem Spannungbuckel sind, und wird damit hoffnungslos überladen.

Aber wenn ich die richtig verstehe, kommt mir da das von dir erwähnte geringere deltaU zur Hilfe. Ich habe nach Ladekurven für NiMH-Akkus gesucht und der Spannungsbuckel ist zum Glück eher ein Plateau, d. h. die Spannung fällt nicht so stark ab. Außerdem ist der Spannungs-Anstieg kurz davor ziemlich hoch, sodass die etwas "schnelleren" Akkus dort hängen bleiben bis auch die anderen parallelen nachgezogen haben.

Die letzte Frage dann: bei welcher Temperatur schalte ich ab? Die Akkus erwärmen sich auch schon beim normalen Laden und erst am Ende besonders stark. Wann sind die voll aber nocht nicht "tot"?

BID = 375901

Beckenrandschwimmer

Schreibmaschine



Beiträge: 1921
Wohnort: Altrip

Vorsicht beim parallel schalten! Solange du lädst/ endlädst ist alles im grünen Bereich.

Aber niemals parallel geschaltet lagern! Sie sind innerhalb 48h leer!

Es gibt immer keine Schwankungen in der Spannung der Zellen. Wenn jetzt eine Zelle nur 1mV weniger hat, als die andere, so wird diese geladen. Damit steigt die Temperatur in der Zelle (kaum merklich) dadurch verringert sich jedoch weiter die Spannung --> es fließt mehr Strom --> wärmer --> noch geringere Spannung -->...

Das geht so lang, bis die ladende Zelle so entladen ist, dass sie kaum noch Strom in die jetzt überladene Zelle schieben kann. --> diese kühlt sich wieder ab --> Spannung erhöht sich --> jetzt geht das Spiel in die andere Richtung von vorn los. Es dauert nicht lange, dann sind die Akkus tief entladen...

Gerade NiCd sind dafür sehr anfällig! Wie es mit NiMh aussieht weis ich nicht, kann sein, dass es nicht denen etwas besser geht.

Selbst Bleiakkus sind sehr schnell leer.

Also am besten noch nen Schalter einbauen, der, bei Lagerung, die Zellen trennt, sonst hast du nicht viel Spaß damit, leider.

MfG

Becky

BID = 375951

powersupply

Schreibmaschine



Beiträge: 2921
Wohnort: Schwobaländle

Hallo

Wie wärs mit einem LiIon Akku?
Beim großen Auktionshaus im I-Net gibts einen Shop der nennt sich Ledsee. Der hat sowohl die Akkus als auch die dafür notwendigen Schutzschaltungen und Ladegeräte für wenig Geld im Angebot. Sitzt zwar in Hongkong gilt aber als zuverlässig und versendet problemlos auch nach D.
Die Alternative dazu wäre, dass Du dir einen Camcorderakku(mit LiIon Akkus drin) kaufst, diesen zerlegst und die Einzelzellen frich zusammenlötest. Dann hast Du allerdings immer noch das Problem mit der Schutzschaltung.
A propos Camcorderakku: Einen Anbieter solltest Du meiden http://www.mtb-news.de/forum/showpo.....t=184
Der gibt zwar Kapazitäten an deren Akkus erst noch entwickelt werden müssen. Bis zu 3000mAh pro 18650er LiIon Zelle

Gruß powersupply

BID = 375956

wl3367

Stammposter



Beiträge: 288


Zitat :
powersupply hat am  7 Okt 2006 23:08 geschrieben :

Sitzt zwar in Hongkong gilt aber als zuverlässig und versendet problemlos auch nach D.


Aber dabei den Zoll nicht vergessen. Ware aus dem Ausland muss in jedem Fall verzollt werden. Meistens macht dies der Verkäufer nicht. Aber der Käufer haftet hierfür. Und lässt sich problemlos ermitteln. Das hat schon manches Schnäppchen ruiniert

BID = 376044

Beckenrandschwimmer

Schreibmaschine



Beiträge: 1921
Wohnort: Altrip


Zitat :
wl3367 hat am  7 Okt 2006 23:23 geschrieben :


Aber dabei den Zoll nicht vergessen. Ware aus dem Ausland muss in jedem Fall verzollt werden. Meistens macht dies der Verkäufer nicht. Aber der Käufer haftet hierfür. Und lässt sich problemlos ermitteln. Das hat schon manches Schnäppchen ruiniert


Dann hatte ich bisher Glück.

Hab schon ein paar mal LED's aus Honkong geleifert beklommen.

So schnell wird da nix passieren. Er wird ja auch nicht gleich 1000 Akkus bestellen

BID = 376079

Lupin III.

Schriftsteller

Beiträge: 616
Wohnort: Salzburg


Zitat :

Das geht so lang, bis die ladende Zelle so entladen ist, dass sie kaum noch Strom in die jetzt überladene Zelle schieben kann. --> diese kühlt sich wieder ab --> Spannung erhöht sich --> jetzt geht das Spiel in die andere Richtung von vorn los. Es dauert nicht lange, dann sind die Akkus tief entladen...

Also am besten noch nen Schalter einbauen, der, bei Lagerung, die Zellen trennt, sonst hast du nicht viel Spaß damit, leider.


Das wird ja immer komplizierter. Ich hätte kein Problem damit das Gerät jedesmal vor Gebrauch aufzuladen, aber wenn sich die Akkus quasi selbst zerstören, wenn sie herumliegen, ist das nicht gut. Bei drei Akkus parallel, brauche ich schon einen recht aufwendigen Schalter, um bei insgesamt 6 Akkus zwischen alles getrennt und alles verbunden umschalten zu können.

Andererseits könnte ich die Akkus über Dioden parallel schalten. Aber selbst bei Schottky-Dioden verliere ich soviel Spannung, dass ich eine Zelle mehr in Serie bräuchte um das auszugleichen, weil es sonst den unteren Ladebereich nicht mehr nutzen könnte. Und für's Laden muss ich nochmal genausoviele Dioden andersherum gepolt einbauen.

Eigentlich wollte ich keine "elektronisches" Gerät aus der Lampe machen. Mal schauen was ich für Schalter finde, an und aus machen muss ich es ja sowieso auch noch irgendwie können.

BID = 376544

Beckenrandschwimmer

Schreibmaschine



Beiträge: 1921
Wohnort: Altrip

Nö, schalte einfach 3 oder 4 in Reihe und dann erst parallel. So brauchst du einen Schalter mit "nur" 3 oder 4 Polen.

Also:

------------ Plus
| | |
Schalter
| | |
[][][] Batterie
| | |
[][][]
| | |
[][][]
| | |
------------ Minus


MfG

Becky


EDIT:

Aber Achtung bei der Schaltung! Wenn du vergisst den Schalter zu öffnen, wenn du sie weg legst, können vereinzelt Zellen umgepolt werden! Und das reduziert die Lebensdauer sehr stark.

[ Diese Nachricht wurde geändert von: Beckenrandschwimmer am 10 Okt 2006 13:11 ]

BID = 376550

Ltof

Inventar



Beiträge: 9334
Wohnort: Hommingberg


Zitat :
Beckenrandschwimmer hat am  7 Okt 2006 19:52 geschrieben :

Selbst Bleiakkus sind sehr schnell leer.

Was verstehst Du unter "sehr schnell"?

Außerdem wäre es mir neu, dass Bleiakkus den von Dir beschriebenen Effekt zeigen. Bleiakkus zeigen sich ausgesprochen gutmütig was das Parallelschalten angeht.

Gruß,
Ltof

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„Schreibe nichts der Böswilligkeit zu, was durch Dummheit hinreichend erklärbar ist.“
(Hanlon’s Razor)

BID = 376572

Beckenrandschwimmer

Schreibmaschine



Beiträge: 1921
Wohnort: Altrip

Ich hab selbst ein Bleiakku-Array daheim, an der USV.

Habe 5 Stränge á 2 12V, 7,2Ah Akkus.

Wenn ich die USV ausschalte, werden die Akkus nicht mehr auf 13,6V gehalten.

Nach 24h haben sie noch 12,6V pro Akku. Trennt man sie haben sie selbst nach 6 Monaten noch 12,7V pro Akku.

Nach 5 Tagen hatten sie nur noch 12,3V pro Akku.

Ich schätze, dass der ganze "Akkupack" nach 4 Wochen tiefentladen ist.

Deswegen habe ich einen kleinen 24V 0,33VA Transformator genommen und nach einer Diode direkt dran gehängt. Braucht kaum Strom und die 20mA reichen aus, um die Akkus auf 12,8V zu halten und das ständige Umladen zu verhindern.

Selbst wenn man jeden Akku mit 4mA belastet, entladen sie sich nicht so schnell, wie wenn man sie nicht belastet.


Bei NiCd ist der Effekt ungleich stärker ausgeprägt. Wie es bei den NiMh Akkus aus sieht, weiß ich nicht. Aber ich gehe mal davon aus, dass dort die gleichen Phänomene auftreten. Über deren Stärke kann ich nur spekulieren.

Sicher weiß ich es bei NiCd und Bleigel Akkus.

[ Diese Nachricht wurde geändert von: Beckenrandschwimmer am 10 Okt 2006 15:17 ]

BID = 376583

Ltof

Inventar



Beiträge: 9334
Wohnort: Hommingberg

Hmm, ich glaube das nicht.

Da ich neugierig bin, teste ich das. Ich habe zwei Bleigel-Akkus (6V, 10Ah) parallel geschaltet. Der eine hatte 6,09V, der andere 6,12V. Ich messe den Ausgleichstrom. Nach Deiner These müsste der Ausgleichstrom periodisch sein Vorzeichen wechseln.

Abwarten!

Gruß,
Ltof

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(Hanlon’s Razor)

BID = 376587

Beckenrandschwimmer

Schreibmaschine



Beiträge: 1921
Wohnort: Altrip

Genau das wird auch passieren

Ich bin mal gespannt.

Dazu sagen muss ich, dass bei 24V Akkus (2x12V) die Differenzspannung und damit der "Querstrom" höher ist, als bei 6V Akkus.

Auch passiert in den ersten Stunden recht wenig. Das System schaukelt sich mit der Zeit auf - je voller die Akkus, desto mehr.
Sehr gut kann man das bei NiCd- Akkus beobachten.

Wie hoch ist bei dir der Querstrom?

BID = 376602

Ltof

Inventar



Beiträge: 9334
Wohnort: Hommingberg

Es fing mit 10mA an und liegt nach 45 Minuten bei 2mA.

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BID = 376608

Beckenrandschwimmer

Schreibmaschine



Beiträge: 1921
Wohnort: Altrip

Schön niederohmig halten, die Verbindung, im 2mA Messbereich haben manche Multimeter einige 10Ohm.

Am besten einen Schalter einbauen, zum Messen den dann öffnen.

Sonst hast du keine gute Parallelschaltung, wie in der Praxis. (hättest ja dann nen größeren Innenwiderstand)

Die paar Ohm bremsen den Ausgleichsstrom und somit die Erwärmung des Akkus, der gerade lädt.

Es wird sich zwar dennoch der Effekt abzeichnen, nur ist dieser dann erheblich schwächer.

[ Diese Nachricht wurde geändert von: Beckenrandschwimmer am 10 Okt 2006 16:57 ]


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