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Freitag, 13. Januar 2012

Zellspannung am Tag danach

Ein Tag nach der Ladung von 24 der 45 Zellen habe ichdie Spannungen notiert.
Alle Zellen sind bis 3,46V und 3A geladen worden und weisen nach mindestens einem Tag Ruhe einen Mittelwert von 3,3815V auf. Neun Zellen sind über dem Mittelwert, 15 darunter.
Die einzelnen Zellspannungen gehen von 3,35V bis 3,439V (0,089 maximale Differenz).



Montag, 9. Januar 2012

über 30A Ladestrom: jetzt läuft's !

Was ich nicht alles im Regal habe :) Da soll noch einmal jemand sagen, ich würde zu viel Schnickschnack sammeln :)
Eigentlich wollte ich nur die Zellen von gestern noch einmal checken, doch dann dachte ich mir, dass ich mit der Ausgangsspannung meines Meanwell RS-150-3.3 ausreichen müsste, eine Zelle von Grund auf zu laden. Kurzerhand angeschlossen, Messgeräte platziert und eingeschaltet. Ergebnis: 38A Ladestrom!
Um nicht ein weiteres Netzteil auf dem Gewissen zu haben, reduziere ich auf den angegebenen Ausgangsstrom vom 30A, was deutlich höher als meine bisherigen 9A ist. Klasse!

Nun könnte es deutlich schneller gehen, also Ärmel hoch und los geht's.
Der Vorteil der 3.3 Reihe ist, dass ich über die Spannung nun den Strom auf genau 3,0A bei 3,46V einstellen kann. Nun hätte ich zwar noch zwei SP-75-3.3 liegen, die ich ebenfalls zum Laden nutzen könnte, aber dafür fehlen mir die Messergebnisse zur Überprüfung Kein Problem.
Wenn jetzt alles glatt läuft, dann sitze ich das aus :)

Manson NSP-2050 überlastet

Das war wohl doch zu viel für mein kleines Labornetzteil.
Gestern hat sich das Manson NSP-2050 mit einer durchbrennenden Sicherung verabschiedet.
Kein Problem dachte ich, abkühlen lassen, neue Sicherung rein und weiter geht's, aber leider klappte das nicht.
Sobald eingeschaltet wird, fliegt die kleine Glassicherung wieder um die Ohren und das im wahrsten Sinne, denn die zerspringt förmlich!

Gerät geöffnet, aber keine Anzeichen eines explodierten ICs oder Kondensators gefunden.
Lediglich hinter dem Display sieht es an einem Bauteil nach Schmauchspuren aus ...

Das kann ich jetzt gar nicht gebrauchen :-/
Keine Ahnung, wo ich den Fehler suchen sollte und ob ich das reparieren könnte.
Eine Reparatur würde zu dem damaligen Kaufpreis von ~100,- Euro (heute noch 80,-) wohl als "wirtschaftlicher Totalschaden verbucht", wenn ich überhaupt einen Fachmann dafür finden würde.

Und wenn man sich ein neues kaufen würde, würde man sicher zu einem Gerät greifen, dass einen höheren Ausgangsstrom und eine feinere Justierung bieten kann ... kostet dann gleich mal das Dreifache ...

Bleibt unser Mean Well S-40-5, was allerdings "nur" mit 9A Maximalstrom lädt und nur auf 4,75V Ausgangsspannung zu begrenzen ist.
Um unsere 3,49V @ 3A zu erreichen, plane ich im Anschluss das SP-75-3.3 anzuschließen und damit den "Rest" zu balanzieren.

13 haben wir schon, 32 to go ... oh je ...

Sonntag, 8. Januar 2012

Zwischenstand Einzelzellladung

Mit zwei Netzteilen parallel und dem Arduino-Aufbau, klappt es schon ganz gut. Was mir fehlt, ist eine automatiche Anpassung der Ausgangsspannungen und damit dem Stromfluss. Als Erweiterung des Arduino-Aufbaus wäre ein Summer gut, damit man nicht ständig auf die Anzeige starren muss. Ein stärkeres Netzteil mit einer weiteren Spannungsweite und hohem Strom (~30A) wäre schön. Die Datensätze der bisher geladenen Zellen sind noch nicht komplett ausgewertet, aber mein erster Eindruck ist, dass bei den 3A Strom in der letzten Phase des Zivan NG3 eine Ladeendspannung von 3,46V ausreichend ist. Für uns heißt das 155,7V bei 45 Zellen.

Samstag, 7. Januar 2012

Mehr Schub!

In der Wissenschaft war Eile noch nie ein guter Verbündeter, aber mir dauert das alles zu lange ;)
Nachdem ich festgestellt habe, dass ich mit den ~5A Ladestrom nur schleppend voran komme, habe ich meine Netzteile durchwühlt und ein Mean Well S-40-5 aus dem Regal geholt.

Mit 40 Watt ist es nicht ganz so leistungsfähig, wie z.B. das 150W oder 75W 3.3 Netzteil, aber ich kann die Spannung deutlich höher einstellen und so den Ladestrom erhöhen.
Der Nachteil ist, dass ich neben dem Ladevorgang sitzen muss, um ggf. die Spannung nach unten zu korrigieren.
Parallel zum Manson leistet die Schaltung max. 13 Ampere.
Das macht die Wartezeit ein wenig erträglicher.


Zurück zum Arduino-Messaufbau

Getrieben durch die letsten Enttäuschungen und mit dem Zeitdruck im Nacken, habe ich mich wieder  dem Arduinoaufbau zugewendet.
Der Aufbau ist im Prinzip der gleiche wie bisher, nur das die Spannungsversorgung (Manson NSP-2050) und der Strommesser auf einen +/- 30A geändert habe.
Eingestellt sind die Wert so, dass bei 3,5V Zellspannung und der Unterschreitung von 3,0A ein Relais öffnet und den Ladevorgang abbricht.
Auf dem Bild etwas schwer zu erkennen ist, dass die Werte auf dem Multimeter (UNI-T UT61E) und dem Display des Arduino ziemlich nah zusammen liegen.
Gemessen wird hier an den Stromklammern an den Zellpolen.

Anfangs habe ich den Strom des Netzgeräts auf Maximum gestellt (~6A). Damit das klappt, muss die Ausgangsspannung auf etwa 5V steigen, die Zellspannung ist allerdings weiterhin ~3,4V und langsam steigend.
Und genau hier liegt der Hund des iChargers begraben, denke ich.
Wie auch das Netzteil jetzt ~5V anzeigt bei 6A Ladestrom, wird der Junsi iCharger auch "seine" Spannung als Grundlage nehmen und daher kommen an der Zelle nie die eingestellten Werte an.
Darum wird der Ladevorgang abgebrochen.

Genau so verhält es sich, wenn ich die Spannung am Manson Netzteil auf 3,5V einstelle, denn dann geht der Strom auf fast Null zurück, auch wenn die Zelle selbst noch nicht die Spannung erreicht hat.

Um den Akku auf 3,5V zu laden bei 3A Ladestrom, muss ich also die Spannungsquelle deutlich höher einstellen und ggf. justieren.

Im Moment messe ich in meinem Schaltkreis (bestätigt durch Multimeter und Strommesszange) 3,450V und 3,000A, auf dem Display des Netzteils steht "4,21V" und "4,264A" im C.C. Modus (Konstantstrom).

Ich bin gespannt, wann das Relais öffnet ...

Arduino Sketch Download (.zip)

Freitag, 6. Januar 2012

Spannungsdifferenzen iCharger

Im Moment entlade ich eine CALB 130Ah Zelle, um den iCharger zu testen. Eigentlich wollte ich damit die Kapazität bestimmen, aber das wird nicht funktionieren, da die Spannungsmessung im iCharger deutlich von der tatsächlichen Spannung der Zelle abweicht.
Im Mittel sind das etwa 0,6V, was bei 2,6V und 3,21V schon 23% ausmacht.

Ich werde mal schauen, was das Internet dazu schreibt und sonst wohl meinen Arduino wieder aus der Schublade holen.
Die Entladeschaltung war zwar nicht so elegant und portabel, aber immerhin hat sie genau das gemessen, was auch am Akku passierte ;-)

Was dennoch im LogView zu sehen ist, ist das der Akku sich in den eineinhalb Stunden Test sehr stabil und unbeeindruckt von den 10A Last gibt.

CALB 130Ah am Junsi iCharger 3010B

In den letzten zwei Tagen habe ich meine ersten Erfahrungen mit dem iCharger an den "großen" Zellen gemacht.
Er verhällt sich ein wenig anders, als in den vorherigen Tests, also ist das hier evtl. für diejenigen interessant, die auch mit dem Junsi ihre LiFePo4 Fahrakkus laden möchten.

Woran es genau liegt, kann ich noch nicht erkennen, aber die Spannung im Display des iCharger weicht bei der Ladung und Entladung der 130Ah-Zellen erheblich von der realen Zellspannung ab.

Das Problem ist, dass dadurch die interessanten Programme nicht einwandfrei laufen, da die Elektronik den Lade- oder Entladevorgang abbricht, obwohl die eingestellten Endpunkte nicht erreicht wurden.

Beispiel Laden: Ich habe das Programm "Fast Charge" gewählt, da hier 1/5 des eingestellten Maximalstroms als "cut off" also Endwert genommen wird.
Bei 30A eingestellten Ampere (das Maximum des Junsi iCharger 3010B) entspricht das 6A.
Als Endspannung habe ich 3,5V gewählt.

Was passierte, hat mich dann doch überrascht, denn die Anzeige zählt den Strom und die Spannung hoch, erreicht sofort die Endwerte und meldet umgehend den abgeschlossenen Ladevorgang ("done").
Ich habe ein wenig herumprobiert und mich so an eine Einstellung von 3,84V als Maximum herangetastet. So wird der Ladevorgang gestartet und stoppt bei etwa 3,51V realer Zellenspannung.


Alles andere als ideal, aber im Moment weiß ich mir nicht besser zu helfen.

So habe ich alle Zellen auf ein Niveau bringen wollen. Kurze Runde um den Block gedreht, um die Zellen etwa 3-4 Ah zu entladen, danach alle mit dem gleichen Programm bis 3,51V @ 6A geladen.
Das war sehr zeitaufwendig, denn pro Zelle gingen ca. 20-40 Minuten ins Land, bis der Junsi jeweils gemeldet hat, dass die Zelle fertig geladen ist.
Nach 45 Ladevorgängen sollten die Zellen alle auf einem Level sein und "top balanced" sein: Pustekuchen!
Ich bin 12km mit dem Wagen gefahren, habe ihn wie gewohnt an das Zivan angeschlossen (alle 45 in Reihe) und gewartet.
Bei der letzten Stufe (3A Ladestrom) habe ich die Zellen gemessen und ca. 10 Stück gemessen, die eindeutig zu hoch waren (~3,7V) , also viel höher als der Durchschnitt.

Zivan abgeschaltet und manuell die zu hohen Zellen entladen, was wieder ~15 Minuten pro Zelle dauerte.
Auch hier hat mir die Spannungsanzeige wieder einen Strich durch die Rechnung gemacht, denn um den Entladevorgang starten zu können, musste ich den iCharger auf "2,0V" untere Spannungsgrenze stellen und den Entladestrom auf 11A begrenzen.

Schon etwas ärgerlich, denn gerade um die hohen Ströme nutzen zu können, hatte ich mir die 3010B Version ausgesucht.



Mein erstes Fazit:
Für kleine Li-Ionen, LiFe, NiMh und NiCd Zellen < 4.000mAh ein klasse Lader mit vielen Einstellungsmöglichkeiten und dem direkten Anschluss an USB.
Für Zellen < 100.000mAh oder besser 100Ah noch nicht zufriedenstellend.
Mal sehen, ob ich mir den kleinen Helfer noch erzogen bekomme ;)

Dienstag, 3. Januar 2012

Sanyo 2600mAh vs. UltraFire 4000mAh

Zeitgleich mit unserem neuen Ladegerät sind vier 18650 LiFePo Rundzellen angekommen, die wir bestellt haben.
Die UltraFire 4000mAh haben uns ziemlich enttäuscht. Auch wenn wir schon mit einer geringeren Kapazität gerechnet haben, sie recht billig waren und wir nach Reklamation einen Teil der Kosten zurückerstattet bekommen haben, leisten die Zellen nur etwa 25% der aufgedruckten Leistung und das bei deutlichem Spannungsrückgang.

Daher haben wir zum Vergleich die Sanyo-Zellen bestellt.
Äußerlich unterscheiden sich die Zellen hauptsächlich in der Länge. An der UltraFire ist am Minuspol die Schutzschaltung gegen Unterspannung angebracht.
In Einzelteilen sieht diese dann so aus:
Entfernt man sie, sind die Zellen wieder gleich lang.

Auch bei den Sanyo wurde mehr versprochen, als die Zelle wirklich zum Leisten im Stande ist, aber dieses mal ist es nicht der Hersteller (Sanyo), sondern der Verkäufer, der 20% "dazugemogelt" hat.
Verkauft als "3000mAh"-Zellen, werden die Sanyo UR18650FM Zellen verschickt.
Diese sind mit 2500mAh nominaler Kapazität angegeben, die sie auch knapp erreichen (2360mAh @ 2,6V), wie sich bei unseren Tests gezeigt hat.






Junsi iCharger 3010B

Vorab hofe ich, dass alle Leser schöne Weihnachten hatten und gut ins neue Jahr gekommen sind.
Ich habe mir zu weihnachten ein neues "Spielzeug" gegönnt und mir ein Ladegerät zugelegt.

Mit dem neuen Junsi iCharger 3010B können verschiedene Arten von Akkus geladen werden und das mit bis zu 30A Ladestrom!
1000W leistet das kleine Gerät, wenn man ein ausreichend großes Netzteil (>24V) anschließt.

Wir möchten damit testen, laden, entladen und das nur Einzelzellen, daher werden für uns erstmal ~110W ausreichen (3,6V*30A) und die leistet unser Manson 2050.

Wir haben den Lader importiert und haben inklusive Steuern, Zoll, Versand 185,-Euro ausgegeben.
Zur Zeit der Bestellung kostete das Gerät bei deutschen Händlern ~220,-Euro.
Nun, wo wir mit dem Gerät testen, sind die Preise auch hier auf 190,- Euro gefallen.
Der Import lohnt sich also nicht mehr, da die Lieferzeit aus Deutschland sicher kürzer ist, als ein Import aus Hong Kong.

Der Lader hat eine Menge Einstellungsmöglichkeiten und einen USB-Anschluss. Mit der freien Software "LogView" können Istwerte, Kurven etc. aufgenommen und gespeichert werden.
Nach den ersten Tagen würde ich sagen, dass ich nun nachvollziehen kann, warum der Lader unter Modelbauern so beliebt ist.