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Schutz vor Akkuentladung - eigenes Design betrieben durch Lithium-Akku

RAF96 4632 16
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  • Schutz vor Akkuentladung - eigenes Design betrieben durch Lithium-Akku

    Schönen Tag
    Dieses Jahr habe ich ein Projekt abgeschlossen, über das ich lange nachgedacht habe.
    Es ist ein elektronischer Schutz des Lithium-Ionen-Akkus (3s 12 V) vor Tiefentladung und damit vor dauerhafter Beschädigung. Das Ganze ist in Form einer Leiterplatte mit einem Mehrgang-Potentiometer zum Einstellen der Betriebsspannung ausgeführt. Der genaue Schaltplan und die Funktionsweise werden in dieser Folge vorgestellt.



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    Über den Autor
    RAF96
    Niveau 9  
    Offline 
    RAF96 hat 81 Beiträge mit der Bewertung 41 geschrieben und dabei 3 Mal geholfen. Wohnt in der Stadt Syców. Er ist seit 2019 bei uns.
  • #2
    LightOfWinter
    Niveau 35  
    Hallo,
    was sofort ins Auge sticht - die Verwendung von Durchsteckmontage statt SMD.
    Schade, die Platine könnte kleiner und viel einfacher sein. Es gibt auch viele hohe Bauteile, die das gesamte Gerät auch groß machen. Wenn es sich um eine Sicherheitsschaltung handelt, sollte sie meiner Meinung nach so klein wie möglich sein.
    Wenn wir der Batterie Elektronik hinzufügen, könnten wir auch versuchen, die Temperatur mit einem Thermistor zu überwachen und die Batterie vom Energieempfänger zu trennen, wenn der eingestellte Schwellenwert überschritten wird.

    Wie hoch sind die Kosten für den Aufbau der Schaltung?
    Vielleicht ein Schaltplan?
    Wo wird die Schaltung eingesetzt?
  • #3
    RAF96
    Niveau 9  
    Natürlich könnte die Schaltung auf SMD-Bauteilen sein, aber im Moment bin ich auf der Ebene der Durchsteckmontage.
    Ein Thermistor könnte hinzugefügt werden, indem dem Projekt ein weiterer TL431-Chip mit einigen Widerständen hinzugefügt wird. Gut, dass du darauf geachtet hast.

    Beantwortung der Fragen:
    Die Platine wurde bei JLCPCB bestellt, der Preis mit Lieferung für 5 solcher Platinen beträgt ca. 6,50 €.
    Ich denke, Sie können die notwendigen Elemente für 6,50 € kaufen.
    Der Schaltplan ist im Video zu sehen, zusätzlich werde ich es hier anhängen. Das Gerät hat eine Verzögerung von mehreren Sekunden, bevor es sich nach dem Anschließen der Stromversorgung selbst ausschaltet.
    Schutz vor Akkuentladung - eigenes Design betrieben durch Lithium-Akku
    Ich werde die Schaltung zusammen mit der Batterie in der LED-Lampe verwenden. Es gibt ein Ladegerät dafür, das ich selbst gemacht habe.
    Dazu wurde eine eigene Folge erstellt.


  • #4
    krzysiek_krm
    Niveau 40  
    Bei allem Respekt, eine solche Schaltung zu bauen, ist meiner Meinung nach eigentlich sinnlos. Es gibt vorgefertigte ,,hardware secondary protection"-Schaltungen, die winzig sind, ziemlich billig, mit einer Handvoll kleiner Elemente, die daran befestigt sind, und Sie erhalten eine fertige Schaltung. Verglichen mit der Schaltung aus spezialisierten Bauteilen ist die vorgestellte Schaltung monströs.
    Irgendwo gibt es Angaben über einen Versorgungsstrom von etwa 1 mA - dieser Strom ist enorm, spezielle Schaltungen benötigen einen Strom von mehreren µA und im OVD-Sleep-Modus sogar unter einem µA.
  • #5
    Olkus
    Niveau 28  
    RAF96 hat geschrieben:
    Die Platine wurde bei JLCPCB bestellt, der Preis mit Lieferung für 5 solcher Platinen beträgt ca. 6,50 €.

    6,50 €? Wie ich vor einem Monat nachgesehen habe, kostete die Lieferung selbst etwa 10-13 €.
    Welche Versandoption haben Sie gewählt, dass die Kosten so gering sind?

    Schöne Grüße
  • #6
    zgierzman
    Niveau 30  
    In letzter Zeit ist es etwas teurer geworden. Ich habe Ende September 12,66 $ für 10 100x100 Platinen bezahlt, was nach heutigem Kurs ungefähr 11 € entspricht. Der Versand kostet 7,66 USD oder etwa 6,50 €. Ab heute beträgt der günstigste Versand tatsächlich 10,50 $.

    Eine andere Sache ist, dass 5 $ für Platinen und (sogar) 7 $ Versand (ich kann mich nicht an einen günstigeren erinnern) etwas mehr als 6,50 € sind :-)

    Schutz vor Akkuentladung - eigenes Design betrieben durch Lithium-Akku
  • #7
    Sareph
    Niveau 24  
    krzysiek_krm hat geschrieben:
    Bei allem Respekt, eine solche Schaltung zu bauen, ist meiner Meinung nach eigentlich sinnlos. Es gibt vorgefertigte ,,hardware secondary protection"-Schaltungen, die winzig sind, ziemlich billig, mit einer Handvoll kleiner Elemente, die daran befestigt sind, und Sie erhalten eine fertige Schaltung.

    Andererseits kann man aus einer Handvoll kleiner Bauteile (6-7) ein Schutzsystem aufbauen, wobei das größte der Mosfet ist, der die Stromversorgung unterbricht. Irgendwo in diesem Forum gibt es ein Schutzschaltplan für eine Bleibatterie (bei dem es ausreicht, die Zenerdiode so zu ändern, dass sie der Aktivierungsschwelle entspricht), und es nimmt nur den Gate-Leckstrom nach der Aktivierung auf.

    krzysiek_krm hat geschrieben:
    Verglichen mit der Schaltung aus spezialisierten Bauteilen ist die vorgestellte Schaltung monströs.

    Es ist sogar im Vergleich zum vernünftigen "Selfmade" monströs, aber das bedeutet nicht, dass es ein Nachteil ist - es kommt darauf an, wie man es benutzt. Obwohl von der Größe her - es wäre am besten, wenn diese platine etwas größer wäre, damit ein Korb für das gesamte Paket darauf gestellt werden könnte.

    Schutz vor Akkuentladung - eigenes Design betrieben durch Lithium-Akku Schutz vor Akkuentladung - eigenes Design betrieben durch Lithium-Akku

    krzysiek_krm hat geschrieben:
    Irgendwo gibt es Angaben über einen Versorgungsstrom von etwa 1 mA - dieser Strom ist enorm, spezielle Schaltungen benötigen einen Strom von mehreren µA und im OVD-Sleep-Modus sogar unter einem µA.

    Es hängt davon ab, wie diese Schaltung verwendet wird, wenn nach dem Abschalten das Paket innerhalb weniger Stunden aufgeladen wird, ist 1 mA ok. Es wäre schlimmer, wenn die Gefahr besteht, dass das Paket nach dem Entladen eine Woche liegen bleibt.
  • #8
    eurotips
    Niveau 38  
    Ohne Balancer? Die Zellen in der Packung entladen sich schnell.
  • #9
    szeryf3
    Niveau 25  
    @ RAF96 die Leiterplatten wurden sehr schön gemacht und wenn du sie mit Durchsteckmontage machen willst, mach sie.
    Ich hoffe, dass Sie eines Tages anfangen, Projekte in der SMD-Technologie zu realisieren.
  • #10
    RAF96
    Niveau 9  
    eurotips hat geschrieben:
    Ohne Balancer? Die Zellen in der Packung entladen sich schnell.

    Active Balancer wird hinzugefügt, es kam gestern, kein Problem, es anzuwenden.

    @krzysiek_krm Wenn wir auf die Kontrolleuchte verzichten, das aufleuchtet, wenn der Schutz mit der Batterie verbunden ist, wird dieser Strom noch weiter sinken. Der Schutz wird in der 25-W-LED-Taschenlampe verwendet und für den nächsten Tag mit einem Schalter deaktiviert, der die Batterie vom Rest der Schaltung trennt.

    @zgierzman Ich habe die Platine per regulärem Versand bestellt, was einen Monat dauert. Ich werde die aktuellen Preise bald sehen (vielleicht hat sich etwas geändert). Ich erinnere mich, dass die erste Bestellung kaum 2 € (2 USD mit kostenlosem Versand) kostete, dann etwa 6,50 €, und wenn Sie 2 oder 3 Projekte in einer Sendung bestellten, kostete jede weitere Bestellung + 4 USD zum Grundpreis.

    Hinzugefügt nach 30 [Minuten]:

    zgierzman hat geschrieben:
    In letzter Zeit ist es etwas teurer geworden. Ich habe Ende September 12,66 $ für 10 100x100 Platinen bezahlt, was nach heutigem Kurs ungefähr 11 € entspricht. Der Versand kostet 7,66 USD oder etwa 6,50 €. Ab heute beträgt der günstigste Versand tatsächlich 10,50 $.

    Eine andere Sache ist, dass 5 $ für Platinen und (sogar) 7 $ Versand (ich kann mich nicht an einen günstigeren erinnern) etwas mehr als 6,50 € sind :-)


    Du hast mir ein wenig Angst gemacht, dass es so teuer wurde :cunning: Ich habe es so wie es war und immer den Preis von $ 2 für die erste Bestellung in einem Paket, ich weiß nicht, wovon es hängt.
    Schutz vor Akkuentladung - eigenes Design betrieben durch Lithium-Akku
  • #11
    slawko_k
    Niveau 34  
    Es ist schön, dass noch jemand etwas für sich tut. Früher habe ich diese Dinge gerne selbst entworfen und gemacht.
    Jetzt, in der Ära der chinesischen BMS-Module mit einem 3s-Balancer für 1,50 € bei Ali und 3,50 € in PL, macht es wahrscheinlich keinen Sinn.
  • #12
    monitor
    Niveau 12  
    Gerade hier ist Durchsteckmontage sehr gut gestaltet. Ich sehe nicht überall die Notwendigkeit für SMD. Wenn der Autor es bloß gelötet machen und Harz darüber gießen wollte, ist das großartig.
  • #13
    siewcu
    Niveau 34  
    Und die Schaltung größer zu machen als das Paket selbst, weil es keine Notwendigkeit gibt, smd zu verwenden? Ein völlig sinnloser Ansatz. Wenn da ein bms und ein Ladegerät wäre - vielleicht, aber eine solche Größe ist absolut sinnlos und völlig unpraktisch.
  • #14
    monitor
    Niveau 12  
    Reden wir immer noch von Amateurprojekten?
    Ich glaube nicht, dass es hier wichtig ist.
  • #15
    siewcu
    Niveau 34  
    Bedeutet Amateur, dass es keinen Nutzen haben soll und nicht durchdacht sein darf? Ein bisschen Logik dabei. Als Amateur kann man etwas wirklich Cooles machen, das man normal verwenden kann. Etwas reduzieren, etwas smd und es lässt sich vernünftig in das Batteriegehäuse stopfen. Eine große Platine? Da noch das BMS dorthin stopfen, um die Verwendbarkeit deutlich zu erhöhen. Und nun? Fertig, es funktioniert, Abmessungen sinnlos und praktisch ist es nicht. Also ja, es macht einen großen Unterschied.
  • #16
    seoptso
    Niveau 1  
    Der Hauptzweck der Schutzschaltung besteht nicht darin, die Batterie vor Unterspannungsbedingungen (UV) zu schützen. Li-Ionen-Batterieschutz wird hauptsächlich zum Schutz vor Überspannung (OV) während des Ladens und Überstrom (OC) während des Entladens (auch bekannt als Kurzschluss) verwendet. Diese beiden Bedingungen können zu einem Ausfall führen, der eine Gefahr für die Sicherheit von Personen darstellt, d.h. einen Brand.

    TI enthält einen Unterspannungsschutz, da er kinderleicht zu implementieren ist. Die Steuerschaltung und die FETs werden unabhängig davon für den OV- und OC-Schutz benötigt. Sie können also auch einen UV-Schutz hinzufügen.

    Für Ihre Anwendung (wie Sie erwähnt haben) gibt es Möglichkeiten, keinen speziellen UV-Schutz zu benötigen. Ohne den Batterieschutz schützen Sie sich jedoch nicht vor den anderen Fehlern. Diese müssen immer noch geschützt werden, daher empfehle ich dringend die Verwendung eines dedizierten IC-Schutz.
  • #17
    RAF96
    Niveau 9  
    Die Sicherung, die sich direkt neben der Halterung für die Zellen befindet, schützt vor Kurzschluss und zu hohem Stromfluss.
    [F]