Akku laden mit Denkfehler?

[paddy72]

Wer sein ebike bei 40 Grad im Schatten stundenlang in der Sonne stehen läßt, handelt tatsächlich fahrlässig. Das schadet den Zellen tatsächlich erheblich, vor allem, wenn sie auch noch voll geladen sind. Das sollte man auch wissen, wenn man mit solchen Akkus hantiert!

 

[Cyberbike]

Das Problem ist aber, dass Käufer von Fertig Pedelecs oft gar kein Interesse haben sich mit der Technik auseinander zu setzen.

Wer selber da selber was zusammen gelötet hat, guckt da öfter genauer hin, denke ich.

 

[camper510]

OMG - das klingt hier alles immer mehr nach "ich bastel mal drauf los, wird schon irgendwie schief gehen".
Sowas sollte man bei Li-ion-Akkupacks mit einigen 100 Wh tunlichst vermeiden. Das sind genau die Gründe, warum diese Dinger immer wieder mal hoch gehen!
Der Step-up-Wandler hat hier überhaupt nichts zu suchen - völliger Blödsinn.
Die 42V sind die Ladeschlußspannung eines 10S-Packs, also völlig normal, aber natürlich braucht es eine Strombegrenzung (dafür braucht es keinen Step-up Wandler).
Ich kann nur vor solchen Bastel-Akkus warnen, vor allem wenn sie mit (un)-gesundem Halbwissen zusammengebraten wurden! Das Löten von 18650-Zellen kann schädlich sein, muß es aber nicht unbedingt, wenn man es "richtig" macht. Allerdings weiß man nie genau, ob es am Ende gut war oder ob doch Beschädigungen der Sicherungsmechanismen stattgefunden haben. In jedem Fall ist es ungünstig zu löten.

Wie du selbst am Anfang schriebst: OMG oh mein Gott. Mehr fällt mir zu deinem Beitrag auch nicht ein.

 

[paddy72]

Wie du selbst am Anfang schriebst: OMG oh mein Gott. Mehr fällt mir zu deinem Beitrag auch nicht ein.

Na, das ist ja das Traurige...

 

[kfs]

Der Themenstarter hat 3 Beiträge geschrieben, 17 Beiträge kommen von andern, seine Frage war:

Im Flaschenakku ist ein DC-Step-up auf 42 Volt und Strombegrenzung auf 2,6 Ampere.
Wenn ich diesen Akku in das Fahrrad stecke (gemeint ist, was in #4 steht), dann geht die Ladeanzeige innerhalb von etwa einer Minute auf 100% und der Fahrradakku wird nicht aufgeladen.

Hat jemand eine Idee, ob hier noch eine Ladeelektronik fehlt?

Einer der diese Frage nicht selbst beantworten kann, kann auch nicht löten, daher OMG? Man müsste ein Foto der Lötstellen zu Gesicht bekommen! Wahrscheinlich ein vergeblicher Wunsch.

 

[onemintyulep]

Der Step-Up wandelt meine 36V in 42 und ich kann den Strom begrenzen. Dennoch klappt es nicht….?

Das Problem mit dem Step-Up ist, wenn der Einbauakkku eine geringere Spannung als der Zweite Akku hat, greift die Strombegrenzung nicht. Der Step-Up kann nur nach oben wandeln, die Ladestrombegrenzung verlangt aber dass die Spannung auf weinige Volt über den Einbauakku sinkt. Manche Step-Ups haben deswegen für den Fall eine Abschaltung.
Du bräuchtest einen StepDown, wenn der zweite Akku bei deinem Usecase (Nachladen) immer eine höhere Spannung als der Einbauakku hat.
Im Allgemeinen nimmt man einen Buck/Boost Wandler, wenn man zwei Akkus gleicher Nennspannung egal in welchem Ladezustand verbinden will.

Wie aber schon gesagt wurde, am besten ist es immer die beiden Akkus parallel zu fahren, wenn sowieso beide am Rad sind. Dadurch hat man aus verschiedenen Gründen eine höhere Reichweitensteigerung als die kombinierte Kapazität vermuten lässt.
Die Akkus müssen beim Zusammenschalten gleiche Spannung haben. Wenn man dabei sicher gehen will, hilft zB. eine einfach austauschbare Sicherung.

 

[sphr]

Zum eigentlichen Problem fällt mir im Moment nichts ein.

Aber zu Step-Wandlern, dass die meisten nicht richtig Temperaturstabil sind. Man stellt z.b. auf 42V ein, dann schwankt die Ausgangsleerlaufspannung je nach Außentemperatur zwischen 41,8V und 42,2V. Zumindest bei meinem ist das so, deshalb würde ich etwas Luft nach oben lassen.

 

[kfs]

Zuerst muss der inzwischen verstummte TE den eingebauten Akku mit dem externen Akku laden können, indem er ohne Wandler einfach einen Widerstand von 3Ohm dazwischen schaltet. Er macht keine detaillierte Angaben, also kann ihm auch nicht geholfen werden.

Er will den zweiten Akku als Ladegerät nutzen und zwar so, dass nach dem Laden der eingebaute Akku 42V und der Ladegerät-Akku 36V, oder so, hat. Das geht prinzipiell (physikalisch gesehen) mit einem Step-up, der zwei rote Linien kennt, die Spannung darf 42V und der Strom z.B. 2A nicht übersteigen. Ob es eine solche Step-up-Schaltung zu kaufen gibt, ist eine andere Frage. Vielleicht muss er doch einen Buck-Boost-Wandler kaufen.
Der Ladegerät-Akku würde nur noch durch das BMS vor Tiefentladung geschützt, der Step-up müsste vorher abschalten, damit es perfekt ist.

 

[Shadowblues]

Hallo, was Du gebaut hast, ist irgendwie komisch.

Im Betrieb hast Du 2 Akkus parallel dran, wenn ich das richtig verstehe. Der erste Akku geht in der Spannung runter, der zweite Akku bleibt aber direkt bei 42V. Du hast also immer unterschiedliche Spannungen drin - je nach Belastung. Es wird also im Betrieb ein Auf und Ab der Spannungen werden.

Den zweiten Akku DURCH den Step-Up Wandler laden wird auch nicht gehen - da liegen ja 42V an. Für das Ladegerät (je nachdem welches Du nutzt) bedeutet das ggf. "voll". Das musst Du dran vorbei laden - also hinter dem Step-Up reingehen. Ich weiss auch nicht mal was ein Step Up mit einer entgegengerichteten Spannung macht.

Ein 36V Akku - was ist das? LiIon 18650er Zellen im 10S Verschaltung nehme ich an? Der hat also eine Betriebsspannung von 42V max bis runter zu ca. 30V.
Der 42V Akku wird dann wohl eine 12S Verschaltung sein, die hat einen Arbeitsbereich von ca. 50,4V bis runter zu 36V.

Beides passt nicht zusammen, wie erkannt. Deswegen aber den Step-Up nehmen bringt wenig. In der Konfiguration "voll" sind ja die 42V weniger als die 50,4V und der erste Akku würde versuchen den zweiten Akku durch den Step Up zu laden. Ob das geht? Und es wird sicher nicht gewollt sein.

 

[BikeAndrea]

@onemintyulep/kfs/Shadow…: ihr seid die wenigen hier, die das verstehen was ich schreibe. Ich denke auch, dass der Step up nicht damit klarkommt, dass er am Eingang volle 41V von Flaschenakku hat und dann einen leeren 30V-Akku laden soll. Einen Step-down werde ich mal dazwischen schalten, das gibt leider mehr Verluste.
Den Buck-Boost-Wandler schaue ich mir mal an, kenne ich noch nicht.

@andere: ich habe mit die 21700 mit Lötfahnen bestellt. Das Löten klappt schon…
Zum Verständnis: der gebastelte Flaschenakku soll ein Ladegerät ersetzen und kommt an die Ladebuchse des Fahrrad. Deswegen soll der Flaschenakku mit 42 V laden und eine Strombegrenzung von 3Amp. haben.

 

[Shadowblues]

Ich verstehe immer noch nicht was Du mit Step Up / Step Down willst. Jedes Ladegerät ist darauf angewiesen, dass sich die Spannung ändert, ansonsten ist die für LiIon notwendige CC / CV Ladung nicht gegeben. Du brauchst also für Deinen 36V Akku - wenns wirklich n 10S ist - auch n 42V Ladegerät. Aber das mal nebenbei. Trotzdem funktionieren die Akkus noch nicht zusammen aufgrund der verschiedenen Spannungen. Die Ladung kannst ja realisieren indem Du einen separaten Ein- / Ausgang baust, aber selbst wenn der vollgeladen ist arbeitet der nicht mit dem anderen Akku zusammen. Du kannst den maximal OHNE Step UP / DOWN dazuschalten wenn der Hauptakku bei ca. 42V ist. Dann nutzt Du aber nur die oberen paar % des Akkus.
ich sehe grade, der Originalakku hat auch nur 42V maximal? Dann wäre auch das nur ein 10S Akku - damit könntest Du beide parallel schalten. Dann lass aber den Step Up weg. Ansonsten geht es eben nicht weil Du dem Akku seine Charakteristik nimmst.

 

[onemintyulep]

Ich verstehe immer noch nicht was Du mit Step Up / Step Down willst. Jedes Ladegerät ist darauf angewiesen, dass sich die Spannung ändert

Das geht schon so. Um einen Akku zu laden, muss man gleichzeitig die Spannung und den Strom begrenzen. Der StepDown kann das. Wenn der Zusatzakku nur 7s wäre, wär das mit dem StepUp genau richtig.
Aber bei den Akkus mit gleicher Nennspannung ist sowieso besser die parallel zu fahren, statt den zweiten erst aus der Tasche zu ziehen wenn der erste platt ist. Da sind wir uns vollkommen einig

 

[Leonardo75]

@BikeAndrea Der Step Up Wandler kann die Spannung nur nach oben wandeln. Wenn der Flaschenakku als Nachladeakku fungiert und voll geladen 42 V hat und der nachzuladende Einbauakku z.B. schon auf 35 V runter gegangen ist, müsste der Step Up Wandler die Spannung nach unten bringen, damit nur 2,6 A fließen. Das kann er aber nicht. Hier müsste ein Step Down eingesetzt werden. Allerdings kann dieser die Spannung nur absenken. Wenn der Flaschenakku eine höhere Kapazität hat als der nachzuladende Akku, kommt dieser irgendwann auch an seine Grenze, wenn die Spannung des nachzuladenden Akkus höher als die des nachladenden Akkus werden könnte.
Daher bei solchen Ideen (sofern man das sinnvolle Parallelschalen im vollgeladenen, spannungsgleichen Zustand nicht will) immer genug Abstand zwischen Nachladeakku und nachgeladenem Akku lassen (also einen 7S Akku nehmen, um mit einem Step Up Adapter einen 10S Akku zu laden oder einen 14 S Akku nehmen, um mit einem Step Down Akku einen 10S Akku zu laden).

Was Du machen könntest:

• Du teilst Deinen Flaschenakku in zwei 5S Pakete, die Du dann parallel schaltest und dann auf den Step Up gehst. Die Folge wäre, dass der Step up in jedem Ladezustand die Spannung hochkonvertieren kann und.
• Du könntest auch einen Buck/Boost Konverter also einen kombinierten Step up/down Konverter anstelle des Step Up Konverters einbauen. Dieser kann für den jeweiligen Ladezustand das Ganze in die richtige Richtung bringen. Aber es gibt nur wenige in diesem Spannungsbereich.

 

[BernyS]

Ich verstehe nicht, wie ich einen 42V Akku mit 42v laden kann...

 

[BikeAndrea]

Leonardo: Danke. Wenn ich auf 5s umbauen würde, könnte ich dann mit dem Original-Ladegerät (42V) und einem Step-Down den 18V Bastelakku laden? Würde das Ladegerät mit roter/grüner LED funktionieren?
Ich will im Gepäck ja nur ein einziges Ladegerät mitnehmen.

@Berny Es sind beides 36V Akkus die mit 42V geladen werden. Standard.

 

[VierNullEins]

Es sind beides 36V Akkus die mit 42V geladen werden.

Moin!
Das ist jetzt eine der bisher wichtigsten Angaben hier.
Was spricht dagegen, diese beiden Akkus permanent parallel am Rad miteinander verbunden zu lassen und auch gemeinsam zu laden?

 

[BikeAndrea]

Der Fahrradakku ist fest verbaut. Auf Touren gibt es nicht immer Lademöglichkeit. Dann könnte ich den Bastelakku Nachts im (Hotel) Zimmer aufladen und dann vor dem Frühstück an das Rad stecken.

 

[kfs]

der nachzuladende Einbauakku z.B. schon auf 35 V runter gegangen ist, müsste der Step Up Wandler die Spannung nach unten bringen, damit nur 2,6 A fließen. Das kann er aber nicht

Er braucht eine Konstantstromquelle, die 42V nicht überschreitet.
Wenn der Fahrakku 35V hat, dann braucht er nicht einen Step-Down auf 35+3V=38V, sondern eine 2A-Konstantstromquelle, die ihre Energie aus dem 42V-Ladegerätakku bezieht. Dazu ist ein Step-up prinzipiell geeignet.

Wenn man den Step-up kurzschliesst, kann man den Strom messen und auf 2A einstellen. Folglich ist der Step-up fähig, einen Strom von 2A bei nahezu 0V zu liefern.
Das gleiche gilt für den Step-Down, nur muss dann der Ladegerätakku eine höhere Spannung aufweisen als der Fahrakku. Der Vorteil wäre, man kann den Ladegerätakku nicht tiefentladen.

Der Vorteil des vorgestellen Projektes ist die Einfachheit verglichen zur Parallelschaltung. Es muss nichts geändert werden am Rad. Der Ladegerätakku kann auch während der Fahrt ständig mit 2A über den Ladeanschluss mithelfen, vorausgesetzt das BMS ist ein «normles».
Das wäre die immer noch unbeantwortete Kernfrage von #1: Ist das BMS normal.

 

[onemintyulep]

Wenn man den Step-up kurzschliesst, kann man den Strom messen und auf 2A einstellen. Folglich ist der Step-up fähig, einen Strom von 2A bei nahezu 0V zu liefern.

Nein, das geht nicht. Ein üblicher StepUp würde durchbrennen. Er kann den Strom nur begrenzen, wenn er die Spannung auch wandeln muss, damit Strom fliesst. Sonst liegt die Eingangsspannung am Ausgang an mit dem ggf. exzessiven Strom. Deswegen haben einige StepUps eine Abschaltung für diesen Fall, eine Deppensicherung...

Wenn ich auf 5s umbauen würde, könnte ich dann mit dem Original-Ladegerät (42V) und einem Step-Down den 18V Bastelakku laden? Würde das Ladegerät mit roter/grüner LED funktionieren?

Schon, aber bedenke, dass ein StepDown, wenn er die Spannung zB. halbiert, den Strom verdoppelt. Die Grüne LED würde also brennen bevor der Akku so richtig voll ist. Ob das Ladegerät dann auch abschaltet, ist allerdings nicht gesagt

Wichtiger: Wenn du an den Flaschenakku einen Stepup anschliesst, würde der den gnadenlos tiefentladen (es gibt deswegen welche mit Eingangs-Unterspannungs-Abschaltung). Es ist also entscheidend, dass du ein BMS hast. Das ist nicht optimal, weil das BMS erst bei einer sehr tiefen Spannung abschaltet.

Ich würde aber den 10s Akku lassen, den mit dem normalen Ladegerät direkt laden, und den StepUp durch einen StepDown ersetzen. Der Flaschenakku wird dann mit dem Fahrakku abgeschaltet, da die Ausgangsspannunng nicht kleiner als 30V wird.
Es gibt dann eine leicht geringere Ladespannung, meistens sind es 1,5V.

 

[Leonardo75]

Ich würde aber den 10s Akku lassen, den mit dem normalen Ladegerät direkt laden, und den StepUp durch einen StepDown ersetzen. Der Flaschenakku wird dann mit dem Fahrakku abgeschaltet, da die Ausgangsspannunng nicht kleiner als 30V wird.
Es gibt dann eine leicht geringere Ladespannung, meistens sind es 1,5V.

Der Nachteil der Variante ist, dass der Flaschenakku dann nur zum Mitbetrieb während des Entladens des Hauptakkus seine ganze Kapazität ausspielen kann. Wenn der Hauptakku entladen ist und der voll aufgeladene Flaschenakku den Hauptakku nachladen soll und nicht gleichzeitig gefahren werden soll, würde (bei angenommener gleicher Kapazität) der Flaschenakku das Nachladen bei ca. 36 V einstellen, weil dann beide Akkus auf ähnlichem Niveau sind und der Step down die zum Laden benötigte höhere Spannung nicht bereitstellen kann. Du hättest also dann nach dem Laden zwei halbvolle Akkus.

Wenn das BMS vom Hauptakku einen Common Port hat und gleichzeitiges Nachladen durch den Flaschenakku und Entladen durch Fahren ermöglicht, könnte man damit immer noch fahren und hätte ca. 100 W zusätzlich durch den Step Down permanent. Wenn man sparsam fährt, würde der Flaschenakku einen Großteil der Vortriebsleistung liefern, wenn Du mehr Watt brauchst, berghoch oder ähnliches, liefert der Flaschenakku immer noch ca. 100 W und der Hauptakku den notwendigen Rest. Dadurch würden auch beide Akkus in RIchtung leer laufen.

Die Variante mit dem Step up mit Unterspannungabschaltung und einem 5S Flaschenakku, wäre meiner Ansicht nach die Variante, die ein größtmögliches Umfüllen der Kapazitäten im Nachladefall ohne gleichzeitiges Fahren ermöglichen würde.