Ladegerät künstlich „drosseln“

[wallybiker]

Hallo allerseits!

Mein Ebike-Ladegerät (42V, 2A) hat entschieden, dass ihm 2 Ampere Ladestrom neuerdings zu viel Stress sind. Knapp unterhalb von 2A bricht die Spannung schon ein, mit dem Ergebnis dass der Akku nicht voll wird sondern der Ladevorgang irgendwo bei ca. 40V endet.

Ein neues Ladegerät ist schon bestellt und funktioniert prima, mit stellt sich jetzt jedoch die (eher akademische) Frage, ob ich das alte Ladegerät auf einfache Weise wieder nutzbar machen könnte, um es bspw. im Schrebergarten als Backup vorzuhalten.

Basierend auf meinem etwas eingerosteten Physik-Schulwissen:

• Laderspannung U=42V
• Ladestrom I=2A
• R = U/I
• R = 42/2 = 21 Ohm

Der Ladestrom soll auf 1.5A limitiert werden, deshalb:

• Strom neu I2 = 1,5A
• R2 = U/I2
• R2 = 42/1,5 = 28 Ohm
• R2 – R = 7 Ohm

Ein zusätzlicher 7 Ohm Widerstand würde den Ladestrom auf 1,5A begrenzen, richtig?

Nach U = R * I würden an dem Widerstand allerdings 7*1,5 = 10,5Volt abfallen, wodurch der Akku wahrscheinlich gar nicht mehr laden würde, bzw. das BMS die Welt nicht mehr versteht und man vermutlich in einem wilden Regelkreis zwischen BMS und Ladegeräte landen würde...

Ich nehme an bei einem klassischen „dummen“ Akku ohne BMS würde meine Idee funktionieren, aber bei dem Lion Akku nicht anwendbar, oder liege ich da falsch?

VG
W

 

[mogteiler]

einfach das Ladegerät Reparieren

 

[onemintyulep]

Knapp unterhalb von 2A bricht die Spannung schon ein, mit dem Ergebnis dass der Akku nicht voll wird sondern der Ladevorgang irgendwo bei ca. 40V endet.

Das hört sich aber schon recht kaputt an.
Die 2A werden nicht erreicht, ok, kann sein, aber bei sich füllendem Akku sinkt ja der Strom. Dadurch sollten die 42V trotzdem erreicht werden.
Es ist also mindestens ein Fehler mit zwei Symptomen...
Man sollte an LiIon Akkus nicht mit kaputten Ladegeräten hantieren. Du müsstest den Fehler schon eindeutig identifizieren und beheben.
42V/2A Ladegeräte gibt es ab 15,-. Drosseln kann man dann immer noch (ein Ladegerät ohne Einstellmöglichkeit kann man mit Dioden "drosseln", die fressen jeweils ~0,7V weg).

 

[Üps]

Der Beschreibung nach wäre es 1.9A CC eingestellt. Absolut kein Problem. Hier stimmt also wohl was anderes nicht. Oder die Fehlerbeschreibung ist zu ungenau.
Und nein, Widerstände funktionieren nicht. Wenn man 1.5A 42V CCCV laden will, muss das Ladegerät so eingestellt sein.

 

[gartus]

Wenn der Akku BMS hat und einige Zellen Ladeentspannung erreichen, dann sollte das BMS (nicht das Ladegeärt) drosseln mit dem gleichen Ergebnis. Manche BMS können Spannung verbrennen. D.h. du kannst den Akku einfach mal 'nen Tag angeschlossen lassen. Evtl hast aber einen defekten Block im Akku der das auslöst (?)
Vielleicht kansnt am Ladegerät die Spannung mit dem Voltmeter messen und schauen ob dort die Ladeschlußspannung wie aufgedruckt anliegt.

 

[onemintyulep]

Nach U = R * I würden an dem Widerstand allerdings 7*1,5 = 10,5Volt abfallen, wodurch der Akku wahrscheinlich gar nicht mehr laden würde, bzw. das BMS die Welt nicht mehr versteht und man vermutlich in einem wilden Regelkreis zwischen BMS und Ladegeräte landen würde...

Ich habe diese Fragestellung oben übersehen, weil das irgendwie nicht mit dem kaputten Ladegerät im Zusammenhang steht
Die Theorie ist schon richtig. Man kann mit einem Widerstand Strom begrenzen... Der Widerstand würde aber auch entsprechend warm.
Dem Akku oder BMS macht das nichts. LiIon Akkus sind dumme Akkus. Der Akku würde trotzdem voll geladen, weil sein "Widerstand" mit zunehmender Völle bis 42V gegen unendlich geht, und damit die Spannung die an dem Vorwiderstand abfällt gegen 0.
Im allgemeinen Fall rechnet man so: Bei leerem Akku fallen an dem Widerstand bis zu 12V ab (42-30). Um den Strom in jedem Fall auf 1,5A zu begrenzen, bräuchte man 12V/1,5A=8Ohm.
Man nimmt gerne ein Glühbirnchen für diesen kruden Trick. Das ist ein Kaltleiter. Der Widerstand ist hoch wenn der Strom hoch ist, und wird geringer wenn er sinkt. ein 12V Halogenbirnchen hat zB. heiss 7 Ohm. das ist dann ein "Überstromschutz". Ein sowieso schon geringer Strom wird nicht unnötig verheizt.
Das macht man aber eher, um einen leeren Akku direkt aus einem vollen zu laden, nicht mit Ladegeräten

Medvedev, CC BY-SA 4.0 <Creative Commons — Attribution-ShareAlike 4.0 International — CC BY-SA 4.0>, via Wikimedia Commons

 

[kfs]

Ein zusätzlicher 7 Ohm Widerstand würde den Ladestrom auf 1,5A begrenzen, richtig?

Nein, falsch.
Wenn der Ladestrom bei 42V 2A beträgt, dann verhält sich der Akku wie ein Widerstand von 21Ω. Nur ist dieser rechnerische Widerstand stromabhängig. Wenn man nun einen Widerstand von 7Ω in die Ladeleitung einfügt, dann sinkt der Strom und der Widerstand des Akkus wird grösser als 21Ω. Also muss der Vorwiderstand kleiner als 7Ω sein, damit der Ladestrom auf 1.5A begrenzt wird.

Der Akku würde trotzdem voll geladen, weil sein "Widerstand" mit zunehmender Völle bis 42V gegen unendlich geht,

Mit zunehender Ladung würde die Akku-Spannung 42V überschreiten. Um das zu verhindern, reduziert das Ladegerät den Strom (indem es die Spannung konstant hält). Je kleiner der Ladestrom wird, um so grösser ist der rechnerische Widerstand des Akkus. Bei einem Ladestrom von 0.1A beträgt der Widerstand des Akkus bereits 420Ω. Schwer zu verdauen!

 

[onemintyulep]

Das Problem ist "nur", dass man die Strombegrenzung durch den Widerstand nicht trivial auf ein Ladegerät mit Strom- und Spannungsbegrenzung mit einem individuellen Akku anpassen kann. Im Endergebnis wird der Ladestrom viel stärker reduziert als nötig. Begrenzt wird er aber trotzdem zuverlässig Sinn macht das so aber nur bei quasi unbegrenztem Ladestrom, zB. zwischen zwei Akkus.

 

[Ghostwriter]

Hi,
...tippe auf einen defekten Ladestecker.
Wenn beim laden der Hohlstecker gut warm wird, hast den
übeltäter gefunden..

mfg

 

[kfs]

Du hast natürlich Recht. Ein «defekter Ladestecker» wirkt wie ein Vorwiderstand zur Strombegrenzung.

Wenn die Kennzahlen des Ladegerätes CV=42V und CC=2A sind und der Akku hat 30V und der Ladestrom soll auf 1.5A begrenzt werden, dann muss der Vorwiderstand 12V/1.5A = 8Ω sein. Beim Fortschreiten der Ladung sinkt dann aber der Strom kontinuierlich:

Bei 34V Akkuspannung beträgt der Strom 8V/8Ω = 1A

bei 40V Akkuspannung 2V/8Ω = 0.25A = 250mA.

Das Ladegerät befindet sich dann die ganze Zeit im CV-Modus, produziert also eine Konstantspannung von 42V (den Innenwiderstand des Akkus habe ich vernachlässigt).
Normalerweise stellt das Ladegerät bei etwa 250mA ab, also bei 40V bei einem Vorwiderstand von 8Ω , genauso wie vom TE beschrieben. Fragt sich nur, worin der Mangel am Kontakt besteht bzw. warum das neue Gerät funktioniert. Schlechte Kontakte wären Wackelkontakte oder Kontakte, die ihren Widerstand spontan ändern können. Das Ladegerät könnte das merken und auch aus Sicherheitsgründen abschalten, in diesen Fällen müsste der «Hohlstecker» nicht warm werden.

Die eigentliche Ursache wäre die Doppelbenutzung des Ladekabels, zum einen zum Ladungstransport zum andern zur Übermittlung der Akku-Klemmenspannung. Damit letzteres funktioniert, müssen die Kontakte perfekt sein.

 

[onemintyulep]

Die wenigsten einfachen Ladegeräte schalten überhaupt ab, die schalten nur auf "grün". Einfach noch eine Weile dranlassen und schauen, ob die Spannung noch auf 42V kommt.