Lipo ohne Balancer laden

[garth]

AW: Lipo ohne Balancer laden

Hi,

das Mißverständniss ist einfach erklärt, es liegt daran daß den meisten der Unterschied zwischen LIMITER und BALANCER nicht bekannt ist.

Steht der Junsi auf "Balancen", dann tut er das auch => er gleicht während dem Laden bereits Spannungsunterschiede der Zellen aus, was aber eigendlich Unfug ist, weil :

Bei entladen eines Packs, bei dem alle Zellen 4,2V hatten, wird sich aufgrund der Zellenunterschiede gegen Entladeende eine Spannungsabweichung einstellen. das ist normal, je weniger desto gleicher die Zellen.

=> alle Zellen haben die gleichen Ah abgegeben !
Kommt nun ein Balancer zum Einsatz wird dieser versuchen die Zellen mit höhere Spannung an die Zellen mit niedrigerer Spannung anzugleichen, d.h. die Zellen die eine höhere Spannung hatten, bekommen einen geringeren Ladestrom, damit weniger Ah.

Nun nähert sich das Ganze dem Ladeende, die vormals schwächeren Zellen werden nun voll, die Zellen die vorher die höhere Spannung hatten, haben aber nicht den vollen Ladestrom abbekommen, deren Spannung ist nun zu niedrig.
Also muß der Balancer nun in die Gegenrichtung aktiv werden und die Zellen entladen, die er vorher bevorzugt geladen hat = > Laden verlängert sich erheblich.


Limiter, das machen Lipo lader IMMER !
Das beschreibt nichts anderes als daß der Akku einfach mit CC geladen wird bis eine Zelle in die Nähe der 4,2V kommt, dann wird der Ladestrom reduziert ( CV) und die Zellen die zuerst 4,2V erreicht haben entladen (bzw mit geringerem Storm versorgt) bis alle Zellen in etwa 4,2V haben.


Der langen Schreibere kurzer Sinn, Balancen NUR wenn ein Pack spannungsmäßig vollkommen aus dem Ruder gelaufen ist.
Ansonsten laden mit Limiter,

Wenn er gegen Ende dann immer noch signifikante Unterschiede aufweist, dann Balancing mit einem Ladestrom starten der dem Balancerstrom entspricht. 300mA beim Junsi 3010.
Dann kommt ein perfekt gebalancter Pack mit genau 4,2V raus. Zumindest bei mir.

Fast Charge verkürzt einfach die CV Phase, man verliert vieleicht 3% mögliche Kapa, - und schont den Akku ! (marginal)

Balancen ist daher, wenn die Zellen im normalen Limiterverfahren in etwa auf gleiche Ladespannungen kommen, gar nicht nötig !

Nachtrag : d.h. Lader bei denen sich das Balancing NICHT abschalten läßt, brauchen grundsätzlich deutlich länger zum laden. Dies gilt z.B. für den Megapower-Gemini/fusion/Robbe Twin

[Taumel S.]

AW: Lipo ohne Balancer laden

Limiter, das machen Lipolader IMMER !

So ein intelligentes Ladegerät möchte ich auch einmal haben. Mein Robbe Power Peak Twin 1000 W balanziert immer, sobald man das Balancerkabel ansteckt. Diesen Limitermodus kennt er wohl leider nicht.

[garth]

AW: Lipo ohne Balancer laden

Zitat:
Zitat von mike65
Das heisst also das nur durch reduzieren des Ladestroms gewährleistet wird das eine Zelle nicht über 4.20V geladen wird?

Das ist immer schon so, bei jedem Lader, egal (bei driftfreien Zellen) ob mit oder ohne angestecktem Balancer.

Sorry, aber ganz so isses nicht. Ohne Balancerstecker kann der Lader nur die Endspannung kontrollieren, aber nicht die immer auftretenden Spannungsdifferenzen ausgleichen.

Beispiel : Ist in einem 6s Pack eine Zelle etwas schwächer und hat zum Ladeende 0,1V mehr, dann haben 5 Zellen zusammen noch 0,5V weniger, die schwächere Zelle würde also mit 0,4V überladen.

Die ist dann schon schwer im Schädigungsbereich, dürfte Blähen, und fackelt evtl. ab.

Ohne Balancerstecker funktioniert auch der Limiter nicht !

Diesen Limitermodus kennt er wohl leider nicht.

Stimmt, meiner auch nicht !

So ein intelligentes Ladegerät möchte ich auch einmal haben.

J U N S I ! ( und die neueren Serien vom 3010 neigen anscheinden auch nicht mehr zur "Rauchentwicklung" )

[mike65]

AW: Lipo ohne Balancer laden

Danke @garth, das mit dem Limiter war mir nicht bekannt, daher auch die Verwunderung über die Angleichung der Zellen. Schade das in der Anleitung nichts davon steht.

@taumel
Ja der Unterschied zwischen Charge und Fast Charge ist nur die Abschaltung mit 1/10 oder 1/5 des Ladestroms.
Aber die Ladezeit verkürzt sich dadurch um einige Minuten.

LG Mike

[garth]

AW: Lipo ohne Balancer laden

3. Nach der Ladung sinkt der ZellenSpannung geringfügig und bleibt nicht ewig konstant bei der geladenen Spannung.

4. Auch ohne Balancer können sich die Zellen selbstständig angleichen. Besonders bei guten Akkus und guter Pflege ist das so. Ist schon seit Jahren bekannt und ich kann das bestätigen.

Hallo Rusty,

bei 3 meinst du sicher Zellenspannung. Dieses Absinken ist normal und um so stärker je schneller die Laderate.
Läd man mit 0,1C ( man erinnere sich - Auch 1C ist eine Schnellladung !) sinkt die Zellenspannung nach dem Laden bei guten Zellen fast nicht mehr ab.

Zu 4 - sie gleichen sich ganz sicher nicht selbst an. Wenn eine Zelle weniger geladen ist als eine Andere dann bleibt das so, und zwar aufgrund der geringen Selbstentladung sehr lange.
Ansonsten müßte sich ja eine Zelle selbst laden, bzw die Andere selbst stärker entladen.

Es ist nach meiner Beobachtung eher genau andersrum. Direkt nach Ladeende sind sie relativ gleich, eine h später sind wieder deutliche Spannungsunterschiede sichtbar, um so mehr je älter das Pack ist.

Und zur Verkürzung der Ladezeit - Ist für mich nicht wirklich relevant, weil :

Ich fliege nach (single-Cell-) Spannungstelemetrie. Wenn ich fliegen will und der Akku ist "erst" 85% voll, na dann flieg ich halt mit den 85%, d.h. ich steck halt bei erreichen von "CV" ab. Das geht halt nicht bei "Zeitlimit"

[Taumel S.]

AW: Lipo ohne Balancer laden

Was man an Mikes Diagrammen auch gut sieht, ist, dass man beim Laden ohne Balanzieren die Zellzustände schöner sieht. Zelle 6 ist beispielsweise von vermutlich ganz leicht erhöhtem Innenwiderstand und fällt im Chargemodus während der CV-Ladephase deshalb wieder etwas ab, während man im Balancermodus den Effekt nicht sehen würde.

Ist natürlich jetzt nur theoretisch, bei einer Drift von 10 Millivolt ist das nicht der Rede wert. Aber wenn man ältere Akkupacks immer balanzierend lädt, wird man nicht schlau daraus werden.

[mike65]

AW: Lipo ohne Balancer laden

Zum Akku: Der Akku ist 3 Jahre alt und hat etwa 20 Zyklen (Jaja, ich weis :-) ) Die Leos hatte ich mal für meinen TDR gekauft aber den fliege ich sehr selten.
Der Akku lag auf Lagerspannung bei 38.5 V und hatte als ich ihn aus der Munkiste genommen hab 135mOhm RI. Nach den 3 Lade- Entladezyklen hatte er im leeren Zustand nur noch 65mOhm RI.
Ich finde der hat sich gut gehalten.

LG Mike

[Rusty]

AW: Lipo ohne Balancer laden

@ Mike65:

Sorry mein Beitrag sollte kein rüder Ton sein sonder nur kurz und knapp. War ja gestern schon sehr spät. Da schreibe ich keine Romane mehr. Mein Beitrag richtete sich auch nicht direkt an deinen Beitrag. Ich habe nur in verschiedenen Beiträgen nach der Eingangsfrage Info gelesen die meiner Meinung nach nicht korrekt ist und wollte das gesammelt kurz klarstellen bzw. mit der Anleitung belegen.

@ garth:

Zu 3.: Natürlich meine ich die Zellenspannung. Ansonsten sind wir da ja einer Meinung.

Zu 4.: Das sehe ich halt ganz anders. Zellen können sich unter Last unterschiedlich schnell entladen (Zellendrift). Oft sind die eben nicht selektiert und weisen dadurch ein unterschiedliches Verhalten auf. Das gleiche ist mir beim Laden eben auch schon passiert obwohl ich ohne Balancer geladen habe. Manche Zellen wurden schneller voll als andere bzw. die Zellendifferenz schwankte während des Ladevorgangs. das habe ich schon lange nicht mehr beobachtet da ich zum Schluß immer ausgleichen lasse um es mir einfach zu machen. Manchmal sieht das dann so aus als ob sie sich angleichen. Aber vielleicht kommen noch weitere Beiträge die mehr Licht ins Dunkel bringen. Zumindest wurde ich vor langer Zeit auf diese Sache hingewiesen und ich eben auch selbst beobachten konnte.

Zitat: "Steht der Junsi auf "Balancen", dann tut er das auch => er gleicht während dem Laden bereits Spannungsunterschiede der Zellen aus, was aber eigendlich Unfug ist, weil :"

Das meine ich auch.
Glücklicherweise kann man beim Junsi 3 verschiedene Balancermodi und noch mehr einstellen. Laut Seite 9 kann man 1. ab CV Phase oder 2. ab eingestellter Storage Spannung und 3. always einstellen.
Always ist ja echt übel.


Mit sanftem Gruß

Rusty

[mike65]

AW: Lipo ohne Balancer laden

Ich habe nochmal einen Testlauf mit einem Nanotech 10s4500mAh 25-50C gemacht.
Der Akku ist 1 Jahr alt und hat 20 Zyklen. RI waren 65 mOhm.
Ein anderer Akku gleichen Typs mit etwas weniger Zyklen hatte letztens eine defekte Zelle. Und wie ich im JLog sehen konnte brach bei diesem nach 4 Minuten die Spannung schon verdächtig ein, ebenfalls Zelle 6.
Der Akku wird in Kürze ebenfalls die Zelle 6 verlieren.

Interessant war für mich jetzt, was der Lader im Fast Charge Modus ohne Balancer mit der schwachen Zelle macht.
Das Ergebnis hat mich überrascht. Es ist kein Unterschied zur Ladung mit Balancer zu sehen.
Eine kleine Abweichung gibts aber doch. Im Balancer Modus werden 4.20V Zellenspannung als Mittel angenommen. Dadurch kommt es zu Abweichungen auch über 4.20V. Im Fast Charge Modus ohne Balancer kommt dagegen keine Zelle über 4.20V.

LG Mike

[Hero67]

AW: Lipo ohne Balancer laden

Ich habe ja nur so billige China-Lader aber die können doch das Gleiche wie so ein Junsi.

Was im Balancermodus passiert sollte ja klar sein.

Im "Chargemodus" wird zwischen den Zellen nicht gebalanced, sondern der Ladevorgang innerhalb der CV-Phase bei erreichen von 1/10 der ursprünglichen Stromstärke abgebrochen. Die Stromstärke wird innerhalb der CV-Phase zurückgefahren, so dass die Spannung niemals über Zellenzahl x 4,2V liegt. Sind dazu weniger als 1/10 des Ursprungsstroms notwenig, wird das Laden halt beendet. Das ist der Limiter.

Analog dazu funktioniert der "Fast-Charmodus", nur dass die Stromstärke zum beenden bei 1/5 der eingestellen Stromstärke liegt.

Das Balancerkabel muß man dabei nicht mit anstecken. Man kann aber und es gibt dabei auch einen Unterschied.
Es wird dann zwar auch nicht gebalanced, aber die Spannung jeder einzelnen Zelle überwacht.
Ohne Balancerkabel wird der Ladevorgang bendet, wenn ein bestimmter Strom (1/10, 1/5) unterschritten werden muß, damit die Gesamtspannung nicht über Zellenanzahl x 4,2V steigt. Das kann aber durchaus bedeuten, dass einzelne Zellen über 4,2V liegen, andere aber darunter.

Mit Balancerkabel wird der Ladevorgang beendet, wenn auch nur EINE Zelle bei dem angesetzen Grenzstrom (1/10, 1/5) die 4,2V erreicht.

Ich habe nochmal einen Testlauf mit einem Nanotech 10s4500mAh 25-50C gemacht.
Der Akku ist 1 Jahr alt und hat 20 Zyklen. RI waren 65 mOhm.

Der Innenwiderstand von 65 mOhm bzeiht sich aber auf den ganzen Akku und nicht pro Zelle, oder ?
Selbst pro Zelle 6,5 mOhm sind aber schon ein recht deftiger Innenwiderstand für einen 4500mAh 25-50C Akku. Das ergibt bei dem zulässigen Dauerstrom von 25x4,5A = 112,5A gemäß U = R*I ja einen Spannungsabfall von über 0,7V. Mehr als 60A kann man dem Akku doch nicht mehr zumuten, was weniger als 15C währen.

@Rusty

zu 3.) Nach Ladeschluß sinkt die Spannug ganz einfach deshalb, weil gemäß r = U/I immer ein wenig mehr Spannung anliegen muß, als die tatsächliche Zellenspannung. Sonst fließt nämlich kein Strom. Je geringer die Stromstärke am Ende der CV-Phase ist, desto geringer ist die Spannungsdifferenz. Die tatsächliche Zellenspannung wird aber immer leicht unter der zuletzt angelegten liegen.

zu 4). Die Zellen können sich ohne Balancer nicht selbstständig angleichen. Die sind doch seriell geschaltet.

[mike65]

AW: Lipo ohne Balancer laden

Der Innenwiderstand von 65 mOhm bzeiht sich aber auf den ganzen Akku und nicht pro Zelle, oder ?

Das ist der Innenwiderstand des gesamten Akkus.

Mit Balancerkabel wird der Ladevorgang beendet, wenn auch nur EINE Zelle bei dem angesetzen Grenzstrom (1/10, 1/5) die 4,2V erreicht.

Da sagen meine Logs aber anderes. Die Zellen werden doch nicht nur durch die Reduzierung des Ladestroms von 4.20V auf z.B. 4.17V und danach wieder auf 4.20V gebracht.

Ich habe 2 Thunderpower TP-210 Balancer. Das sind Balancer an die nur die Balancerkabel angeschlossen werden, also es besteht keine Verbindung zum Ladegerät. Diese Balancer ist eigentlich ein Limiter. Er reduziert sobald eine Zelle über 4.2V hat die Spannung solange bis alle Zellen gleich voll sind.

LG Mike

[Hero67]

AW: Lipo ohne Balancer laden

Kann mir jemand sagen wie der Lader es schafft die Zellen von 4.20V wieder auf 4.17V zu entladen ohne das der Balancer arbeitet?

Der Lader entlädt die Zellen ja gar nicht. Damit eine entsprechende Stromstärke fließen kann, muß entsprechend mehr Spannung vom Lader angelegt werden, als die Zellen tatsächlich haben (Udiff = R * I)
Die angezeigten Spannungen der jeweiligen Zelle sind die Spannungen, die an den einzelnen Zellen anliegen. U Zelle + U diff.
Der Lader erkennt nun, dass 4,2V erreicht sind und fährt die Stromstärke herunter. Dadurch sinkt die anliegende Spannung auf 4,17V.
Wenn jetzt weiter geladen wird, dann steigt aber das Potential der Zelle mit zunehmendem Füllstand auch wieder an und damit die anzulegende Spannung.

Interessant war für mich jetzt, was der Lader im Fast Charge Modus ohne Balancer mit der schwachen Zelle macht.
Das Ergebnis hat mich überrascht. Es ist kein Unterschied zur Ladung mit Balancer zu sehen.
Eine kleine Abweichung gibts aber doch. Im Balancer Modus werden 4.20V Zellenspannung als Mittel angenommen. Dadurch kommt es zu Abweichungen auch über 4.20V. Im Fast Charge Modus ohne Balancer kommt dagegen keine Zelle über 4.20V.

Das ist auch ziemlich klar. Damit möglichst alle Zellen dicht an eine tatsächliche Zellspannung von 4,2V herankommen, muß der Lader die 4,2V an einigen Zellen leicht überschreiten. Erst dann fließt über den Balancer Strom zu den anderen Zellen, die dann in der Spannunhgslage steigen, während die hoch geladen Zellen wieder fallen.
Der Lader könnte das natürlich machen, bevor die 4,2V überschritten werden. Aber dann würde das Balancen viel länger dauern und die paar Millivolt die da kurzzeitig als ßberspannung angelegt werden machenn dem Akku nichts.

Ohne Balancer kann der Lader einzelne Zellen natürlich nicht kurzzeitg überladen, da er eine kurzzeitig zu hoch geladenen Zelle nicht wieder entladen kann.

Da sagen meine Logs aber anderes. Die Zellen werden doch nicht nur durch die Reduzierung des Ladestroms von 4.20V auf z.B. 4.17V und danach wieder auf 4.20V gebracht.

Doch genauso.


Man muß dabei unterscheiden, inwiefern eine Zelle schlechter als die anderen ist.

1. Möglichkeit: Die Zelle hat einen höheren Innenwiderstand als die anderen Zellen

Durch den größeren Innenwiederstand ist die Spannungsdifferenz und damit Spannungslage beim Laden dieser Zelle zuerst höher als bei den anderen. Wird der Strom reduziert, wirkt sich die ßnderung der Spannungsdifferenz bei der Zelle stärker aus. Je kleiner der Strom wird, desto unbedeutender ist die Spannungsdifferenz gemäß U diff = R * I, die Spannungen der Zellen nähern sich immer weiter an, obwohl kein Strom zwischen den Zellen fließt.

2. Möglichkeit: Die Zelle hat weniger Kapazität als die anderen Zellen.

Da aus den einzelnen Zellen beim Flug ungefähr die gleiche Ladungsmenge entnommen wurde ist das Grundpotential der schlechteren Zelle am Anfang niederiger. Genaugenommen wurde aus der schlechten Zelle tatsächlich etwas weniger entnommen, aber trotzdem ist sie leerer als die anderen.
Dadurch ist die Spannungslage beim Laden zuerst auch niedriger. Das ereichbare Potential einer solchen Zelle liegt aber trotzdem bei den vollen 4,2V. Die verlorene Kapazität sind ja duaerstabile bzw. schon zerfalle Teile der Kathode, die sind also einfach nicht mehr da. Die Zelle ist einfach nur "kleiner" geworden.
Werden die Zellen nun geladen, dann ist die schlechte Zelle aufgrund ihrergeringeren Kapazität auch schneller wieder voll, die Spannungslage steigt also schneller. Die Zelle holt also während des Ladevorgangs bei der Spannungslage auf und kann die anderen Zellen evtl. sogar leicht überholen.

Und jetzt kann man diese zwei Möglichkeiten auch noch mischen

[Hero67]

AW: Lipo ohne Balancer laden

Interessant war für mich jetzt, was der Lader im Fast Charge Modus ohne Balancer mit der schwachen Zelle macht.
Das Ergebnis hat mich überrascht. Es ist kein Unterschied zur Ladung mit Balancer zu sehen.
Eine kleine Abweichung gibts aber doch. Im Balancer Modus werden 4.20V Zellenspannung als Mittel angenommen. Dadurch kommt es zu Abweichungen auch über 4.20V. Im Fast Charge Modus ohne Balancer kommt dagegen keine Zelle über 4.20V.

Hierüber habe ich nochmal nachgedacht, weil die Bezeichnungen deiner Logs nicht so ganz klar sind. Was meinst Du da mit "ab CV", das ist doch "ab CC" ?

Mit "Fast Charge Balancer" meinst Du doch, Laden im Fast-Charge Modus, Balancer ist eingesteckt, aber es wird nicht gebalanced.

Dass in diesem Fall die Spannungen leicht über 4,2V ansteigen, während sie das ohne Balancerkabel nicht tun, läßt sich auch ganz gut erklären, auch wenn gar nicht gebalanced wird.

Eine leichte ßberspannung auch als Zellenpotential, ist für den Akku nicht tödlich, die zulässigen Toleranzen liegen bei 0,03-0,05V.

Lädt der Lader nun ohne die einzelnen Zellen mit dem Balancerkabel überwachen zu können und kommt nun bei dem 10S Akku bei 42V Gesamtspannung an, dann kann es durchaus sein, dass eine Zelle 4,3V hat und eine andere 4,1V. Das weiß der Lader nicht. Da hört er aus Sicherheitsgründen wohl lieber etwas früher auf.

Kann er die einzelnen Zellspannungen aber überwachen, weiß er dass die Zellendrift gar nicht so groß ist und kann ganz gezielt die Toleranzen ausnutzen und noch ein bißchen mehr reinpumpen, denn 4,204V auf einer Zelle sind vollkommen unschädlich. Er kann sich hier einem Durchschnitt von 4,2V pro Zelle tatsächlich besser annähern, da er die Zellendrift ja jederzeit im Blick hat und weiß, dass es keine immensen Spannungsabweichungen gibt.

[mike65]

AW: Lipo ohne Balancer laden

Mit "Fast Charge Balancer" meinst Du doch,

Das habe ich nicht geschrieben.

Das Junsi hat in den Settings 2 Einstellungsmöglichkeiten den Balancer betreffend.
In der Ersten kann man bestimmen ab wann der Balancer seine Arbeit aufnimmt. (always/immer, Storage Voltage/erst ab Lagerspannung, CV phase/erst ab CV Phase).
In der Zweiten kann man bestimmen wie lange der Balancer arbeitet bzw. wann er abschaltet. Abschaltung bei Slow 1/40, Normal 1/10, Fast 1/5) des eingestellten Ladestroms.

Ich habe 3 Ladungen gemacht:
1. Charging Balancer Normal ab CV / Mit Balancer, normale Abschaltung 1/10, Balancer beginnt bei CV Phase
2. Charging Fast Charge / Ohne Balancer mit angeschlossenen Kabeln
3. Charging Balancer Fast ab CV / Mit Balancer, Fast Abschaltung 1/5, Balancer beginnt bei CV Phase

Danke für deine ausführlichen Erklärungen.

LG Mike

[Hero67]

AW: Lipo ohne Balancer laden

Danke. Dann erklärt sich mir die Bezeichnung. Der zweite Post von mir war dann überflüssig.