Zweitbatterie LifePo4 einbauen - Laden über Lichtmaschine und Solarpanel

[Chili]

Die meisten BMS - gerade in den billigen LFP - haben eine Abschaltspannung mit einer 15 vor dem Komma.
Also weit oberhalb dessen, womit geladen werden sollte.

Die Ladequelle sollte - wie seit Anbeginn der Menschheit - zur Batterie passen. Das tut es ja in in 99% der Fälle auch.

Da "irgendeine" höhere Spannung zum Laden anlegen und sich auf das BMS verlassen tun wohl die wenigsten.
Kann man zwar machen, ist aber kacke.
Und der LFP tut es nicht gut.

[justme]

Moin moin,

Zitat von Oldskipper

In der Praxis stellen sich die Fragen aber anders.

Ich habe ein Ladegerät von Elkekdindbimsfuji und möchte die Lifepo von ebähh verbauen.

und genau für den Fall ist ein ordentliches BMS in der Lage zu sagen 'passt schon, solange ich nicht Überspannung oberhalb der HW-Abschaltschwelle bekomme' (was idR Blei-Ladegeräte nur machen, wenn man einen Desulfatierungsprozeß startet - auch Bleiakkus mögen dauerhafte >15V nicht besonders gerne).
Dem Anwender kann man dann genau das sagen, was mein Lieblingsbeispiel Supervolt auch in seiner Anleitung schreibt 'nimm einen ordentlichen Blei-Lader, stell sicher daß Du niemals die Desulfatierung startest und kümmer Dich ansonsten nicht weiter darum'. Das paßt auch zu der beobachteten Praxis - quasi die einzigen Ladegeräte, die gerne mal Probleme machen sind die über-intelligenten CTEK-Lader, bei denen man nicht wirklich sicherstellen kann daß sie nicht doch in die Desulfatierung gehen.
Und wer dann doch mal neuere Technik installieren will, der braucht sich auch keine großen Gedanken über Eignung und ggf. notwendige Programmierung der Ladetechnik zu machen - einfach einen DC-DC-Konverter nehmen, der ausreichend Strom und einen passenden Eingangsspannungsbereich hat und dessen Ausgangsspannung irgendwo im passenden Bereich der LiFePo-Batterie landet...


lg, justme

[Woody]

Ich muss mal blöd fragen: Wenn ein Drop-In Akku einen Satz Zellen und einen Satz Batteriepole hat, wie sind dann Lade- und Entladepfad realisiert?

[Føx]

Zitat von Woody

Ich muss mal blöd fragen: Wenn ein Drop-In Akku einen Satz Zellen und einen Satz Batteriepole hat, wie sind dann Lade- und Entladepfad realisiert?

Über das BMS und mosfets.

Laden kann dadurch unterbunden werden(entnehmen geht weiterhin vgl. Ventil beim Fahrrad) oder die Batterie komplett von den Polen getrennt werden.

Oder verstehe ich die frage falsch?

[Woody]

Du hast mich richtig verstanden.
Wenn ich nur entweder das Laden oder das Entladen unterbinden können will verstehe ich das ja noch. Aber ich lese immer wieder, dass sowohl Laden wie auch Entladen separat verhindert werden können.
Und das kann ich mir mit zwei MosFets, die auf beiden Seiten verbunden werden, nicht erklären.

[Føx]

Das Entladen wird durch Abkoppeln der Batterie unterbunden. Da gibt es keine Extra strang.(macht ja auch keinen Sinn, weil das Ladegerät dann den Verbraucher versorgen würde...)
Beispiel 50ah lifepo4 versehentlich als Starter, das klickt einmal dann hat die 0V, das wird hart abgeschaltet, da ist auch kein Laden möglich.

edit: bei billo lifepo4 mit Standard 50cent bms, kann bei anderen anders sein.

[Thomas69]

Im Anhang ein Bild vom Innenleben eines BMS.

Ganz links die Batterie, ganz rechts als Beispiel ein Motor als Last (da wäre bei uns das ganze Bordnetz dran)

Ganz unten ist die durchgehende Masse, da wird nichts geschaltet oder gemessen.

Zwischen der Batterie und der Last (hier der "Motor") sieht man oben zuerst eine Meßeinrichtung (der rote Widerstand) für den Strom der in die Batterie rein oder rausgeht. Diese Messung wird in dem blau hinterlegten Kasten (ein Integrierter Schaltkreis) ausgewertet und den nachfolgenden Stufen zur Verfügung gestellt.

Weiter im Strompfad sieht man den ersten MOSFET "CFET". Dieser ist für das Sperren der Ladung zuständig wenn die Batterie voll ist oder der Ladestrom zu hoch. Er kann nur den Strom sperren der von rechts nach links in Richtung Batterie will, NICHT den Strom der "raus" will. Das kann er nicht weil er intern eine Diode hat die in diese Richtung immer leitet (diese Dioden "entstehen" aus dem Fertigungsprozess und sind nicht etwa hinzugefügt worden).

Will man also das Entladen sperren, muß dies der "DFET" machen der weiter rechts im Strompfad sitzt. Dieser kann nur den Strom aus der Batterie sperren, nicht aber eine eventuelle Ladung (weil er eine Diode für diese Richtung hat)

Wird also eine Batterie zu hoch geladen, unterbricht nur der CFET den Strom, der DFET bleibt weiterhin offen. Deshalb kann man eine maximal geladene Batterie auch gleich wieder entladen.

Ist die Batterie leer, sperrt der DFET und man kann dann ausschließlich Laden.

Das wird aber alles von dem "blauen Kasten" gesteuert. BMS mit Bluetooth erlauben meist den Eingriff in die Steuerung so daß z.B. der Ausgang auch bei anderen Bedingungen gesperrt oder geöffnet werden kann.

DAS ist genau der Unterschied der einzelnen BMS bzw. Batteriehersteller.

Bei dramatischem Unterschreiten oder Überschreiten bestimmter Werte wird aber aus Sicherheitsgründen abgeschaltet. Und eine Sicherheitsabschaltung kann unter Umständen "für immer" sein, also Batterie defekt (oder nur mit speziellen Codes wieder zu "öffnen")

Falls etwas unklar ist, fragen

[Oldskipper]

Gut erklärt. Prima Schaltplan.
Der Vollständikeit halber:
Bei diesem BMS sitzen die Mosfets in der +Leitung. Bei den weit verbreiteten DALY BMS sitzen die Mosfets in der -Leitung.

Das ist aber technisch gesehen egal.

Für Alle, die immer noch nicht begreifen, wie das funktionieren soll, hier ein kleiner Vergleich.
Eine Trenndiode funktioniert ähnlich. Der Strom kann von der Lichtmaschine zu beiden Batterien fließen, aber nicht von Batterie zu Batterie.
Setze ich über die Dioden aber jeweils einen Schalter (Mosfet) kann ich lustige Sachen machen.

Batterie A lädt Batterie B, B kann sich aber nicht nach A entladen
Batterie B lädt Batterie A, A kann sich aber nicht nach B entladen
Batterie A und Batterie B sind direkt verbunden
Batterie A und Batterie B sind getrennt.
Der Lichtmaschinenanschluss bleibt dabei unbeachtet.

Ersetzen wir Batterie B duch das Bordnetz und ein am Bordnetz angeschlossenes Ladegerät ergeben sich folgende Möglichkeiten.

Beide Schalter geschlossen:
Batterie ist mit Bordnetz verbunden. Strom kann in beide Richtungen fließen.
Beide Schalter offen:
Batterie ist getrennt.
Jeweils ein Schalter geschlossen:
Batterie wird geladen, gibt aber keinen Strom ans Bordnetz ab. (Tiefentladungsschutz)
Batterie kann entladen werden, nimmt aber keinen Strom auf. (Überladeschutz)

[justme]

Zitat von Thomas69

Im Anhang ein Bild vom Innenleben eines BMS.

Ganz links die Batterie, ganz rechts als Beispiel ein Motor als Last (da wäre bei uns das ganze Bordnetz dran)

Ganz unten ist die durchgehende Masse, da wird nichts geschaltet oder gemessen.

Zwischen der Batterie und der Last (hier der "Motor") sieht man oben zuerst eine Meßeinrichtung (der rote Widerstand) für den Strom der in die Batterie rein oder rausgeht. Diese Messung wird in dem blau hinterlegten Kasten (ein Integrierter Schaltkreis) ausgewertet und den nachfolgenden Stufen zur Verfügung gestellt.

Weiter im Strompfad sieht man den ersten MOSFET "CFET". Dieser ist für das Sperren der Ladung zuständig wenn die Batterie voll ist oder der Ladestrom zu hoch. Er kann nur den Strom sperren der von rechts nach links in Richtung Batterie will, NICHT den Strom der "raus" will. Das kann er nicht weil er intern eine Diode hat die in diese Richtung immer leitet (diese Dioden "entstehen" aus dem Fertigungsprozess und sind nicht etwa hinzugefügt worden).

Will man also das Entladen sperren, muß dies der "DFET" machen der weiter rechts im Strompfad sitzt. Dieser kann nur den Strom aus der Batterie sperren, nicht aber eine eventuelle Ladung (weil er eine Diode für diese Richtung hat)

Wird also eine Batterie zu hoch geladen, unterbricht nur der CFET den Strom, der DFET bleibt weiterhin offen. Deshalb kann man eine maximal geladene Batterie auch gleich wieder entladen.

Ist die Batterie leer, sperrt der DFET und man kann dann ausschließlich Laden.

Das wird aber alles von dem "blauen Kasten" gesteuert. BMS mit Bluetooth erlauben meist den Eingriff in die Steuerung so daß z.B. der Ausgang auch bei anderen Bedingungen gesperrt oder geöffnet werden kann.

DAS ist genau der Unterschied der einzelnen BMS bzw. Batteriehersteller.

Bei dramatischem Unterschreiten oder Überschreiten bestimmter Werte wird aber aus Sicherheitsgründen abgeschaltet. Und eine Sicherheitsabschaltung kann unter Umständen "für immer" sein, also Batterie defekt (oder nur mit speziellen Codes wieder zu "öffnen")

Falls etwas unklar ist, fragen

Und als Ergänzung dazu: so eine serielle Schaltung von CFET und DFET hat natürlich auch ganz handfeste Nachteile, neben den Vorteilen die da schon aufgezählt wurden: alle Ströme müssen immer durch beide FET-Gruppen - wenn einer der beiden gesperrt ist fließt der noch erlaubte Strom vollständig durch dessen Body-Diode, d.h. beide FET-Gruppen müssen nach dem maximal zulässigen Strom für den Betrieb bei gesperrter Funktion dimensioniert werden.
Aber wenn man Batterien als Drop-In-Replacement für herkömmliche Bleiakkus bauen will kann man schlecht mit einem dedizierten Laderanschluß arbeiten - wenn diese Anforderung nicht besteht kann man das BMS auch mit parallelen CFET und DFET aufbauen (und hat dann einen dedizierten Charger-Anschluß und einen Last-Anschluß), so wie z.B. Victron mit den Lynx-BMS macht.

lg, justme

[Woody]

Zitat von justme

... beide FET-Gruppen müssen nach dem maximal zulässigen Strom für den Betrieb bei gesperrter Funktion dimensioniert werden...

Falls jemand fragt, warum die Drop-In Akkus maximale Lade- und Entladeströme im Datenblatt stehen haben...