Stromversorgung Funkkoffer mit Li-Ion-Akku

[uxlaxel]

moin mädels und jungs,
ich muß mal etwas ausholen, um die wichtigsten fakten offen zu legen.
ich habe einen schwarzen klotz, der meines wissens einen Li-Ion-akku enthält. das gute stück stammt aus sagen wir mal einer nicht-zivilen anwendung.
von dem vorbesitzer habe ich folgendes aufgetragen bekommen:
an der stelle x aufsägen, die 8 zellen mittig auftrennen und parallel schalten. balancer je an den zellen lassen.
nun haben ich 2x 4 zellen mit 5,5Ah, sprich rund 16V / 11Ah.

a) wie lade ich den akku sinnvoll? der vorbesitzer hat wohl einfach ein 18V(?)-laptopnetzteil drangeklemmt und stumpf geladen. mir kommt das bissel zu hoch vor. was meint ihr?

b) was sagen meine funkgeräte, wenn ich die mit 16V befeuere?
(geplant ist nen duobander für ukw und ein 11m-trx)
ist das noch in der toleranz oder macht das sinn, einen längsregler (fetter transistor) auf 13,8V mit einbauen

c) der akku stand jetzt ohne nachladen seit 2007(?) bei mir rum. habe heute mal eine 24V/150W-projektorlampe als last dran gehangen. die spannung ist auf 13,8V zusammengebrochen und hat sich anschließend sofort auf 15,2V erholt. klingt als ob der akku noch richtig potent wäre - oder?

d) oder zerpflücke ich den akku zu 2x 3 zellen und arbeite lieber nur mit reduzierter spannung? das wären ja "nur" 12V bzw. 7,5V kurz vor entladeschluß. das ist wohl für die funkgeräte etwas knapp.

fragen über fragen ....

danke vorab für die tipps und vorschläge !
lg axel

[zauberkopf]

a) wie lade ich den akku sinnvoll? der vorbesitzer hat wohl einfach ein 18V(?)-laptopnetzteil drangeklemmt und stumpf geladen. mir kommt das bissel zu hoch vor. was meint ihr?

Das kommt auf die Schutzschaltung drauf an.. also ich habe hier Akkupacks mit PCB's rumfliegen, die den Akku vom Ladegerät automatisch trennen würden, wenn die Spannung die 4,2V überschreitet.
Wenn Du aber hingehst, und die Zelle, sagen wir mal mit 4,1V lädst, dann dankt sie es Dir noch mal..

b) was sagen meine funkgeräte, wenn ich die mit 16V befeuere?

RTFM bzw RTFSM (Read the Fucking Service Manual ! )
Sagen wir mal so.. die 16,8V liegen ja nicht lange an. (siehe entladekurve)
Aber ich würde mal checken, ob die Eingangskondis 16 oder 24V Typen sind.
Und ob irgendwelche Halbleiter direkt dran hängen und 16V abkönnen können.
Gerade bei Handfunkgeräten wäre ich diesbezüglich vorsichtig. (Weil die 24V Kondis grösser sind.)

c) der akku stand jetzt ohne nachladen seit 2007(?) bei mir rum. habe heute mal eine 24V/150W-projektorlampe als last dran gehangen. die spannung ist auf 13,8V zusammengebrochen und hat sich anschließend sofort auf 15,2V erholt. klingt als ob der akku noch richtig potent wäre - oder?

Kommt auf den Akku an.. es gibt Zellen die können Strom liefern, und es gibt Zellen, die konnten es noch nie..
RTFD (Read the Fucking Datasheet)

ist das noch in der toleranz oder macht das sinn, einen längsregler (fetter transistor) auf 13,8V mit einbauen
d) oder zerpflücke ich den akku zu 2x 3 zellen und arbeite lieber nur mit reduzierter spannung? das wären ja "nur" 12V bzw. 7,5V kurz vor entladeschluß. das ist wohl für die funkgeräte etwas knapp.

Abschaltbarer Low-Drop-Regler.. das hätte was..
d.H. statt nen Transistor nen MOSFET nehmen, der dann unter .. sagen wir mal 15V (das können die meisten ab) mit seinem niedrigen RDSON glänzt.
(Das sind dann die Momente wo Linearregler über 99% Wirkungsgrad haben.. )

lg JAn

Edit : RTFD ist unbedingt beim Akku angesagt : Es gibt auch welche mit 4.1V Ladeschlussspannung.

[xoexlepox]

an der stelle x aufsägen, die 8 zellen mittig auftrennen und parallel schalten. balancer je an den zellen lassen. nun haben ich 2x 4 zellen mit 5,5Ah, sprich rund 16V / 11Ah.

Das sehe ich schon einmal als "eine mutige Aktion" Ich hoffe mal, daß du die beiden dabei entstehenden Hälften nicht ohne Messung der Einzelspannungen parallel geklemmt hast (-> Ausgleichsströme).

a) wie lade ich den akku sinnvoll? der vorbesitzer hat wohl einfach ein 18V(?)-laptopnetzteil drangeklemmt und stumpf geladen. mir kommt das bissel zu hoch vor. was meint ihr?

Naja, für mich wären 16.8V (4.2V pro Zelle) das Höchste, was ich Li-Zellen zumuten würde. Da wäre wohl eine Spannungsbegrenzung im Ladegerät angesagt... Ausserdem solltest du dir gelegentlich mal die Spannung der Einzelzellen anschauen, und ggf. eine einzelne Zelle mit einem Labornetzteil "nachladen". Ja, mir ist auch bekannt, daß manche "Modellflieger" oftmals nicht ganz so zimperlich mit ihren Akkus umgehen

b) was sagen meine funkgeräte, wenn ich die mit 16V befeuere?

Ich gehe mal davon aus, daß "Mobilgeräte" statt der geforderten 12/13.8V auch mal 14.5V "überleben", aber
16V sehe ich als Spannung "im kritischen Bereich".

Edith meint: Notfalls im Funkkoffer eine Spannungsanzeige und ggf. ein paar (per Schalter überbrückbare) Dioden einbauen?

[duese]

Und die Zellen in Reihe lassen und nen Stepdown dahinter?

Laden mit Konstantspannung (strombegrenzt) ist das Standardladeverfahren für Li-Akkus.
Spannung = Ladeschlussspannung * Anzahl Zellen. Ggfs. Abzüglich einer Angstspannung für ein umsymmetrisches Pack. Bzw. Wie Jan schon schrieb, wenn Du nicht ganz voll lädst dankt es Dir der Akku mit längerer Lebensdauer.

Symmetrieren kannst Du mit spezieller Elektronik oder auch mit händischem entladen einzelner Zellen. Ich würd dafür Konstantspannung anlegen, so dass die höchste Zelle an der Ladeschlusspannung ist und dann die höchste Zelle gezielt mit Widerstand entladen. So haben Kollegen den Solarcarakku auf der Fahrt um die Welt symmetriert. Entladewiderstand war da eine Kabeltrommel.

Alternativ könntest Du auch die Zellen nacheinander einzeln auf ihre Ladeschlussspannung aufladen zum Symmetrieren.

Wenn symmetrieren, immer bei voll, da sind die Unterschiede durch die steile Kennlinie am größten. Wenn Du nicht ganz volllädst, macht sich ein unsymmetrisches Pack auch nicht so schnell bemerkbar.

So lange nicht die Zellen schon arg gealtert sind und ne stark erhöhte Selbstentladung haben, sollten die Zellen auch nicht so schnell auseinanderdriften.

Beim Entladen aber auf die Einzelzellspannung aufpassen. Die Zellen werden ne leicht unterschiedliche Kapazität haben und unten wird die Kennlinie wieder steil. D. H. Wenn die schwächste Zelle leer ist, stürzt die Spannung ab, ohne dass man das u. U. in der Gesamtspannung und ggfs auch Leistung merkt.
Aber auch beim Entladen gilt: je weniger tief, desto weniger Alterung.

Nicht Umsonst werden Hochzyklenakkus z. B. in Hybridfahrzeugen zischen etwa 30 und 80% Ladezustand betrieben.

[uxlaxel]

an einen step-down hatte ich auch schon gedacht. was dagegen spricht, ist die sehr geringe ruhestromaufnahme der funkgeräte (100....500mA) und die max. stromaufnahme von 5 bis 10A kurzzeitig beim senden. darauf müßte ein spannungswandler ausgelegt sein und damit ist ein heizender längstransitor vielleicht wirklich wirtschaftlicher.
auch verursachen getaktete wandler störungen im empfangsfall. ich will den koffer u.U. auch für kurze wellen nutzen können.

im akku sind balancer bereits fest verbaut. da der akku nicht für zivile anwendungen gedacht war, sind wohl auch die fertigungstoleranzen sehr gering.
ein genauer typ, hersteller o.ä. ist nicht rauszubekommen. drr akku ist im wahrsten sinne des wortes eine "black box".

lg axel

[duese]

Sind die 8 Zellen in Reihe in Ruhe schon bei 16V und bei Last bei 14? Das wäre für LiFePo leer und für andere Lis schon unter der Entladeschlusspannung....

[zauberkopf]

im akku sind balancer bereits fest verbaut. da der akku nicht für zivile anwendungen gedacht war, sind wohl auch die fertigungstoleranzen sehr gering.
ein genauer typ, hersteller o.ä. ist nicht rauszubekommen. drr akku ist im wahrsten sinne des wortes eine "black box".

JETZT fällt mir der hinweis ein : BALANCER !!!
Also erst mal einen Balancer abklemmen und schauen, ab welcher Spannung er anfängt zu balancieren. Dann hast Du nämlich wenigstens einen Anhaltspunkt ob es eine 4.1 oder 4.2V Chemie ist.
Bei dem Zeitraum.. schätze ich mit einer Wahrscheinlichkeit von 50% das es 4.1V sein könnten.

lg JAn

[uxlaxel]

ihr hsbt recht, die masse der funkgeräte sind mit 13,8V +/- 15% bzw. 10 bis 16V angegeben. das heißt spannungsreglung kann ganz getrost entfallen.
ich werde wohl mal paar fotos von dem akku schießen müssen, damit ihr ne vorstellung von der "black box" bekommt.
ich merke schon, ich mache es euch nicht einfach

lg axel

[ferdimh]

Zum Laden:
Es gibt von alten Thinkpads (bis T40 meine ich) Netzteile, die einen "normalen" Hohlstecker haben. Diese Geräte sind mit 16V und unterschiedlichen Stromstärken angegeben.
Alle, die ich bisher in dem Fingern hatte (4, verschiedene serien), waren strombegrenzt und hatten eine Leerlaufspannung von praktischen 16,8V.
Die Konstruktion "Mit Notebooknetzteil laden" ist also durchaus nicht so unplausibel, wenn man das richtige nimmt.

[tixiv]

c) der akku stand jetzt ohne nachladen seit 2007(?) bei mir rum. habe heute mal eine 24V/150W-projektorlampe als last dran gehangen. die spannung ist auf 13,8V zusammengebrochen und hat sich anschließend sofort auf 15,2V erholt. klingt als ob der akku noch richtig potent wäre - oder?

Öhmn, ist die Spannung untert Last dann wieder auf 15.2 gestiegen, oder erst nach Abklemmen der Last?

Der zweite Fall dürfte wohl bedeuten, dass der Akku nicht mehr so der wahre Jakob ist...

Li-Ion Zellen werden aber auch teilweise durch reines Rumliegen hochohmig, was sich dann aber nach ein paar Zyklen wieder gibt.
Zum Laden würde ich ein normales Modellbau-Ladegerät empfehlen... gibts bei Hobbyking für schmales Geld.

Bis Du nen echtes Ladegerät hast würde ich ein Labornetzgerät auf 16.4V und irgend eine sinvolle Strombegrenzung (<1C) zum Laden nehmen.

[uxlaxel]

c) der akku stand jetzt ohne nachladen seit 2007(?) bei mir rum. habe heute mal eine 24V/150W-projektorlampe als last dran gehangen. die spannung ist auf 13,8V zusammengebrochen und hat sich anschließend sofort auf 15,2V erholt. klingt als ob der akku noch richtig potent wäre - oder?

Öhmn, ist die Spannung untert Last dann wieder auf 15.2 gestiegen, oder erst nach Abklemmen der Last?

Der zweite Fall dürfte wohl bedeuten, dass der Akku nicht mehr so der wahre Jakob ist...

Li-Ion Zellen werden aber auch teilweise durch reines Rumliegen hochohmig, was sich dann aber nach ein paar Zyklen wieder gibt.
Zum Laden würde ich ein normales Modellbau-Ladegerät empfehlen... gibts bei Hobbyking für schmales Geld.

Bis Du nen echtes Ladegerät hast würde ich ein Labornetzgerät auf 16.4V und irgend eine sinvolle Strombegrenzung (<1C) zum Laden nehmen.

ich kann mich nicht entsinnen, de akku jemals geladen zu haben. ich gehe davon aus, daß der wohl vor rund 8...10 jahren mal (durch den hersteller?) geladen wurde.
ja, die 15,2V waren nach abklemmen der last. die entladung war also rund 1C.

lg axel

[duese]

ich kann mich nicht entsinnen, de akku jemals geladen zu haben. ich gehe davon aus, daß der wohl vor rund 8...10 jahren mal (durch den hersteller?) geladen wurde.
ja, die 15,2V waren nach abklemmen der last. die entladung war also rund 1C.

15,2V über 4 oder 8 Zellen?

[uxlaxel]

über 4 zellen. im akku sind 2 stränge parallel, die je 4 zellen haben.
lg axel

[duese]

Ah, ok, dann sieht das doch schon besser aus.
Ich hatte erst verstanden, dass das noch original 8S wären.

Sind die Balancer zwei Module für je vier Zellen, oder wie sieht das aus?
Oder hat da jede Zelle einen eigenen, der bei einer bestimmten Spannung anfängt zu entladen?

[uxlaxel]

ich hab gerade mal nen blick reingeworfen. (fotos folgen)
es sind 2 4er balancer, die in reihe geschalten waren. geladen wurde wahrscheinlich mit mittelabgriff. (also +16V/0V-16V oder so. )
die 2 4er-gruppen habe ich dann parallel geschalten. das wurde mir so empfohlen.
intern ist jede gruppe mit 7A abgesichert und die zellen sind eingegossen.
orginal also 32V/7A, jetzt 16V/14A

lg axel

[Roehricht]

Axel,

cb Funken kannst du eigentlich mit 16-18 V betreiben. ABER, trausche alle Elkos am 12Bus aus. Die sind nur für 16 gedacht, jedenfalls im Nornalfall. Sende-Endstufe sowie das ganze Empfangsgeraffel hängt je über ein LM... and den 12V . Das di LMs am Blechgehäus festgeschraubt sind kriegen die auch die Wärme weg.

Aber bei AFu Geräten sei Vorsichtig. Die Ub liegt direkt an den Sende-Verstärker Hybrids an. Die nehmen dir die 16V krumm. Noch dazu ne fehlangepasste Antenne und "FUMP" , > Schrott. Baue dafür irgendetwas davor, Step-down Wandler oder schlich ne Längsregelheizung. Ein defekter AFu Transceiver wegen so einer schlunzerei ist mehr als nur ärgerlich. Vor allem wenn man weiss das man´s selber verbockt hat.

73
Wolfgang

[uxlaxel]

hallo wolfgang, danke für die tipps. ich würde bei afu sicher auch hauptsächlich mit reduzierter sendeleistung arbeiten, da sollte die endstufe auch reserven für nen ungünstigen fall haben. contestbetrieb ist nicht geplant, aber sota wäre mal wieder was
73!

[uxlaxel]

Akku innen

akku außenansicht

wer lesen kann ist klar im vorteil. es sind 2 BQ2058 verbaut, das sind laut datenblatt treiber für 3 bzw. 4 Li-Ion zellen mit 4,25V ladeschlußspannung.
die selbstentladung ist wohl 0,7 mikroampere

mein kollege hat ein seinem fundus für mich noch ein SNT 16,6V (gemessen) gehabt. ich glaube, ich komme der weltherrschaft näher!

vielen dank vorab für eure bemühungen mit mir!

lg axel

[uxlaxel]

so, heute mal das netzteil mit dem akku verhäkelt und gucken was passiert. zu erst gönnt sich der akku über 2A, nach 10min hat sich das auf 1A eingependelt.
die eine 4er-gruppe ist fast völlig symmetrisch (weniger als 10mV differenz), die andere hat knapp 120mV zw. minimum und maximum. wird mit zunehmender ladung aber scheinbar weniger.

wenn ich mich nicht vergickt habe, nesteht jede "zelle" aus drei rundzellen (1850mAh?), welche fest mit einander verbunden sind. läßt sich aber ganz schlecht beurteilen, weil alles mit schwarzem gießharz geflutet ist.
ich habe die kontrollierte ladung bei 16,2V abgebrochen, weil ich nen auge drauf halten will.
der akku hatte dann knapp 16,1V leerlaufspannung.
(16,2V durch leitungsverluste u.ä.)
morgen teste ich weiter und laß das SNT mal etwas länger dran.

lg axel

[uxlaxel]

der akku macht'n guten.
am 16,6V-SNT hat er sich eingepegelt.
dann hab ich mal ein 18V (17,6V) netzteil probiert, da gönnt er sich gleich wieder 2,5A, obwohl das netzteil mit 1.1A angegeben ist O_o
wie gehr das? war bei HP in indonesien 1997 das mit dem aufdruck noch nicht so ernst zu nehmen?
(spannung über den 4 zellen 17,1V)

lg axel

[uxlaxel]

Axel,

cb Funken kannst du eigentlich mit 16-18 V betreiben. ABER, trausche alle Elkos am 12Bus aus. Die sind nur für 16 gedacht, jedenfalls im Nornalfall. Sende-Endstufe sowie das ganze Empfangsgeraffel hängt je über ein LM... and den 12V . Das di LMs am Blechgehäus festgeschraubt sind kriegen die auch die Wärme weg.

Aber bei AFu Geräten sei Vorsichtig. Die Ub liegt direkt an den Sende-Verstärker Hybrids an. Die nehmen dir die 16V krumm. Noch dazu ne fehlangepasste Antenne und "FUMP" , > Schrott. Baue dafür irgendetwas davor, Step-down Wandler oder schlich ne Längsregelheizung. Ein defekter AFu Transceiver wegen so einer schlunzerei ist mehr als nur ärgerlich. Vor allem wenn man weiss das man´s selber verbockt hat.

73
Wolfgang

ich habe heute die IC2725 mal aufgeschraubt, da sind in der tat auch nur 16V-elkos drin. da sind wohl auch 13,5....14V gut, 16 eher grenzwertig.
lg axel