Ladestrom bei Lipos überschreiten?

[Sisko]

AW: Ladestrom bei Lipos überschreiten?

Meinst du dieses hier:

HobbyKing R/C Hobby Store : Parallel Balance charging Board for 6 packs 2~6S (XT60)

Wie funktioniert das denn? Damit kann doch nicht jede Zelle einzeln überwacht bzw. balanciert werden - oder?

Ich habe die Dean - T - Version.
Es braucht ja nicht jede einzelne Zelle überwacht werden, das Ganze verhält sich dann z.B. als 3s6p Verbund, die Zellen gleichen sich an.
Und ganz ehrlich: Früher zu Nicd - Zeiten hat kaum einer balanciert, die aktuellen Lipos driften außer in Randbedingen auch kaum; davon abgesehen habe ich die ersten 20 Zyklen so alle 3-4-5 Zyklen die Spannungen kontrolliert, die liegt gleichauf mit der Spannung des *s6p Packs. Sofern die Spannungen nicht zu sehr differieren, passt das recht gut so.

[tiepel]

AW: Ladestrom bei Lipos überschreiten?

Hi,
um diese These zu untermauern wäre es vielleicht auch gut zumindest einen (identischen) Akku bei diesem Test auszuschliessen und immer sanft zu laden.
Auch hier wäre es natürlich wichtig, die Ergebnisse zu dokumentieren.
Gruß Reimund

[Taumel S.]

AW: Ladestrom bei Lipos überschreiten?

Klar, ich habe mir für meinen Junsi iCharger (1000W) ein Kabel gebastelt, mit dem ich die Lipos in Reihe schalten kann. Ich lade/balanciere dann quasi 3 Akkus parallel als Verbund mit 9S.

Wie jetzt, seriell, in Reihe oder parallel? Seriell ("9s") und in Reihe ist das Gleiche, aber du hast parallel als 9s geschrieben. Das gibts nicht!

[richy18]

AW: Ladestrom bei Lipos überschreiten?

Wie jetzt, seriell, in Reihe oder parallel? Seriell ("9s") und in Reihe ist das Gleiche, aber du hast parallel als 9s geschrieben. Das gibts nicht!

Guckst du hier (drittes Bild):

RC-Heli Community - Einzelnen Beitrag anzeigen - Schaltnetzteil 24V 40A gesucht

Die Akkus werden parallel (im Sinne von gleichzeitig) geladen. Das war natürlich technisch unpräzise ausgdrückt. Die Zellen sind in Reihe geschaltet und machen so 33V am Hauptkabel des Ladegerätes - die Balancer sind ja in ausreichender Zahl vorhanden - alle 9 Zellen werden also "parallel" (im Sinne von gleichzeitig und einzeln) balanciert.

[richy18]

AW: Ladestrom bei Lipos überschreiten?

Hi,
um diese These zu untermauern wäre es vielleicht auch gut zumindest einen (identischen) Akku bei diesem Test auszuschliessen und immer sanft zu laden.
Auch hier wäre es natürlich wichtig, die Ergebnisse zu dokumentieren.
Gruß Reimund

Ja klar
Ich mache eine "Versuchsgruppe" und eine "Kontrollgruppe", beide schön dokumentiert.

Für ein repräsentatives "N" kann ich allerdings nicht sorgen - mangels ausreichender Anzahl von Akkus

[Shuttle ZXX]

AW: Ladestrom bei Lipos überschreiten?

Die Akkus werden parallel (im Sinne von gleichzeitig) geladen. Das war natürlich technisch unpräzise ausgdrückt. Die Zellen sind in Reihe geschaltet und machen so 33V am Hauptkabel des Ladegerätes - die Balancer sind ja in ausreichender Zahl vorhanden - alle 9 Zellen werden also "parallel" (im Sinne von gleichzeitig und einzeln) balanciert.

Oh oh, bleiben wir doch einfach bei der allgemein gebräuchlichen Bezeichnung...
Hier nochmal in aller Kürze, um lästige Sucharbeit zu ersparen.

Auf deinem Bild, das sind 3 x 3s "Seriell" verschaltet, bedeutet man läd sie als 9s1p also 33.3V 2200mAH

Parallelladen bedeutet aber, und das hat nichts mit gleichzeitig, nacheinander oder nebeneinander zu tun, man verbindet JEDEN Pluspol und JEDEN Minuspol so erhält man EINEN "großen" plus und EINEN "großen" minus, gleiches gilt für die Balancerstecker. Daraus entsteht dann ein 3s3p also 11.1V 6600mAh

Gruß Jens

[ukofumo]

AW: Ladestrom bei Lipos überschreiten?

* LiPo möglichst leer, ca zu 90% leer lagern (bei relativ häufiger Spannungskontrolle)

Da hät ich "Zahnschmerzen"... würde theoretisch funktionieren... aber: einmal, aus welchem Grund auch immer, Spannungskontrolle u. ggf. Nachladen vergessen, schwups... Akku tiefentladen.

* bei 3,80 Volt (wie ebenfalls sehr häufig empfohlen)

Nach allem was ich bisher gelesen habe gelten die 3,8V Lagerspannung als allgemeingültig. Aber auch da sollte man in regelmäßigen abständen (alle 4Wochen oder so) kontrollieren u. ggf. nachladen. Allerdings gestaltet sich das dann etwas unkritischer wenn man mal den Thermin um zwei Wochen "verpennt" hat, fürt das nicht gleich zur gefürchteten Tiefentladung.

* bei 60% und mehr (wie es neuere Lader teilweise machen)

Ich denke das resultiert aus dem Gedanken das man nach "Schlechtwetterphase" von ggf. zwei bis drei Wochen die Akkus einfach wieder schneller am Start hat.

Für eine "längere" Einlagerung würde ich aber dann doch eher zu den 3,8V Lagerspannung tendieren...

Gruß ukofumo

[Hero67]

AW: Ladestrom bei Lipos überschreiten?

Hero67, schönen Dank für deine interessanten Beiträge!
Weißt du vielleicht auch, was die ideale Lagerspannung von LiPos ist? Die Tipps gehen nämlich wieder zusehends auseinander statt dass man sich einig wird...

Bitte ankreuzeln:

* LiPo möglichst leer, ca zu 90% leer lagern (bei relativ häufiger Spannungskontrolle)
* zu 70-80% leer
* zu 50% leer (wie sehr häufig empfohlen)
* bei 3,80 Volt (wie ebenfalls sehr häufig empfohlen)
* bei 60% und mehr (wie es neuere Lader teilweise machen)

Wie ich schon sagte, die Molekülstrukturen der Kathode, als auch an der Anode sind sehr komplex. Kann man sich nach ein bischen Suche im Netz auch mal auf Bildchen anschauen. Meine Kenntnisse reichen daher nicht aus, die Potentiale ausrechnen zu können und dazu Angaben zu machen. Es hängt zudem auch von dem verwendeten Elektrolyt ab (meist LePF6 in Verbindung mit verschiedenen Säuren), wie leicht Lithium einfach mal so zur zu Kathode diffundiert.

Da bei Entladung der völligen angegebenen Kapazität ein Zustand der Kathode erreicht ist, der "zu stabil" ist, und bei ganz voll geladenem Akku eine Potentialdifferenz herrscht, die an der Grenze zu "instabil" ist, würde ich die 50% Kapazität favorisieren. Die Relation zwischen Spannungspotential und Restkapazität ist allerdings nicht linear und hängt auch wieder vom Innenwiderstand ab, daher sind z.B Meßgeräte, die aufgrund der Spannung die Restkapazität angeben immer auch auf ein wenig Schätzen angewiesen.

Die 50-60% und 3,8-3,85V sollten wohl im vernünftigen Bereich liegen, 70-90% leer eher nicht. Das hängt natürlich davon ab, wie lange man die Akkus lagert, bei welcher Tem,peratur etc. etc.

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Was die Spekulationen über die möglichen Laderaten angeht, ist das bzgl. einer Versuchsreige mit dem Ziel "Ab welcher Laderate nimmt mein Akku Schaden" und "ab welcher Laderate fackel ich meine Bude ab" nicht uninteressant

Bzgl. der gewünschten Zeitersparnis, läßt sich aber kurz und knapp sagen: Laßt es, außer Eure Akkus evtl. zu schädigen, bringt es nix !!!

Was man über das Laden eines Akkus mit höheren C Werten allerdings sicher sagen kann ist, dass ein Zusammenhang der Schädigung durch hohe Laderaten und einem hohen Innenwiderstand besteht.
Der Innenwiderstand dürfte, wie schon erwähnt ,vornehmlich durch chemische Veränderung des Elektrolyts durch dauerhaft hohe Entladeraten ansteigen.
Lädt man jetzt zusätzlich diese Akkus mit hohen Ladeströmen, ist die Schädigung des Akkus umso größer, da die Spannunen, die in der Konstantstromladephase verwendet werden müssen, gemäß dem Ohmschen Gesetz mit dem Innenwiderstand ansteigen.
Es ist mit Sicherheit keine gute Idee, 20C Akkus immer bis an die Grenze ranzunehmen und hinterher mit 5C vollzupumpen. Und da schließt sich der Kreis: Akkus mit geringem Innenwiderstand sind i.A. die mit den "hohen C" Entladeraten und genau diese vertragen dann auch höhere Laderaten.

Mal zum Rechnen: Um eine Zelle mit einer aktuellen Spannung von 3,85V (in diesem Bereich wird mit Konstanstrom geladen) mit 5A zu laden (das entspricht 1C bei einer 5000mAh Zelle) und einem Innenwiderstand von 10mOhm zu laden, bedarf es einer angelegten Spannung von 3,85V + 5 * 0,01V = 3,9V. Um den gleichen Akku mit 6C (also 30A) zu laden, bedarf es einer angelegten Spannung von 3,85V + 30 * 0,01V = 4,15V. Jetzt wird es langsam eng und das Ladegerät muß bei weiterer Erhöhung der Laderate in die Konstantspannungsphase übergehen, obwohl die Zelle gerade mal halb voll ist. Eine höhere Laderate bedeutet immer einer früheren ßbergang in die Konstantspannungsphase.

Es bringt also gar nicht so viel, die C Rate immer weiter zu erhöhen, weil es ab einem gewissen Punkt nämlich kaum schneller geht. Das Laden eines Akkus mit noch 20% Restkapazität dauert mit 1C ca. 1 Stunde. Das Laden des gleichen Akkus dauert mit 6C aber ganz sicher länger als 10 Minuten. Ab einer gewissen Laderate ist man dann sogar permanent in der Konstantspannungsphase, da kann man die Laderate ruhig immer weiter hochschrauben, es wird keine einzige Sekunde Zeitvorteil mehr bringen, selbst wenn das Ladegerät die nötige Leistung hat.

Wer das nicht glaubt, kann das auch gerne mal mit seinem Ladegerät durchspielen, falls es die nötige Leistung hat. Auf über 6C zu gehen wird nicht wirklich viel bringen, es sei denn Eure Akkus haben einen sensationell geringen Innenwiderstand. Deswegen halte ich das Ausprobieren von so hohen Laderaten für reine Spielerei im Sinne von "wann geht der Akku kaputt" ohne wirklichen Nutzen.

Hat der obige Akku allerdings nur einen Innenwiderstand von 2mOhm, dann kann auch bei Zellenspannung von 4,0V noch mit 30A geladen werden (4,06V Ladespannung).

Umgekehrt kann man aus dem Innenwiderstand auch ableiten, wie hoch die tatsächliche Entladerate des Akkus ist. Gehen wir mal von einer Leerlaufspannung der Zelle von ganz vollem Akkus von 4,2V aus und einem maximalen Spannungsabfall von 0,5V auf die nominellen 3,7V (und die sollten ja auch noch bei nicht ganz vollem Akku und etwas niedrigeren Leerlaufspannung geliefert werden können) und einem gemessenen Innenwiderstand von 5mOhm aus. Dann dürfen maximal 0,5V/0,005Ohm = 100A fließen. Das entspricht einer maximalen Entladerate von 20C bei einem 5000mAh Akku und das auch nur, wenn er noch ganz voll ist.

Der Innenwiderstand läßt sich natürlich nicht ganz genau messen, da noch die Widerstände des Meßapperatur zu berücksichtigen sind. Aber 5mOhm und 40C Entladerate passen bei einem 5000mAh Akku nicht gut zusammen.

Die Effekte beim Laden mit hohen Laderaten verstärken sich noch durch das notwendige Balancen. Je höher der Ladestrom ist, desto eher eilen einige Zellen vor. Da selbst bei starken Ladegeräten die Entladeleistung beim Balancen oftmals vollkommen unterdimensioniert ist, kann es sogar zu folgendem Efekkt kommen: Das Laden mit einer sehr hohen Laderate dauert u.U. länger als mit einer niedrigeren !!!

Mein Equipment und meine vorhanden Akkus reichen nicht aus, um darüber eine allgemeingültige Aussage zu treffen. Was ich aber bislang beobachten konnte, ist, dass z.B. 20C Turnigys beim Laden mit 2C noch relativ gut der Regeln folgen "Ladezeit = 1 Stunde / Laderate in C". Bei 3C knickt die Zeitersparnis aber schon merklich ein. Bei meinen 860mAh 35-70C Akkus für den 250er, die für eine Laderate von 3C (und max 10C !!!) spezifiziert sind konnte ich beobachten, dass bis 3C Laderate eine entsprechende Zeitersparnis da war, bei versuchweisem Laden mit 5C konnte ich feststellen, dass es fast genau so lange dauerte, wie mit 3C.

Auch wenn sich daraus keine allgemeingültigen Aussagen treffen lassen, kann man das als Anhaltspunkt für die maximale Laderate von ca. 1/10 der maximalen Entladerate nehmen. Höhere Laderaten können evtl. den Akku schädigen und bringen keinen entsprechenden Zeitvorteil mehr.

Und genau deswegen lade ich meine 4 Stück 6S 3000mAh Akkus tatsächlich lieber mit dem 4x50W Lader (max 0,75C), weil es auch unter Vernachlässigung der Zeiten fürs umstöpseln, schneller geht alle 4 Akkus vollzubekommen, als mit jeweils 3C am 200W Lader nacheinander.

[Shuttle ZXX]

Es bringt also gar nicht so viel, die C Rate immer weiter zu erhöhen, weil es ab einem gewissen Punkt nämlich kaum schneller geht.

Da hast du wohl recht. Ich habe für mich bei 4C die Grenze zu "noch sinnvoll" gesetzt, denn ob ein akku nun in 15 oder 12min voll ist, reißt es nicht raus.
Wenn man einen Flug incl. Anstopseln, preflightcheck, fliegen (ca. 7min), anschließend landen, heli wieder vom landeplatz holen, akku ausbauen mit Ca. 13min ansetzt kann man die restlichen 2min auch mit irgendwelchen anderen Dingen überbrücken.

Sent from my GT-I9100

[richy18]

AW: Ladestrom bei Lipos überschreiten?

Oh oh, bleiben wir doch einfach bei der allgemein gebräuchlichen Bezeichnung...
Hier nochmal in aller Kürze, um lästige Sucharbeit zu ersparen.

Auf deinem Bild, das sind 3 x 3s "Seriell" verschaltet, bedeutet man läd sie als 9s1p also 33.3V 2200mAH

Danke Jens! Warum umständlich, wenn es auch einfach geht.

9s1p trifft es besser als meine Umschreibungen

[Hero67]

AW: Ladestrom bei Lipos überschreiten?

Da hast du wohl recht. Ich habe für mich bei 4C die Grenze zu "noch sinnvoll" gesetzt, denn ob ein akku nun in 15 oder 12min voll ist, reißt es nicht raus.

Das ist sowieso richtig. Aber wenn es bei 4C für eine bestimmte Ladungsmenge noch 15min sind, sind es bei 5C eben nicht einfach 12min, sondern 12min + x, wobei x im Extremfall mehr als 3 Minuten sein können.

Die Regel für "Ladezeit = 60min/Laderate in C" gilt nur, wenn der Akku komplett mit konstanten Strom geladen wird. Das ist aber nie der Fall, beim Erreichen der Schlussspannung wird mit konstanter Spannung und sinkendem Strom geladen. Und je größer das "C" wird, desto kleiner wird der Anteil der Zeit, in der obige Regel gilt.

[richy18]

AW: Ladestrom bei Lipos überschreiten?

Das ist sowieso richtig. Aber wenn es bei 4C für eine bestimmte Ladungsmenge noch 15min sind, sind es bei 5C eben nicht einfach 12min, sondern 12min + x, wobei x im Extremfall mehr als 3 Minuten sein können.

Die Regel für "Ladezeit = 60min/Laderate in C" gilt nur, wenn der Akku komplett mit konstanten Strom geladen wird. Das ist aber nie der Fall, beim Erreichen der Schlussspannung wird mit konstanter Spannung und sinkendem Strom geladen. Und je größer das "C" wird, desto kleiner wird der Anteil der Zeit, in der obige Regel gilt.

Das wird schon stimmen. Dennoch ist es auch Erfahrungssache. Ich habe z.B. meine 5C zugelassenen Turnigys in 27 Minuten voll geladen (drei Akkus verschaltet als 9S1P) das sind also 9 Minuten pro Akku. Eine Testladung mit 6C (bei gleichem Entladezustand) brauchte eine Zeitersparnis von immerhin 9 Minuten. Die Hauptladezeit wurde (meiner Erinnerung nach) in beiden Fällen in der Konstantspannungsphase beansprucht.

In diesem Zeitbereich kommt es mir auf die 9 Minuten aber auch nicht an.

Noch eine Frage: Wie ist deine Einschätzung zur Lebensdauer von Akkus die offiziell für hohe Ladeströme zugelassen sind (5C oder gar 10C)? Könnte man dennoch eine signifikante Verlängerung der Haltbarkeit erreichen, wenn man z.B. nur mit der Hälfte der maximal zugelassenen Stromstärke läd?
Mit anderen Worten: Ist die hohe Kennzeichnung nur ein Werbegag oder hat das wirklich auch praktischen Wert bei ungefähr vergleichbarer Haltbarkeit?

Danke und Gruß
Ralf

[MeiT]

AW: Ladestrom bei Lipos überschreiten?

Das ist sowieso richtig. Aber wenn es bei 4C für eine bestimmte Ladungsmenge noch 15min sind, sind es bei 5C eben nicht einfach 12min, sondern 12min + x, wobei x im Extremfall mehr als 3 Minuten sein können.

Die Regel für "Ladezeit = 60min/Laderate in C" gilt nur, wenn der Akku komplett mit konstanten Strom geladen wird. Das ist aber nie der Fall, beim Erreichen der Schlussspannung wird mit konstanter Spannung und sinkendem Strom geladen. Und je größer das "C" wird, desto kleiner wird der Anteil der Zeit, in der obige Regel gilt.

Hallo,

es gibt mechanismen, die die Konstantspannungsphase umgehen

Pulsar FastMode.







2200er Lipo.

Wenn man 10A und 2,2AH hernimmt, hat man 4,5C.

Im Impulsbetrieb wird aber nur 9/10 der Zeit geladen.
Das entspricht dann 4,1C.


Der FastMode vom Pulsar kann eine echte Zeitersparnis bringen.
Also tatsächlich 4C = 1/4 Ladezeit von 1C.


Grüße

[Hero67]

AW: Ladestrom bei Lipos überschreiten?

Hallo,

es gibt mechanismen, die die Konstantspannungsphase umgehen

Pulsar FastMode.

Im Impulsbetrieb wird aber nur 9/10 der Zeit geladen.
Das entspricht dann 4,1C.

Ja, durch den Trick, dass während eines Impulses in der CV immer auf etwas mehr als 4,2V gegangen wird (die Akkuspannung selbst liegt aber nie über 4,2V) und zudem der Akku nur zu ca. 97% geladen wird, was aber wohl nicht ins Gewicht fällt.

Der FastMode vom Pulsar kann eine echte Zeitersparnis bringen.
Also tatsächlich 4C = 1/4 Ladezeit von 1C.

Nein, nicht tatsächlich, nur fast... deswegen heißt es jauch "Fast"-Mode Sorry, der mußte sein.

Selbst Pulsar gibt für 97% Ladung im FastMode 68 Min, für 2C 35 Min und für 3C 24min an. Das spielt aber zugegebenermaßen wohl keine entscheidende Rolle, da im normalen Lademodus bei 1C und 100% 78min auf der Rechnung stehen

Bei günstigeren Ladegeräten, die solche Features nicht besitzen, kann man zu dem Mittel greifen, die Akkus einfach nur bis ca. 90% zu laden, also die CV Phase einfach komplett weglassen und auf ca. 10% der Kapazität verzichten.

[Hero67]

AW: Ladestrom bei Lipos überschreiten?

Noch eine Frage: Wie ist deine Einschätzung zur Lebensdauer von Akkus die offiziell für hohe Ladeströme zugelassen sind (5C oder gar 10C)? Könnte man dennoch eine signifikante Verlängerung der Haltbarkeit erreichen, wenn man z.B. nur mit der Hälfte der maximal zugelassenen Stromstärke läd?
Mit anderen Worten: Ist die hohe Kennzeichnung nur ein Werbegag oder hat das wirklich auch praktischen Wert bei ungefähr vergleichbarer Haltbarkeit?

Absolut k.A., was heißt bei Marketingaussagen schon "offiziell" ? Ein geringerer Innenwiderstand sollte im Vergleich zu anderen Akkus ein Hinweis sein, dass da mehr geht.

Mit weniger Strom Laden wirkt sich mit Sicherheit positiv auf die Haltbarkeit des Akkus aus. Nur um wieviel und ob signifikant, das weiß vorher nur die Glaskugel und hinterher der, der es ausprobiert hat.

Das ist wie bei einem Luftballon, bei dem es auch eine Auswirkung auf die Haltbarkeit hat, mit welchem Druck man ihn aufbläst. Ab welchem Druck er platzt läßt sich schnell ermitteln, aber mit welchem Aufblasdruck leiert der Luftballon schneller aus und fliegt nicht mehr so schnell davon, wenn ich ihn loslasse ?

Solange man sich mit der Laderate in einem Bereich bewegt, in der der theoretische Zeitvorteil noch annähernd erreicht wird (und noch höher zu gehen ist eh Quatsch), wird es Dir der Akku wohl auch nicht signifikant krumm nehmen.