Der Balancer verfälscht doch den eingeladenen Strom zum Lipo

[umbrella]

Hallo allerseits,

da nach meine beiden ersten Flügen in einen FP 4900er
in den einen 4700 Mah und in den anderen 4600 Mah reingegangen sind,
hat mir das Thema keine Ruhe gelassen.

Da ich ja den FlightPower V-Balance habe, und der beim Laden zwischen
dem Akku und dem Ladegerät gehängt wird!

Ladegerät (+-) --> Balancer (+-)(Balanceranschlüsse) --> Akku

Verbraucht der Balancer doch auch Strom (Der wird ja auch warm).

Somit verfälscht mir der Balancer doch die tatsächlich aufgenommene
Kapazität des Lipos!

Beide Akkus hatten im Entladenen Zustand eine Restspannung von etwa
19,5 Volt. Bei einem 6s1p ergibt das rechnerisch 3,25 Volt pro Zelle.
Ich denke doch, das ich mir da keine Sorgen um meine teuren Akkus zu machen brauch.

Kann ich beim Laden den Balancer passiv anschliessen, und den Lipo direkt
ans Ladegerät? Obwohl mir der Balancer das Ergebnis wahrscheinlich auch etwas verfälscht.

Gruß Ingo

[Crizz]

Wie willst du den passiv anschließen ? Was soll der dann machen ?

Ohne Balancer darfst du nur Einzelzellen laden - wenn du nen LiPo-Pack anschließt ohne Balancer läufst du Gefahr, einzelne Zellen ruck-zuck zu schrotten. Die LiPo´s werden nach I/U-Kennlinie geladen, d.h. zuerst mit konstantem Strom von max. 1 C bis zur Ladeschlußspannung und danach mit Ladeschluspannung bis 100 % ( oder vielmehr 99,99 % ) erreicht sind.

Der Balancer sorgt beim Laden dafür, das die Zellen auf gleichem Spannungsniveau gehalten werden, ansonsten würden die Zellen durch die unterschiedliche Spannung gegenseitig Stromabgeben, und das ist für die Dinger eben ungesund. Der Balancer verhindert das.

Es gibt Balancer-Module, die direkt im Pack verbaut werden und jeweils ein Modul zwischen zwei Zellen verschaltet wird. Das erspart zwar den externen Balancer und sorgt sowohl beim Laden wie auch Entladen für identisches Spannungsniveau der Zellen, ich bin aber skeptisch ob die Dinger bei den Leistungen die bei Heli´s und sonstigen Leistungsmotoren gezogen werden wirklich das Gelbe im Betrieb sind.

Was die Restspannung nach Gebrauch betrifft denke ich kann man keine pauschale Äußerung treffen, das kann von Hersteller zu Hersteller variieren - normalerweise sollte beim Pack ein Begleitzettel sein ( oder direkt aufgedruckt ) auf dem die Ladeschlußspannung, nominelle Spannung und Entladeschlußspannung steht. Solange du über der Entladeschlußspannung bleibst bist du auf jeden Fall im grünen Bereich. Notfalls würd ich mal nach der Hersteller-Website googeln, spätestens dort sollten Infos zu finden sein

Edit / Nachtrag : hab grad verstanden, was du meintest. Was du vorhast bringt dir nix, je nach Schaltung höxtens Zellenschaden. Der Balancer-Anschluß am Akkupack ist nix anderes wie ein Abgriff der Einzelzellen, der Balancer kann dadurch den Unterschied zwischen den Zellen kompensieren.

Wenn du jetzt den Akku direkt an den Lader anschließt, und dessen Spannung höher ist als die am Ausgang des Balancers ( +/- Akku ) , dann wirst du dir die Zellen in jedem Fall schießen, weil du mit zu hoher Spannung lädst. Außerdem stimmt das ganze Potential in der Schaltung nicht mehr, da wie gesagt alles eine Reihenschaltung ist, bei der zwischen ALLEN Anschlußpunkten ( Akku +/- sowie Einzelzellen ) das Niveau ermittelt und verglichen wird. Also : besser nicht machen

[umbrella]

Soo ..

unter aktivem Laden stelle ich mir das so vor:



Unter passivem Laden stelle ich mir das so vor (Angedeutet):



Nach meiner Berechnung stellt sich mir folgender Sachverhalt:
(Elektrische mögen mich bitte korrigieren )

6s1p --> P=U*I 109WH=22.2V*4.9A

Ladezeit bei 1C etwa 1 Stunde schwankt nach entnommener Leistung.
Der Balancer wird bei fast 5A Ladestrom bei "aktivem" Laden doch ganz schön warm. Ich kann mir hier schon etwa 10 Watt Verlustleistung vorstellen. 10 Watt bei einer Stunde sind 10 Wattstunden (WH).
Das sind fast 10 Prozent mehr Kapazität was mir das Ladegerät anzeigt,
welche in den Akku gehen sollten, aber wohl am Balancer verbraten werden.

Fakt: mir fehlen fast 500 Mah im Akku !
EDIT: Besser so .. Der Akku ist zwar voll, aber am Lader werden mir etwa
0,5AH mehr angezeigt.

Elektroniker bitte klärt mich auf

Verluste anderer Art sind hier nicht eingerechnet!

Gruß Ingo

[Gerry_]

Um das genau rauszufinden, müsste man in jeden Kanal vom Balancer nen Datenlogger hängen, der den Strom über den Lastwiderstand aufzeichnet, gleichzeitig die Spannung der Zelle überwacht, dann hätte man ein genaues Ergebnis.

Ich hab grad folgendes gemacht: 3-Zeller Lipo, über 2 Zellen leicht entladen, Balancer dran und den Strom über die 3. ja noch volle Zelle gemessen.
Der Strom beträgt dort 0,16A, wären bei einer Ladedauer von 90 Minuten 0,24Ah, vorausgesetzt die eine Zelle wird permanent balanciert.

Da der Balancer jedoch die meiste Zeit inaktiv bleibt und (jedenfalls bei mir) hauptsächlich zu Beginn und zum Ende des Ladevorgangs etwas aktiver ist, geht natürlich Leistung verloren, aber ist im Verhältnis zur Akkukapazität nicht wirklich ausschlaggebend.

Grüsse,
Gerry

[Gerry_]

Nachtrag zum aktiven und passiven laden:

Der Balancer bleibt unabhängig von der Beschaltung parallel zum Akku, d.h. in der einen Variante wird der Akkustrom durch den Balancer geschleift, in der zweiten Variante sitzt der Balancer separat.

Elektrisch gesehen bleiben sich beide Varianten gleich.

Gerry

[Gerry_]

Weiter gehts:

Um die Verlustleistung dieser Zelle auf den kompletten 4900er Pack ins Verhältnis zu setzen, kommen wieder die Wattstunden ins Spiel:

Angenommen, die eine Zelle wird permanent balanciert, und der Ladestrom sowie Akkuspannung wären immer gleich. Dann ergibt sich folgende Rechnung:

Verlust über Balancer: 3,7V x 0,24Ah = 0,888Wh
Ladeleistung bei 6S: 3,7V x 6 x 4,9Ah = 108,78Wh

Also rein rechnerisch bleiben im ungünstigsten Fall unter 1% der Kapazität im Balancer.

Grüsse,
Gerry

[umbrella]

EDIT: Opps Überschneidung!

Ändert sich was dran, wenn der Balancer in Reihe hängt?



[Alte Denkweise] Soo denke ich das auch ...

Das WICHTIGSTE:

Verfälscht er nun den eingeladenen Strom oder net?

Wenn ja, dann würden ja ALLE Angaben zur nachgeladenen
Kapazität nicht mehr stimmen.

Vorrausgesetzt die Balancer funktionieren alle gleich.
Kenne nur den einen
Das Ladegerät kann ja nur die abgegebene Kapazität messen, egal
ob da 3 Akkus oder 5 Balancer dranhängen [/Alte Denkweise]

Gruß Ingo

[Crizz]

Leute, ihr vergesst nen wesentlichen Faktor : Es wird nach I-U-Kennlinie geladen, und die ist alles andere als linear. Da kommt sqr2 in´s Spiel, der Akku verhält sich beim laden und entladen wie ein Kondensator, also eine logarythmische Kurve, allerdings erst ab erreichen der Ladeschluspannung. Die ausgerechnete Leistung sowie Verlust-Leistung hast du nur während der ersten 80 - 90 %, sie nimmt kontinuierlich mit ab durch den sinkenden Ladestrom.

Die Zeitkonstante Tau (t) ergibt sich aus der Kapazität des Akku´s, bei Laden mit 1 C wird nach rund einer Stunde die Ladeschlußspannung erreicht, nach weiteren 30 minuten ist der Ladestrom auf unter 5 % gesunken und der Akku wird als voll geladen betrachtet - zumindest schalten die meisten Lader dann ab.

Ich hab mal ne typische I-U-t- Ladekurve von LiPo´s drangehängt, vielleicht wird damit auch die Abhängigkeit Strom-Spannung-Kapazität deutlicher.

Und : der Balancer verfälscht das Ergebnis der angezeigten Ladekapazität, weil die Zellen ja beim laden balanciert werden. Ein Teil des Troms wird zwischen den Zellen ausgeglichen, weshalb der Balancer sich auch erwärmt. Wenn dir also ein Instrument am Lader sagt, es sind 1000 mAh geladen worden, dann ist ein geringer Teil davon nicht vom Akku aufgenommen worden sondern in Wärme umgesetzt worden. Das heißt aber nicht, das der Akku nicht voll wäre - es hat nur weniger reingepaßt, als angezeigt wird. Aber aufgrund der Balancer-Ströme wird das so mehr zu vernachlässigen, je größer die Zellenkapazität ist, da die Balancing-Ströme im Verhältnis zum Ladestrom sehr gering sind, und dieses Verhältnis umso "besser" wird, je höher der Ladestrom wird.

[ER Corvulus]

Also - gaaanz kurz und knapp: der Balancer verfälscht natürlich 8etwas) die angezeigte eingeladene kapazität. Was der so neben den Zellen rumbalanciert, bleibt natürlich nicht in den Zellen hängen.

je nach Balancer (und dessen max Leistung, die er abführt) ist das ergebniss unterschiedlich.

Einfache Abhilfe - um hier und da - die echte Kapazität zu ermitteln:

Einzelzellen-Laden am Balancer-Anschluss und keinen Balancer anschliessen. Dauert halt x-mal so lange. dabei nimmt man dann sinnvoll den kleinsten wert (dürften ja nach Zelle etwas unterschiedlich sein) - weil mehr ist man ja nicht geflogen.

Grüsse wolfgang

[ChristianFrankreich]

Hallo Crizz,

Deine Ausführungen sind echt gut. Das habe ich auch ohne LiPo-Sachverstand kapiert. Ich habe mir den Schulze-Balancer gekauft, weil ich folgendes auf deren HP dazu gefunden habe:

Der Balancer verwendet eine neuartige Balancing-Technik: Ein Teil der Energie des Akkupacks wird mit hohem Wirkungsgrad auf die Zellen mit der niedrigsten Spannungslage umgeschichtet (!). d. h. wenig Energievernichtung, daher geringe Wärmeentwicklung.

siehe HP von Schulze

Ich gehe davon aus, dass damit meine Anzeige der Kapazität am Ladegerät annähernd genau ist, oder?

Gruß aus Frankreich
Christian

[umbrella]

Bis jetzt komme ich als nicht Elektrischer noch mit,

bin Holzwurm Master


Dann gehe ich davon aus, das die Flightpower EVO 20 NF 4900mah zumindest Anfangs eine andere Kap. oder Kurve aufweisen.

Ich hoffe das regelt sich noch ein.

Ich mache mir jetzt einfach keine Kopf drum....
Der Akku wird bis 19,5 Volt leergeflogen und gut ist.

Aber Danke für die guten Infos


Gruß Ingo

[Crizz]

So wie sich das liest sollte man davon ausgehen, allerdings kenne ich ehrlich gesagt diese Technik nicht, und ohne Kentniss über den Schaltungsaufbau kann ich da auch nur mutmaßen. Aber ist schon richtig, man sollte meinen das in dem Fall eigentlich die Anzeige exakter sein sollte, wobei sich das auch relativiert : durch das Balancing zwischen den Zellen ohne Zu-Ladung wird Akku-Kapazität "vernichtet", die Energieverteilung wird nicht verlustfrei erfolgen. In Folge dessen müßte man also mehr in den Akku reinpumpen als eigentlich vorher durch den Betrieb entnommen wurde, aber ich denke mal, das relativiert sich alles - auch die Verluste über nen Balancer. Kritisch wird´s erst, wenn du in nen 4900er beim Laden über 5500 reinbekommst, dann solltest du dir ernsthaft Gedanken machen

[ER Corvulus]

Na, ob das eben nun kritisch ist oder nicht, will er ja gerade wissen. Und um die LiPos nicht immer soweit leerzufliegen (was ja nicht sooo gesund für die dinger ist) ist halt schon interessant, was man nun wirklich _verflogen_ hat - und man will ja auch nicht vor lauter schiss, den Lipo zu leer zu fliegen gar nicht mehr bzw nur noch 32sec rumdüsen...

Ich mach das halt auch manchmal so: Zellen gelden und frischbalanciert fliegen (ca 75% der regulären Flugzeit) - dann ohne Balancer laden. Einmal kann man auch mal ohne balancen laden... sooo viel kann da ja gar nicht unterschied sein.

Grüsse Wolfgang

[ChristianFrankreich]

...... Einmal kann man auch mal ohne balancen laden... sooo viel kann da ja gar nicht unterschied sein.

Grüsse Wolfgang

Das sagst Du jetzt mal so. Ich habe mir aus Lust und Laune einen Zoom 450 EP bestellt und fand das Ganze mit der E-Fliegerei super-easy. Kein Sprit, kein Dreck und offensichtlich stehen die E-Helis den Spritis nicht mehr nach. Also alles mal eben bestellt und dann in diversen Foren mich über das Thema LiPo informiert. Und nun habe ich einen höllischen Respekt vor den Energiebündeln. Und nun zu Deiner Aussage meine Überlegung:

Wenn eine Zelle bei diesem Flug sein Geist aufgibt, dann wäre doch in Deiner Ladekonfiguartion anschließend die anderen Zellen auch zu Grabe getragen, oder? Ich habe aus Grundaussage nach dem Studium der Foren gedacht, nie!! ohne den Balancer was machen.

Habe ich das falsch verstanden?

Gruß aus Frankreich
Christian

[Crizz]

Mir kommt kein LiPo-Pack ohne Balancer an den Lader - es sei denn ich lad die Zellen einzeln. Ich laß am Auto auch nicht mal zum testen an jedem Rad zwei Radbolzen weg.

LiPo´s sind in bestimmten Bereichen nicht ganz unkritisch, zwar werden nur selektierte Zellen zu einem Pack verarbeitet, aber auch diese haben Toleranzen. Und dafür sind die Blancer nunmal da.

Wenn man es genau wissen will, dann sollte man sich die Arbeit 1x machen und jede Zelle einzeln laden - das birgt keine Gefahr, dauert zwar länger ( weil man eben bei nem 6-Zeller 6x 1,5 Stunden braucht ) , aber man bewegt sich auf der sicheren Seite bzgl. Akkupflege. Und selbst wenn man das Prozedere auf 2 oder 3 Tage ausdehnt - so viel Eigenentladung haben die Zellen nicht, das das Ergebnis beeinträchtigt würde.

Und von der finanziellen Seite wär mir das einfach zu blöd, nen LiPo-Pack durch Experimente in den Ofen zu kicken - und unnötig Teile für den Heli kaufen zu müssen, nur weil plötzlich und unvermittelt die Flugzeit nur noch 1/3 beträgt.