NiMH Ladeverfahren: warum nicht "DeltaU=0" statt &

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15.05.2010, 13:10
Maverick89

NiMH Ladeverfahren: warum nicht "DeltaU=0" statt &

Hallo Kollegen!

Ich habe ein (verdammt teueres) 9.6V 2200mAh NIMH akku von einer Softairwaffe, der mich möglichst lange glücklich machen soll :) Ladezeit ist mir dabei weniger wichtig.

Ich baue also einen möglichst guten ladegerät mit AVR-Steuerung. Ich will mit C/10 Laden um den akku möglichst zu schonen falls die abschaltung versagt, abgeschlatet wird per Zeit aber auch Delta-U.

Das Problem: es heißt ja Delta-U Buckel ist wenig ausgeprägt bei niedrigem ladestrom. Dann frage ich mich aber: soll es wirklich ein "Buckel" sein? Reicht es nicht wenn die Zellenspannung über längere Zeit nicht gestiegen ist?

Meine Idee ist:
30 Sekunden Impuls mit C/10 (bzw C/5). Integration der Stromstärke nach zeit (nennen wirs D). Unterbrechnung für 5 Sekunden, Spannungsmessungen über 1s mit Mittelwertberechnung. Wieder 30 sekunden laden.

Stopp-Kriterien:
- D/1.4 hat die Kapazität des Akkus überstiegen
- Spannung ist seit 5 Minuten nicht gestiegen (Messgenauigkeit ca 5mV sollte mit einem guten ADC und Mittelwertberechnung erreichbar sein)

Was haltet Ihr davon?

Und noch was: die NiMH sollten ja heißt es nicht tiefentladen werden, andererseits sagen andere Seiten es sei gut vor dem Laden die Zelle zu leeren. Was stimmt nun? Kann man die Zelle auch mit niedrigen Strömen leeren, oder Sollte mit 1C geleert werden? Bis zu welchem Abschaltkriterium sollte geleert werden?

Dank im Voraus :)
15.05.2010, 13:55
Michael

Hallo Maverick89,

ein abfallender Spannungsbuckel entsteht nur bei Erwärmung der Zelle. Wegen des negativen Temperaturkoeffizienten.
Die Zelle setzt nicht einlagerbare Energie in Wärme um, sei es durch zu hohen Innenwiderstand oder eben am Ladeende.
Bei mehreren Zellen in Reihe kann der Ladezustand unterschiedlich sein und eine Zelle noch laden und die Nachbarzelle voll sein Dann würde die abfallende Kurve von der Ladekurve der Nachbarzelle ausgeglichen und es entsteht keine abfallende Kurve.

Das Entladen vor dem Laden wird gemacht, um gleiche Ladezustände zu erreichen. Die Akkus mögen nämlich eigentlich keine Überladung.
Entladeschlußspannung je nach Strom 0,8 bis 1,0 Volt.

Gruß, Michael
15.05.2010, 14:09
Maverick89

Zitat:

Zitat von Michael

Hallo Maverick89,

ein abfallender Spannungsbuckel entsteht nur bei Erwärmung der Zelle. Wegen des negativen Temperaturkoeffizienten.
Die Zelle setzt nicht einlagerbare Energie in Wärme um, sei es durch zu hohen Innenwiderstand oder eben am Ladeende.
Bei mehreren Zellen in Reihe kann der Ladezustand unterschiedlich sein und eine Zelle noch laden und die Nachbarzelle voll sein Dann würde die abfallende Kurve von der Ladekurve der Nachbarzelle ausgeglichen und es entsteht keine abfallende Kurve.

Das Entladen vor dem Laden wird gemacht, um gleiche Ladezustände zu erreichen. Die Akkus mögen nämlich eigentlich keine Überladung.
Entladeschlußspannung je nach Strom 0,8 bis 1,0 Volt.

Gruß, Michael

D.h. deltaU=0 funkzt nur unter der voraussetzung, dass alle Zellen etwa gleich voll sind?

Ist der Entladestrom wichtig? Wenn ja - in welchem breich...
15.05.2010, 14:27
Michael

Hallo Maverick89,

Zitat:

D.h. deltaU=0 funkzt nur unter der voraussetzung, dass alle Zellen etwa gleich voll sind?

wenn es überhaupt funktioniert. Die Außenzellen eines Packs werden ja z.B. stärker gekühlt als die innen liegenden.

Zitat:

Ist der Entladestrom wichtig? Wenn ja - in welchem breich...

je höher der Strom, desto niedriger darf die Entladeschlußspannung sein.
Das ist ja abhängig vom Innenwiderstand. Wenn die Kurve am Entladeende abfällt, ist Schluß.

Bild hier
hier wird ein 400mAh Akku mit 2,5C entladen, Abschaltschwelle ist 0,7V/Zelle
Strom lila, Spannung blau, Leistung gelb, x-Achse = Kapazität

Gruß, Michael
15.05.2010, 15:18
PICture

Re: NiMH Ladeverfahren: warum nicht "DeltaU=0" sta

Hallo

Zitat:

Zitat von Maverick89

Ich habe ein (verdammt teueres) 9.6V 2200mAh NIMH akku von einer Softairwaffe, der mich möglichst lange glücklich machen soll :)

Ich würde dir empfehlen für diesen Akku einen best geeigneten Ladegerät mit µC und Entladefunktion kaufen und für Experimente mit deinem geplannten angeblich besseren Ladegerät die billigste NiMh Zellen nehmen.

Dafür solltest du alles was Michael geschriben hat berücksichtigen, wenn oben zietierter Satz wahr seien sollte. Es gibt beim Lade- bzw. Entladeverfahren erhebliche Unterschiede zwischen Theorie und Praktik für nur eine oder, wie bei dir, 8 seriel geschalteten NiMH Zellen.

Die beste Methode ist natürlich jede Zeile unter strenger Kontrolle einzeln Entladen und danach Laden. Deswegen sind für mich billigste einzelne Akuss im Batteriehalter immer besser als teuerste unzerlegbare Akkupacks.

MfG
15.05.2010, 15:30
Maverick89

Selbstverständlich halte ich für experimente ein paar "billige" 9V-Akkus aus Conrad bereit, damit soll mein ladegerät erstmal unter ordentlicher kontrolle reif werden.

Dem akku war ein ladegerät beigelegt mit dem er geladen werden soll- ein ungeregelter 100mA - totaler schrott eigentlich.. Schlechter als der wird meiner eh nicht werden..
15.05.2010, 15:38
PICture

Es ist leider typisch, dass überall gesparrt wird, leider nicht immer auf der richtigen Stelle... :(

Ich wünsche dir viel Spass und Erfolg bei der Entwicklung! :)

MfG
15.05.2010, 19:28
Besserwessi

Wenn da noch eine Abschaltung nach 24-30 Stunden dabei ist, sind die ungeregelten 100 mA gar nicht so schlecht. Da gibt es schlimmeres: z.B: 400 mA ungeregekt und ohne abschaltung, nur der Hinweis das man der Akku nicht über 6-8 Stunden laden sollte.

Wenn man nur C/10 als Strom nimmt, also 220 mA , wird man auch bei vollem Akku nur eine sehr gereinge Temperaturerhöhung und damit auch nur einen geringen Spannungsabfall bekommen. Bei Zellender Größe AA sollte man eher über 500 mA gehen, damit man das Ladeende sicher erkennen kann.

Man sollte die Zellen nicht tief entladen. Um die Ladung zwischen den Zellen auszugleichen kann man einige Zeit mit etwa C/20 weiterladen, nachdem man per dU/dt das normale Ladeende erkannt hat. Auch eine volle Zelle kann den Strom von C/20 noch einige Zeit ohne große nachteile vertragen. Außerdem leidet darunter die beste Zelle, und es gibt damit ein angleichen der Zellen.

Über das entladen besteht dagegen die Gefahr das man die schon schlechteste Zelle schädigt. Etwas entladen ist eventuell nicht verkehrt, denn so kann man verhindern das man einen schon ganz vollen Akku nicht beschädigt, denn die Abschaltung nach dU/dt funktioniert erst nach ein paar Minuten. Ganz leer machen muß man die Zellen auch nicht jedesmal. Gegen den Memoryeffekt reicht es wenn man das einmal alle paar Monate macht. Bei NiMH ist der ohnehin schwächer ausgeprägt, und wirklich störend ja auch nur bei Verbrauchern mit gerunger Stromentnahmen.