Lipo Akku Schaltung überwachen

Hallo Leute!

Ich habe da ein kleines Problem.

Ich habe 16 Lipo Akkus zusammengeschaltet (was dann bei voll ca. 60 V bringt) und möchte diese nun Überwachen ( Überladung und Tiefendladung). Für den ersten Akku ist das kein Problem, da die Spannung ja im Bereich des Arduino Analogread Bereich liegt. Aber schon beim 2. Akku gibts das Problem das die Spannung ja schon bei ca. 8 V liegt, das Summiert sich dann auf. Die folgliche Idee ist dann, dass man dann über Spannugsteiler runter teilt. Jetzt zum eigentlichen Problem: Wie ermittel ich dann die Spannung des einzelnen Akkus?

Meine Idee wäre .

Spannung2 = Akku2 x 2 - Akku1... Spannung3 = Akku3 x 3 - Akku1- Akku2? ist das Richtig?

Danke schon mal und Gruß

Der Spannungsteiler ist nicht die beste Idee da er kontinuierlich den Akku entläd. Auch wird die Genauigkeit und Auflösung der Messung schlechter je höher die Spannung ist. ( bei 60V hast Du nur ca 60mV Auflösung gegenüber den ca 5mV bei 5V) Grüße Uwe

Hallo Uwe,

Danke für die Antwort!

Hast du ne andere Idee?

Zum Spannungsteiler:

Die Genauigkeit reicht aus, soll nur den Wertebereich zwischen 2,8 und 3,6 V Überwachen. Wenn ich den Spannugsteiler hochomig genug wähle, sollte das kaum ins Gewicht fallen bei der Akku Größe.

Da wurde letztens eine Schaltung dafür entwickelt: http://forum.arduino.cc/index.php?topic=180745.msg1343135#msg1343135

Weiß aber nicht ob das Ding inzwischen läuft und funktioniert wie gedacht. Ist aber für 8 Zellen. Für 16 wäre das noch ein Stück komplizierter oder man müsste mal ernsthaft nach Multiplexern mit höherer Spannungsfestigkeit suchen. Die gibt es (für 30, 36 oder 72V), sind aber teuer.

... und die Teile (SMD) haben so minimale Pin-Abstände, dass das wohl nur noch ne Maschine / Reflow löten kann.

SOIC und auch TSSOP kann man noch per Hand löten. Gerade bei 16 Pins. Das kommt auch auf die Technik an. Man muss gar nicht jeden Pin einzeln Löten. Wenn man vorher Flussmittel aufträgt kann man das Lötzinn einfach entlang streifen.

Siehe hier:

Von Maxim gibts sogar welche in DIP (MAX4508/4509 und MAX308/309), aber dann wieder der Preis…

Der DG408/409 ist vielleicht was:
http://www.intersil.com/content/dam/Intersil/documents/fn32/fn3283.pdf

Macht 34V, wird von Maxim als Industrie-Standard bezeichnet und gibts bei ebay für 1-2 Euro von deutschen Versendern.

Hallo Anthrax,

eine mögliche Lösung wäre, jede Zelle mit einem eigenen A/D-Wandler zu messen.

Es muss dann allerdings jeder A/D-Wandler von der Schaltung galvanisch getrennt sein und jeder Wandler muss auch eine eigene 5V-Versorgung bekommen!

Realisieren ließe sich sowas mit SPI-Wandlern MCP3201 und Induktivkopplern ADuM1401.

Die Frage ist nur, ob Du diesen nicht unerheblichen Aufwand treiben willst.

Grüße

Martin

Anthrax: Hallo Uwe,

Danke für die Antwort!

Hast du ne andere Idee?

Zum Spannungsteiler:

Die Genauigkeit reicht aus, soll nur den Wertebereich zwischen 2,8 und 3,6 V Überwachen. Wenn ich den Spannugsteiler hochomig genug wähle, sollte das kaum ins Gewicht fallen bei der Akku Größe.

Ich habe keine einfache und billige Lösung. Der Spannungsteiler kann nicht zu hochohmig sein da ansonsten der Sample&Hold Kondensator im A/D-Wandler nicht richtig geladen wird. Du kannst eine hochohmigen Spannungsteiler verwenden aber dann mit einem Operationsverstärker entkoppeln. Bei 15 LiPo Elementen kostet das auch einiges. Grüße Uwe

@Serenifly Das mit dem DG408 hättest du mir auch vorher sagen können .... :D Gibts in der Bucht bei Kessler sogar (noch) im guten DIP16 - für alberne 1,14. Werde meine Schaltung mal umdängeln ....

Die Schaltung von TERWI ist wirklich elegant mit der virtuellen Masse (sofern das in der Praxis so funktioniert). Bei ihm ist das für 8 Zellen und ca. 34V ausgelegt (weshalb es noch mit Standard ICs für 18V geht), aber das lässt sich auch erweitern. Ist nur eine Frage der verwendeten ICs.

Bei ca. 60V Gesamt-Spannung braucht man dann Multiplexer und OPs die ca. 35V machen.

@TERWI Der DG408/409 ist mir irgendwie nicht über den Weg gelaufen als bei dir mal gesucht habe. Hättest ja selbst mal nachforschen können :p Ich glaube du willst den DG409. Dass es die auch in DIP gibt hatte ich vorhin auch übersehen. :)

Hast du das auf einem Breadboard jetzt mal ausprobiert ob es im Prinzip geht?

Ja, das funktioniert ! Habs aber nur eingleisig (die unter Hälfte) für einen 4S gemacht. Für den Rest hatte ich noch keine Zeit.

Mit dem 408 (wäre sogar besser) wird das noch wesentlich einfacher. Da fällt einiges weg.

Und nun gleich weitergedacht: Ich hatte das ja erst mal so konzipiert, das der Arduino selber misst. 10Bit sollten eigentlich reichen - 12Bit wäre schöner. Da hatten wir doch neulich hier auch jemanden, der einen preiswerten ADC in 12 Bit mit I2C/SPI Schnittstelle ausgegraben hatte ? Wie hieß der doch gleich ?

Nimmt man nun so eine Schaltung für 8 Zellen und setzt halbwegs schnelle Optokoppler für die Zellenumschaltung/Adressierung sowie für I2C/SPI Signale, hat man das ganze galvanischgetrennt und könnte theoretisch bleibig vele Module stacken. 2 täten's dann ja schon für 15 Lipos.

TERWI:

Nimmt man nun so eine Schaltung für 8 Zellen und setzt halbwegs schnelle Optokoppler für die Zellenumschaltung/Adressierung sowie für I2C/SPI Signale, hat man das ganze galvanischgetrennt und könnte theoretisch bleibig vele Module stacken.
2 täten’s dann ja schon für 15 Lipos.

Da hatten wir doch neulich hier auch jemanden, der einen preiswerten ADC in 12 Bit mit I2C/SPI Schnittstelle ausgegraben hatte ?

Der Vorschlag hat einen Nachteil. Die Meßschaltung wird entweder von der Zelle selbst versorgt und darum entlädt sich die Zelle oder es braucht galvanisch getrennte Netzteile oder DC/DC Wandler.

Die I2C Schnittstelle galvanisch zu isolieren ist auch nicht einfach, da jedes I2C Device senden und empfangen muß.

Grüße Uwe

Stimmt. Der 409 ist ja nur nötig durch die Aufteilung der Betriebsspannungen, da man jeweils 4 Zellen untereinander vermisst. Wenn man eine Betriebsspannung für alles hat, reichen 2 * 1:8 für 8 Zellen

Such einfach mal bei Reichelt nach "Wandler A/D" und verfeinere das dann auf 12bit. z.B.: http://www.reichelt.de/ICs-MCP-3-5-/MCP-3201-CI-P/3/index.html?&ACTION=3&LA=446&ARTICLE=90070&GROUPID=5472&artnr=MCP+3201-CI%2FP

Danke .... Anke ! Frollein Eagle läuft sich schon warm. Alle Bauteile vorhanden. Nachtschicht .... 8)

Sooo… ein kleiner geistiger Erguss. Siehe Anhang.
Sollte so funzen. Erst mal als Entwurf ohne Bauteildimensionierung / Optimierung
“Fine-Adjustment” der Referenzspannung muss nicht sein - einfach mal reingenommen.
Dito Potentialtrennung der Signalleitungen.
Gibt es Beschwerden / Korrekturen / Ergänzungen ?
An die Platine mache ich mich dann mal zeitnah …

… für max. 16 Lipo’s wäre die Schaltung einfach x 2.
Die Signalleitungen sind dann einfach parallel zu schalten - außer CS, den braucht man dann schon doppelt.
Logo auch den passenden Sketch. :cold_sweat:
Kommt Zeit, kommt Lösung. :roll_eyes:

LIPO_Monitor_2.pdf (31.2 KB)

… keiner hat die Fehler gesehen. Puuuh !
Hier mal eine etwas ergänzte Schaltung.
Nach 2 Tagen hatte ich auch wieder Eagle drauf - also auch ne Platine anbei. (Details auf Anfrage)
Nur 7,5 x 4,5 cm groß - mit Standard-Bauteilen. Kein SMD !
Alles notwendige gibts bei Reichelt, die DG408 leider nur bei Kessler Electronic (noch mehr als 1400 Stück)
Ich hab mal alles notwendige was nicht hier vorhanden bestellt.
… noch nicht mal 15€ trotz 2x Versandkosten.

LIPO_Monitor_2.pdf (29.5 KB)

LIPO_Monitor_2_Platine.pdf (55.4 KB)

Hallo Herr Terwi, gibt´s noch die Eagle Datei vom board Lipo Monitor irgendwo? Ich möchte das Ding nachbauen evtl. in SMD umrouten. Danke

Hast du mal aufs Datum geschaut und gesehen, dass TERWI sich abgemeldet hat?

Mache also besser einen eigenen Thread mit Deiner Frage auf. Du kannst ja den alten Thread verlinken.

Gruß Tommy

Hi Laut den Post's von TERWI gab's Den zumindest noch am 09.05.19 - oder wo sehe ich, daß Er/Sie/Es Sich abgemeldet hat?

MfG

Sorry, ich hatte den Namen mit dem des TO verwechselt.

Gruß Tommy