Ausfallanalyse an einem Lithium-Ionen-Akkumulator

Mal wieder ein interessanter Bericht bei „Elektronik-Praxis“:

Ausfallanalyse an einem Lithium-Ionen-Akkumulator.

Ich finde es sehr informativ, wenn nach dem Ausfall einer Komponente mal untersucht wird, warum eben jener Defekt gerade aufgetreten ist. Nebenbei ist auch die Erklärung des Aufbaus so einer Akkuzelle recht lesenswert.

 

 

Ladeprobleme Ego-T Akku

Ladegeraet-EGO-T-ARTIKEL-www.michael-floessel.de

Bitte auf die roten Hinweise unten im Artikel achten!

So, damit bin ich leider auch schon beim ersten Problem, welches bei zwei von drei Ladegeräten der Ego-T E-Zigaretten aufgetaucht ist. Ja, mittlerweile sind wir Dampfer im Haushalt zu dritt :-)

Das Ladegerät weigerte sich, den Akku zu laden. Nach Anschrauben des selbigen blinkt er zwar auf, die Ladeanzeige des Ladeadapters bleibt aber grün. Ob nun wirklich eine Ladung stattfindet ist nicht sicher, jedenfalls möchte ich das so nicht lassen. Wie ich die diversen integrierten Schaltungen zum Lithium Akku laden kenne, wird da kein großer Ladestrom fließen. Im weiteren Verlauf wurde der Akku gar nicht mehr erkannt bzw. reagierte nicht mehr.

Die einfache Lösung:

Auf den Kontakten des Akkus oder des Ladegerätes (und damit auf beiden :-D ), befindet sich Liquid. Irgendwann ist der Schmierfilm so dick, dass es eben keinen Stromfluss mehr gibt. Also einfach ein Tuch nehmen, Kontakte reinigen – fertig. Für die Innenseite des Akkus am besten einen Zahnstocher oder ähnliches mit einem weichen Tuch umwickeln und auch mal das Innengewinde reinigen. Mit etwas Glück, reicht das schon.

Die kompliziertere Lösung:

Eher was für die Bastler unter uns ;-) Das Problem besteht offenbar darin, dass einige Akkus nach dem Einschrauben den in der Mitte liegenden Pol nicht  mehr erreichen.

Ladegeraet-EGO-T-OPEN-www.michael-floessel.de

Ich habe das Ladegerät mal zerlegt, man ist ja neugierig :mrgreen:

Hier liegt das Problem allerdings nicht, die Elektronik arbeitet. Gehäuse musste aber runter, will ja nix anschmoren…

 

Ladegeraet-EGO-T-Kontakt-www.michael-floessel.de

Der eigentliche Ladekontakt. Er hat in meinem Falle keine Berührung mehr mit seiner Gegenseite.

Also mal etwas anschleifen…

 

 

 

Ladegeraet-EGO-T-Kontakt-geloetet-www.michael-floessel.de

 

… und einen kleinen Lötpunkt aufsetzen, dieser überbrückt die Differenz. Nur ein klein wenig, nur kurz. Akku vorsichtig wieder hereindrehen, nicht zu dolle, der Kontakt im Ladegerät ist ja nun dicker. Es besteht die Gefahr, dass man die Kontakte auf der Gegenseite eindrückt, also mit Gefühl und nur schrauben, bis die LED rot wird, also die Ladung beginnt!!!

Ladegeraet-EGO-T-Pimp-www.michael-floessel.de

 

Läuft!

Sei noch zu erwähnen, dass auch andere Ursachen für Ladeprobleme verantwortlich sein können, im Zweifel lieber die Finger davon lassen.

 

Und wie immer, nachmachen auf eigene Gefahr! Akkus können bei falscher Handhabung gefährlich werden! Wenn ein Akku absolut nicht mehr zum Laden bewegt werden kann, ist er wahrscheinlich defekt und die Sicherheitsmaßnahmen der Elektronik verhindern die Ladung! Es besteht Feuer- und Explosionsgefahr!

Extrem hoher Akkuverbrauch: Google Play-Dienste geben Rätsel auf – AndroidPIT

Wenn der Akku plötzlich deutlich schneller leer ist:

Extrem hoher Akkuverbrauch: Google Play-Dienste geben Rätsel auf – AndroidPIT.

Bei meinen Geräten konnte ich den Effekt bislang nicht beobachten. Was nicht ist, kann aber noch werden ;-)

 

 

 

reichelt elektronik – Elektronik und PC-Technik

Akkulaufzeit verlängern: So hält das Smartphone länger durch – AndroidPIT

Akku leer und keine Steckdose in Sicht, dies kennt wohl jeder Smartphone und Tablet Benutzer. ‚AndroidPIT‘ hat ein paar Tipps zusammengefasst, die sich um diese Probleme drehen:

Akkulaufzeit verlängern: So hält das Smartphone länger durch – AndroidPIT.

Klar, den meisten Usern werden zumindest einige dieser Punkte bekannt sein, aber wer weiß, vielleicht ist ja doch noch etwas dabei, was noch unbekannt war ;-)

 


reichelt elektronik – Elektronik und PC-Technik


 

Akkus kontaktlos laden bis 1,2 cm

Ich habe mich ja hier schon für den LTC4120 interessiert, jetzt ist bei ‚Elektronik Praxis‘ ein weiterer Artikel zum Chip erschienen:

Akkus kontaktlos laden bis 1,2 cm – Elektronik Praxis.

Bin leider noch nicht in den Genuss gekommen das Teil mal auf dem Tisch zu haben, alleine schon weil nach unserem Fürth-Umzug meine Werkstatt immer noch in Kartons verpackt ist ;-) und ich bisher nicht wirklich Mühe in das Beschaffen eines Exemplares investiert habe. Oft ist es für Privatleute ja nicht unbedingt einfach, frühzeitig an neu erschienene Halbleiter und Co zu gelangen, ich bleibe an dem Thema aber dran!

 

 


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LTC4120: Drahtloser 400-mA-Energieempfänger – ELEKTOR.de | Elektronik

Interessantes Bauteil:

LTC4120: Drahtloser 400-mA-Energieempfänger – ELEKTOR.de | Elektronik

Habe mich mit dieser Thematik auch noch nicht umfassend beschäftigt, aber gerade im Hinblick auf die Akkuladung z.B. beim Car-System der Modellbahn vielleicht eine guter Ansatz.

Hier noch der Link direkt zum Bauteil bei „linear.com“.

 


reichelt elektronik – Elektronik und PC-Technik


 

Was Sie schon immer über Lithium-Ionen-Akkus wissen wollten – Elektronikpraxis

akku_lithium_nimh_artikelbildDie Themen Akkutyp und Ladung können Bücher füllen. Neben dem Anwendungsbereich entscheiden auch die Lademöglichkeiten und der zur Verfügung stehende Platz maßgeblich über den zu verwendenden Akkutyp. Ich selber nutze bislang immer noch NiMH Akkus für meine Car System Autos. Dies hat aber eher den Grund in der Tatsache, dass ich für die klassischen Antriebstechniken nur 1,2V brauche und bei brauchbarer Zellengröße mehr Kapazität zur Verfügung steht, bisher jedenfalls. Ein Spannungswandler ist eben meist besser in ein Modell einzubauen als ein größerer Akkupack. Nebenbei sind NiMH Zellen aktuell doch teilweise wesentlich preiswerter.

Jedenfalls gibt es bei ‚Elektronikpraxis‘ einen lesenswerten Artikel, der sich mit dem Thema Lithium-Ionen Technologie auseinandersetzt:

Was Sie schon immer über Lithium-Ionen-Akkus wissen wollten – Elektronikpraxis

Zugegeben, schon beim Einbau weißer LEDs in ein Modell, kann der Einsatz von Lithium-Ionen Akkus sinnvoll sein, immerhin wollen diese Leuchtdioden rund 3V Betriebsspannung sehen. Kommen dann noch blaue LEDs (die ja im selben Spannungsbereich werkeln) dazu, weil irgendwelche Lichteffekte realisiert werden sollen, ist der Lithium Akku schon fast Pflicht.


Westfalia - das Spezialversandhaus

Test des experimentellen Ladegerätes für’s Modellbahn Car System

Multilader_Car_SystemMittlerweile hat mein experimentelles Ladegerät für das Modellbahn Car System seine erste Testphase im Ausstellungsbetrieb hinter sich. Ich bin mit den Ergebnissen recht zufrieden, ein paar Kleinigkeiten an der Software sind noch zu verbessern, geht aber erst wieder, wenn ich in Fürth bin. Auch bessere Anschlusskabel müssen noch dran, ist aber kein doller Aufwand. Wenn die letzten Änderungen durchgeführt sind und ich richtige Dokumentationen erstellt habe, kommt das Ladegerät hier in den Blog zum Nachbau. Wie ich schon einigen Interessierten per Mail schrieb, kostet die Schaltung pro Modul keine 3€ an Bauteilen, die Hauptplatine ist ebenfalls nicht teurer.

Akkus bei Reichelt ;-) (Affiliate) :

GP 1/2AAA Industriezelle, NiMh, 345mAh, Lötfah.


GP 2/3AAA Industriezelle, NiMh, 400mAh, Lötfah.


SANYO Micro Akku, NiMh, 1000mAh,mit Lötfahnen


NiMh-Industriezelle von GP, Lötfahne, 1100mAh


Experimentelles Ladegerät für’s Car System/1,2V Akkus

car_system_lader_1.2v_artikelbildImmer wieder steh‘ ich vor dem Problem, dass in einer größeren Modellbahnausstellung zeitgleich mehrere Car System Fahrzeuge geladen werden müssen. Oft hat man alle Hände voll mit dem Anlagenbetrieb zu tun hat, also sollte das Laden möglichst ohne Aufsicht geschehen und auch von Kollegen durchgeführt werden können, die mit Elektronik nichts am Hut haben :-)

Da meine aktuellen Fahrzeuge alle mit 1.2V NiMh Akkus versehen sind, habe ich mal begonnen, eine Ladevorrichtung zu bauen, die per Stecksystem einfach zu erweitern und zu warten ist. Nebenbei soll die Technik auch genutzt werden können, wenn mal ‚in time‘ Ladung auf der Anlage/den Anlagen realisiert wird. Folgendes soll die Elektronik können:

  • Delta U Ladung/Erhaltungsladung/Ladeschlusserkennung
  • Abschaltung bei ungewöhnlich hoher Spannug
  • Erkennung von Kurzschluss oder Verpolung
  • > 200mA Ladestrom, muss eben für Delta U ausreichen.
  • Abschalten bei bestimmter Spannung falls Delta U nicht funktioniert.

Das soweit als Eckdaten, realisiert habe ich das natürlich ( ;-) ) mit einem PIC Mikrocontroller (12F675). Der erste Versuchsaufbau ist fertig, ich stelle einfach mal einige Bilder hier ein, ist für mich eine gute Möglichkeit der Projektdokumentation. Wenn alles Praxistauglichkeit bewiesen (und vor allem die Software für den PIC den ‚Alphastatus‘ hinter sich hat), kommt’s natürlich auch hier in den Blog. Überhaupt werde ich die weiteren Baufortschritte hier einfügen. Funktionieren tut das Ganze eigentlich schon, ich habe nur noch keine Erfahrungen im Alltagsbetrieb und bei verschiedenen Akkukapazitäten, das will ich alles erst noch austesten. Gelegentlich schießt auch die Programmierung über das Ziel hinaus, ist eben noch nicht fertig… ;-) Letztendlich ist das Projekt auch ein Experiment, vielleicht kremple ich alles noch einmal um.

Erste Skizze zur Schaltung1.2V Lader für 1.2V Akkus Car System Das 1. Modul! Die Lötseite mit ein paar SMD Bauteilen Das einzelne Modul, eine 2.4V Version usw. werde ich wohl auch noch hinzufügen, ist ja alles per Software zu realisieren :-) Nochmal das komplette System Nach etlichen Tests mit den Einzelplatinen hier mal am Stück...Nach ein wenig herumrechnen und skizzieren habe ich die ersten Module aufgebaut und getestet. Die Hauptplatine besteht eigentlich nur aus der Stromversorgung und der Parallelverdrahtung für die Module bzw. das Stecksystem. Gespeist wird das Ganze mit 12V, diese werden direkt an den Schalttransistor für die Ladung weitergegeben, damit kann ich später auf andere Akkuspannungen bzw. Typen reagieren. Vielleicht kommt ja noch was dazu… Für den Mikrocontroller und den ‚intelligenten‘ Teil des Laders wird aus den 12V noch eine 5V Spannung generiert, dies sitzt auch auf der Mutterplatine. In der ersten Versuchsreihe macht die Schaltung folgendes:

  • Spannung auf den Akku geben/messen/Zustandsermittlung
  • Bei 0V oder Überspannung Vorgang wiederholen, ggf. Fehlermeldung mit der roten LED, Check für einige (5?) Sekunden wiederholen.
  • Wenn alles OK ist, weiter laden/messen und mit gelber LED Ladung anzeigen bis Delta U bzw. eine max. Spannung erreicht wird. Mit der Ladeschlussspannung zur Sicherheit hadere ich noch, ist sehr stark abhängig vom Ladestrom & Innenwiderstand der Zelle.
  • Regulierung des Ladestromes durch Puls/Pause
  • Erhaltungsladung

Werden nach/bei der normalen Ladung 0V gemessen, geht das Programm von einem entfernten Akkus aus. Wird ein neuer Akku angeschlossen, beginnt das Spiel von vorne. Dazu wird immer wieder die Spannung am (leeren) Port gemessen. Problem ist hierbei, dass ein evtl. defekter Akku mit 0V dann nicht erkannt wird, eine geringe Spannung muss der Controller messen, um eine neue Ladung zu starten. Bei Umpolung erst recht übel :mrgreen: Wie gesagt, ist noch einiges an Programmierung zu erledigen. Nebenbei funktioniert die Schaltung (bisher) nur, wenn die Ladebuchse im Fahrzeug direkt mit dem Akku verbunden ist. Sollte also im Auto selber noch ein Ladevorwiderstand vorhanden sein, wird er zu Fehlmessungen und damit zum Fehlverhalten der Schaltung führen.

Nebenbei bemerkt:

Für mich ist das Projekt nicht allzu wissenschaftlich! Ich habe aus Not geboren seinerzeit in der MWO mit vielen improvisierten Techniken die Autos am Fahren und Laden gehalten, irgendwie wurden die Akkus immer voll. Ich weiß, dass diese Elektronik in der jetzigen Form schon funktioniert, soll halt vor allem sicher sein. Die Akkus sind ohnehin nicht meine größten Sorgenkinder, Schmutz und mechanischer Verschleiß sind da viel schlimmer. Es existiert übrigens auch noch kein richtiger Stromlaufplan, dazu ändere ich derzeit immer noch zu viel. Wer trotzdem schon Interesse an der Geschichte hat, einfach per Mail melden! Die Skizzen oben stammen aus der Vorbereitungszeit und stellen nicht den aktuellen Aufbaustand dar, bestenfalls bei der Pinbelegung!

Hier noch einige Links zum Thema Akkuladung:

Die größten Irrtümer der Ladetechnik, G. Wiesspeiner 

Wikipedia – Ladeverfahren

BaSyTec – Ladung

 

 

 

 

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Wer vielleicht ohnehin einen neuen Akku braucht, kann ja mal den Artikel lesen, evtl. ist da was nachrüstbar. Ich fände es schon praktisch, nicht immer mit der Strippe hantieren zu müssen :-)
 


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