Jak zrobić szybką ładowarkę do ładowania akumulatorów we wkrętarce?

Witam, chciałbym zrobić ładowarkę do wkrętarki, która będzie szybko ładowała (około 1 godziny) akumulatory 18 V (1,5 Ah i 5 Ah).

Kup Imax B6, ładowarkę do pakietów modeli i pozamiatane.

Jakubserwis napisał:

Kup Imax B6, ładowarkę do pakietów modeli i pozamiatane.

Drogi kolego, chcę zrobić samemu, a nie kupować (bo lubię majsterkować).

Imax B6 jest za słaby.
Ze względu na dużą moc, musi to być ładowarka oparta na przetwornicy impulsowej. Są specjalistyczne scalaki do tego celu. Trzeba poszukać scalaków na stronach producentów, dobrać elementy i tak dalej.

Może te zdjęcia Ci coś podpowiedzą.

Skrócenie czasu ładowania wiąże się z podniesieniem napięcia aby zwiekszyć prąd, w wyniku czego wzrośnie temperatura ładowanych akumulatorów. I teraz pytanie , jak zachowa się i czy wytrzyma elektronika zabezpieczająca pakiet, czy czujnik temperatury nie odetnie ładowania np. po pół godziny i wtedy doopa z zamiarów? Jak podwyższone temperatury wpłyną na żywotność baterii i czy to się opłaci w ogólnym rozrachunku. ?

bratHanki napisał:

Skrócenie czasu ładowania wiąże się z podniesieniem napięcia aby zwiekszyć prąd, w wyniku czego wzrośnie temperatura ładowanych akumulatorów.

Jeśli to LiIon to raczej nie można podnieść napięcia, tylko zwiększyć prąd w trybie CC.

Jakubserwis napisał:

Może te zdjęcia Ci coś podpowiedzą.

Ta podpowiedź może być błędna.

Ja zrobiłem coś takiego. Z akumulatora wkrętarki 18V DeWalt usunąłem ogniwa Ni-Cd i w ich miejsce wsadziłem 4x po 2 ogniwa Li-Ion od laptopa. Do środka upakowalem moduł BMS 4S 40A kupiony na z.p.a. Do BMSa podłączyłem wyjście akumulatora i gniazdo montażowe 2.5mm. Ten zestaw mogę ładować prawie każdym zasilaczem od laptopa. Ładowanie zajmuje ok 1 godziny. Bateria miała oryginalne 2Ah 18V. Teraz ma 4,4 Ah i ok. 16V. Wkręca bezproblemowo kołki fi 10 w beton. Działa już ponad 2 lata. Także że swej strony mogę polecić takie rozwiązanie. Tylko koniecznie musi być dobry BMS, żeby pilnował ładowania i zabezpieczał ogniwa.

jarek_lnx napisał:

bratHanki napisał:

Skrócenie czasu ładowania wiąże się z podniesieniem napięcia aby zwiekszyć prąd, w wyniku czego wzrośnie temperatura ładowanych akumulatorów.

Jeśli to LiIon to raczej nie można podnieść napięcia, tylko zwiększyć prąd w trybie CC.

Przepływ prądu jest wymuszany różnicą napięć. Nie ma sposobu zwiększenia prądu bez podwyższenia napięcia w trakcie ładowania. Końcowe napięcie ładowania pozostaje takie samo. Szybkie ładowarki do telefonów są w stanie dostarczyć napięcie do 12 V.

panzewsi napisał:

usunąłem ogniwa Ni-Cd i w ich miejsce wsadziłem 4x po 2 ogniwa Li-Ion od laptopa.

Czyli fuszerka, ogniwa laptopowe nie są przystosowane do takich prądów.

panzewsi napisał:

Do BMSa podłączyłem wyjście akumulatora i gniazdo montażowe 2.5mm. Ten zestaw mogę ładować prawie każdym zasilaczem od laptopa.

Zasilacz pracuje z przeciążeniem do czego nie był projektowany i nie ma żadnej kontroli napięcia.

panzewsi napisał:

Tylko koniecznie musi być dobry BMS, żeby pilnował ładowania i zabezpieczał ogniwa.

To jest chory pomysł, brak układu zapewniającego poprawne parametry ładowania w trybie CC i CV "rekompensowany" jest obecnością zabezpieczania, które odcina ładowanie już w zakresie napięć niedopuszczalnych do normalnej pracy - 4,3V
Takie zabezpieczenie stosuje się dodatkowo, na wypadek awarii ładowarki, nie zamiast.

panzewsi napisał:

Także że swej strony mogę polecić takie rozwiązanie.

Jako przykład partactwa. Domowym majsterklepkom wystarczy że wkrętarka kręci, ale to forum dla elektroników gdzie ludzie patrzą też na to, jak zrobić poprawnie. Dla czego ludzie chcą zrobić porządnie, kiedy można byle jak i też działa?
Niektórym trudno to wytłumaczyć, ale jest na to ładne określenie - kultura techniczna, równie trudne do pojęcia jak inne rodzaje kultury

bratHanki napisał:

Przepływ prądu jest wymuszany różnicą napięć. Nie ma sposobu zwiększenia prądu bez podwyższenia napięcia w trakcie ładowania. Końcowe napięcie ładowania pozostaje takie samo.

Tu nie chodzi o prawo Ohma, ale o to że twoja poprzednia wypowiedź łatwo wprowadzi w błąd słabiej zorientowanych czytelników, w trybie pracy CC istotny jest prąd i zmieniając ten prąd zmieniamy czas ładowania. Kiedy mowa o napięciu ludzie rozumieją to jako napięcie w trybie CV.

bratHanki napisał:

Szybkie ładowarki do telefonów są w stanie dostarczyć napięcie do 12 V.

Ale to nie jest urządzenie do ładowania akumulatora, to napięcie nie jest podawane na akumulator, to tylko zasilacz, a podniesione napięcie to sposób na "przepchnięcie" większej mocy przez delikatne miniaturowe złącza i przewody o niewielkiej obciążalności prądowej.

Cytat:

Cytat:

bratHanki napisał:
Szybkie ładowarki do telefonów są w stanie dostarczyć napięcie do 12 V.

Ale to nie jest urządzenie do ładowania akumulatora, to napięcie nie jest podawane na akumulator, to tylko zasilacz, a podniesione napięcie to sposób na "przepchnięcie" większej mocy przez delikatne miniaturowe złącza i przewody o niewielkiej obciążalności prądowej.

Możesz to wytłumaczyć jaśniej? Z tego co pamiętam, to akumulator gromadzi ładunek proporcjonalny do czasu i wartości prądu jaki przepłynął przez ten akumulator a nie od napięcia przyłożonego. Jeżeli czas się skraca to prąd musi się zwiększyć i inaczej być nie chce. Chyba, że znowu coś pomyliłem.

jarek_lnx napisał:

panzewsi napisał:

usunąłem ogniwa Ni-Cd i w ich miejsce wsadziłem 4x po 2 ogniwa Li-Ion od laptopa.

Czyli fuszerka, ogniwa laptopowe nie są przystosowane do takich prądów.

Wiem, że ogniwa laptopowe nie są przystosowane do dużych prądów, ale napisałem, że podłączyłem 4x po 2 ogniwa czyli równolegle, czyli prąd możliwy do uzyskania z tych ogniw wzrósł 2x. I powiem Ci więcej, Chciałem to rozwiązanie przetestować, czy da radę i przycisnąłem wkrętarkę tak, żeby zdechła i faktycznie zdechła - spaliła się fabryczna blaszka łącząca ogniwa - po przylutowaniu w to miejsce miedzianego drutu jest dobrze. Napisałem, też, że wkręca w beton kołki fi 10 i nie trzeba poprawiać kluczem - to też chyba jest niezła rekomendacja.

jarek_lnx napisał:

panzewsi napisał:

Do BMSa podłączyłem wyjście akumulatora i gniazdo montażowe 2.5mm. Ten zestaw mogę ładować prawie każdym zasilaczem od laptopa.

Zasilacz pracuje z przeciążeniem do czego nie był projektowany i nie ma żadnej kontroli napięcia.

Wiem, że "fuszerka", ale powiem jak typowy informatyk - ale u mnie działa już 2 lata i nie ma problemu, poza tym zasilacz ma 4,5A także nie ma raczej przeciążenia, zresztą takie zasilacze mają zabezpieczenia przeciążeniowe i zwarciowe.

jarek_lnx napisał:

panzewsi napisał:

Tylko koniecznie musi być dobry BMS, żeby pilnował ładowania i zabezpieczał ogniwa.

To jest chory pomysł, brak układu zapewniającego poprawne parametry ładowania w trybie CC i CV "rekompensowany" jest obecnością zabezpieczania, które odcina ładowanie już w zakresie napięć niedopuszczalnych do normalnej pracy - 4,3V
Takie zabezpieczenie stosuje się dodatkowo, na wypadek awarii ładowarki, nie zamiast.

panzewsi napisał:

Także że swej strony mogę polecić takie rozwiązanie.

Jako przykład partactwa.

Myśl sobie co chcesz - sprawdziłem na własnej d. i działa już ponad 2 lata. Ogniwa nie straciły pojemności ani mocy (ostatnio wkręcałem nią kołki fi 16 - przyznaję, trochę trzeba było dociągnąć kluczem) Poza tym i tak miałem te ogniwa nowe gratis, a skoro działa w warunkach polowych, to niech każdy sobie wyciągnie wnioski sam.

Witam
Musisz zadbać o trzy elementy:
- zasilacz (źródło napięcia o określonej wydajności prądowej );
- zasilacz impulsowy CC/CV;
- BMS .
Robiłem wszystko od zera w mojej wiertarce ( oryginał 18V, 1,2Ah NiCd ).
Przeróbka na LiOn 2500mAh 5s.
Z oryginalnej ładowarki zostawiłem obudowę i trafo ( klasyczne ciężkie 70W ), do obudowy włożyłem płytkę zasilacza impulsowego CC/CV ustawionego na 23V z ograniczaniem na 2A.
Do pakietu z wiertarki włożyłem ogniwa 5s o największym dopuszczalnym prądzie rozładowania jakie spotkałem i połączyłem to wszystko przez BMS 50A.
Z ukraińskich opisów w sieci dowiedziałem się że BMS trzeba przerobić bo w czasie startów prąd może przekroczyć w impulsie 100A , wymaga to dodania kondensatora 100nF i opornika ( nie pamiętam gdzie i jaki bo to zależy od BMS ).
BMS oprócz podstawowej funkcji ma odcinanie zasilania silnika jak napięcie spadnie poniżej określonej wartości, więc zabezpiecza mnie to przed rozładowaniem ogniw ( nie testowałem, łąduję profilaktycznie by nie stanąć z wierceniem w trakcie pracy ).
Wiertarka jest mocniejsza niż oryginał, ogniwa to różowy Samsung reklamowany przez sprzedawcę jako wersja modelarska.

Poradziłbym zastosować zamiast klasycznego BMS,balanser aktwny z BMS.
Raz,że będzie równo ładował ogniwa w szeregu.
Dwa wydłuży żwotność pakietu.
Ładowanie ekstremalnie szybkie skraca znacznie żywotność akumulatorówm tak jak i doładowywanie do 4,35 V (max bezpieczne napięcie ogniw litowych) nawet powyżej 50%..
Pod spodem balanser aktywny z BMS.

Robienie przetwornicy impulsowej dużej mocy (tu wychodzi ze 100W, może więcej) nie jest proste, trzeba skompletować odpowiednie elementy (nie można np. użyć byle jakiego kondensatora, musi być taki, który nadaje się do przetwornic, bo zwykły szybko wysiądzie) - coś myślę, że to za trudne dla początkującego, a zbyt pracochłonne, by miało sens dla kogokolwiek - poza fabryką produkującą na dużą skalę.

Przed zrobieniem ładowarki może warto poczytać o metodach ładowania akumulatorów LiIon i wiążących się z tym zagrożeniach? Dzięki temu nie będzie miał kolega poligonu dla strażaków i może bateria ręki nie urwie?
Kolega chce ładować szybko, więc samo CC/CV to za mało. Trzeba jeszcze pilnować temperaturę ogniw baterii i napięcia na każdej z baterii w baterii jeśli kolega będzie budował baterię szeregową z baterii równoległych (mieszane łączenie ogniw elektrochemicznych pierwotnych lub wtórnych).
Dla przykładu podam sposób ładowania akumulatorów NiHM. W czasie szybkiego ładowania należy kontrolować prąd ładowania, napięcie akumulatora i jego temperaturę. Przegrzanie akumulatora grozi jego rozszczelnieniem (otwiera się zawór, który wypuszcza na zewnątrz gazy - głównie parę wodną). Kontrola napięcia - mierzymy napięcie (metoda zawodna) lub przyrost napięcia w czasie (tę metodę wykorzystuje się w większości ładowarek). Temperaturę czasem się mierzy, czasem nie (tańsze ładowarki). Jest jeszcze jedno zabezpieczenie - ograniczenie czasu ładowania, żeby akumulator nie ładował się w nieskończoność. Zabezpieczenie bardzo uciążliwe, jeśli ładuje się akumulatory o większej pojemności, bo trzeba to robić na raty.
Życzę miłej lektury dokumentacji akumulatorów litowo jonowych.
Kolegę, który używa tzw. BMS jako układ kontrolujący ładowanie, wezmę trochę w obronę - większość opisów dotyczących tych modułów wprowadza w błąd sugerując, że nadają się one do ładowania i bez dalszego dociekania można je uznać za ładowarkę, co nie jest prawdą. Czasem mają układy równoważące napięcia ogniw w baterii i to wszystko.

Są też moduły łączące w sobie możliwość ochrony ogniw przed nadmiernym rozładowaniem, przeładowaniem, z funkcją balansera i zabezpieczenia przed zwarciem ale jednak trzeba je podłączyć do ustrojstwa zapewniającego ładowanie CC/CV.

Zasady ładowania akumulatorów Li-ion są zupełnie inne, niż Ni-MH (a te z kolei nieco inne, niż Ni-Cd):
* Ni-Cd: wyraźny spadek napięcia po naładowaniu, gdy temperatura zaczyna rosnąć;
* Ni-MH niewielki spadek napięcia po naładowaniu, gdy temperatura zaczyna rosnąć;
* Li-ion: nie wolno doprowadzać do takiego naładowania, by wystąpił spadek napięcia.

Ale do wszystkich są układy scalone sterujące ładowaniem...

mar88pn napisał:

chcę zrobić samemu, a nie kupować (bo lubię majsterkować).

Popieram takie podejście, lecz chcieć a móc to dwie różne sprawy.
Zacznij od podania konkretnego modelu, rodzaju akumulatora.
Podanie napięcia i jego pojemności, niczego nie załatwia.
Bardzo ważne jest to z jakich ogniw jest zbudowana Twoja bateria.
Li-Ion, Ni-Cd a może Ni-MH ?

Pozdrawiam.

Stawiam na Li-Ion 5x3,6V=18V wg. starego stylu. Obecnie to 20 V bo marketingowo lepiej wyglada . Chociaż może też być 15x 1,2V. NiCd. Z NiMH nie spotkałem się w elektronarzędziach.

bratHanki napisał:

Stawiam na Li-Ion 5x3,6V=18V wg. starego stylu.

Tu niema co "stawiać, tu trzeba mieć 100% pewność.
Autor chce "zbudować" ładowarkę o odpowiednich parametrach.
I tak w przypadku ogniw Li-Ion, maksymalne napięcie wyjściowe ładowarki to: 21V (5 x 4,2V).

tad224 napisał:

Poradziłbym zastosować zamiast klasycznego BMS,balanser aktwny z BMS.
Raz,że będzie równo ładował ogniwa w szeregu.
Dwa wydłuży żwotność pakietu.
Ładowanie ekstremalnie szybkie skraca znacznie żywotność akumulatorówm tak jak i doładowywanie do 4,35 V (max bezpieczne napięcie ogniw litowych) nawet powyżej 50%..
Pod spodem balanser aktywny z BMS.

Na zdjęciach jest sam balancer bez BMS. Może być jako dodatek do akumulatorów dużej pojemności.

mar88pn napisał:

Witam, chciałbym zrobić ładowarkę do wkrętarki, która będzie szybko ładowała (około 1 godziny) akumulatory 18 V (1,5 Ah i 5 Ah).

Nie ma na to szans. Patrz dokumentację ogniw i zasady ładowania.
A ponieważ jak piszesz chcesz, zrobić no to teraz pokaż schemat według jakiego byś chciał to zrobić. Ocenimy bo chcesz zrobić to musisz mieć schemat, a nie na zasadzie to weźcie mi wszystko zaprojektujcie. To ja może poskładam i może coś nie wybuchnie bo jednak minimum wiedzy trzeba mieć na ten temat. Zawsze zaczyna się od podstaw.

reaven22 napisał:

Na zdjęciach jest sam balancer bez BMS. Może być jako dodatek do akumulatorów dużej pojemności.

balaser jest z BMS. Patrz opis:

tad224 napisał:

balaser jest z BMS. Patrz opis:

To sam balanser. Patrz na wyprowadzenia i schemat podłączenia.

Dodano po 11 [minuty]:

tad224 napisał:

Poradziłbym zastosować zamiast klasycznego BMS,balanser aktwny z BMS.

A ja nie. Przynajmniej w tym wypadku. Z tym że ja wiem dla czego, bo czytam dokumentację, a nie opis, co więcej mam takie. Więc wiem jak działają.

tad224 napisał:

Raz,że będzie równo ładował ogniwa w szeregu.
Dwa wydłuży żwotność pakietu.

Raz że się na tym nie znasz, dwa brak ci wiedzy w temacie. Zacznij czytać dokumentację.

tad224 napisał:

Ładowanie ekstremalnie szybkie skraca znacznie żywotność akumulatorówm tak jak i doładowywanie do 4,35 V (max bezpieczne napięcie ogniw litowych) nawet powyżej 50%..

Pierwsze dobrze reszta jak zwykłe stek bzdur...... Wynikający z braku wiedzy i czytania dokumentacji. Czyli według ciebie ogniwa LiHV nie istnieją.

kkknc napisał:

To sam balanser. Patrz na wyprowadzenia i schemat podłączenia.

Emballage inclus: BMS 2S-8S 15A panneau de compensation de Balance Active 1.2A co oznacza: zestaw zawiera BMS...panel balansera aktywnego.
To już z dokumentacji kolego.
Wyprowadzenia: balanser i BMS łączy się do cel tak samo. No można to chyba rozpoznać z budowy płytki jeśli już.

kkknc napisał:

Raz że się na tym nie znasz, dwa brak ci wiedzy w temacie. Zacznij czytać dokumentację.

Zwykle na takie posty nie odpowiadam i ludziom którzy arogancko i wyniośle dochodzą swoich racji i to jeszcze bez argumentacji, ale tu rzeczywiście nie jestem pewien czy sprzedawca nie wprowadza w błąd co do funkcji urządzenia jako BMS, więc nie wykluczyłem twojej racji i postanowiłem sięgnąć do dokumentacji.

kkknc napisał:

tad224 napisał:

Poradziłbym zastosować zamiast klasycznego BMS,balanser aktwny z BMS.

A ja nie. Przynajmniej w tym wypadku. Z tym że ja wiem dla czego, bo czytam dokumentację, a nie opis, co więcej mam takie. Więc wiem jak działają.

Jak użyjesz BMS zamiast balansera to wyłączy on pakiet od ładowarki lub obciążenia kiedy jedna z cel osiągnie max (lub min) napięcie, a pozostałe mogą pozostać niedoładowane lub z zapasem pojemności. Więc pakiet sie nie naładuje się do końca ani też nie rozładuje do końca, co oznacza pojemność bedzie mniejsza w zależności od tego jak różnią się akumulatory i tylko jedna cela bedzie wykorzystywać pełny zakres. Jeśli to bedą ogniwa z odzysku to różnica może być istotna, jak i po długim okresie używania. W tej sytuacji ogniwa celi ładowanej do "końca" szybciej zużyja się od pozostałych.
Równe napięcia cel jakie stymuluje balanser przenosząc nadmiar ładunku będzie powodować równomierne żuzycie akumulatorów.

Jeśli masz inną argumentację to masz pole do popisu, autor może być nią zainteresowany. Dyskusja ma pomóc autorowi nie mnie.

Balanser po za tym sprawdzony w działaniu potwierdza regułę.

tad224 napisał:

To już z dokumentacji kolego.
Wyprowadzenia: balanser i BMS łączy się do cel tak samo. No można to chyba rozpoznać z budowy płytki jeśli już.

BMS ma wyjście do obciążenia i wejście do ładowarki. Ten układ tego nie posiada. To tak a propos czytania dokumentacji.

tad224 napisał:

Jak użyjesz BMS zamiast balansera to wyłączy on pakiet od ładowarki lub obciążenia kiedy jedna z cel osiągnie max (lub min) napięcie, a pozostałe mogą pozostać niedoładowane lub z zapasem pojemności. Więc pakiet sie nie naładuje się do końca ani też nie rozładuje do końca, co oznacza pojemność bedzie mniejsza w zależności od tego jak różnią się akumulatory i tylko jedna cela bedzie wykorzystywać pełny zakres. Jeśli to bedą ogniwa z odzysku to różnica może być istotna, jak i po długim okresie używania. W tej sytuacji ogniwa celi ładowanej do "końca" szybciej zużyja się od pozostałych.
Równe napięcia cel jakie stymuluje balanser przenosząc nadmiar ładunku będzie powodować równomierne żuzycie akumulatorów.

Jeśli masz inną argumentację to masz pole do popisu, autor może być nią zainteresowany. Dyskusja ma pomóc autorowi nie mnie.

Balanser po za tym sprawdzony w działaniu potwierdza regułę.

Napisałeś się, napisałeś się, zamiast poczytać jak to działa.
Ten konkretnie balanser zaczyna działać dopiero przy różnicy ponad 1V. Wcześniej nie zadziała. Więc z ogniwa musiało być dobrze rozjechane żeby w jakikolwiek sposób zaczął działać. W połączeniu szeregowym dobiera się i tak miały podobną pojemność i RW. W podanym przez autora przykładzie pojemności to 5 baterii lub 10 przy większej. Co więcej ta płytka zajmuje dość dużo miejsca a w obudowie baterii się nie zmieści. Dlatego trzeba dobrze dobierać ogniwa, jak masz z odzysku. A i nowe jak masz pośredniej firmę to też musisz. Jak masz dobre nowe znanego producenta to są to dość powtarzalne elementy.
A BMS stosujesz balanserem nawet pasywnym małej mocy. Całkowicie wystarcza przy dobrze dobranych ogniwach.

kkknc napisał:

BMS ma wyjście do obciążenia i wejście do ładowarki. Ten układ tego nie posiada. To tak a propos czytania dokumentacji.

Rzeczywiście przyznaję, uszło to mojej uwadze, dawno już nie składałem pakietu.

Jak widzę, temat się rozwija a jego Autor milczy.

@mar88pn Mógłbyś wreszcie napisać coś więcej o tej, Twojej baterii?

Czym się różnią te dwa moduły:



Dla leniwych.
Schemat pewnego BMS_a.

tad224 napisał:

kkknc napisał:

BMS ma wyjście do obciążenia i wejście do ładowarki. Ten układ tego nie posiada. To tak a propos czytania dokumentacji.

Rzeczywiście przyznaję, uszło to mojej uwadze, dawno już nie składałem pakietu.

Raczej nigdy nie składałeś. Bo to oczywista oczywistość. I tak samo jest z jazda na rowerze Jak się raz nauczysz to do końca życia nie zapomnisz.
Oczywiście + że rozumiesz swoje błędy.
@gumisie a co to za nie poprawny politycznie napis w lewym dolnym rogu.😋