Awaryjne ładowanie akumulatora Parkside 5s 18,5V z USB 5V lub 12V

Witam,
postawiłem sobie wyzwanie - awaryjne (do)ładowanie baterii do elektronarzędzia (pakietu 5s 18,5V) z 5V (USB) lub 12V (instalacja w aucie/ przenośna stacja zasilania).

Wiem, ze nie jest to najbardziej efektywne rozwiązanie, ale mam taką nietypową potrzebę. Na campingi wrzucam do auta wkrętarkę i 2 akumulatory - przydaje się taki zestaw m.in. do stabilnego wkręcenia kotew namiotu w ziemię, awaryjnych szybkich napraw, a dodatkowo do akumulatora mam przystawkę z mocnym reflektorem i przystawkę z USB jako zapasowy powerbank. Ostatnio było trochę nieplanowanych wyzwań w trakcie wyjazdu i obie baterie rozładowałem.

Szukam rozwiązania uniwersalnego, żeby zminimalizować ryzyko, założenia są proste:
- akumulatory Parkside 20V lub Makita LXT 18V (mam oba systemy i adaptery między nimi) to ogniwa li-ion w układzie 5s2p które pracują w zakresie ok. 15V-21V
- akumulatory nie muszą być ładowane do pełna, awaryjnie wystarczy mi nawet doładowanie ich do 50%
- chcę wykorzystać 12V z auta i gniazdo zapalniczki (w przyszłości planuje zakupu stacji zasilania, do której mógłbym też to podpiąć)
- ma być nieduże i możliwie uniwersalne

Mój pomysł:
W gniazdo 12V w aucie wpinam porządną ładowarkę USB 45W z PD (wydajność do 20V 2,25A). Podłączam wyzwalacz PD, który wyciąga z niej 20V. Opcjonalnie przetwornica step-up do 21V, a później step-down CC CV np. XL4015 albo LM2596 z ustawieniem 20V lub 21V 1A i przystawka do baterii. Wtedy w czasie kiedy jeżdżę autem będę mógł uzupełniać poziom akumulatora.

Zdaję sobie sprawę jakie będą straty, ale zastanawiam się w ogóle czy takie coś ma prawo działać oraz mam wątpliwości:
- czy do przetwornic ładowania step-down CC CV muszę podwyższać napiecie dodatkowym step-up, czy mogę podpiąć 20V i ograniczyć parametry CC CV do 20V i 1A?
- czy mogę przetwornicę CC CV ustawić np. na 18 lub 19V 1A i będzie w ogóle ładować takie akumulatory?
- czy są jakieś sprawdzone przetwornice step-up CC CV które mógłbym podpiąć bezpośrednio do 12V i ładować do 21V, bo znalazłem tylko kilka modułów w sieci, ale bez żadnej nazwy/kodu i z ubogą dokumentacją
- czy można rozwiązać to szybciej i łatwiej 😄

Prośba o podpowiedzi i opinie

Kup przetwornice 12/230V i ładuj oryginalnymi ładowarkami. Sposób który wymyśliłeś jest idealny do ubicia baterii, na pewno MAKITA.

płetwa napisał:

Kup przetwornice 12/230V i ładuj oryginalnymi ładowarkami.

Byłoby to najprostsze, ale odpada, bo to kolejne 2 niemałe rzeczy wyposażenia, które w 90% przypadków nie przydadzą się, a na takich wyjazdach ilość gratów i ich rozmiar są kluczowe. Poza tym DC12V>AC230V>DC21V to też straty.

płetwa napisał:

Sposób który wymyśliłeś jest idealny do ubicia baterii, na pewno MAKITA.

Wiem, że Makita w ładowarkach RC ładuje zwykle do niższego napięcia np. 20,2V, jest balanser, kontrola temperatury itd. 
Ale szukam czegoś naprawdę awaryjnego, załóżmy więc, że do takich eksperymentów będzie Parkside i ładowanie do max 20V.  Poza tym balansowałem już kilka razy w ostatnich latach ręcznie ogniwa w akumulatorach Parkside przy pomocy prostego TP4056, bo nawet BMS i fabryczna ładowarka nie radzą sobie z tym, więc wierzę, że 1-2 takie ładowania w roku niskim prądem z adaptera nie uszkodzą nic.

Zobaczcie, Chińczycy wypracowali takie rozwiązania do swoich zamienników akumulatorów m.in. Makity. Zasilane ze zwykłego USB pewnie 5V 2A, więc taki akumulator ładuje się wieki prądem max 0,5A, ale jest to zawsze jakieś awaryjne rozwiązanie. Tylko, że nie planuję specjalnie kupować chińskiego akumulatora, żeby wykorzystać chińskie adapterki do zasilania. Chcę opracować coś samodzielnie i wrzucić do schowka w aucie. 

>>21755211 Zerknij na ten temat https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic4095841.html

Ty tam masz baterie akumulatorów. Owe "ogniwa" to właśnie akumulatory. Dla zrobienia nowej ładowarki nie ma znaczenia jak są ułożone w baterii. Podstawowy problem - chcesz użyć zasilacza PD jako ładowarkę. Od razu bez tłumaczenia można napisać NIE DA SIĘ. Sprzedawcy i producenci ukuli bajeczkę,że zasilacz jest ładowarką. Działa, dopóki głupi klient podłącza zasilacz tylko do urządzenia, do którego został przystosowany. Gdy ma deko więcej inteligencji i zaczyna kombinować opierając się na kłamstwach i dezinformacji ("ładowarka" to naprawdę zasilacz) kończy się to źle. Na forum dwie osoby ostrzegały przed takim użyciem zasilacza, bo się to skończyło uszkodzeniem zasilanych akumulatorów. Możesz śmiało iść w ich tropy. Pożar lasu trudno zgasić latem.
Użyj jak człowiek ładowarkę. Może być modelarska z regulowanym napięciem. Zasilanie tylko z 12 V. 5V z USB to ledwo 2,5 W - 3 W mocy. Co tym chcesz ładować? Papierosa? Nawet telefon będzie miał problemy z naładowaniem swojego akumulatora. Niestety sprzedawcy i marketing zrobili taki śmietnik ze słownictwa technicznego, że trzeba się najpierw doktoryzować w dziedzinie tego bałaganu nazewniczego i później dopiero zajmować się rozwiązaniami technicznymi.
Kulawe rozwiązanie - przetwornica step-up podwyższająca napięcie 12 v do 21 V, ale taka z trybem CC/CV. Ustawiasz maksymalne napięcie wyjściowe przetwornicy, maksymalny prąd wyjściowy i ładujesz baterie akumulatorów od elektronarzędzi. Jeśli czegoś nie rozumiesz, to pytaj.

Jak umiesz majsterkować to zrób sobie taką ładowarkę:
https://www.youtube.com/watch?v=Ajf88JgELPI
Wyświetlanie parametrów ładowania można pominąć. Będzie jeszcze prościej.

Tak tylko skąd weźmiesz te 12 V na tym kempingu, rozumiem że z samochodu no i tu się zastanów nad akumulatorem w samochodzie naprawdę warto. Zwłaszcza dzisiejsze wykonana w technologii wapniowej. Tak oczywiście awaryjnie da się to naładować ale najlepiej do tego użyć nawet najtańszej ładowarki modelarskie. Fabrycznie Makita kiedyś ładowała swoje ogniwa do 4.1 V. Dzisiaj ładuję do 4,15 V. Oczywiście ogniwa są dostosowane do 4 i 2 V więc zostawiasz pakiet Lion 5S i ładujesz. Zarówno parkside jak i Makitę. Ładowałem obydwa w taki sposób. Problemu z nimi nie ma. Pamiętaj tylko że w makiecie do ładowania wykorzystuje się styk pomocniczy.

Jar-Woj napisał:

>>21755211 Zerknij na ten temat https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic4095841.html

Dzięki, fajna inspiracja! Wyzwanie nieco inne, bo tutaj autor obniżał napięcie z 24V, ale widzę, że zastosował na końcu układ XL4015, który był w moich rozważaniach.
Taki układ 3s kiedyś już przerabiałem w bardzo starej wkrętarce, są gotowe moduły USB do ładowania pakietów 2s/3s, upewniłem się, że sama bateria ma BMS, wywaliłem PCB ładowarki, wyprowadziłem gniazdo USB-C i mogłem ładować ją wszędzie gdzie było gniazdo USB (1,5Ah, ok 2h ładowania). Autor zapowiedział przeróbkę jeszcze X20V, więc będę obserwował jego wpisy.

LEDówki napisał:

Sprzedawcy i producenci ukuli bajeczkę,że zasilacz jest ładowarką.

Z grubsza zdaję sobie sprawę z różnic że zasilacz zwykle tylko podaje napięcie, a ładowarka to już bardziej zaawansowane urządzanie które steruje logiką ładowania jakiegoś akumulatora, tak żeby było to bezpieczne. Ale tak jak napisałeś - w tym obszarze nazewnictwa jest taki chaos, że odruchowo używa się niektórych nazw sprzecznie z logiką. Najprostsza "ładowarka samochodowa USB" jest nazywana ładowarką, nigdzie nie spotkałem określenia "zasilacz", a przecież jest tylko zasilaczem, który podaje 5V.

LEDówki napisał:

Podstawowy problem - chcesz użyć zasilacza PD jako ładowarkę. Od razu bez tłumaczenia można napisać NIE DA SIĘ.

Lektura Twojego wpisu i kilka eksperymentów przed chwilą uświadomiły mi, jak zły tok myślenia przyjąłem z PD. Bezmyślnie założyłem, że skoro mam w domu sieciowy zasilacz PD 65W i wyzwalaczem mogę wyciągnąć z niego 20V, to "ładowarka samochodowa" PD 45W z obsługą 20V zadziała tak samo. Niestety nie, w aucie przy zasilaniu 12V mogę osiągnąć tylko 9V i 12V, a 15V i 20V są dopiero w instalacjach ciężarówek o wyższym napięciu 24V.

LEDówki napisał:

Użyj jak człowiek ładowarkę. Może być modelarska z regulowanym napięciem. Zasilanie tylko z 12 V. 5V z USB to ledwo 2,5 W - 3 W mocy.

5V ze zwykłego USB przy 2A to przecież 10W, ale faktycznie ładowanie baterii 74Wh mocą 10W będzie trwało ponad 7h. Wyżej napisałem, przerabiałem już kiedyś mały pakiet 3s do ładowania dedykowanym układem na USB 5V, wszystko działa od kilku lat, ładowanie ok. 9W, więc pakiet 3s 1,5Ah w 2h mam naładowany.
Niemniej stawiam na 12V, nie ma innego wyjścia.

LEDówki napisał:

Kulawe rozwiązanie - przetwornica step-up podwyższająca napięcie 12 v do 21 V, ale taka z trybem CC/CV. Ustawiasz maksymalne napięcie wyjściowe przetwornicy, maksymalny prąd wyjściowy i ładujesz baterie akumulatorów od elektronarzędzi. Jeśli czegoś nie rozumiesz, to pytaj.

maurycy123 napisał:

Jak umiesz majsterkować to zrób sobie taką ładowarkę:
https://www.youtube.com/watch?v=Ajf88JgELPI

Zamówiłem właśnie przetwornicę CC/CV 250W 10-50V, chyba identyczną jak na filmie (link).

Nie będę na pewno robił demolki sprawnej ładowarki sieciowej, chcę dopasować to do systemu który już mam.

Do akumulatora Parkside mam już adapter z bezpiecznikiem i wtyczką XT60. Do tego mam gniazdo zapalniczki samochodowej na XT60, gdzie mogę wpiąć "ładowarkę samochodową" i mam szybki awaryjny powerbank do ładowania telefonu z mocą 30W. Mam też już miernik USB z wyprowadzonymi przewodami na wtyki XT60, przyda się do weryfikacji parametrów.
   

Do tego uniwersalnego systemu dołożę sobie małą obudowę z wyjściem na XT60, w środku dam zamówioną przetwornicę . Gniazdo wejścia zrobię na XT90 albo okrągły wtyk DC (tak żeby przypadkiem nie pomylić z XT60, a w sumie gniazdo DC będzie można awaryjnie zasilić prostym zasilaczem 12V jakich wszędzie dużo). Dorobię sobie przewód z wtyczką zapalniczki i odpowiednią końcówką do obudowy. Rozważam też żeby zrobić równolegle wejście USB z wyzwalaczem PD na 12V (wtedy mając dostęp do 230V mogę ładowarką od telefonu też awaryjnie naładować te baterie). Byłaby uniwersalna kostka do ładowania baterii w terenie.

Zastanawiam się nad parametrami przetwornicy i tutaj proszę o pomoc, na filmie ustawiona została na 21,6V i 4A, mierzyłem baterie Parkside po naładowaniu ładowarką sieciową i nigdy nie było więcej niż 20,5V, więc dobrze myślę, że bezpieczniejsze napięcie to 20,5V? Prąd myślałem o 2A (jeśli nie będzie się to grzało, to 3A), będzie ok. 40-60W ładowania i powinno to wystarczyć do awaryjnego podładowania podczas 15-20min jazdy autem.
Zastanawia mnie tylko, czy ta przetwornica będzie w stanie zakończyć lub zasygnalizować mi naładowanie. Układ Step Down LM2596S CC CV, który pierwotnie rozważałem w swojej błędnej koncepcji ma diody, które pokazują statusy ładowania i sygnalizują kiedy prąd spadł np. do 100mA. Wciskanie step-down po step-up nie ma sensu, czy warto w tym kierunku coś robić?

kkknc napisał:

rozumiem że z samochodu no i tu się zastanów nad akumulatorem w samochodzie naprawdę warto. Zwłaszcza dzisiejsze wykonana w technologii wapniowej.

Nie planuję obciążać akumulatora auta na postoju, raczej w czasie przejażdżek chciałbym móc podładować baterie żeby zawsze mieć minimum 50% w zapasie.

kkknc napisał:

"]Fabrycznie Makita kiedyś ładowała swoje ogniwa do 4.1 V. Dzisiaj ładuję do 4,15 V. Oczywiście ogniwa są dostosowane do 4 i 2 V więc zostawiasz pakiet Lion 5S i ładujesz. Zarówno parkside jak i Makitę. Ładowałem obydwa w taki sposób. Problemu z nimi nie ma. Pamiętaj tylko że w makiecie do ładowania wykorzystuje się styk pomocniczy.

Dzięki za te słowa. Właśnie doczytałem o tym, sprawdziłem przejściówki między systemami i widzę, że z Parkside do Makity są dodatkowe rezystory do styku pomocniczego, a z Makity do Parksida nie jest on w ogóle podpięty. Adapter z przewodem mam tylko na Parkside, więc przez przejściówkę nie przeszłoby takie ładowanie. Zostaje mi tylko Parkside do tych "eksperymentów".

Zobacz czy ładowarki modelarskie nie mogą być zasilane z 12 V i dawać 20 V z ograniczeniem prądu i napięcia ładowania. Tym się różni zasilacz od ładowarki. Ładowarka służy do ładowania, zasilacz do zasilania. Zazwyczaj do zasilania wymaga się stałe napięcie i prąd większy lub mniejszy. Do ładowania na odwrót - stały prąd do osiągnięcia jakiegoś napięcia a wtedy stop ładowania. Większość ładowarek od kilkudziesięciu lat ładuje baterie akumulatorów kwasowo ołowiowych metodą uproszczoną - z początku duży prąd ograniczony możliwościami transformatora, oporem kabli i połączeń, oporem wewnętrznym baterii. Gdy rośnie napięcie baterii prąd maleje. Układ dobrany by w ok. 10 godzin naładować baterię o jakiejś tam jednej pojemności. Podłącz ten wynalazek do większej baterii, to się spali. Dla tego bubla nazwa potoczna to prostownik. Chichot losu sprawił, że w tym prostowniku jest transformator i prostownik (2 lub 4 diody). Logiki w nazewnictwie nie używa prawie nikt, lepiej zapamiętywać milion głupich nazw, których nikt nie rozumie, ale brzmią tajemniczo, poważnie, nietykalnie.
Do akumulatorów litowo jonowych trzeba ograniczać prąd ładowania i później napięcie. Dlatego przetwornica CC/CV. Prawdziwa ładowarka ma jeszcze trochę funkcji, ale to do doczytania w dokumentacji układu TP4056 i innych scalonych ładowarek.
z 5V nie wyciągniesz 2A, bo specyfikacja mówi o maks 0,9 A w przypadku USB 3. To, co na zasilaczach jest nasmarowane (teraz głupcy nazywają je kostkami) nie dotyczy gniazd USB w komputerach i innych sprzętach elektronicznych. Producenci telefonów na siłę zwiększali prądy, ale to wymagało ustawienia ładowarki w telefonie, żeby podłączony do komputera nie uszkodził portu USB próbując pobrać 2 A prądu. Zasilacz komputerowy może oddać kilkadziesiąt amperów na 5V.

Zabawa z wczoraj: wkrętarka Makita 14 lat, oba aku słabną a ładowarka odmawia ładowania, podłączyłem jako ładowarkę zasilacz kilkanaście V, prąd ładowania 4A, po dwóch godzinach aku gorący....ale dalej wkręcałem wkręty przez belki 10cm. Makita mechanicznie ledwie zipie, za moment do wyrzucenia ale musiałem wkręcić na cito ok. trzydziestu wkrętów TORX 8x160, dałem radę. Z nową Makitą tak bym się nie bawił.

Dodaj, że zasilacz miał ograniczenie prądowe i nie było to przypadkowy zasilacz. Te szczegóły dzielą szarego człowieka od nieszczęścia w postaci pożaru akumulatora litowo jonowego lub baterii akumulatorów litowo jonowych.

W tym wypadku ładowarka modelarska rozwiązuje sprawę w 100%. Przeważnie mogą być zasilane od 11V w górę. Sam na działce używam ISDT lub Multiplex do ładowania akumulatorów od elektronarzędzi. Jako zasilanie mam zwykły akumulator rozruchowy. Gdy siądzie napięcie na akumulatorze zasilającym. Ładowarka sama przestaje ładować. Nie trzeba mieć żadnego zabezpieczenia na akumulatorze samochodowym. Ładowanie bezpieczne i w dodatku obsługuje praktycznie wszystkie rodzaje chemii stosowanej na rynku.

LEDówki napisał:

Większość ładowarek od kilkudziesięciu lat ładuje baterie akumulatorów kwasowo ołowiowych metodą uproszczoną - z początku duży prąd ograniczony możliwościami transformatora, oporem kabli i połączeń, oporem wewnętrznym baterii. Gdy rośnie napięcie baterii prąd maleje. Układ dobrany by w ok. 10 godzin naładować baterię o jakiejś tam jednej pojemności. Podłącz ten wynalazek do większej baterii, to się spali. Dla tego bubla nazwa potoczna to prostownik. Chichot losu sprawił, że w tym prostowniku jest transformator i prostownik (2 lub 4 diody).

To co w cytacie, to prawda, oprócz tego co podkreśliłem. Bo w takim przypadku, wydłuży się tylko czas ładowania.

Mój panie. Wysilony transformator liczony na styk do baterii 50 Ah zdechnie przy próbie ładowania baterii 150 Ah. W najlepszym razie spali się bezpiecznik. W najgorszym spali się dom. Nowe wyroby są robione jak najtaniej, więc na styk. Ileż to było tematów, że diody popalone, bo producent zaoszczędził na radiatorach? Wielka obudowa, w środku transformator 10 - 15 W, diody z prądem na styk i bez radiatora. Nie mów mi, że to cudo samo ograniczy prąd ładowania do 5A (150 ah potrafi pociągnąć i ponad 15 A) i nie spali się po 15 godzinach stania na krześle bez przewiewu dla diod i transformatora. Niektóre ładowarki są robione z zapasem, ale tylko niektóre. Reszta to ulepy najniższego sortu dla chytrych ludzi bez wiedzy, którym nie żal wydać kolejne kilkadziesiąt złotych na coś, co się im wydaje pewne w działaniu.