Ich plane, einen 4s 18650 (16,8 V) Lithium-Ionen-Akkupack mit einem 4S BMS mit Balance-Funktion zu bauen, um einen alten eingebauten NiMH-Akkupack zu ersetzen. Ich möchte den neuen Lithium-Akkupack über Micro-USB (5 V) mit einem Strom von maximal 2 A laden.
Meine Frage ist folgende: Ich kann das USB-Laden implementieren durch:
A. Anschließen eines DC-DC-Aufwärtswandlers zwischen der USB-Buchse und dem BMS. (5-V-Quelle in -> DC-DC-Aufwärtsverstärker -> BMS)
B. Fügen Sie ein TP4056 (oder etwas Ähnliches) hinzu, schließen Sie es direkt an die 18650-Zellen an und laden Sie sie parallel auf. (5-V-Quelle in -> TP4056 -> Ladeausgang für jede Zelle separat, Umgehung des BMS insgesamt zum Laden)
Welche Möglichkeit ist empfehlenswert?
Das Problem bei Option "A" ist, dass das Booster-Modul selbst mit angeschlossenem Kühlkörper (der Akku ist in einem geschlossenen Kunststoffgehäuse installiert) eine Menge Wärme erzeugt, oder wenn ich mich für Option "B" entscheide, sollte ich einen verwenden 1S BMS auf jeder Batteriezelle mit separatem Balancing Board?
Ein BMS ist kein Ladegerät.
BMSs dienen dem Zellausgleich und dem letzten Über-/Unterspannungs- und Überstromschutz, wenn beim Laden oder Entladen Ihres Akkus etwas schief geht.
Sie benötigen ein geeignetes, spezielles Ladegerät, um Li-Ion-Akkus/Akkupacks aufzuladen. Ein BMS ist es nicht, auch wenn viele YouTube-Videos und chinesische Designs etwas anderes vermuten lassen.
Was Option A betrifft: Sie könnten einen Aufwärtswandler verwenden, um eine ausreichend hohe Spannung zu erhalten, und diese als Eingang für ein 4S-Li-Ionen-Ladegerät verwenden, das dann Ihren mit 4S, BMS ausgestatteten Akku auflädt. Wenn Sie 5 V, 2 A zum Spielen haben, dann hätten Sie bei beispielsweise 18 V Ausgang des Aufwärtswandlers etwa 500 mA Ladestrom.
Wie bei Option B: Sie können die Zellen nicht parallel laden, während der Akku auch Zellen in Reihe geschaltet hat. Ich nehme an, es wäre möglich, die Konfiguration des Packs nur zum Laden von seriell auf parallel umzuschalten, aber das ist unpraktisch, würde das BMS und auch Ihre Last stark verwirren, wenn es noch angeschlossen ist, und es würde auch andere Probleme geben, wenn die Zellen sind nicht gut aufeinander abgestimmt. Außerdem ist es keine gute Idee, das BMS während des Ladevorgangs zu umgehen. Sie würden eine letzte Sicherheitsvorrichtung deaktivieren. Ich würde nicht dorthin gehen.
Wenn einer Ihrer Vorschläge "BMS umgehen" lautet, ist das eine schlechte Idee. Der Punkt des BMS ist die Sicherheit. Sicherheit zählt. Wenn Sie Ihr Pack in parallele Zellen aufteilen, möchten Sie sie vollständig voneinander isolieren. Das ist schwer gut zu machen. Also mein Rat ist, es nicht so zu machen.
Ihre andere Option, Option A, führt zu weiteren Fragen:
Wie fragen Sie nach Ladestrom aus dem USB? Die USB-Spezifikation besagt, dass Sie nur 100 mA (oder möglicherweise 10 mA, wenn Sie möchten, dass es vollständig abwärtskompatibel ist) bei 4,5 V für USB bereitstellen müssen. Macht 450mW, also bei Ihrer Ladespannung (4 Zellen, je 4,5V, 18V), die einen Strom von 25mA in Ihr Pack macht. Selbst wenn Sie den maximalen offiziellen Standard-USB-Strom (0,5 A) ziehen, der Ihnen nur erlaubt: 2,25 W, bei 18 V erhalten Sie ... 0,125 A. Das Aufladen dieses Pakets wird lange dauern, selbst wenn Sie es geschafft haben, einen fantastischen und unmöglichen Aufwärtswandler mit 100 % Effizienz zu bauen. Realistischer, 85 % Effizienz, 4,5 V, 0,5 A (2,25 W) Eingang, 1,9 W Ausgang, 100 mA in Ihre 2000-mAh-Zellen ... 20 Stunden zum Aufladen des Akkus.
Ja, es gibt Möglichkeiten, mehr Leistung aus USB-Steckdosen für Netzteile herauszuholen. Es ist auch möglich, USB-Adapter zu bekommen, die mehr Strom liefern. Aber wenn Sie das tun, warum nicht einen richtigen Netzadapter besorgen? Sie können ziemlich günstig gekauft werden. Es hängt davon ab, wofür dieses Paket gedacht ist, aber wenn es sich um eine Sache für den Massenmarkt handelt und Sie USB verwenden, weil es überall vorhanden ist, werden Ihre Ladezeiten sehr lang sein. Holen Sie sich eine angemessene Versorgung. Wenn es nur für den Heimgebrauch ist und Sie eine Ladezeit von 20 Stunden bewältigen und einen anständigen Konstantstrom-Aufwärtswandler entwickeln können, ist dies ein möglicher Weg, aber ich würde aus Sicherheits-, Komfort- und Kostengründen davon abraten.
Ich würde raten: Besorgen Sie sich ein geeignetes Konstantstrom-Netzteil, um Ihr Pack direkt am Stromnetz aufzuladen. Und eine 18-V-1-A-Versorgung (vorausgesetzt, Ihr BMS verfügt über alle erforderlichen Sicherheitsfunktionen) würde viel besser funktionieren.
Auf AliExpress sind fertige Booster-Ladegeräte erhältlich, die auf dem CN3303 basieren. Sie können einen davon verwenden, um die Batteriespannung um 5 V zu erhöhen.
Ein BMS ist notwendig, das Halten der Zellen im Gleichgewicht und das Trennen, wenn etwas schief geht, ist nicht die Aufgabe eines Ladegeräts.
Auf diese Weise ist es effizienter, als auf 18 V zu erhöhen und dann die Spannung zu senken, da diese Platinen nur auf die Batteriespannung anheben (z. B. 14,8 V bei halber Ladung, bis zu 16,8 V bei voller Ladung).
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