forum.zelfbouwaudio.nl

Voor een nieuw mobiel projectje ga ik een Li-ion accu samenstellen. Ik denk aan een 4S (4 cell serie) of een 5S. De 4S heeft nominaal 14,8V en maximaal 16,8 volt bij volle lading.

Ik heb eerder een relatief kleine 11,1V 3 cel gemaakt met een balancing BMS (zie BT Mobiele boombox) en enkele andere projectjes die niets met audio te maken hebben.

In het laatste project (Mobiele Gitaar combo met 8”Celestion) heb ik een Lipo 4S cel gebruikt. Die zijn voor bepaalde doeleinden ook uitstekend maar iets minder robuust en kunnen moeilijker in het apparaat zelf geladen worden. De intentie met de Li-ion cellen is deze ook in het apparaat te kunnen laden.

Nu zijn de Li-ion cellen zelf ook niet helemaal zonder gevaar. Tenslotte ontbranden er ook iphones en Samsung telefoons spontaan. Toch gebruikt iedereen ze, stopt ze in zijn/haar zak en legt ze op zijn nachtkastje. Tevens zijn er veel apparaatjes die en Li-ion accu hebben, ook voor mobiele audio met vaak treurenswaardige implementatie. Ik heb in ieder geval de intentie om dat wat beter te doen.

Een en ander zal dus moeten worden ontworpen zodat de accu zo veilig mogelijk gebruikt kan worden. Note: Ik ben zeker geen specialist op dit gebied. Er zijn anderen die hier veel meer van weten
Cellen: Ik ga voor bekende 18650 cellen. In mijn geval kies ik waarschijnlijk voor de Panasonic NCR18650B(E) cellen. Dit zijn vrij goede cellen met een redelijk hoge capaciteit en een beperkte C rating (geen hoge stroom) > De cellen kunnen echter nog 6,7A leveren en dat is voor mijn toepassing ruim voldoende. De cellen hebben een rating van 3400mAh.

Er zijn meer goede cellen zoals samsung, sanyo, LG etc. Ik heb ook eens een zaklamp met een trustfire 18650 cel gehad maar deze halen hun rating niet en weet dat andere er problemen mee hebben gehad. De kwaliteit van de cellen is een eerste kwaliteitsborging. Ik zoek ook cellen van een Trusted source voor zover mogelijk. In het verleden was dat vaak duur maar tegenwoordig kun je voor een beperkte som ook in Nederland terecht. Ik ga de cellen waarschijnlijk bij NKON aanschaffen, de prijzen zijn goed en dit is een Nederlandse site.

In principe ben ik voornemens om cellen te nemen zonder individuele protectie. De protectie moet van het accu management komen.
Ik heb al een PCM voor een 4S module maar dat is me in dit geval onvoldoende. Een PCM is een protection Circuit management board en regelt de belangrijkste veiligheidsaspecten inclusief balancering van de cellen. Dit is echter zonder de Charge Circuit Management. Nu zijn er ook Charge management bordjes te koop maar die doen vaak weer niet alles van de protectie. Ik zoek dus eigenlijk naar een BMS (battery management System) Mogelijk moet ik de zaak splitsen in een protection circuit management board en een Charge management board.
BMS bordjes zijn helaas schaars en/of duur. Eerst maar de criteria proberen vast te leggen.

- Overvoltage protection zowel voor het pack als geheel als voor de individuele cellen. De cellen moeten op 4,2 volt max afgekapt worden. Vrijwel elk board heeft dit en bij de wat betere is het voltage binnen grenzen instelbaar.
- Overcurrent charge protection
- Overcurrent discharge protection
- Undervoltage protection. Op circa 3 volt moet het pack worden uitgeschakeld. Op iets uitgebreidere boards is dit instelbaar binnen bepaalde grenzen. De undervoltage protection moet per cell zodat geen van de cellen te laag in voltage kan worden en kan beschadigen. De undervoltage protection moet de stroomtoevoer naar de gebruiker afschakelen.
- Balanceren van de cellen onderling.

Het charge management board (of gecombineerd in bovenstaand) moet de voeding afschakelen na het bereiken van de gewenste voltage van de accu en weer inschakelen op de gewenste waarde indien de voeding is aangesloten. In eerste instantie laden met CC (constant current) en als de accu bijna vol is overgaan op CV (constant voltage) zou ik ook graag zien in een CMS. De voorgaande functies zijn nodig om de voeding gewoon aan te kunnen laten staan zonder dat dit de accu nadelig beïnvloed. Net zoals een laptop, oplaadbare BT boombox of telefoon.

In principe zijn dit dus functies die in commerciële apparaten met Li-ion accu’s ook aanwezig zijn (maar niet in alle apparaten goed worden geïmplementeerd)

Er moet nog redelijk wat uitzoekwerk worden gedaan maar ik heb 2 boardjes gevonden die mij in eerste instantie geschikt lijken.
PCM: http://bestechpower.com/148v4spcmbmspcb ... -D103.html
CMB: http://bestechpower.com/cmbforbatteries/CMB-H269.html

Uiteraard zijn er vele. Op ebay kom je zoms heel goedkope tegen. Sommige daarvan schijnen nog heel ok te zijn maar ik heb geen methode om te identificeren welke dat zouden zijn.

En wat is de vraag nu?

Veiligheid is een belangrijk issue. Een goed BMS bouw je niet zomaar maar is wel essentieel. Ik zou eens kijken bij de diverse modelbouw fora en shops. Overigens is 4,2V per cel wel echt de limiet voor het laden. Na afschakelen zakt die snel terug naar 3,7V. Dus dat laatste kun je beter aanhouden als nominale celspanning en kom je op 14,8V voor de batterij uit.

Er is geen vraag, althans nu nog niet. Ik sluit niet uit dat ik binnenkort toch een vraag heb.

Ik heb het topic geopend omdat ik dit nu zelf aan het uitzoeken ben uit verschillende bronnen en anderen er misschien ook iets aan hebben.

Niet dat ik helemaal nieuw ben met high energy accu's . Ik had 30 jaar geleden al Nicad accu's van 20 AH om mee te spelen en thuis hadden we een tiental laders waarvan de zwaarste tot 60A continu kon laden en het formaat had van een stevige combi magnetron. Ik heb een keer een BBQ rooster gesmolten door die even op zo'n NiCad accu te leggen. De kortsluitstroom is enorm van zo'n ding.

Li-ion heb ik me tot nu toe slechts beperkt in verdiept. De toepassingen die ik tot nu toe heb gemaakt zijn meestal accu laden buiten het apparaat (bv met Lipo, in verband met veiligheid etc) of niet laden en gebruik tegelijk.

Dat is nu wel de bedoeling en met iets hogere voltages en capaciteiten en dat geeft een extra dimensie voor het charge management. De voeding moet een algemene voeding zijn die gebruikt kan worden om de versterker te voeden en tegelijk de accu charger moet kunnen voeden.

Ik heb ook nog een aantal niet audio gerelateerde projectjes waarbij ik iets soortgelijks nodig heb met mogelijke grotere capaciteiten. Dat is ook de reden dat ik eerder bij iets als "Endless Sphere" kijk (diy e-bycicle accu's) als bij modelbouw forums.

De 4,2 volt grens hangt ook nog af van de cell die je neemt. Bij de ene is die 4,2 al de absolute grens en bij andere (betere) cellen zit daar nog marge in.

Veel van de capaciteiten van de no name cellen zijn overrated. Een Site waar veel 18650 accu's zijn getest is bijvoorbeeld: http://lygte-info.dk/review/batteries20 ... arator.php

indoubt schreef:

De 4,2 volt grens hangt ook nog af van de cell die je neemt. Bij de ene is die 4,2 al de absolute grens en bij andere (betere) cellen zit daar nog marge in.

Ok, helder maar boven de 4,2V gaat het elektrolyt toch echt stuk. Zit echt geen marge in. Overigens is de accu bij 4,1V al vol en kun je dat beter aanhouden. Verdiep je er echt goed in. Li-Ion kan aan de ene kant heel veel hebben, laden/ontladen met 10C is in sommige gevallen geen probleem. Gaan lang mee maar kunnen op bepaald gebied niets hebben: Overladen en te diep ontladen. Als je het goed doet heb je er lang profijt van, als je dat niet goed doet zijn ze na een paar cycli stuk.

Ik zou voor veiligheidsredenen ook onder de 4,2 volt blijven met laden maar er zijn bekende merken die hogere voltages opgeven zoals samsung voor hun ICR 18650 30A. Die gaat volgens hun eigen specsheet tot 4,3V +-0,03V.

Of dat verstandig is dat is dan weer wat anders. Voorlopig zou ik me daar persoonlijk niet aan wagen. Misschien dat Samsung net iets te graag de grens op zoekt.