Metabo LiHD Akku mit neuen Zellen ausstatten

[Tidles]

Moin!
Nach langer Recherche von mir rund um Metabo Akkus (habe selber einige Geräte davon rumfliegen) ,nachdem die Molicel P45B mir ins Auge gekommen waren,habe ich mir das Projekt einen defekten LiHD Akku mit neuen Zellen zu füttern vorgenommen.
Dabei bin ich vorrangig über @powersupply und seine Tests gestolpert, sehr interessant übrigens!
Ich habe schon 2 10Ah Akkus aber ich wollte noch einen haben der so viel Leistung abgeben kann wie möglich. Die Samsung 50S sind zwar schon gut aber kommen lange nicht an die Molis ran.
Jetzt ist mir bei einem defekten 6,2Ah Akku den ich mir besorgt habe aufgefallen, dass gar keine balancer Kabel vorhanden sind.
Auf der Unterseite des PCBs aber 5 Kontaktflächen die für mich verdächtig nach genau dieser Möglichkeit aussehen. Oder doch einfach nur Programmierschnitstelle?
Das einzige was ich bis jetzt testen konnte, war dass die Ladestandsanzeige funktioniert. Ich habe die Leiterbleche mit denen von einem heilen Akku dafür verbunden.
Naja auf jeden Fall kommen die neuen Zellen gegen Ende des Jahres an und ich wollte mich mal weiter informieren.
Sind das nicht benutze Balanceranschlüsse? Sollte ich mir selber noch einen kleinen aktiven balancer besorgen und mit einbauen? Auch die Frage ob die Elektronik einen permanenten Defekt nach ein paar mal nicht erfolgreich Laden einspeichert und die Platine unbrauchbar macht oder wie man diese wieder brauchbar machen kann interessieren mich. Ein Ausweg ist auch so eine China Nachbauplatine für 10€ aus der Bucht.

Vielleicht kann ich ja etwas Input hier bekommen, würde mich jedenfalls freuen!

mfg
Tidles

 

[powersupply]

Hi
Danke für die
Mit dem 6,2Ah Akku muss ich dich leider ein wenig enttäuschen.
Der hat Sanyo 20700A drin. Die sind mit 20x70mm im Durchmesser etwas kleiner als die aktuellen Samsung und Molycel mit ihren 21x70mm!

PS

 

[Tidles]

Das Problem habe ich schon mit einem 21mm Bohrer beseitigt. Die Halterung ist überall erweitert. Und wenn es nicht reicht kann ich sie immernoch mit Vinyltape packetieren. Genug Platz ist in dem Gehäuse.

 

[powersupply]

Noch was: Bin gespannt ob und wie Du die Verbinder geschweißt bekommst.
Gefühlt ist das kein Nickelblech sondern eher vernickeltes Messing o.ä.
Oder willst Du löten?

PS

 

[Tidles]

Ja genau ich werde das Ganze verlöten. Schon ein paar Probelötungen auf den alten Zellen gemacht. Geht um einiges besser als erwartet. Und augenscheinlich sind es Kupferbleche. Sieht ähnlich aus wie eine plangeschliffene CPU unter der Beschichtung.

 

[Allesmassiv]

Das mit den fehlenden Balancing- anschlüssen verstehe ich nicht ganz. Die Zellenverbinder sind doch direkt an der Platine angeschlossen. Damit hat die Platine alle Zellenabgriffe die sie braucht um jede Zelle zu überwachen und ggf. zu Balancieren.

 

[powersupply]

Es sind Messanschlüsse vorhanden anhand derer die Elektronik eine drohende Überladung bzw. Tiefentladung erfassen kann. Für ein, wie auch immer geartetes Balancin braucht es eine Reihe Schalttransistoren und Widerstände in einer gewissen Mindestgröße. Diese sind dann, sofern vorhanden, von ihrer Anordnung sicht- und erkennbar.

PS

 

[Allesmassiv]

Die Balancing Struktur muss nicht unbedingt offensichtlich sein. Wenn das Laden nicht wie bei einem Modellbaulader in kurzer Zeit zum Ladeschluss geschehen muss, sondern irgendwann während der Akku herumliegt, hat das Balancing sehr viel Zeit. Dementsprechend klein können auch die entsprechenden Bauteile dimensioniert sein, ein paar 0608 er Widerstände und kleine Mosfets. Auf der Platine zähle ich mindestens 6 Transistoren, die prinzipiell geeignet dafür wären.
Es gibt auch das switchend capacitor Verfahren, bei dem ein kleiner Kondensator periodisch immer zwischen den Zellen hin- und her geschaltet wird.
Bei meinen alten 1,3Ah Akkus, denen ich 2020 neue, nicht selektierte refurbished Sanyo US18650VTC5A verpasst habe, sieht man auf den ersten Blick ebenfalls keine Balancerschaltung. Trotzdem waren damals die 10 Jahre alten Zellen bis auf 1mV gleich. Aus Neugierde habe ich heute einen der beiden Akkus nochmal aufgeschraubt und nachgemessen, alle Zellen haben zwischen 4,077 und 4,078V. So gleich geladen waren die als ich sie eingebaut habe nicht. Basierend auf den Messergebnissen behaupte ich, dass dieser Akku defintitiv balanciert ist. Ich fände es doch sehr erstaunlich, wenn die neueren Generationen ohne das Balancing auskommen müssten.
Ein besseres Foto der Platine habe ich leider nicht mehr, und sie lässt sich auch ohne die Anschlüsse zu trennen nicht wieder ausbauen.

 

[Mr.Ditschy]

Geladen sind eigentlich eher alle gleich, so bei meinem Makita Akkus. Wichtiger ist es daher bei der Abschaltung, da waren die Zellen ungleich.

 

[Allesmassiv]

Die Zellen können immer nur auf einen Ladezustand balanciert werden, üblicherweise wird das im vollgeladenen Zustand gemacht. Genauso gut könnte das aber bei entladenen Zellen oder irgendwo dawzischen sein, hauptsache es gibt einen Bereich, in dem alle Zellen die den gleichen Ladezustand haben.
Durch die Alterung verlieren die Zellen leicht unterschiedlich an Kapazität.
Ist der Akku so balanciert, dass alle Zellen voll geladen werden, wird die schwächste Zelle ist logischerweise als erste leer und sorgt dafür, dass der Akku abschaltet, das ist nicht zu vermeiden. Der Akku hat immer nur so viel nutzbare Kapazität wie die schwächste Zelle. (oder bei einem zweireihigen Akku das schwächste Zellenpaar)
Sind die Zellen hingegen nicht balanciert, kann der Ladezustand der Zellen auseinanderdriften, etwa weil eine der Zellen eine stärkere Selbstentladung als der Rest hat.
Diese Zelle ist dann als erste leer, die anderen noch halb voll. Beim Aufladen wird diese Zelle aber nicht komplett aufgeladen, weil die anderen schon früher voll sind. Im Ergebnis liefert der Akku dann deutlich weniger nutzbare Kapazität als die schwächste Zelle hätte.

 

[Tidles]

Vollzitat entfernt, da der Beitrag direkt darüber liegt, [Ditschy]
Danke für die Antworten bezüglich des Balancings!
Hat mir schon mal einen Punkt von der Liste genommen, der mich beschäftigt hat.
Jetzt hoffe ich nur noch, dass die Platine keine Defekt-Schaltung einnimmt, nachdem sie einmal als defekt angezeigt wurde.
Am 9.12 werden meine neuen zellen losgeschickt. Sind gerade erst verfügbar geworden die neuen Molicels. Bin schon gespannt wie die sich so verhalten. Die halten 13,5A Lade-, 50A Entladegeschwindigkeit aus bei 4500mAh und sind unglaublich Laststabil. Laut Mooches Ratings gute 25% stabiler als die Samsung 40 T1 aus den 8Ah.

 

[Mr.Ditschy]

Die Zellen können immer nur auf einen Ladezustand balanciert werden, üblicherweise wird das im vollgeladenen Zustand gemacht. Genauso gut könnte das aber bei entladenen Zellen oder irgendwo dawzischen sein, hauptsache es gibt einen Bereich, in dem alle Zellen die den gleichen Ladezustand haben.

Klar, dennoch wird immer mit Dicharge balanciert, so kenne ich es zumindest, dass bei der Ladung dennoch durch immer kurzes entladen die Zellen gleichgerichtet werden.
Im Modellbau ist das gleichrichten bsp im entladenen Zustand ideal (dafür gibt es auch einen extra Dicharger) und sollte ca. alle 10 Ladungen durchgeführt werden ... hier bei Handwerksakkus im geschlossenen System wird das bei jeder Ladung vollzogen, sofern ein Balancing verbaut.

 

[Tidles]

Soo.
Heute sind die 10 neuen Molicell Zellen angekommen.
Ich habe direkt angefangen auszumessen und zu probieren.

Das war die erste Anordnung mit 2mm Abstandsplastik um die aktive Kühlung des Ladegerätes weiter arbeiten zu lassen..
Leider ist mir beim Zusammensetzen aufgefallen, dass es 4-5mm zu dick ist. Irgendwo vermessen/verrechnet. Ich schiebe es mal darauf, dass ich Schnupfen und etwas Fieber habe.
Also das untergeklebte Plastik entfernt, nochmal alle unteren Lötstellen gelöst und 1 Milimeter dickes Plastik provisorisch für die Zeit des erneuten Verlötens dazwischengelegt. Gibt immernoch Raum für Luftzirkulation...dass es ausreicht, hoffe ich einfach mal.


Jetzt ist es genau perfekt. Nichts wackelt und auch nicht zu eng. Ich kann die Hälften ohne mich anzustrengen mit einer Hand spaltlos zusammendrücken.


Auch schon ans Ladegerät gehängt, hat ohne Probleme voll geladen, ohne jegliche Wärmeentwicklung die ich habe spüren können. An den angegebenen Dauerladestrom von 13,5A kommt das Ladegerät mit 8 (also 4 pro Zelle) ja auch lange nicht ran.


Ich werde ihn demnächst noch einmal mit einem Schwamm säubern, aber sonst ist er fertig.

 

[powersupply]

Hey. Klasse gemacht und dokumentiert!

PS

 

[Mr.Ditschy]

Cool und ist ein enormer Vorteil der Matabo Platine.
Die Molicel P45B sind 4,5Ah Zellen, richtig (finde da kaum einen Kauflink)?
Welcher Hersteller ist Molicel und inwiefern sind die besser als die Samsung 50C?
Hmm mal sehen, evtl. sind die Zellen günstig zum testen in einem Makita Akkupack ...

 

[powersupply]

evtl. sind die Zellen günstig zum testen in einem Makita Akkupack

Die Zellen werden nicht passen. Sind 21700.
Meines Wissens gibts die bei nkon.nl

ps

 

[Mr.Ditschy]

Natürlich wenn in einem 21700 Gehäuse ... bin zumindest echt am überlegen, ob ich mir nicht mal zwei Akkupacks zusammenlöte um die Unterschiede zum 18650/5Ah Akkupack zu testen (die aktuellen Platinen haben zumindest auch Balancer-Anschlüsse).
Makita 18V Akku mit 21700 Zellen!?

 

[Tidles]

Die Molicel P45B sind 4,5Ah Zellen, richtig (finde da kaum einen Kauflink)?

Genau das sind 4,5Ah. Ich habe die von nkon.nl

Welcher Hersteller ist Molicel und inwiefern sind die besser als die Samsung 50C?

Ich denke du meinst 50S?
Bench Test Results: Molicel P45B - 50A 4500mAh 21700…an incredible cell
Ein bisschen scrollen dann findest du etwas mehr Infos.
Die sind Last-stabiler und effizienter/geben mehr Ah bei stärkerer Belastung und können generell mehr Ampere abdrücken.
Laufen/Laden kühler.

Hmm mal sehen, evtl. sind die Zellen günstig zum testen in einem Makita Akkupack ...

Sehr wahrscheinlich nicht, die sind 21,3mm dick. Müsstest du mal ausmessen.

 

[Tidles]

Makita 18V Akku mit 21700 Zellen!?

Huch die Platine sieht gruselig aus.
Balancer Platinen gibt es sonst auch schon sehr günstig zu kaufen. Hatte da eine Seite wo man sich die S Anzahl selber zusammenstellen kann. Passiv aber natürlich.

 

[Mr.Ditschy]

Ja, meinte die 50S ... doch wie erwähnt gibt es die damalige Platine nicht mehr und ist jetzt mit Balancinganschluss (möchte aber hier nicht das Metabo Thema sprengen, wollte nur die Zellen hinterfragen).