Bau eines Akkuladers für 4 LiFePo4-Zellen einer auf Akkubetrieb und Funkfernsteuerung umgebauten Piko-Taurus und die Li-Ion-Zelle der modifizierten RC-Anlage von Flysky (2,4 GHz)

Zuerst mal der Übersichtsplan:

Jede Zelle bekommt ihr eigenes Ladegerät, was der Batterie besser bekommt als jeder Versuch, die Zellen zu balancieren. Unterschiede im Ladezustand der Zellen werden durch unterschiedliche Ladezeiten kompensiert. Ist eine Zelle fertig, wird das Laden dieser Zelle beendet. Sind alle Zellen fertig, so kann das Ladegerät abgeklemmt werden. Diese Form des Ladens erfordert galvanisch getrennte Ladestromkreise, da die Zellen in der Lok ja in Reihe geschaltet sind (4s1p). Somit sind die Ausgänge der 4 Laderegler auch in Reihe geschaltet. Zur Stromversorgung der 4 Laderegler kamen die Platinen von 4 Stecker-Schaltnetzteilen 12V / 1A zum Einsatz, von denen jede einen Laderegler mit Energie versorgt. Als Laderegler kommen StepDown-Schaltregler mit einstellbarem Konstantstrom und Konstantspannung (CC/CV) zum Einsatz, die auf 3,6V und 1,5A eingestellt wurden. Somit wird jede Zelle mit maximal 1,5A geladen, bis die Lade-Endspannung von 3,6V erreicht ist, danach sinkt bei konstanter Spannung von 3,6V der Ladestrom, bis die Zelle voll ist. Um ein weiteres Ladegerät für den Akku des Funksenders einzusparen, wurde die Platine eines Akkuladers für Li-Ion-Zellen der Bauform 18650 mit eingebaut, die den Akku des Funkgerätes mit maximal 600mA auf 4,2V (CC/CV) lädt.

Dies sind die Netzgeräte im Originalgehäuse, links der 18650-Lader, rechts das Steckernetzteil, von dem 4 Stück eingesetzt wurden.

Hier sind die Leistungsschilder zu erkennen:

Der Aufbau erfolgte auf einer 10mm dicken PVC-Platte als isolierendes Chassis, die dann von einem soliden Gehäuseoberteil aus ABS abgedeckt ist.

Der untere Platinenstreifen führt die Netzspannung und versorgt die 4 Schaltnetzteil-Platinen und die Platine des 18650-Laders (rechts von den Schaltnetzteilen). Links ist das Netzkabel angelötet, die Zugentlastung erfolgt durch die Nut in der Gehäuseschale. Der obere Platinenstreifen dient der Kontaktierung der DC-Ausgänge. Beide Platinenstreifen zusammen dienen auch der mechanischen Befestigung der 4 Netzteilplatinen.

Hier sieht man das etwas größer:

Blick von der anderen Seite:

Dies sind die Laderegler. Oben ist die Einspeisung von den 4 Netzteilen, unten sind die Ausgänge zum Ladekabel. Auch hier wurde wieder ein Platinenstreifen zur mechanischen Befestigung und zur Kontaktierung der Ausgänge mit dem Ladekabel verwendet. Das rot-schwarze Kabel unter den Laderegler-Platinen ist das Ladekabel für den Akku des Funksenders. Rechts daneben ist die LED dieses Laders zu sehen. Die Status-LEDs der Lok-Laderegler befinden sich an deren unterer Kante. Die 4 Laderegler-Platinen wurden zusammen gelassen, da sie so besser montiert werden konnten.

Hier sieht man einen Laderegler aus der Nähe:

Dies ist der Ladestecker am Ende des Ladekabels. Damit werden alle 5 Anschlüsse der Batterie (Minus, Plus und 3 Abgriffe an den Zellenverbindungen) mit dem Ladegerät kontaktiert. Es wurde bewusst ein anderer Steckverbinder (mit anderem Pinabstand) gewählt als bei den Loks mit Li-Ion-Zellen, da die LiFePo4-Zellen ja eine andere (geringere) Spannung haben und Verwechselung zu Schäden führt. Auf den Ladestecker wurde noch ein Akku-Checker montiert, mit dem die Spannung aller 4 Zellen angezeigt wird. Dieser dient auch noch dem Verpolschutz, denn der Stecker muss mit dem Display nach oben eingesteckt werden, da man sonst das Display nicht ablesen kann. ;-)

Hier steckt der Ladestecker in der Ladebuchse der (offenen) Lok:

Ladestecker in der Ladebuchse von unten gesehen:

Der Anschluss des Sender-Ladekabels:

Die roten LEDs zeigen an, dass geladen wird:

Sind alle roten LEDs aus, leuchten also nur noch die blauen LEDs der Ladeplatinen des Lok-Akkus, so ist das Laden beendet. Ist der Sender-Akku voll, wechselt seine Lade-LED von rot auf grün.

Vermutlich bekommt das Gehäuse noch ein paar Luftlöcher an der unteren Kante zur besseren Luft-Zirkulation. Es kann auch sein, dass noch ein Lüfter zur Zwangskühlung eingebaut wird. Das wird entschieden, wenn die Akkus das erste mal bis zum Auslösen des Unterspannungsalarms entladen sind und unter Aufsicht geladen werden. Eigentlich sollte es nicht nötig sein, denn die Wärme der Platinen kann hier besser entweichen als in den Original-Gehäusen. Aber man weiß ja nie...