Ein kleiner LiFePO4-Akkupack mit Schutzschaltung (BMS) im Selbstbau

Hinweis:

Den Akku, den JST-Stecker und auch den Schrumpfschlauch habe ich freundlicherweise kostenlos von Eremit bereitgestellt bekommen. Ich erhalte für etwaige Käufe keine Provision, bin jedoch seit Jahren zufriedener Kunde und empfehle daher die Akkus auch weiter.

Einleitung

Bereits vor einer ganzen Weile habe ich ein FePo-Develboard mit USB-C bereitgestellt, da mir sowas in freier Wildbahn bisher nicht begegnet ist. Insgesamt stelle ich fest, dass FePo bei euch gut ankommt: Ca. 80% der ESPuino-User, die mich kontaktieren, wollen FePo nutzen. Kleines Problem: Während man für das LiPo-Develboard eine große Auswahl an fertig konfektionierten Akkus findet, sieht das FePo etwas anders aus. Mit 6000 mAh ist natürlich massig Akkulaufzeit geboten, allerdings ist der Akku auch nicht so ganz klein. Da ich sonst an fertig konfektionierten Akkupacks nicht wirklich was gefunden habe, habe ich mir überlegt, mir selbst einen FePo-Akku mit Schutzschaltung (BMS) zu konfektionieren. Ziel war auf jeden Fall, am Ende einen kompakten Akku in meinen Händen zu halten. Wem es um maximale Kapazität geht, der ist hier falsch. Beim reinen Abspielen von SD-Karte müssten mit diesem Akku so etwa 12 h drin sein.

Rechtliches:

:exclamation:Jeder ist für sein Tun und Handeln selbst verantwortlich! Ich übernehme keine Verantwortung für eure Akkupacks und dafür, dass das hier Gezeigte 100% fachlich korrekt ist. Und wie immer: Betreibt solche Akkus nicht ohne Schutzschaltung!

Wie kam es dazu?

Im ersten Schritt habe ich mich bei Eremit für einen Akku im Format 18650 mit 2000 mAh und Lötfahne entschieden. Auf der Suche nach einem sehr schlanken BMS, welches am Akku später nicht absteht (oder gar beim Schrumpfen bricht), bin ich hier gelandet. Im Anschluss habe ich Eremit (Daniel) kontaktiert (weil ich Fragen hatte) und ihm von meinem Vorhaben erzählt. Er hat direkt angeboten, mir den Akku, den JST-Stecker und den Schrumpfschlauch kostenlos zuzuschicken. Weiterhin meinte er, dass er nun 100 BMS bestellt habe und künftig plant, solche Sets (wie meines) offiziell anzubieten. Das ist für alle, die das nachbauen wollen, natürlich eine gute Nachricht, da man direkt alles bei Eremit bestellen kann. Er selbst bietet das Set in fertig gelötet nicht an, da es zertifiziert werden müsste und die Nachfrage bisher so groß nicht war, dass sich das lohnen würde.

Akkubau

So sieht der Akku direkt nach dem Auspacken aus:

Und so:

Dazu noch das sehr filigrane BMS:

Um die Polkappen später abzudecken, habe ich den Akku senkrecht auf Bastelpappe gesetzt, habe den Akku einmal mit einem Bleistift umfahren und das Ganze dann etwas kleiner ausgeschnitten (damit es etwas kleiner als der Akku im Durchmesser ist). Im nachfolgenden Bild sieht man diese Abdeckungen, den blauen Schrumpfschlauch, das BMS und den JST ph-Stecker.

Ich bin dann hingegangen und habe die Flachkontakte des BMS auf etwa die Länge des Akkus eingekürzt. Dann muss man sich den Akku anschauen (am besten mit Multimeter durchmessen) damit man weiß, wo Plus und wo Minus ist. Und dann schaut man sich natürlich an, was auf dem BMS hinsichtlich Polarität steht. NICHT VERTAUSCHEN! Ich habe dann die Lötfahnen am Akku an den späteren Kontaktstellen verzinnt. Wichtig ist hier eine große Lötspitze für gute Wärmeübertragung, aber grundsätzlich ist es viel viel einfacher als ich dachte, das Lötzinn hier aufzubringen. Dann habe ich das BMS angelötet und im Anschluss auch den JST PH-Stecker.
WICHTIG: NICHT AUF DIE FARBEN VERLASSEN! Auf meinen Develboards ist die benötigte Polarität aufgedruckt. In meinem Fall war PLUS schwarz und MINUS rot.

Zuletzt wurde was Ganze noch in Schrumpfschlauch „verpackt“. Ich habe diesen gekürzt, so dass er oben und unten jeweils 3-4 mm überstand (also länger als der Akku war). Der Schrumpfschlauch wirkt recht groß im Durchmesser, schrumpft jedoch ziemlich stark. Geschrumpft habe ich mit heißer Luft meiner Lötstation. Leider hatte ich da anfänglich noch 350 °C stehen, was, trotz Vorsicht, dazu geführt hat, dass mir der Schrumpfschlauch gerissen ist. Also neuer Versuch mit mehr Vorsicht und 150 Grad (was aber vermutlich immer noch deutlich zu viel war). Ein Fön tut’s vermutlich auch.

Entlang des Akkus sieht es ok aus:

Auf der anderen Seite sieht man, wie zu erwarten, das BMS. Man fühlt es, aber es trägt kaum auf.

Unten ist es leider nicht ganz optimal geschrumpft. Ich denke hier hätte ich es wahlweise mit mehr Übung oder mit kleinerem Schrumpfschlauch (geringerer Durchmesser) einfacher gehabt:

Oben ist zumindest eine Seite eigentlich schön geschrumpft, jedoch habe ich „Held“ leider vergessen, die Pappe einzulegen :grimacing:. Aber leider habe ich den Schrumpfschlauch wohl auch etwas zu kurz abgeschnitten:

Hier mal ein Größenvergleich: Ganz unten ein LiPo-Akku von Eremit mit 2500 mAh, darüber der hier gebaute Akku und ganz oben ein FePO-Akku mit einer IFR26550-Zelle (3200 mAh) (den hatte ich für meine Messreihe auch verwendet. Den Akku mit 6000 mAh habe ich zu Vergleichszwecken leider nicht hier, aber der ist auf jeden Fall deutlich größer.

Reguläre Kosten

  • BMS: 2,12 €
  • Akku: 4,15 €
  • JST-PH mit Anschlussleitung: 0,25 €
  • Schrumpfschlauch: kostenlos (legt Eremit auf Anfrage im Formular bei)
  • Versandkosten Eremit: 3,69 €

Macht also insgesamt 10,21 €. Mal schauen, wieviel das Set kosten wird, wenn Eremit es komplett anbietet.

Fazit

Passt von der Größe genau so, wie ich mir das vorgestellt habe. Ist jetzt, wegen der Sache mit dem Schrumpfschlauch, zumindest in erster Instanz, leider keine Schönheit geworden, aber da werde ich mit neuem Schrumpfschlauch nochmal nachbessern und es hier posten. Daniel hatte mir als Quelle das hier genannt: 4m Akku Schrumpfschlauch 40mm Flachmaß = 25mm Ø | Netproshop. 4m ist allerdings mal dezenter Overkill für meine Zwecke :slight_smile: . Angebote bei eBay gibt’s auch, nur weiß ich nicht, ob die lang genug sind und das BMS mit reinpasst (auch wenn es kaum aufträgt).

Youtube

Vielleicht hätte ich vorher mal bei Youtube schauen sollen.

3 „Gefällt mir“

Inzwischen gibt es das schlanke BMS auch bei Eremit für 1,79€:

Dazu dann der Akku, den ich aber auch schon oben beschrieben hatte, für 4,15€:

Und noch die Anschlussleitung (JST PH) für 0,25 €:

Versandkosten: 3,69 €.
@EREMIT hatte mir gesagt, dass man dazuschreiben soll, wenn man Schrumpfschlauch benötigt. Er legt dann ein bisschen (kostenlos) bei.

Macht also insgesamt 9,88 € für einen FePo-Akku mit 2000 mAh. Max. Strom ist 2,5 A, was dicke dicke langt.

2 „Gefällt mir“

Hinweis von der Eremit-Seite:

EREMIT ist bis 31.12.2023 geschlossen
Um die Werkstatt aufzuräumen, das Lager wieder zu füllen, neue Produkte zu entwickeln und das alles ohne Zeitdruck, werden wir für ein paar Wochen die Produktion und den Versand aller Artikel einstellen.

Es braucht also übergangsweise wohl eine andere vertrauenswürdige Quelle. Fertig konfektionierte Akkupacks für LiFePO4 habe ich bisher aber in sagen wir mal 2000 bis 3000 mAh noch nirgendwo gesehen.

Vielleicht hat ja wer Erfahrungswerte zu berichten.

Ich würde mal Modellbaushops abklappern…

z:B.

schon mal die passende Zelle

1 „Gefällt mir“

Ich habe wegen BMS nochmal geschaut und das hier gefunden:

Dort halt die Variante mit 3.2 V (LiFePO4).

Ich habe mir aus diesem BMS und dieser Zelle einen Akku gelötet und eingeschrumpft.

Kam beides schnell an und scheint soweit zu funktionieren.

1 „Gefällt mir“

Das klingt doch gut.
@peter Ich habe mir erlaubt, den eBay-Link einzukürzen, da der vorher ziemlich tracking-verseucht war. Hoffe das ist ok :slight_smile:

Dazu hätte ich eine Frage.
Wenn ich zwei Akkus nutzen will um auf ca. 4000mAh zu kommen. Muss ich dann zwei Akkus mit zwei BMS nehmen und diese parallel hängen, oder zwei Akkus parallel mit einem BMS ?

Edit: ich weiß das beim parallel schalten vorher beide den gleichen Ladezustand benötigen. :smiling_face:

Vielen Dank

Ich denke (Achtung: Laienmeinung!) da würde ich ein BMS für zwei Akkus nehmen. Es gibt solche Akkus auch mit Z-förmigen Anschlussfahnen, so dass man die einfacher bündeln kann.

An deiner Stelle würde ich jedoch eher mal bei 26650-Zellen schauen. Die sind bisschen größer und haben dann auch mehr Kapazität. Habe jetzt nur dort im Shop nix mit Anschlussfahnen gefunden. Ansonsten vielleicht dort mal anfragen.

Da gibt’s noch eine 32700 mit 6 Ah.

Wobei grundsätzlich zieht so ein ESPuino ja nicht so arg viel Strom, wie man in meiner Messreihe auch sieht. Also ich komme mit 2500 mAh (allerdings bisweilen LiPo) bei meinen Kindern gut hin.

Super :+1: vielen Dank @biologist

Ich habe im aktuellen ESPuino eine solche 6000 mAh Version, wollte aber bei der neuen Box ein bissl kleiner werden.

Ich schaue mir das mal an.

Klar die Anpassung ist ok.
Hier noch ein Bild von meinem Akku (auf dem gedruckten Halter)

3 „Gefällt mir“

Weil ich nichts vergleichbares gefunden hatte, hatte ich die Batterie am Freitag bei Eremit bestellt und mich auf warten eingestellt. Gestern kam dann die Bestätigung das die Bestellung in der Werkstatt bzw. schon im Versand ist mit dem Zusätzlichen Hinweis „Käufer der AiO / Espuino /Arduino LiFePO4 Batterie werden noch vor Weihnachten ihr Produkt erhalten.“. Gibt entsprechend wohl eine ESPuino-Außnahme von dem Weihnachts-Shutdown.

2 „Gefällt mir“

Na das ist doch schön! Danke für den Hinweis.

Akku von EMERMIT kamm übrigens nach einer Woche an. Polarisation des JST Anschlusses war aber genau verkehrt für die Platine und musste noch umgebaut werden.

Verstehe ich ehrlich gesagt nicht, warum sich das jetzt wieder ändert. Also es war ja so, dass umgekehrt zu LiPo war. Der Grund dafür, wenn ich @EREMIT richtig verstanden habe, war damals, dass die Tonuino-Jungs das anders rum designed haben. D.h. nachdem da einige Platinen gegrillt wurden, wurde das durch Eremit angepasst und so dann weiterhin verkauft. Darauf habe ich mich letztlich eingestellt - obgleich ich es im Zuge einer einheitlichen Platinen (LiPo/FePo) schon immer hinderlich fand. Wenn sich das jetzt erneut ändert, dann weiß ich ehrlich gesagt auch nicht mehr weiter. Außer die Leute halt nochmal eindringlich drauf hinzuweisen.

Danke für die Info!

Damals gab es die All-in-One Platine, welche eine umgedrehte Polung zu unseren Steckern und keine passende Schutzschaltung hatte. Daher haben wir einen angepassten Akku raus gebraucht, das AiO Spezial:

Ich habe in der Datenbank mal nach einem Frederik gesucht, da bekam ich tatsächlich kürzlich was rein. Jedoch wurde die standard Batterie vertrieben:

Bitte beachten: Wenn ihr die Batterie mit der Schutzelektronik und der Polarität für den Tonuino/AiO angepasst möchtet, müsst ihr das Arduino/AiO Spezial bestellen.

Die Batterie ist auch günstiger als die standard Batterie.

Beste Grüße und ein frohes Weihnachtsfest euch allen!

3 „Gefällt mir“

@EREMIT danke für die sehr schnelle Antwort!
Das wusste ich ehrlich gesagt nicht. Ich dachte immer die unterscheiden sich wirklich nur dadurch, dass halt der max. Strom begrenzt wird.
Dann muss ich die User auf jeden Fall drauf hinweisen. Danke für die Info!

Dir auch :christmas_tree:.

So, ich habe die Passage aktualisiert auf der Seite des LiFePO4-Develboards.

@biologist: In der Empfehlungsliste im Mini Platinen Thread ist noch der „normale“ verlinkt:

Deswegen hatte ich den auch bestellt (Wusste bis jetzt nicht das es die spezielle Version gibt). Verlinkung/Polaritäts Hinweis sollte dort auch noch angepasst werden.

1 „Gefällt mir“

Danke für den Hinweis. Ist korrigiert.