LiFePo4 lädt nicht

Hardware
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Moin,
mein Espuino basierend auf dem D32 pro LiFePo4 und dem Eremit 3,2V 6Ah LiFePo4 will nicht mehr laden.
Ich hatte von Anfang an den Eindruck, dass er Probleme beim Laden hatte, da das immer sehr lang dauerte (12+ h) und dann oft auch recht schnell wieder leer war bzw. Spannung zu niedrig. Hatte immer vermutet, dass es vielleicht am Ladegerät liegt, aber kein klares Fehlerbild erkennen können.

Daher habe ich heute mal mit dem Multimeter nachgemessen.
Die Leerlaufspannung direkt an der Batterie gemessen ist aktuell 3,34 V.
Damit läuft der Espuino schon nicht mehr.
Wenn ich den D32 an eine USB-C Stromquelle anschließe, geht die Batteriespannung auf 3,39 V und es fließen gerade mal 9 mA.
Ich habe das mit USB 3 Ladegeräten getestet, 2 neuere USB-C „nativ“ und ein älteres mit USB-A das definitiv nur 5V/2A kann). Das Verhalten ist bei allen 3 gleich.

Woran kann das liegen? Kann ich irgendwie den Laderegler testen?
Ein Ladegerät / Spannungsquelle mit 3,65V, um zu versuchen, den LiFePo4 direkt aufzuladen, habe ich leider nicht.

Bin für alle Tips zur Fehlersuche dankbar.

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Muss der Akku denn überhaupt geladen werden?

Das hast du beachtet? 📗 Hinweise für Nutzer mit einem FePo-Develboard
Wir bestimmen den Akkuladestand über die Spannung des Akkus. Das ist bei LFP nicht optimal, da die Ladekurve extrem flach ist. Anders gesagt: Bei LiPo funktioniert das wesentlich besser, aber umso wichtiger ist es auch, dass die Einstellungen im Webinterface passen und auch die Offset-Korrektur vorgenommen wurde.

Das passt doch. Geladen werden die max. bis 3,6 V und fallen dann wieder etwas ab.

Was meinst du, dass er damit nicht läuft? Die Nennspannung von LFP ist 3,2 V und das reicht, um den ESP32 problemlos zu betreiben.

Du kannst, wenn USB angeschlossen ist, mal mit nem Multimeter an den beiden Pins messen, wo der Akku angeschlossen wird (keinen Kurzschluss machen!). Die Spannung wird so ausgeregelt, dass, wenn möglich, sich ein Ladestrom von 1 A einstellt. Ist da nix angeschlossen, dann strebt das Richtung 3,6 V.

Ansonsten kannst du den Akku nur entladen und schauen, ob die Ladeelektronik ihn dann lädt.

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Das ist normal und realistisch. Der Akku hat 6Ah, das sind 6000mAh. Das ist schon recht groß. Ich weiß im Moment nicht welchen Laderegler Torsten verwendet. Ich habe eine eigene Lösung und meiner liefert etwa 700mA. D.h. 6000mAh geteilt durch 700mA macht ca. 8,5 Stunden. Da der Ladestrom immer kleiner wird je voller der Akku ist kommt da noch einiges an Zeit drauf.
Die Ladeschlußspannung von LiFePo4 ist etwa 3,5-3,6V, Leerlauf 3.34V ist richtig. Damit muss der Espuino laufen .
Du misst 9mA. Ich denke deine Strommessung ist nicht ok weil du ein stinknormales Messgerät hast. Damit sind Messungen nicht möglich weil die einen zu hohen Innenwiderstand haben und der Espuino wahrscheinlich garnicht bootet oder gleich wieder aus geht. Für solche Messungen gibt es spezielle Messgeräte oder Vorsätze. Ich habe das auch nicht . Mein Messgerät hat einen 10A Messbereich und da ist der Innenwiderstand geringer aber eine gescheite Messung ist damit auch nicht möglich.

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Ich bin damit auch nicht so wirklich glücklich, aber ich kenne keinen anderen LFP-Akku, den man als Pack schon fertig kaufen kann in der passenden Größe (2 bis 3 Ah). Es bleibt dann noch Selbstbau, aber das werden die meisten Leute nicht wollen - verstehe ich auch.

Ich verwende den TP5000: Das ist ein Schaltregler, dessen Ausgangsstrom extern per Widerstand parametriert. Eingestellt habe ich den auf 1 A. Die erreicht er nicht immer, was, nehme ich mal an, an irgendwelchen Toleranzen liegt. Aber so im Bereich von 0,8 bis 1 A sollten wir doch liegen.

Meine Vermutung ist, dass als qualitatives Merkmal halt die ESPuino-Anzeige herangezogen wurde. Damit die so halbwegs funktioniert, muss das Offset aber passen und das Webinterface muss passend eingestellt werden.

Aber auch wenn das gegeben ist, ist diese Art der Messmethode dennoch recht ungenau, da die Entladekurve halt ziemlich flach ist und außerdem der Analogeingang des ESP32, den wir zum Messen ja nutzen, auch kein Präzisionswunder ist.
An dieser Stelle sei nochmal an Messreihe mit LiFePO4-Akku erinnert, wo man das quantitativ mal sehen kann, wie wenig sich die Spannung ändert. Und dieser Akku, den ich da genommen hatte, hatte „nur“ 3,2 Ah.

Meine Empfehlung ist ehrlich gesagt, der Akkustandsanzeige nicht zuuu viel Glauben zu schenken. Was aus meiner Sicht allerdings schon passt: Wenn man ein Spannungslevel von etwa 3,1 V erreicht hat, dann kann man davon ausgehen, dass der Akku schon ziemlich leer ist und dann wird’s auch langsam Zeit, den mal zu laden. Es setzt halt voraus, dass der ESP32 die 3,1 V dann auch misst. Und genau sowas stellt man mittels Offset ein.

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Danke euch auf jeden Fall für für Hinweise.
Meine Messungen hier waren alle mit dem multimeter. Ich habe auch das Offset recht genau nach dem multimeter eingestellt und die Spannungslevel für den Ladezustand entsprechend nach unten.
Ich konnte auch die 140…180 mA „Normalverbrauch“ nachmessen. Insofern glaube ich schon, dass die Messungen nicht komplett daneben liegen.

Vorhin hatte ich ihn nochmal ein paar h am Strom, da hat er dann scheinbar doch wieder Mal signifikant geladen ( auf 3,45 V),. Jetzt achte ich nochmal darauf, wie lange er jetzt durchhält.

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Danke für deinen Erfahrungsbericht. Ich dachte die ganze Zeit, dass der Fehler bei mir liegt (bzw. an dem von mir verwendeten USB-Adapterkabel in der Box, auch wenn ich mir dies eigentlich nicht erklären konnte).

Ich habe auch Torstens LiFePo Board und denselben 6Ah Akku wie du. Bei mir lädt er so mit ca. 200mA, das kann dann schonmal 24h dauern, bis er voll ist. Da er solange meist nicht ungebraucht ist, hängt er leider sehr häufig am Kabel, was nicht so schön ist (er läuft aber auch die Nacht über).

Da das Develboard mit 1A angegeben ist, hatte ich auf 5 Stunden von leer bis voll gehofft.

Den entsprechenden Widerstand kann man wohl nur sehr schwer bis gar nicht am Develboard austauschen?

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Es ist halt ein SMD-Widerstand in der Größe 0603: Und zwar der R5. Da sind 0,1 Ohm eingelötet (gemäß Datenblatt des TP5000).

Ich kann den Fehler allerdings auch nicht nachvollziehen. Habe meinen selbst gebauten Akku angeschlossen und komme auf etwa 0,8 A. Ja, das sind weniger als die 1 A, allerdings erheblich mehr, als die 0,2, die ihr messt. Im Datasheet steht noch, dass unterhalb von 2,9 V ein „Trickle Charge“ stattfindet.

Was man halt nicht vergessen darf: Natürlich kann der Akku nicht über den kompletten Bereich mit vollem Strom geladen werden. Die Regelung funktioniert so, dass der Laderegler (ein Schaltregler übrigens) die Spannung über den Duty Cycle so einstellt, dass sich ein Gesamtstrom ergibt, der den eingestellten Strom nicht überschreitet.