Aufbau Li-Ionen Akkus

[Solarstrom]

Hallo,

zahlreiche Elektroautos wie der Tesla, der Smart ED usw. haben eine aus vielen Li-Ion Einzelzellen des Typs 18650 aufgebaute Akkus. Aus welchem Grund tut man sich eigentlich den Aufbau von so vielen Zellen an, anstatt handlichere LiFePO4 Zellen mit z.B. 3,3V/40AH zu verwenden?

Kennt jemand den konkreten Aufbau dieser aus den Typ 18650 Zellen bestehenden Akkus? Beim Tesla sollen es ja 6.831 Stück sein, und jede Einzelzelle soll jeweils an Kathode und Anode eine Sicherung haben. Bei den angegebenen 400V Gesamtspannung komme ich auf ungefähr 110 in Reihe geschalteten Blöcken mit je ca. 60 parallelen Zellen (irgendwie geht es nicht ganz hinaus).

Wie werden diese Zellen dann geladen? Alle ca. 60 parallelen Zelle auch wirklich parallel?

 

[inoculator]

Hallo,

die verschaltung hat zwei Gründe:

1. man nimmt was man hat
2. Stichwort Querströme und Lastverteilung.

Gruss

Carsten

 

[Jens Schacherl]

Hallo Solarstrom,

der Tesla-Akku geht genau auf mit einer 69P99S-Anordnung .
Das macht man, weil
a) LiCo-Zellen die größte Energiedichte haben und
b) die Einzelzellen unschlagbar billig sind.

Bei den Mengen, die Tesla kauft, bekommen sie vermutlich auch Markenzellen für um die $1/Stück.
Die neuen 3.1Ah-Zellen von Panasonic sind sicher teurer ( http://www.greencarcongress.com/2010/04/tesla-20100424.html ) aber trotzdem läßt sich ein 52kWh-Akku einfach noch nicht preiswerter, kleiner und leichter bauen als auf diese Art.

Mehr Infos zum Akku: http://www.teslamotors.com/display_data/TeslaRoadsterBatterySystem.pdf .

Gruß Jens

 

[Solarstrom]

Erstmal besten Dank für die prompten Antworten.

Ich habe mir zum Testen vor ein paar Tagen über eBay von einem Anbieter aus Asien mal 2 Stück Noname 18650 plus Ladegerät inkl. Versand für 6,50 EUR gekauft und warte gerade auf die Lieferung.

Ein Datenblatt habe ich von diesen billigen Akkus noch nicht gesehen. Hat jemand Erfahrung damit, sind diese Akkus grundsätzlich für ein Elektroauto (Smart Umbau mit 25 oder 30 kW AC Motor) geeignet?

Wie könnte der praktische Aufbau aussehen, bei solchen Akkus ohne Lötfahne? Klasse wäre, wenn man die Akkus einzeln herausnehmen könnte, zum Durchmessen/Ausstauschen. Hat vielleicht hier schon jemand mit 18650 Zellen einen Akku aufgebaut? Vielleicht sogar mit solchen Billigzellen?

 

[inoculator]

Hallo,

Tesla hatte bei hoher Beanspruchung der Akkus ein Wärmeproblem.
Dieses wurde über eine Software Änderung behoben.

Beim Aufbau der Akkuboxen solltest Du dieses Problem ernsthaft prüfen.

Als Lösung gebe ich zwei Richtungen auf den Weg:

1. Flüssigkeitskühlung.
Die Akkubox muss dicht sein und wird mit einem isolierendem Öl geflutet. Ein Umwälzpumpe läßt das Öl klassisch durch einen Kühler laufen.
Vorteil:
Optimale Kühlung auch bei hohen Außentemperaturen.
Nachteil:
Hohe Anforderungen an die Mechanik der Box und hohe Kosten durch die zusätzliche Technik.

2. Luftkühlung.
Die Rundzellen lassen bei der Anordnung einen Kanal frei. Wenn Du mit genügend Volumen in diesen Raum Luft drückst, sorgt das für eine Zwangskühlung.
Vorteil:
Einfacher Aufbau bei geringem zusätzlichem Gewicht. Preiswert.
Nachteil:
Unsaubere oder feuchte Luft kann die Akkus verschmutzen und evtl. schädigen oder die Kühlung blockieren. Stark von der Außentemperatur abhängig.

Gruss

Carsten

 

[Solarstrom]

Hallo,

an eine Kühlung habe ich noch gar nicht gedacht. Mit Öl wäre IMHO der Aufwand zu gross. Luft oder vielleicht einen wassergekühlen Schlauch mit einbauen, wäre eher denkbar. Die Frage ist aber, ob man für normale Ansprüche wirklich eine Akkukühlung braucht. Btw, werden LiFePO4 Akku-Blöcke gekühlt? Ich denke eher nicht?

Grundsätzlich frage ich mich, wie man den mechanischen Aufbau lösen könnte. Käuflich Batteriehalterungen verwenden je eine Feder. Wo solche Federn herbekommen?

Ich habe mal etwas gegoogelt, der hier verwendet für sein Pedelec eine Klemmlösung mit Schrauben:

http://fotos.mtb-news.de/photos/view/33480

 

[inoculator]

Hallo,

noch ein wenig Hilfe in Form von Stichworten:

Kupferfolie, Hartschaum, Gewindestangen.

Hope it helps

carsten

 

[Josef Fenk]

Hallo,

die 18650 Zellen sind vorallem in LabTops während der letzten 15 Jahre eingeführt worden. Es gibt damit die längsten Erfahrungen und die Zellen hatten den Durchbruch für die Laptops auf dem Markt gebracht. Die NiCd und NiMH Rund-Zellen sind in den Laptops viel schneller und früher ausgefallen. Ähnlich hatte es sich bei den Cellular Handies entwickelt, erst NiMH und dann nur noch Lithium Ionen Zellen. Aber auch die 18650 Zellen Akkublöcke in den Laptops hatten in der Regel nach 5 -7 Jahren Probleme gezeigt, sodaß die Akkublöcke gewechselt werden mußten. Desgleichen mißt man bei vielen Lithium Ionen Zellen in Handies nach 7, spätestens nach 10 Jahren deutlich geringere Kapazität, statt typ. 600mAh nur noch 300 oder weniger.
Nur wenn ich 18650 extrem billig bekäme z.B. <1E/St. wäre es für mich interessant den Aufwand zu spendieren, alles zusammen zu löten. Ansonsten ist der Weg, den hier schon viele beschrieben haben mit Zellen großer Kapazität z.B. 60 oder mehr Ah der wesentlich bessere.
Von einer Klemmlösung mit Schrauben kann ich nur wärmstens abraten. An den Übergängen ensteht leicht Korrosion und man ist irgendwann nur noch mit Fehlersuche bschäftigt.
Jede Akkuzelle kann man als Individuum betrachten. Je mehr man davon Parallel schaltet, desto schwieriger ist die Fehlersuche nach der Zelle, die sich verabschiedet hat. Eine einzige 60Ah Zelle ist im Vergleich mit einer Lösung mit 60 zusammengelöteten Zellen, leichter, kompakter und zuverlässiger und auf jedem Fall leichter in der Fehlersuche zu handhaben.
Falls Du aber auf den Weg jedoch weiter marschieren möchtest, wünsche ich viel Spaß dabei

Josef

 

[Kjeld Holm]

Hallo Solarstrom

Bitte auch meine bedenken des Zuverlässigkeit sehen, beim viele RC-cellen im serie und parallel, und speciel die viele stecker im balancer:

http://forum.mysnip.de/read.php?363,298552,299900#msg-299900