Expertenfrage, Wärmedämmung für Li-Akkubox

[Sven Salbach]

Ich fange nun allmählich meine Planungen für meine LiFepo Akkus box an...

derzeit steht die Plaung soweit das...
Den Boden bildet eine 1,5mm Alu Platte auf die dann auch die Heizfolien geklebt werden (3 Stück)
Dann ringsrum breite Aluwinkel (Baumarkt)
und dann wird schon ungewisser....
Die Seitenwände wollte ich aus Sperrholz bauen und mit den Alu Winkeln am Boden mit Epoxyd verkleben.... (geht das?? Wie verhält es sich mit den Dehnungsfaktoren??)

und das wars, weiter weiß ich noch nicht.....
möglichkeiten wären
Steinwolle, Glaswolle, Stein/Glaswolle mit Alukaschierung, Styrodur, Styropor, Bauschaum, Rettungsdecke, Bläschenmatte, ???und dann halt die Ausenwände wieder aus Sperrholz?

Wie also dämme ich am besten?? Wie verwende ich Reflektierende Materialen (Alufolie, REttungsdecke etc) am sinnvollsten...

Wie dick sollte man den Boden dämmen?? Hier ist dummerweise der geringste Platz aber die meiste Dämmung notwendig.. Ein neuer Deckel muss aber sowiso her....

Klar könnte man alles mit Alu bauen, wird aber nicht gerade billig daher die Sperrholzlösung die auch noch besser isoliert..
Es geht darum,d as Li Akkus nicht unter 0° geladen werden dürfen!! und daher müssen die Heizkosten minimal sein...
Im Sommer scheint es keine Probleme zu geben, bisslang konnte ich keine übermäßige Erwärmung feststellen....

 

[Sven Salbach]

die nächste Frage ist natürlich, wieviel Aufwnd lohnt sich überhaupt!?? Bei den dicken Kupferverbindungsleitungen geht ne Menge Wärme alleine über die beiden Zuleitungen flöten

 

[Manuel.]

dann sollte man die kupferleitungen auch dämmen

 

[Sven Salbach]

ich glaube das wird nix
Die gehen an sehr ungünstigen Stellen und Bauteilen.....Das wird nichts, allerhöchstens den kompletten motorraum, das geht aber wegen dem Motor und Antriebswelle nicht...

 

[Bernd Schlueter]

Holz und Alu, das ist doof. Um eine Temperaturdifferenz von 20 Grad an einer 5 mm dicken Polyuretanisolierung von 0,5 m² Fläche zu überwinden, benötigst Du 60 Watt. Ist die Unterseite metallisch glänzend, geht im Stand selbst bei fehlender Isolierung praktisch nichts verloren. Erst der Fahrtwind kühlt, dann aber sehr effektiv, ab. Die 5mm Polyuretan sollten also schon sein. Seitlich mehr, kann auch billiges Styropor sein. aber auch hier genügt evtl. ein Luftzwischenraum von 1 cm und glänzender Metalloberfläche.
Sprich, eigentlich kein Aufwand.

 

[Sven Salbach]

hm, naja, aber gerade der Luftspalt ist nicht so einfach....
Am Boden wegen des Gewichts der Akkus...
Da ginge nur PU, was glänzendes und dann?? muss das glänzende auf beiden Seiten Luftig sein?? Eigentlich refelektiert es ja..anderseits leitest das reflektierende die Wärme aber sehr gut wenn es Kontakt mit etwas anderem hat....
PU?? ISt das Styo oder Sterodur? ODer wieder was anderes?

 

[R.M]

Hallo

Pu ist Polyurethan und hat eine wesentlich bessere Isolierwirkung als Styropor oder Styrodur, ist zudem wesentlich druckfester.

Ich hab aus Bleizeiten noch eine Heizung rumliegen, 1 mm Alu mit 40W Heizleistung ( 4 Elemente) als Boden (Isolierung 6 mm Pu) die Seiten der Akkus waren mit 25 mm Armaflex isoliert das im Winter einfach mit Klettband an die Akkus kam, damit wurden 16°C Temperaturdifferenz zwischen Innen und außen erreicht, ohne Regelung.


Gruß

Roman

 

[Multimegatrucker]

Ist zwar eine Expertenfrage , ich melde mich aber trotzdem zu Wort...

Warum Lithium isolieren? Warum Lithium (Fremd) beheizen?

Vor dem Laden einfach Strom fließen lassen. 0,5 bis 1C für eine halbe Stunde reicht. Dann sind die Zellen wieder hart, nehmen Ladestrom auf und geben ihn auch prima wieder ab.
Lithium Zellen, die 2 Wochen bei 20 Grad gestanden haben, nehmen so gut wie keine Ladung an.
Kurz mal um die Ecke gefahren oder einen Heizwiderstand angeschlossen, (innere Betriebstemperatur erreicht), nehmen die Zellen anschließend gierig Ladung auf.

Für obige Prozedur ist es natürlich wichtig, dass man die Zellen möglichst nicht leer abgestellt hat.

Sollten die Zellen leer und kalt sein, muss man halt die Zellen mit Ladestrom auf (innere)Temperatur bringen.

Äußere Wärmezufuhr bringt meiner Meinung nach, nichts. Man bekommt natürlich einen positiven Effekt wenn die Heizung von den Fahrbatterien gespeist werden. Nämlich den gleichen, als würde man alle Verbraucher vor dem Laden einschalten, also Stromfluß vor dem Laden.

Grüße
Johannes

 

[Sven Salbach]

Lifepo geht beim Laden unter 0 grad kaputt!! Wenn überhaupt darf nur mit sehr geringen Strömen geladen werden!!
Ansonsten verhalten sie sie wie bei eienr Überladung und blähen sich auf!!!
Lithium mangan oder Cobalt, das weiß ich jetzt nich genau, kann sogar Feuer gangen bei Überlastung also zu schnellem Laden/Entalden bei Minusgraden!!!

Laptopakkus sollte mana daher im Winter nicht!!! fürs EL benutzen, da saugefährlich bei unter 0°

 

[Multimegatrucker]

(Falsch !!!) >>> Richtig...

Lifepos verhalten sich unter 0Grad nicht nur so, als würden sie überladen... sondern sie werden dann überladen.

Dieser Effekt ist aber auch schon bei 20 Grad zu sehen. s.o. Zwar nicht so extrem aber man sieht jetzt schon, was einem bei niedrigeren Temperaturen erwartet.

Entnimmst du den Zellen vor dem Laden Strom und zwar in dem Maße, dass sie Intern auf Betriebstemperatur kommen, hast du diesen (Überladungs)Effekt nicht mehr bzw. schwächst ihn ab.

Grüße
Johannes

 

[Bernd Schlueter]

Mein Vorschlag mit PU hat folgenden Grund:
Es ist ein Stück druckfester und ca 20% besser in der Wärmedämmung als Styrodur 35. Ich gehe davon aus, dass nicht mehr als 5mm Platzwegnahme verkraftbar sind. Sofern die Unterseite des Batteriekastens winters metallen oder mit Alufolie beklebt ist, gibt die Unterseite kaum Wärme ab, vorausgesetzt, das Fahrzeug steht und es ist windstill, während der zwei Stunden Fahrzeit aber bei -20 grad die vollen 60 Watt. Der gleiche W ärmeverlust kommt an den Seiten und an der Oberseite noch mal hinzu, vorausgesetzt, eine Seite im Kasten, Batterie oder Kasten sind auch verspiegelt. Das macht dann 240 wattstunden Verlust während der zwei Stunden Fahrzeit, dafür reicht die Verlustwärme der Batterien. Heizt man vor Fahrtantritt die Batterien, möglichst durch Fremdenergie auf, so wird dies durch die fehlende Isolierung erleichtert, aber bitte kein Gebläse, das die Wärme gleich an den Außenseiten vergeudet, das kann aber im Sommer gut kühlen.
6 kWh Lithiumbatts, das entspricht ca 25 Liter Batterievolumen mit einem Wärmeinhalt von ca 0,5 kWh bei einer Temperaturdifferenz von 30 Grad, die man nur ungern den Batterien entnehmen sollte, denn da gibt es Latentwärmespeicher für: Beispielsweise 5 Liter Natriumazetat oder Paraffin. Allerdings kann man auch den Batts entnehmen und eine halbe Stunde lang mit 1000 Watt vorheizen. Ob die das aber mögen??
Mist, ich bleibe mal bei meinen Nicads, die mögen Kälte zwar auch nicht besonders, aber man kann eher damit leben. Außerdem hat meine Kiste eine Standheizung.

Ich denke, bei Lithium ist die Batterieheizung ein Muss. Schmitzens Katze denkt genauso.
Preiswert temperieren kann man übrigens auch mit einer Mistbeetpackung, wenns nicht zu sehr stört. Wasserheizung? Also, ich weiß nicht. Vielleicht auch die Außenseiten mit Alu kaschieren und im Stand mit dem Fön aufheizen? Eigentlich müsste man einen 240/120 Voltfön umbauen können, indem man die beiden Heizwicklungen noch mal in je drei Teile aufteilt. dabei den motor nicht vergessen, der eine bestimmte Spannung/Strom braucht. Den gleichen Strom, wie die Heizwicklung. Im Sommer kann man dann auch irgendwie auf Gebläse, ohne Heizung, umstellen.
Mist Winter.

 

[RalfZ]

[quote Multimegatrucker]Lithium Zellen, die 2 Wochen bei 20 Grad gestanden haben, nehmen so gut wie keine Ladung an.
Kurz mal um die Ecke gefahren oder einen Heizwiderstand angeschlossen, (innere Betriebstemperatur erreicht), nehmen die Zellen anschließend gierig Ladung auf.[/quote]

Ich glaube man darf über "Lithium"-Zellen keine solchen Verallgemeinerungen verbreiten.

Ich fahre seit 16.000 km Lithium-Mangan-Zellen im TWIKE (von Sony) und kann die obige Aussage nicht bestätigen! Die Lithium-Mangan-Zellen sind oberhalb von etwa 10°C immer niederohmig. Es gibt bei 20°C keinerlei Effekt dass die Spannung übermässig steigt und deshalb kein Strom angenommen wird.
Unterhalb von etwa 10°C bemerkt man einen etwas höhere Innenwiderstand, der sich vor allem beim Rekuperieren mit vollem Akku bemerkbar macht. Die Leistung während des Fahrens ist dann subjektiv nicht eingeschränkt, jedoch reduziert sich die Reichweite ein wenig, eventuell 10%.

Lithium-Zellen - sogar mit ähnlicher Chemie - verhalten sich zum Teil stark unterschiedlich! Deshalb sollte man bei solchen Äusserungen zu "Lithium"-Zellen immer dazu schreiben um welche Zellen genau es sich bei der berichteten Erfahrung handelt.

RalfZ
TW845

 

[Martin Heinrich]

bemerkt man einen etwas höhere Innenwiderstand, der sich vor allem beim Rekuperieren mit vollem Akku bemerkbar macht

hm..
bei vollem Akku wird der Rekustrom ja von der Steuerung reduziert um die Spannung nicht zu hoch werden zu lassen und die Batterien zu schädigen. Da kann man schlecht Rückschlüsse auf den Innenwiderstand der Zellen schließen, eher schon bei hoher Reku teilentladener Batts und niedriger Temp.
Grundsätzlich gebe ich Dir Recht, bei Vergleichen immer aufpassen welche Technologie man hat.
Geht ja schon bei NiCd los, die Eigenschaften z.B. der SAFTs lassen sich auch nicht mit den SANYO Rundzellen die im TWIKE sind vergleichen.

Gruß Martin

 

[RalfZ]

[quote Martin Heinrich]

bemerkt man einen etwas höhere Innenwiderstand, der sich vor allem beim Rekuperieren mit vollem Akku bemerkbar macht

hm..
bei vollem Akku wird der Rekustrom ja von der Steuerung reduziert um die Spannung nicht zu hoch werden zu lassen und die Batterien zu schädigen. Da kann man schlecht Rückschlüsse auf den Innenwiderstand der Zellen schließen, eher schon bei hoher Reku teilentladener Batts und niedriger Temp.[/quote]

Sorry, meine Bemerkung war etwas unpräzise.
Was ich meinte war dass der Akku fast voll war und ich normalerweise vollen Reku-Strom hätte nutzen können (Dank Lithium). Durch die niedrige Temperatur und den dadurch erhöhten Innenwiderstand stieg die Spannung so stark an dass die Reku begrenzt wurde.

RalfZ

 

[Sven Salbach]

Also den Effekt des stehen lassens kenne ich aber auch nicht?!!?!?
Aber den hatte ich bei Blei Vlies schon nicht wirklich feststellen können! (In einer USV wäre so ein Verhalten auch nicht zu gebrauchen!!)

Meien nueen LiFepos haben sofort LAdung angenommen und auch voll abgegeben ohne besondere Spannungseinbrüche oder sonstwas.....

Ein starkes Endladen bei kälte kann bei nicht LifePo Brände verursachen, da es im Grunde nicht weiter ist, als eine völlige Überlastung des Akkus!!!

Wenn ich z.B: einen 100Ah Akku bei -10° mit 100A oder mehr belaste, dürfte es für den Akku die gleiche Beanspruchung sein, wie bei 20° mit 500Ah!!!!
Klar wird er dann schnell warm, geht aber auch genausoschnell kaputt!!

 

[R.M]

Hallo

Die Modellbauakkus werden bei Kälte schnell warm, durch die hohen Ströme haben sie schnell Betriebstemperatur erreicht. das kommt bei den geringen Belastungen im E-Fahrzeug kaum vor.

Interesant wäre allerdings wie weit die Spannung unter Last runtergehen darf bei kalten akkus, die Modellbauer kratzen da schon an der 2,5V Grenze bei vollen Akkus und hohen Strömen.

Irgendwo hab ich auch noch eine Entladekurve bei niedrigen Temperaturen rumliegen.


Gruß

Roman

 

[salonmonteur]

super gemacht, johannes.:spos:
wäre schön, wenn man die "noch" kleine EL-gemeinde mal irgendwo zusammen kriegen könnte...da hätten wir was zu quatschen....:cheers:

gruß, thomas

 

[Bernd Schlueter]

Der Wärme ist es zum Piepen egal, woher sie kommt, obwohl innere Wärme die edlere sein mag.
Lithiumakkus erzeugen, wenn man sie nicht strapazieren will, sehr wenig innere Wärme. Die armen müssen sich also mit der äußeren abfinden, die hier so in Verruf gerät. Damit möglichst wenig Wärme verloren geht und möglichst schnell auch das Innere der Batterien erreicht, schlage ich eine Mikrowellenheizung vor. Wer es aber nicht so eilig hat und mindestens 10 Minuten Zeit, dem schlage ich vor, zwischen die Batterien Heizfolien zu spannen, die durch Strahlung ihre Wärme ganzflächig, von allen Seiten, auf die Batterien übertragen. Mit 1000 Watt pro m² . Natürlich geht das Ganze auch mit nem Fön, sofern man die ganze Umgebung isoliert. Heizbänder, wo gibts es die? Wäre ganz gut, wenn wir dafür Bezugsquellen angeben könnten. Die Akkus auf eine bloße Heizmatte zu stellen, ist, wie Johannes schon bemerkt, nur für die Batteriefüße eine Wohltat.
Kurz, Lithiumbatterien haben besonders wenig innere Verluste. Ich halte es für sinnvoll, gerade bei Lithium die Wärme außen zu erzeugen, um die Batterien nicht zu zerstören.Es sollten schlicht und einfach Unterspannungen vermieden werden, die man automatisch schon erzeugt, wenn man 50 % der Wärme innen und den Rest außen erzeugt. Dann beträgt die Spannung in Teilen eines eines vollgeladenen Akkus bereits unter 2 Volt und er wird geschädigt.
Darum: Zur Erwärmung nicht stärker belasten, als bei einer Spannung von deutlich über 2,5 Volt an Strom fließen.
In den Batterien befindet sich Lauge, im Wesentlichen also Wasser. Bestrahlt man 1m² Batterieoberfläche mit 1000 Watt, entsteht ein Wärmegefälle von ca 10 Grad bis ins Innere einer 4 cm dicken Batterie. In ca 6 Minuten ist die Batterie gut um 10 Grad durchwärmt. Bei einseitiger Erwärmung dauert es in der Tat zu lange. Also, auf einer isolierten Heizmatte dauert es eine Stunde und länger!

Wer es testen will, schnappe sich ein Holzfällersteak und teste daran. Braten haben nämlich ziemlich die gleichen Eigenschaften wie gut gewürzte Lithiumbatterien. Um eine vorstellung von den Bratzeiten zu bekommen. Also, Lithiumbatterien in Mikrowelle oder "Umluftherd", oder allseitig mit Wärmefolie "bestrahlen". Bratpfanne, nur, wenn man Zeit hat. Nur theoretisch besteht die Möglichkeit, dass sehr kurze Kurzschlussstromimpulse mit dann 100% "innerer" Wärme nicht schaden, ich möchte das aber sehr, sehr bezweifeln.
Anhaltswert für den Stromverbrauch für 50 kg Lithiumbatterien um 20 Grad: 0,5 kWh. Stimmt, können wir uns leisten, aus den Batterien selbst. Was da verbraucht wird, kommt durch die geringeren Verluste wieder herein und spart vor allem Batterieleben.
Vorschlag: Nur für den Winter: Quadratmeterweise Heizfolien. Kupfer- oder Alubleche wären mir zu gefährlich. Thermostatische Temperaturkontrolle in Batteriemitte.

http://www.campingplus.de/wbc.php?sid=298875da6c97&pid=3120&tpl=produktdetail.html

http://www.campingshop-24.de/50329694890a75104/5032969587061dc3c/index.html

Für meine Kiste werde ich mir einen Wasserwärmetauscher an die Webastostandheizung einbauen. Dann habe ich 20% mehr Reichweite und bessere Beschleunigung im Winter. Die Zitronenbatterien sind rundherum mit Wassertaschen und Umlaufwasserumspülung versehen, eigentlich nur zur Kühlung, aber ebenso zur Heizung geeignet. Im Winter kann ich sonst mit den holländischen LKWs nicht mithalten, zur Zeit kein Problem.
Der Mehraufwand fürs Aufheizen kostet mich ca 0,1 Liter Benzin oder 13 Cent. Während der Fahrt heizen insbesondere Nicads besonders gut mit "innerer Wärme". Irgendwann setzt dann auch im Winter der Kühlthermostat ein. Bei Lithium sicher nicht.

 

[Bernd Schlueter]

Alle testen ihre Lipos auf das von Johannes geschilderte Verhalten und dann schreiben wir ein Lehrbuch. bei abgestandenen Bleibatterien konnte ich das gleiche Verhalten beobachten: die brauchen anschließend ein wenig Bewegung an der frischen Luft, um wieder zu ansehnlichen Leistung zu kommen. Man erinnere sich an meine Kurzschlussmethode. Für Lithium möchte ich diese nicht anempfehlen.
Bei alten Bleibatterien nehmen die meisten wieder Ladung an, nach der Misshandlung.
Also, doch nicht nur Temperatur? meinen Saxo nutze ich im winter allerdings genauso. Die Temperatur scheint dem allerdings entscheidend zuzusetzen. neben dem Selbstentladungskäse.

 

[Sven Salbach]

ich hatte den Effekt auch bei Blei nicht.
Vermutlich lag das schlich daran, das lang stehende Batterien üblicherweis auch nie voll sind...daher sulfatieren sie und werden weich..
so meine Vermutun