Gemeinschaftsprojekt LiFePo4 Flachzellen Batterieboxen (gepresst, beheizbar) - Elektroauto Forum

Gemeinschaftsprojekt LiFePo4 Flachzellen Batterieboxen (gepresst, beheizbar)

Sven Salbach

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15.03.2007
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Hannover
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ne, du bekommt den kohlenhalter nicht raus, dazu musst du eine Zelle rausnehmen, oder jedes mal den kompletten motor ausbauen.
NMC ist aber nix fürs El, zumindest nichts für meins.
Die Reichweite mi t 230Ah reicht mir völlig und auch sosnt bietet LFP nur Vorteile, das mir das Risiko von NMC und nicht wert ist

Und auch sonst, wird ja kaum jemand NMC einsetzen, daher ist es nicht als Community Projekt geeignet
 
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L.S.

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05.05.2021
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Cooles Projekt! Es wäre ganz schön, wenn das ganze halbwegs budgetfreundlich bleibt.

Puh, die Preise der 230Ah-Zellen sind ja schockierend! Sind die goldplattiert?

Beim F4 muss man an den Kohlenhalter herankommen, also muss es in einzelnen Boxen ausgeführt werden, als 4 Stück z.B., damit man bei Arbeiten am motor, eine Kiste entfernen kann
Jetzt wärs natürlich super toll, wenn diese Boxen die gleichen Abmessungen wie die drei Teile vom Thrige-Kasten haben. Dann hätte man ein Design für beide Anwendungen. Ich kann aber gerade keine Maße von dem Fact4-Kasten finden. Die sollten doch eigentlich längst im elwiki stehen?!?


Allerdings würde ich mir auch eine Version für 13S wünschen
Ich denke, zwei Bauarten von Blöcken könnten reichen: 4er- und 5er-Blöcke. So könnten folgende Variationen kombiniert werden:
  • Thrige-Korb dreigeteilt: 12S, 13S, 14S, 15S
  • [Fact4(Perm) mit Lücke: 12S, 13S, 14S, 15S]
  • [Fact4(Perm) gefüllt: 16S, (17S, 18S, 19S, 20S, 10S2P)]
Oder vielleicht noch 6er-Blöcke?
Wie willst du das BMS-Thema regeln?
Ein BMS je Box geht nicht, weil die "4S"/"5S"-BMS ja dann im Zweifelsfall die gesamte Fahrspannung anliegen hätten (das wurde schon mal in einem Kewet-Thread eruiert).

Um das ganze möglichst "Plug&Play" zu machen, könnte man z.B. einen weit verbreiteten 6-Poligen Stecker aus dem KFZ-Bereich besorgen und an jeden Block einen davon hängen. Dann muss man nur noch die Kabel BMS-seitig auf die Gegenstecker aufteilen und in der richtigen Reihenfolge anstecken (hier evtl. Gefahr bei falscher Reihenfolge?, je nach BMS und Spannungsfestigkeit der einzelnen Messleitungen).
Übrigens: wenn der Spannungsabfall an Steckern und Leitungen bei allen Zellen (annähernd) gleich ist, sollte das eigentlich keine Auswirkung auf Balancing/Messwerte haben.

Oder gehen wir vom Boostech aus? Das wär ja am einfachsten, einfach 12-pol-Stecker, egal in welcher Reihenfolge parallel anstecken.

Allerdings sehe ich noch nicht, warum ausgerechnet die Lüftung raus sein soll.
Lüfter gibt es in Flach (7-10mm); Löcher tragen nicht auf und steuern kann man das innerhalb der Kiste mit einem simplen Thermoschalter. Fast alle PC-Lüfter laufen auf 12V.
Sehe ich persönlich auch nicht komplizierter als eine Heizfolie.
Zur Kühlungs-Thematik würde ich Luftkanäle im Block vorsehen, die sich im Winter verschließen/verdecken lassen und im Sommer mit Lüfter Luft durch die Akkus ziehen lassen. Muss man dann ja nicht verbauen ;-)

[die Heizfolie] direkt an jede Zelle kleben
Wird denke ich gerade bei großen Zellen ein Problem, wenn die Folie zusätzlich für jede Zelle einzeln Dicke aufträgt. ...das summiert sich!
Noch dazu kosten diese Silikon-Heizpads mehr als man denkt.
Es gibt anscheinend eine Quasi-Standardgröße bei Silikon-Heizfolien (die orangen aus Fernost) von 152x304mm (Suchbegriff "Pizza" hinzufügen wenn man es nicht findet). Das könnte halbwegs passen für den Footprint der Thrige-Korb-Segmente.

Heizung und Kühlung der einzelnen Kisten nicht immer zu 100% identisch [...]
--> "Kistendrift"
Ich denke das wird eher unproblematisch, da die Heizung ja sowieso nur für untenrum verwendet wird. Meinst Du echt, die mittleren Zellen werden schon in Übertemperatur gehen bevor die äußeren Zellen über 1°C (oder meinetwegen 10°C) sind und das System abschaltet?

Apropos: Es sind MINDESTENS zwei Temperaturfühler nötig. Einen in die Mitte und einen außen an der Ecke. Wenn es komplett eigenständige Blöcke werden, wären das zwischen 6 und 8 Sensoren. Bei einer "Plug&Play"-Variante würde ich aber gar nicht erst damit anfangen einen der Blöcke ohne Sensor zu bauen ("führe mich nicht in Versuchung").

Was spricht gegen eine Verschraubung mindestens eines "Kistenendes" - idealerweise mit einem Feder-/Dämpfungselement, damit der Druck nicht so groß wird, dass die Zellen sich gegenseitig zerquetschen?
Genau das ist ja das Ziel. Dass die Zellen sich gegenseitig verpressen. Die atomaren Kräfte hält nichts und niemand auf, da reichen also als "federndes Element" auch die Gewindestangen (wenn richtig dimensioniert).
Eines der Kistenenden zu verwenden ist eine coole Idee, allerdings erhöht das die Anforderungen an die Kiste enorm und die Maße werden nur bedingt verkleinert. Auf der anderen Seite brauchst Du ja schließlich einen komplexeren Mehanismus um dann die Kraft vom Gehäuse variier- und messbar auf die Zellen zu bekommen.

Zur Verpressung der Zellen wird man fürchte ich nicht um Gewindestangen vorbeikommen, wenn das eine kontrollierte Kraft sein soll. Einen Keil (mit dem Hammer?) eintreiben ist da zu ungenau.
Je nach Höhe der Zellen könnte man die Verpressungsplatten evtl. so planen, dass die Gewindestangen unterhalb und oberhalb der Zelle (je nach BMS bzw. Anbauten an den Polen) verlaufen. Dann natürlich zumindest oben auf alle Fälle Schrumpfschläuche drum, sonst gibts noch Funken ;-)
 
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Sven Salbach

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15.03.2007
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ja, ich denke die müssen schon in die 3 Thrige Boxen passen, fü 36V
Die Folien Tragen nicht auf, und es muss ja sowieso eine Platte als Isolation zwischen jede Zelle.
Die heizpads sind bei Ali Spotbillig, habe noch haufenweise hier liegen.
eben kein Silikon, sonder dünne Heizfolien, da geht dann kein Platz verloren
Ich würde sogar nur mit einem Fühler planen, und die Heizfolien entsprechend schwach ausführen, das die Wärme immer sicher verteilt ist.
Mit Silikonheizfolien, würde man den Vorteil einer guten thermischen Kopplung komplett verlieren. Dann bräuchte man die auch nicht direkt aufkleben

Naja, mwir müssen ja nicht 700nm +-2 erreichen.
wenn es 30% weniger sind, reichts auch, man hat sowieso Dehnung etc. Hauptsache, ordentlich gepresst

 
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L.S.

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05.05.2021
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eben kein Silikon, sonder dünne Heizfolien, da geht dann kein Platz verloren
Super, die hatte ich noch nicht auf dem Schirm! Gehen die mit 12V oder 36-48V?

Hier mal ein vereinfachtes exemplarisches CAD-Modell von einem zweireihigen 20-Zellen-Pack, das ich konstruiert habe (anderes Projekt). Vielleicht hilft das dem einen oder anderen beim Vorstellen der Verpressung?
 

Sven Salbach

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15.03.2007
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Die Folien gibt es auch mit 48V, zumindest damals hatte ich welöceh gesehen, aber 12 oder 24V passen ja auch, dann klemmt man die in Reihe oder was auch immer, da bin ich mir eben noch nicht schlüssig.
Hat alles Vor und Nachteile
Hier sieht man schon das Problem mit den 230Ah Zellen, bereits 12 mit Dämmung und Box wird schon eng..
Auf dem Bild das Schwarze entspricht den 12V100Ah blei Blöcken, das blaue sind die 230LFP zellen
Notfalls müssen 6 Blöcke ins heck, ich habe jetzt ja auch 4 im Heck, aber eben nicht verpresst und ohne Dämmung
Das gelbe wäre jeweils 2cm Styrodurplatte
Ich arbeite gerade besonders an der 230Ah version, da es mein eigenes El ist;-)
rein theoretisch können man natürlich auch einen 10Zellen Block bauen, da ist dann gerade noch so, herausnehmbar und man hätte ausreichend Platz für Gewindestangen
obwohl, ne, ich glaube das ist doch schon heftig schwer
 
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Sven Salbach

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15.03.2007
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Was meinst du eigentlich mit teuer? Die 230Ah kosten 65€
Ich rede nicht von den überteuerten Elerlix oder sowas, sondern EVE z.b.-
oder 105Ah für 35€
Die Zellen sind inzwischen spotbilig, daher habe ich den verkauf mit Litrade.de ja eingestellt, da es nicht mehr lohnt
 
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Sven Salbach

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15.03.2007
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Ich denke, schlussendlich, bleibt nur die 10 Zellen Lösung und 6 im Heck, momentan habe ich 4 hinten.
Dafür hat man dann allerlei Platz für alle Möglichen LösungsansätzeBei der gewindestangenlösung kann man es vielelicht dann auch irgendwie mit Aluprofielen oder einem mix lösen
 
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Werni

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19.02.2019
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Heidenrod
Hi,

ich hab jetzt nicht alles durchgelesen, aber die Verspannung muss meines Wissens ja nur auf die großen Akkuflächen wirken, also im Bild des Beitrags obendrüber jeweils von 'oben' und 'unten'.

Mein Denkansatz wäre, an den zu verspannenden Enden zwei Stahlplatten zu verbauen, die das maß der Akkus haben. An diesen dann mittig eine abgerundete Führung für einen umlaufenden Spanngurt reinfeilen, der Spanngurt kann wahlweise einmal umlaufend auf gleicher Höhe oder oben- und untendrunter geführt werden. Zweitere Variante kann das Spannglied dann oben auf dem Akku haben, damit geht im Akkukasten kein Platz verloren. Und man kommt noch dran und kann nachspannen :) Der Gurt darf dabei halt nur so breit sein, dass er noch zwischen die Polklemmen passt.

Gruß,

Werner
 
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Zürcher

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28.11.2022
146
Stäfa, Zürich, Schweiz
Hallo zusammen

ich habe den Batteriekasten sehr genau konstruiert und exakt fertigen lassen, die Akkuzellen eingebaut und zwischen den Zellen als auch rundherum noch Makrolonscheiben so eingeschoben, dass es möglichst keinen Zwischenraum gibt. Hat ausserdem auch noch den Vorteil, dass die Zellen untereinander noch eine Isolierung haben und auch gegen den metallenen Kasten isoliert sind.
Ich denke wenn die Zellen anfangen sich zu blähen, entsteht der Pressdruck auch ohne vorherige Vorspannung?
Auf dem Boden eine Heizfolie. Die Zellen werden zwar nicht richtig warm, aber die Folie hebt die Temperatur um ein paar Grad an, so dass ich sicher über 0 Grad komme und laden kann/darf.
Ich konnte so 14 EVE Zellen mit 230Ah einbauen.
Die Zugänglichkeit ist nun auch wesentlich besser.
1736971436009.png
Heizung auf dem Boden. Eher als Temperierhilfe gedacht, um die minimale Temperatur für den Ladevorgang zu erreichen.
1736971550980.png

Die Spanngurte waren gedacht, dass ich die Zellen bei einem Problem wieder rausziehen kann. (Wird aber wohl nicht funktionieren....)

1736972634257.png

Gruess

Beat
 
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L.S.

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05.05.2021
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Mühldorf am Inn
Was meinst du eigentlich mit teuer? Die 230Ah kosten 65€
Ok, ich hatte Preise von ca. 100€ gesehen 😂

Auf dem Bild das Schwarze entspricht den 12V100Ah blei Blöcken
Welche (Innen)Maße haben die denn? Wir sollten vielleicht uns auf ein Maß festlegen, bevor wir uns Gedanken ums Packaging machen 😉

Wenn ich es richtig verstehe, dann könnte man in ein Fact4-EL vier (oder 3?) von diesen 12V-100Ah Blöcken verbauen??
Dann könnte man die 12er oder 10er Blöcke ja zu 2P oder 3P verschalten (also nach außen hin als 5S oder 4S) und hätte insgesamt bei drei Blöcken 15S mit 210Ah oder bei vier Blöcken 16S mit 315Ah? Klingt ein bisschen zu einfach...?

12 Zellen
Aber da sehe ich keine Chance mehr für Gewindestangen

Wieso? Ist doch noch Platz am Rand? Das lässt sich ja alles vorher modellieren wenn man die Maße weiß...
Dämmung reicht ja auch zwischen den Gewindestangen.

rein theoretisch können man natürlich auch einen 10Zellen Block bauen, da ist dann gerade noch so, herausnehmbar und man hätte ausreichend Platz für Gewindestangen
obwohl, ne, ich glaube das ist doch schon heftig schwer

Früher waren Bleiblöcke verbaut, die waren auch schwer und man hat sie irgendwie rausbekommen. Wenn der neue Block die gleichen Maße hat, wird er doch bestimmt immer noch leichter sein als mit Blei?
Aber Du hast Recht, man sollte den Akku auf alle Fälle alleine (am Straßenrand) ein- und ausbauen können. Im EL ist man ja selten zu zweit unterwegs ;-)

Zweitere Variante kann das Spannglied dann oben auf dem Akku haben, damit geht im Akkukasten kein Platz verloren.
Die Idee mit dem Spanngurt finde ich super! Allerdings:
  • Ich denke es braucht zwei Spanngurte, zwecks gleichmäßiger Kraftverteilung
  • Selbst wenn nur ein Gurt in der Mitte sitzt: Wie bekommt man die BMS-Platine drauf, wenn da ein Spannglied sitzt?
  • Wie geht man sicher, dass ausreichend gespannt ist? Drehmomentschlüssel wird da ja schwierig...
  • Der Gurt leiert mit der Zeit aus, muss also regelmäßig nachgespannt werden.
Daher meine Idee, den Gurt durch jeweils zwei Gewindestangen unterhalb der Zellen und oberhalb der Zellen zu ersetzen.

Man könnte bei ausreichender Dicke der Platten auch folgendes machen:
  • Die Platten so fertigen, dass sie oben und unten über die Zellen überstehen
  • In die eine Platte Rechtsgewinde einschneiden, in die andere Linksgewinde
  • Gewindestangen mit Möglichkeit zum drehen von der Mitte aus (z.B. zwei Muttern gekontert draufschrauben)
  • Gewindestangen drehen, so dass sich die Platten von beiden Seiten nach innen bewegen
  • Am Ende die außen wegstehenden Gewindestangen flach wegschneiden.
So könnte man sich die Muttern an beiden Enden sparen, falls es vom Platz her knapp wird.


Wäre es nicht sinnvoller, die Blöcke ohne Isolierung zu bauen und den Fact4-Kasten insgesamt außen zu dämmen? Die Blöcke könnte man dann etwas kleiner machen.


Ich konnte so 14 EVE Zellen mit 230Ah einbauen.
Mensch da ist doch noch Platz, das schreit nach 16S!
Aber cooler Umbau, schaut sehr ordentlich aus!

Ich denke wenn die Zellen anfangen sich zu blähen, entsteht der Pressdruck auch ohne vorherige Vorspannung?
Genau das reicht eben leider nicht, daher müssen sie ja verpresst werden. Besonders bei den Makrolonscheiben könnte ich mir gut vorstellen, dass die nachgeben.
Wie lange ist denn der Umbau her und welchen Kapazitätsverfall hattest Du in der Zwischenzeit?

ich habe den Batteriekasten sehr genau konstruiert
Würdest Du evtl. die Dateien teilen? Das würde einiges an Arbeit sparen 😇

die Folie hebt die Temperatur um ein paar Grad an, so dass ich sicher über 0 Grad komme und laden kann/darf.
Wieviel Watt sind denn verbaut? Sven meint ja dass die schon ab <10°C andere Eigenschaften haben (unverpresst). Daher wärs vielleicht gut, (trotz Verpressung) bei winterlichen Verhältnissen auf diese 10°C zu kommen, also mehr Leistung einzuplanen, als bei Dir? :unsure:
 
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Sven Salbach

Bekanntes Mitglied
15.03.2007
10.036
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Hannover
www.litrade.de
ne, kein Platz, das sind ja nur die reinen Zellen, da kommt ja noch das Gehäuse und Dämmung drum
Ohne alles, passen gerade so 12 Zellen hinten rein(so fahre ich momentan +4 extern)
Die Abmessungen einer Bleibatterie sind
L/B/H306/168/210 mm

Eine Bleibatterie wiegt 32Kg und das war schon sehr grenzwertig, man will ja nichts beschädigen
 

Gausi

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16.01.2008
168
Mal ein 2 Fotos aus meinem Archiv zu Thema LiFepo4 Akkuheizung:

18*280Ah sind damals in meinem Dezhou Fulu verbaut worden .... die Heizfolie ist mit einer Abkanntbank "vorgeknickt " worden und befindet sich in "Schlaufen" zwischen den Zellen. Warum? Als mir mal die Frage gestellt worden ist, wie dir im Winter an meinem Körper eine Heizfolie gefallen würde a.) unter den Füßen b.) um den Torso gewickelt habe ich b.) geantwortet. Es ist eine 24V Heizfolie die für die Nennspannung 48V 2* in Reihe geschaltet wurde. Die Heizleistung ist ca. 600W und wird über das BMS EIN/AUS geschaltet. Es soll ja NICHT die "Heizen" sondern bei Minusgradtemperaturen die Zellen erwärmen.
 

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Kamikaze

Bekanntes Mitglied
Wieviel Watt sind denn verbaut? Sven meint ja dass die schon ab <10°C andere Eigenschaften haben (unverpresst). Daher wärs vielleicht gut, (trotz Verpressung) bei winterlichen Verhältnissen auf diese 10°C zu kommen, also mehr Leistung einzuplanen, als bei Dir? :unsure:
Also ich heize meine 24*100Ah EVE-Zellen aktuell mit ca. 50W.
Der Korb ist bis auf ein paar Luftspalten verkleidet und die Akkus in Blasenfolie eingepackt.
Das hebt die Temperatur bei aktuell ca. 0°C Außentemp. auf ca. 14°C (bzw. 16°C, wenn das EL in der Garage steht - also ohne Wind).
Im Fahrtwind auf ebener Strecke wird der Akku dann langsam kälter; an Bergstrecken (länger hohe Ströme >100A) werden sie dann wieder wärmer. Das könnte aber auch daran liegen, dass ich "nur" an den Zellpolen die Temperatur messe. nach den Anstiegen fällt die Temperatur nämlich dann relativ rasch wieder ab.

Weniger als 50W insgesamt würde ich nicht verbauen wollen. Lieber etwas mehr. Weniger heizen geht ja immer via Thermoschalter - mehr heizen als "dauerhaft an" geht halt nicht.
 
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Kamikaze

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Mal ein 2 Fotos aus meinem Archiv
Die Spannvorrichtung sieht schick aus - allerdings sehe ich bei deinem Setup keine Isolatorplatten zwischen den Zellen.
So lange der dünne Schrumpfschlauch um die Zellgehäuse ganz bleibt ist das kein Problem. Sobald die Alu-Gehäuse-Dosen miteinander in Kontakt kommen gibt es ein stinkendes Feuerwerk.
Bei dem Gerüttel im EL würde ich mich da nicht nur auf den chinesischen Schrumpfschlauch verlassen wollen. Das Innenleben der Heizfolien leitet leider ebenfalls recht gut auf kurze Distanzen.
Nur zur Info. Wäre schade, wenn da was fackeln würde deswegen. :)
 
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Wertungen: Sven Salbach

L.S.

Aktives Mitglied
05.05.2021
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Mühldorf am Inn
Weniger als 50W insgesamt würde ich nicht verbauen wollen. Lieber etwas mehr. Weniger heizen geht ja immer via Thermoschalter - mehr heizen als "dauerhaft an" geht halt nicht.
Klingt stimmig. Also bisher Richtwert ca. 50W?

Was mir gerade noch zum Thema Heizfolie zwischen den Zellen einfällt: Stationär ist das kein Problem, aber bei mobiler Anwendung bin ich etwas skeptisch, ob die Heizfolie die permanente Reibung verträgt oder vielleicht sogar ein Kurzschluss zum Zellgehäuse auftreten könnte?

Edit: @Kamikaze gleicher Gedanke, Du warst schneller ;-)
 
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jugge

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08.03.2019
411
Ich hab vor 6 Wochen ein Charly umgebaut auf Lifepo4 mit 230er Eve Zellen.

Übrigens gibt es von Daly jetzt eine Steuerung die eine Heizfolie automatisch ansteuert, wenn es zu kalt ist.
 

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