Schnellladen von LIiFePo4

[RalfZ]

[quote Thomas.Keller]gesammelte Fakten:

Die Rippen dienen hauptsächlich zur mechanischen Stabilisierung.

Die Rippen könnten eventuell unter Umständen eine Kühlwirkung haben.

In den 12V Blöcken sitzen die Akkus ohne Rippen dicht an dicht beieinander.


Mein persönliches Resümee:

Für einen Fahrer, der nach Barcelona stürmt oder nach Dänemark könnte es zum Verhängnis werden.[/quote]
Das wird alles nicht so heiß gegessen wie es gekocht wird!
Was hier diskutiert wurde war viel Theorie und keiner weiß genau wieviel Alterung es wirklich bedeutet.

Rechnen wir doch einmal:
Angenommen man mach im Sommer vier Touren, jeweils 10 Stunden Hinfahrt und 10 Stunden Rückfahrt. Also 8x10 Stunden. Die Batterie wird dabei immer schnell geladen (sagen wir mal 1C, mehr schaffen hier nur wenige) und sofort wieder entladen. In der zweiten Tageshälfte wird man einen deutlichen Temperaturanstieg in den Zellen messen können. Dann rechne ich 8x5 Stunden erhöhte Temperatur, von mir aus 40-50°C. Das sind also 40 Stunden im Jahr. Das Jahr hat 365x24 = 8760 Stunden.
Daraus ergibt sich ein Prozentsatz von 40/8760 = 0,0045 = 0,45%.

Beruflich mache ich unter anderem Tests an Lithium-Ionen-Zellen. Dort teste ich hauptsächlich LiMn- und LiMnNiCo-Zellen. Wir lagern die Zellen bei konstant 80°C um die Alterung zu beobachten. Ich nenne euch mal Zahlen für 3 Monate bei 80°C. Die verschiedenen Zell-Typen haben folgende prozentualen Verluste an Kapazität gezeigt: -20% / -12% / -10% / -24% / -35%
Und das nach 3 Monaten bei 80°C !!!
Die größte Alterung haben die billigsten Zellen gezeigt - welche Überraschung!
Die guten Zellen haben nach einem halben Jahr noch immer weniger als 20% Kapazität verloren!

Jetzt rechnen wir diese schlechtesten Zellen mal weiter:
3 Monate bei 80°C => -35%
Jetzt rechnen wir das runter auf eine Temperatur von 50°C. Dies ergibt etwa 1/4 des Kapazitätsverlustes:
3 Monate bei 50°C => -9%
Jetzt rechnen wir das runter auf zwei Tage (48 Stunden), der Faktor ist 2/90 = 0,022:
2 Tage bei 50°C => -0,2%
Und wir müssen im Gedächtnis behalten daß ich den billigsten und schlechtesten Zell-Typ gerechnet habe!

Mein Fazit:
Die Zellen von Thundersky z.B. sind bis 85°C Betrieb angegeben.
Wenn ich jetzt also in 0,45% der Zeit mit Temperaturen bis zu 50°C betreibe, dann wird dies keinen meßbaren Einfluß auf die Alterung der Zellen haben!

Meine Empfehlung:
- Macht euch Gedanken wie ihr die Zellen pfleglich behandeln könnt und quält sie nicht unnötig.
- Aber im Vordergrund steht der große Vorteil daß Lithium-Ionen-Zellen sehr pflegeleicht sind. Also fahrt damit und habt Spaß!!!

Ralf

 

[thegray]

Ich sehe das genauso - wenn du aber und so habe ich es inhaltlich mal angerissen
Es wurde die Frage gestellt - ist es eine Gute Idee -> Nein.
Wenn dann noch z.b wie einige in eine dämmende Box stellst und evtl. dann noch verschachtelt dann ist mit Wärmeabfuhr eben nichts mehr - und dann sieht die Rechnung bei dir eben auch schon wieder anders aus. Und ich rede ja über den gesamten Lebenszyklus - und wie wirkt sich das mit Zins und Zinseszins aus ? Wissen noch weniger ?

Ergo das ist unnötig - vor allen wenn man des Fahren und Ladens gewohnt da nicht mehr dran denkt und an fängt einen anderen Fahrstil zu "prägen". Es gibt soviel Faktoren die schlecht fest klopfen lassen. Z.B. Denn mal ganz ehrlich wer fährt mit seinen Lixx-EL so auf Effizienz wie er es seinerzeit mit Bleich gemacht hat? Und die HP -Lader und Co. werden auch mehr werden und der Mut mehr zu wollen.... ; Die höhere abrufbare Motorleistung führt dann unweigerlich zu mehr Abwärme - ups noch mehr.

Man denke vielleicht mal die Situation vor 4-5 Jahren - Sind da auch schon soviel Scheibenläufer abgebrannt????

 

[Thomas.Keller]

So betrachtet war die Fragestellung zu locker geschrieben.

Nein, auf eine Isolierung verzichte ich erstmal.
Wenn von Ben was schönes ins Elwiki kommt, drehe ich auch meinen Motor brav um.

Da ich meinen Maximalstrom auf keinen Fall hochsetze (warum macht Citycom eigentlich 120A? Im Datenblatt vom Motor stehen 110A max....) belaste ich die Akkus auch nie mehr als mit 1,3C und das auch nur in der Beschleunigungsphase, danach gehts ja gleich auf 0,5 C zurück.

Ich stehe de facto vor der Wahl die Akkus um die Rippen zu versetzen oder darauf zu verzichten die Akkus zusammen zu spannen.

Gefühlsmässig ist das spannen wichtiger.

 

[lukski1]

Hallo allerseits,

wie wäre es wenn wir die Eigenschaften von den Lithium Akkus im elwiki zusammentragen ?

Zur Alterung hab ich mal hier angefangen:
http://elweb.info/dokuwiki/doku.php?id=lithium-akku-alterung

Erreichbar ist die Seite über den Akkumulator (ganz unten über die Rubrik "Eigenschaften von Lithium Akkus") http://elweb.info/dokuwiki/doku.php?id=akkumulator

Beste Grüße,
Lukas

 

[Jan-EL]

moin

Mal ne dumme Zwischenfrage: Warum ist verspannen wichtig?


bis denne
Jan

 

[andreas Andreas]

Hallo Jan
Es gibt mindestens 2 gute Gründe:
1. Wenn Überdruck in den Zellen herrscht, dann ist die große Gehäusefläche nicht in der Lage dem Druck standzuhalten und gibt nach. Das kann zur Folge haben, daß einzelne Folien nicht mehr aufeinanderliegen und führt zu Kapazitätsverlust.
2. Wenn die Zellen mit den üblichen 4-lagigen Kupferverbindern verbunden werden, dann führt Vibration der Zellen untereinander zu einer erhöhten Beanspruchung der Zellpole. Das kann zwei Folgen haben, daß die Zelle undicht wird und durch Elektrolytverlust an Kapazität verliert und außerdem kann sich die Polschraube lösen, was zu schlechtem Kontakt, vermehrter Hitze und damit zur Brandgefahr führt.

Gruß
andreas

 

[RalfZ]

[quote Thomas.Keller]Ich stehe de facto vor der Wahl die Akkus um die Rippen zu versetzen oder darauf zu verzichten die Akkus zusammen zu spannen.

Gefühlsmässig ist das spannen wichtiger.[/quote]
Das sehe ich genauso. Grpße prismatische Zellen wie wir sie in unseren Fahrzeugen benutzen sollten unbedingt verspannt werden.
Nur so ist sichergestellt daß die einzelnen Lagen in den Zellen immer gut aneinander liegen. Und nur so kann die Chemie gut funktionieren und man vermeidet schädliche Hot-Spots.

Ralf

 

[andreas Andreas]

Hallo
Rechnen wir doch mal mit der entstehenden Wärme:
Nehmen wir 100A Lade und Entladestrom. Nehmen wir 1mOhm Innenwiderstand der Zelle an. Nehmen wir einen optimistischen Wirkungsgrad von 98% an.
P=I^2*R+P_lade*0,01=10000*0,001+100*3,3*0,01=13,3W/pro Zelle
Also 200W bei 15 Zellen 90LFP90AHA.
@Ralf: Kennst Du die Wärmekapazität von Lithiumzellen?
Ich nehme der Einfachheit halber 1kJ/kg*K.
10 Stunden 200W ergibt dann 2kWh=7200kJ. 45kg Zellen, also Delta_T=Delta_Q/c*m
Also 7200kJ/(45kg*1kJ/kgK)=160K .
Das wäre definitiv zu viel, bei einer vollständig isolierten Zelle.
200W Leistung abzuführen ist nicht schwer, aber dann muß es auch ein gewisses Delta_T geben.
Nehmen wir mal an, es ist 30°C warm, und wir erlauben 80°C für die Zellenaußenwand.
Dann haben wir ein Delta_T von 50K.
Luft hat wiederum c=1kJ/kgK. Wir möchten die Kühlluft um 25K erwärmen.
Welcher Massenstrom ist erforderlich, um das thermische Gleichgewicht aufrecht zu erhalten?
dQ/dt=P=200W=200J/s
m=Delta_Q/c*Delta_T
Erweitern mit 1/s:
m/t=P/c*Delta_T=0,2kJ/s/(25K*1kJ/kgK)=0,2/25kg/s=0,008kg/s.
Das sind 28,8kg/h und mit einer Dichte von 1,3kg/m^3 gerade einmal 22m^3/h.
Drei kleine 50mm Lüfter könnten das leisten.
Aber reicht die Fläche der Zellen aus, um die Wärme zu transportieren?
Eine LFP90AHA besitzt eine umströmte Kühlfläche (geschätzt) von 0,2*0,1*2m^2, 15 Zellen also 0,6m^2 insgesamt. Das müßte genügen, wenn man es schafft, die Luft entsprechend heranzuführen. Wenn die Zellen überhaupt nicht isoliert sind, dann könnte der Fahrtwind im Mittel reichen.
15 Zellen, die nur über die Batteriepole gekühlt werden haben maximal vielleicht eine Fläche von 0,06*0,16*15=0,144m^2, also 1/4 der Fläche. Reicht das noch aus? Und wie gut ist die Wärmeleitung aus dem Zellinneren an die Batteriepole?

Wer Fehler findet, bitte melden, ich habe das nur mal eben so hingeschrieben.

Gruß
andreas

 

[thegray]

Bitte alle Argumente haben was !
meine Gewichtung sieht einfach anders aus als bei manchen - ich versuche einfach ein paar schritte weiter zu gehen und zufragen was dann und dann - mach scheints weit weg aber doch dabei.
(das ist der Grund weshalb ich schon zu Schulzeiten der Atomkraft nicht s abgewinnen konnte)

Die Sache hier machte zwar Arbeit aber gar keinen Stress, viel mehr bin ich mal wieder gefordert gewesen - und man Lernt ja nie aus ;-)

So mein Steinche, wer legt noch ein drauf.

Kein widersprch gegen die Stabilität der Verrippung auf der "Längssträcke" von der Statik-Klar ein Plus und 1Semester 1Woche.

Kein Wärme-Transfer vom Hersteller aus Maßgeblich bzw. unwichtig?
Ich trage noch eins drauf Bitte man schau sich die Zellen mal von Unten an!- Was sieht man, das die statische Verippung ist "Falsch" nicht in der unstabilen Längsrichtung sondern in Querrichtung.

Was bekommt man damit - Lüftungskänle mit Anbindung an die an der Breitseite - statisch Korrekt ausgeführt ist das nicht drin. Ich hatte ja auf Grundlage dessen an anderer Stelle mal geschildert wie man einen Cirkulationslüftung für die gleichmäßige Durchwärmung und Kühlung kritischer Balancermodule. Und Kühlung mit umgeschalteter Zuluft. Aber das ist was für ganz lange Winter

Denn es gibt sicher viele Sachen die für die meisten, wie auch mich, erstmal wichtiger wären.

 

[elfly]

Hi Gray

ich leg gerne noch einen drauf!

Deine Kühlung in Ehren, aber sag mir mal wie man die Luft überreden soll gegen die Schwerkraft an der einen Flanke der Zelle nach unter zu strömen unten durch und wirder mit der Sk auf der anderen Seite wieder hoch????

Klar ist das Suboptimal mit der wuaerrippung unten, aber von der Produtionsform sicher einfacher, und günstiger. Zudem wie schon an anderer stelle bereits gesgt, ist der Kuststoff ders Zellgehäuses aes andere als gut wärme leitend...........:hot:

Wenn man bei der Produktion nur minimal diesem Zweck verfolgt hätte hätte man ein anderes Material oder zumindest eine Wärmebrücke für die Temperiereung eingeplant.
Die Idee mit der Zellverbindern (Pole) als Wärmebrücke hat was für sich, aber ist doch nicht ganz ungefährlich weil ja die Spannung dort geführt wird. Es hat sicherlich auch schon unglücklicher Fällw von Kurzschluss gegeben, beim Hantieren über den Zellverbinder.......?

Mein Resüme.... Einzelzellen sind sind nicht leicht zu Temperieren, denn die Suppentüten im Gehäuse hängen an den Polen und von unten mit einer Heizmatte kommt man nur dürftig ran. :hot: Auch wenn man kräftig drauf brezelt. Kühlen..... mit viel Phantasie und viel Aufwand bekommt man eine Homöopatische Plazebokühlung hin. Bei den Blöcken wie ich sie in Betrieb habe ist beides eine Utopie!

Heizen macht bei den vor Yttrium-Zellen sicher Sinn. Bei den Yttrium-Zellen wie ich sie fahren darf, ist der Spannungseinbruch in einem verträglichen Rahmen.
Kühlung ist sehr aufwändig und der Effekt ist "noch" fragwürdig.

Gurss phil

 

[DL1DUK]

Eine Idee für das Temperaturmanagment hätte ich noch:

Die Zellen in eine geschlossene dichte Box. Das ganze mit Trafoöl aufgefüllt. dann reich eine kleine Umwälzpumpe und Kühler oder Heizer aus. Das Öl leitet nicht aber ich glaube , das ist aus Umweltschutzgründen nicht mehr zu verwenden.

Destiliertes Wasser? Leitet ja auch nicht und wenn es so bis 2cm unter die Oberkante Zellen steht?

Grüße , Frank

 

[thegray]

auch in Einbezieheung eines 5-6seitig geschlossenen Batt- Kasten und Verschmuzungsfreien; gefasten Block zum Schutz der Anschlüsse; und Pol-Module eins BMS;


Das Zellmaterial ist zweitrangig - in das KS-Geähuse zu integrieren ein Dichtungsproblem Dehnungkoifizent; arbeiten der Materielaen ; Verträglichkeit Klebstoffe><Gehäuse>< Elektrolyt; Generell und schwächt auch die Statik des Restgehäuses - nicht das es nicht lösbar wäre,aber zu einem sprichwörtlichen Preis - das Selbe gilt auch für ein Gehäuse Material selbst.
Nur dann genau das Gegenteil von deinem Ding ist Denn du hast nicht nur für eine Dichtheit zu sorgen und gerne gute Wärmeleitung;
Metalle als Gehäuse > Gut dann bekommst du ein z.B. Isolationsproblem, unter einem Fehlerfall; oder bei einem mech. Einwirkung von außen; spätestens bei Sicherheits-Prüfungen in der Hinsicht in einigen Länder ein KO geben dürfte oder wieder angepasste Produkte was die Kosten treibt; bei Fahrzeugherstelleren auch, weil die die machen, die bauen Hochvolt-Anwendungen (wo bei die haben über die Lobby die Möglichkeit dahin zu wirken das Sachen auf die Straßen kommen die eigentlich andere nicht "dürfen").

(Weshalb werden den alle Elektrogeräte 99,99% nur noch KS gefertigt - Weil das Isolationsproblem da schon von Gesetzten her ganz anders gelagert ist bzw. gar nicht vorhanden - was die Regelungen angeht. Zudem ist ein leichteres ;-) Anschlußkabel möglich )

Da haste in der Statik das Problem das auch aus verständlichen Gewichtsgründen die Wand-Stärke gering gehalten wird - diese bieten i Dünnenblech keinen Widerstand gegen Druck was ein neues Problem bringt - weil wir reden ja von Prismatischen. Dieses Problem Potenziert sich im Sprichwörtlichen Quadrat mit der Kapazität-Größe. Und spätestens hier bist du am Ende den eine Sandwich-Konstuktion in/aus Blech? ja - geht aber Kostspieliger gehts dann sicher nicht mehr . Dann lieber die Nachteile der Zylinderform die wie geschildert nach Anwendung keine sein muß.

Zurück dann muß der KS natürlich unglaublich Billigsein ; Thermoplast; Lösemittelresistent; Langzeitstabil; Schlagzäh sein; Stabil ohne hin ; auch bei Kälte; alleine die Auflistung schießt schon viele KS ins aus und die Liste der zwingend oder auf der Hand liegenden Auswahl-Faktoren wäre noch weiter zu führten + Die an die ich noch nicht Denken würde weil kein Entwickler dafür.

Du siehst das mit den "Druckverhältnissen" zur sich notwendigen Einstellung einer Strömung Modellhaft in einen sehr Statischen System rechentechnisch richtig:spos:
Vielleicht so wie die ersten Wettervorhersagemodelle.
Die Natur der Praxis darf aber gerne anders aussehen in den meisten Prozessen liegt ein (seltsamer Artaktor) bei - oder einfach gesagt was mit Chaos zu tun. Und da wurden reichen fertigungs bedingt ungleiche Kanäle; Störfaktoren wie Luftzug und Verbaute Kanäle (Kabel oder BMS Teile um ein solches Modell ordentlich mit weiteren Parametern zu stören.
Schon stellt sich wenn auch wenig geplante oder kontrolliertes Stömungssystem ein.
(Beispiel stelle eine Kerze in eine sehr schmales langes Röhrenförmiges Gebilde und bringe Staub oder Zigarettenrauch ein - was passiert ohne das unten eine Belüftungsöffnung wäre ( mit wäre das natürlich super Optimal den meisten als Kamineffekt geläufig )
(Der läßt sich auch wunderbar in einen geschlossenen Batteriekasten sofern er dafür gamacht wird, unterstützen und man erreicht obwohl in einen Isolierenden Material ausgeführt genau dessen Gegenteil - wenn man will)
Nur sollte dann die Zellgehäuse mit seiner Struktur es nicht unnötig erschweren .

Und wer es auf die Spitze Treiben will:
Z.B. Luft - Eine Zwangs-Temperierung bräuchte in einer EL-Batterie Kasten ( um Missvertständnissen vorzubeugen - einen eigenen geschlossen natürlich) , sofern der es ein Anwender dann braucht Zwei PC Lüfter, um auch eine C2-Abwärme mit Leichtigkeit raus zu schaffen oder in der Masse gleichmäßig zu verteilen/speichern und die Akkus auch bei tiefen Minusgraden im optimalen Bereich zuhalten. Ohne große Zuheizung.

Bei einer Press/Gussform für Massen Produktion von Thermoplasten - das mußt du erst mal .... und ich bin so maßlos zu behaupten das wirst du nicht Schaffen egal welcher
Berufung. Da gibt es in jeden Haushalt Geräte mit dem ich einen gegenteiliges Szenario darstellen kann dutzendhaft.
Da ist nach Ockham-Regel oder was davon heute interpretiert wurde, die von dir absolut abgelehnte - Das die Rippung der Zellen sich mehr an thermischen Erfordernissen als an Statik orientiert , eben die Wahrscheinlichere ist.
Alternative Denke wäre -> da ja der Boden Statisch widersinnig ausgeführt; dann Zufällig - - Hm NEEE

Du denkst in zu großen Einheiten was die Energie Menge angeht - also der Abfallwärme die ja viel niedriger ist als bei PB oder NICD und das ist evtl. die Ursache des Missverständnisse.
Ich erinnere mich noch an gekämpten Diskusionen in meiner Ju&#180;gend mit Baufachleuten: " Ein Haus kann man nicht als Passivhaus plannen - und immer wenn ich was aus dem "Hut zauberte" ist hat eine Frage des Blickwinkels was einem dann an Lösungen kommt. Habe ich mir immer noch wieder sagen lassen müßen - Dem nach sind Plus+Energie Häuser SIFI. Nun heute sind wir wohl in Übermorgen - Klapp-Handy kennt ja nicht nur Kirk. Nun ich weiche ab.

Doch mit einen anderen Ansatz.

Ist so nicht ganz Richtig weil der Elektrolyt - nein Besser Formuliert ein, entscheidender Bestandteil dessen wie ich kürzlich darbot, unter etwa 30 Grad Kristallin ist - das ist gar nicht vorteilhaft für den Zweck des Ladungstransport oder auch Wärme und bei unter mech.Druck stehenden Folien die sich durch Hotspots ungleich verziehen und spannnen auch nicht . Egal ob vor oder nach Yttrium -Zeitalter
Wenn du das auf deine Anwendung und Warmfahren, es den so Kalt sein sollte und nicht die Mögliche Leistung der Zellen betrifft mag das richtig sein - es deine Anwendung . Aber heißt ja nicht das es überall so sein muß.

Ich Rede noch immer von Haltbarkeit also Ah p.A./¤ zu Maximieren und höchst möglich Entstressung der Akkus in der Konzeption, nicht vom den Nachteilen bei ein speziellen Fall wenn die Zellen eben nicht ganz so betriebsbereit sind.

 

[Dr. Mabuse]

[quote DL1DUK]Eine Idee für das Temperaturmanagment hätte ich noch:

Die Zellen in eine geschlossene dichte Box. Das ganze mit Trafoöl aufgefüllt. dann reich eine kleine Umwälzpumpe und Kühler oder Heizer aus. Das Öl leitet nicht aber ich glaube , das ist aus Umweltschutzgründen nicht mehr zu verwenden.
[/quote]

Hallo Frank

Die Golf_2 und Golf_3 Citystromer hatten dafür schon damals eine Batterieheizung, die man auch als Kühlung verwenden kann, wenn man das Wasser-Glykol Gemisch über einen Kühler führt.

Zwischen den Blei Akkus befanden sich Wassertaschen aus Gummi, die in Reihe und Parallel verschaltet waren und im Kreislauf mit der Pumpe befand sich noch eine 700W Heizpatrone + Thermostat.
Ich habe meine Lithium-Ionen Akkus so eingebaut, daß ich diese mit dem System im Winter beheizen kann.
Mal sehen, welche Temperaturen ich im Sommer erreiche.
Ich lade meine 34kW/h mit max.18kW (wenn mein 2. Ladegerät fertig ist). Da sollte dies kein Problem sein.

Viele Grüße Daniel

 

[elfly]

Hallo zusammen

Ich belebe das Thema nochmals.
Haltet mich fuer bloed, aber wenn man yttrium Zellen hat, wieso eigentlich heizen?
Ich habe Bloecke dieser chemie, und bin auch bei gut -10 Grad noch vorwaerts gekommen. Wenn man den datenblaetter der hersteller glauben schenken darf, so verschiebt sich die gesamt entladekurve einfach paralell gegen unten, aber die Leistung soll te trotzdem entnehmbar sein.

Also wenn alle davon sprechen dass man das Laden unbedingt temparaturkompensiert durfuehren soll, wieso nicht auch statt viel energie zu verbraten, die lower cut off voltage des BMS nach unten korrigieren.

Der Heizstrom steht doch in keinem Verhaeltnis zur Mehrleistung die erreicht wird durch die minim hoehere spannung der yttrium Zellen.

Oder bin ich auf dem Holzweg?

 

[Sven Salbach]

naja, bei 3,65V werden die Zellen aber nicht mehr voll bei -10°..
LAut den Datenblättern steht dann dort was von laden bis 4,6V!! (Ohen Gewähr!!=
Das habe ich aber noch nicht versucht...und ich rate hier auch erstmal ausdrücklich das nicht zu run..hatte das nur irgendwo gelesen

 

[trimaransegler]

Weder im Peugeot noch im Golf muss ich im Winter heizen. Allerdings komme ich im Golf bei Höchstleistung und Langstreckenfahrten mit Powerladung an die magischen 50 Grad an sehr heißen Tagen. Da ich das nicht will, muss ich einfach während der Fahrt runter kühlen. Das geht beim Golf gut mit viel Leerlauffahrt. Wärme bekommt man auch im Winter genug durch Powerladung. Allerdings werden meine Fahrzeuge auch immer geladen und gefahren. Ich lasse erst gar nicht voll auskühlen.

Grüße

Friedhelm