Temperaturfühler zur Messung der Zellentemperatur

[Zürcher]

Hallo zusammen

jetzt wo es bei uns sehr kalt ist, wird das Aufheizen der Batterie vor dem Aufladen wieder ein Thema.

Ich habe zwar in der gesamten Bodenfläche des Batteriekorbs Heizfolien (eingeklemmt in dünnen Makrolon-Platten) montiert, diese aber bis jetzt noch nie aktiviert, weil ich wegen dem noch fehlenden Temperaturfühler die Zellentemperatur nicht kenne.

Ich muss nun einen zylindrischen PT1000 Fühler (3x10mm) irgendwo an der Zelle montieren.

Anbringen des Sensors zwischen den Zellen ist bei mir nicht mehr möglich, also könnte ich diesen eigentlich nur noch "irgendwie" an einem Batteriepol (den ich dann vermutlich thermisch zusammen mit dem Fühler gegen die Luft isolieren müsste ?) anklemmen oder dann ebenfalls "irgendwie" auf die Oberfläche einer Zelle pressen/kleben.

Wie habt ihr das gelöst? Ist die Temperatur der Oberfläche oder des Metalls aussagekräftiger?

Gruess

Beat

 

[matzetronics]

Ist die Temperatur der Oberfläche oder des Metalls aussagekräftiger?

Da Wärme nach oben steigt, halte ich einen Temperaturfühler am Boden der Batteriebox für sinnvoll und habe deswegen die beiden Sensoren meines BMS im unteren Drittel der Zellen platziert. Die Heizmatten sind bei mir 230V~ Typen mit eigenem Thermostat und werden bei etwa +2°C aktiviert. Am gleichen 230V~ Kreis hängt das Ladegerät. Bei kalten Temperaturen lese ich zuerst das BMS aus (Bluetooth). Wenn es unter 2°C sind, desaktiviere ich die Charging MOSFets im BMS und lege die 230V an. Die Heizmatten bringen die Zellen dann allmählich auf höhere Temperatur. Ist die Temperatur genügend hoch, aktiviere ich die Charging MOSFets und beginne den Ladevorgang, der die Zellen ebenfalls etwas erwärmt.

Das ganze mache ich aus dem Haus heraus. Bluetooth reicht bis in den Wintergarten und die 230V schalte ich mit einem Funkschalter.

 

[Christian s]

bei mir muss alles basic sein. ich hab am linken akkublock zwischen Isolierung und akku ein 8mm leerrohr hineingeklebt in das ich den Sensor eines mechanischen Fernthermostats gesteckt habe. zusätzlich noch einen kleinen klixon sicherheitsthermostat der bei ca +10 grad ausschaltet in der Nähe der Heizfolien die an der Alu Bodenplatte des akku packs kleben .
Meine Heizelemente sind in Reihe mit einer 12 V 35W Scheinwerferbirne geschalten und mit der 40V Akkuspannung betrieben. Die 12V Birne ist am Fernthermostat hinten im Kofferrraum neben dem Trafolader. Ich drehe den Fernthermostat so weit runter wie ich es für passend halte bis die Birne dann zum glimmen aufhört.
Stichprobenmäßig sehe ich die Birne im kofferraum gelegentlich glimmen , das sagt mir dass alle in Reihe geschaltenen elemente noch in ordnung sind . Wenn sie nicht glimmt ists halt aus . Dann kann ich den Thermostaten ja ein bisschen rauf u runter drehen und sehs dann.

Die Temperaturen selbst hab ich nur damals gemessen wie ich s gebastelt habe .

 

[L.S.]

An sich ist der Zellpol eine gute Messmöglichkeit (weil das Metall besser Wärme leitet, Wärme nach oben steigt, usw).

Wenn Du aber Zellplatinen verbaut hast, auf denen Widerstände fürs passive Balancing verbaut sind, kann die beim Balancing abgegebene Wärme die Messung stark verfälschen und ggf. der Akku während einer langen Langsamladephase auskühlen (weil die Heizung "denkt" er wäre/bleibt warm), während der Ladestrom fröhlich weiter freigegeben bleibt.
Daher würde ich bestenfalls eine Messung am Pol UND an der Seite bzw. am Boden bevorzugen.

Die Heizung sollte also anschalten sobald eine der beiden Stellen die Unterschwelle (z.B. 5°C) unterschreitet und erst ausschalten wenn beide Stellen die Oberschwelle (z.B. 10°C) überschreiten.

Der Kontakt zur Außenhaut der Zelle (zumindest bei den "blauen" Zellen mit Alugehäuse und dünner Isolationsfolie außen) sollte denke ich vollkommen reichen. Es kommt ja nicht auf die letzte Nachkommastelle an.
Bei den Winston-Zellen ist das vielleicht wieder anders, denn die haben ja ein recht dickes Plastikgehäuse.

Befestigen wäre wohl am besten mit wärmeleitfähigem Kleber z.B. auf Epoxidbasis. Einfach mal im Internet schauen.
Wenn Du einen vollflächigen Kontakt des Sensors zur Messfläche hinbekommst (z.B. durch Klemmung) könnte das evtl. auch reichen.

Die Isolation nach außen wäre durch Luft schon ausreichend gegeben, ansonsten mit etwas Plastik, XPS oder sonstigem isolieren.

Die Sensoren nur in einem abgeschlossenen Rohr "neben die Zellen legen" wäre mir zu wenig, dann messe ich ja die Umgebung und nicht das Innere der Zelle.

Ich habe zur Zeit bei meinem Saxo-Projekt das gleiche Thema:
Ursprünglich wollte ich die Steuerung durch eine ganz simple Kette von Thermoschaltern (z.B. KSD-01F) realisieren.
Inzwischen spiele ich aber mit dem Gedanken, das Ganze digital mit einem Arduino zu messen, mit einem kleinen Display zu visualiseren und die einzelnen Akkuboxen intelligent ansteuern zu lassen (sonst müsste ich für Freigabe der Ladung, Anschalten und Abschalten der Heizung im schlimmsten Fall pro Akkubox bis zu sechs Thermoschalter verbauen - bei drei Akkuboxen).

Man könnte das also bis ins Unermessliche treiben, wenn man es drauf anlegt

 

[Zürcher]

Da ich den Batteriepol nicht wirklich geschickt isoliert einpacken kann, werde ich den Fühler (gegen aussen thermisch isoliert) mit Federdruck auf die obere Fläche des Akkus drücken. Der 3D-Drucker läuft schon...

 

[L.S.]

Cool, dann freuen wir uns schon auf die stl-Datei...

Es gibt solche relativ weichen (Silikon-)Wärmeleitpads z.B. für CPUs. Besonders weil es ein zylindrischer Sensor ist, macht es bestimmt Sinn so ein Pad dazwischen mit einzuklemmen damit die Kontaktfläche größer ist.

 

[Sven Salbach]

idealer weise, klebt man den Fühler einfach in ein Kabelschuh und verschraubt den dann am Pol

 

[tewek]

Bei meinem Kewet hab ich den ganzen (geschlossenen) Batteriekasten Isoliert und zwischen die Zellen so Silikon Heizelemente gesteckt/getaped. Direkt von der 12V Bord Batterie über Relais (Das von zwei Thermostaten gesteuert wird) versorgt. Von Anfang Okt. bis Ende März. ca. Immer An.
Immer 14-15 Grad da drinnen, egal wo ich messe. Hab mehrere Termofühler, zwei vom BMS, eins vom Car Controller und zwei von den Thermostaten verteilt da drinnen, zeigen alle das selbe.
Immer fahrbar, immer ladbar.

 

[Zürcher]

So... der Fühler ist montiert. Den Fühler in Wärmeleitpaste auf die Zellenoberfläche gelegt und dann mit dem gefederten und (schwarz) isolierten Niederhalter gegen die Zelle gedrückt. Mal schauen, wie sich das verhält bzw. welche Temperaturen erfasst werden.

 

[Sven Salbach]

Oha, so viel Aufwand, da hat aber einer Spass mit cad gehabt,

 

[Zürcher]

ja, Du hast Recht Sven.
Etwas zu konstruieren das es sonst nicht gibt (und man idealerweise auch sinnvoll einsetzen kann) und das dann zu drucken, macht mir tatsächlich Spass. Auch wenn es teilweise auch einfachere Lösungen geben würde...