Umbau Saxo auf Lithium 18650 Zellen


Hutec

Neues Mitglied
01.12.2014
3
hallo zusammen.
Ich möchte Euch hiermit an meinem Umbau von Nicd auf Lithium 18650 Rundzellen teilhaben lassen.

Als Ausgangsbasis habe ich vorhandene Packs 12S16P verwendet.
Davon wurden je 3St. parallel zu einem Block und davon 3 Blöcke in Serie verschaltet.
Hierdurch erhält man folgende Daten zur komplette Batterie,
36 Zellen in Serie und 48 parallel macht 1728 Einzelzellen.
Verbaut sind Panasonic NSX3 Zellen mit nominal 2,5Ah -> mach dann 1728x2,5Ahx3,6V -> etwas über 15KWh
Um eine gute Lebensdauer zu erreichen werden die Zellen im Bereich von Entladeschlusssapnnung 3V und Ladeschlussspannung von 4V betrieben.
Ergibt eine mögliche Spannungslage von leer 3x36V = 108V und voll 4x36 = 144V.
Diese Werte passen prima zur roten Lampe im Saxo bei 100V und möglicher Ladeschlussspannung vom eingebautem Bordlader.
Von der größe des Packs sieht das so aus
Batterie Saxo
Die vorderen Batteriekästen sind jetzt leer.
Im hinteren Kasten ist jetzt die Batterie die ca. 100Kg Gewicht hat.
Die kompletten 20x Nicads incl. aller Wasserkühlung liegt bei ca. 300Kg, macht eine Reduzierung von 200Kg.:hot:
Durch den deutlich niedrigeren Innenwiderstand, die insgesamt höhere Spannungslage und das deutlich reduzierte Gewicht
haben die Fahrleistungen beim Beschleunigen und vor allem am Berg deutlich zugenommen.
Die Reichweite ging von vorher 60-80Km je nach Strecke und Temperatur auf über 120km bei den ersten Test.
Weitere Infos zum eigenbau BMS und Lade und Sicherheitskonzept folgen.

Gruss an alle elektrisch fahrenden
Michael
 

Christian_B

Mitglied
08.10.2010
161
Teltow
Tolles Projekt !

Sind die reinen Akku-Kosten vergleichbar mit den herkömmlichen prismatischen 100Ah-Zellen ? Ist die Akku-Chemie "crash-sicher" ?

VG, Christian
 

Hutec

Neues Mitglied
01.12.2014
3
Bei 1728 Zellen wird der .Preis für den kompletten Pack irgendwo zwischen 5000-6000€ liegen.
Zuzüglich Zellhalter , Zellverbinder und die Arbeit das alles zu verschweissen.
Somit liegt das Paket preislich ähnlich zu prismatischen LiFePo4.

Zum Thema Sicherheits Konzept werde ich noch separat etwas schreiben.
 

DeLike

Neues Mitglied
19.09.2016
10
Ich habe gebrauchte 7 Stück Tesla Modulen gekauft



mit 6s74p ~2,9-3Ah, ca. 25kg pro Module das insgesamt über 30kWh macht und mit BMS über 8000€ gekostet hat. Statt 6er NiCd Pack vorne passt 3 Modulen und statt 11er Pack hinten passt bis 5 Modulen (statt 3er Kiste kommt 9 × 2kW Netzteile als Ladegeräte).

Gut ist dass man die Kühlsystem verwenden kann, weil die Schläuche und Anschlüsse gut passen auch dank Webasto (oder man kann Elektro Heizung einbauen 200W reicht) kann man etwas umbauen und Batterie Heizung haben.

Bilder aus ukrainischen Forum als Beispiel, weil ich mein Akku noch nicht eingebaut habe:





Gruß,

Alexander.
 

Hutec

Neues Mitglied
01.12.2014
3
30KWh mit Tesla Packs ist eine schöne Lösung mit noch mehr Reichweite.

Ich habe bei meinem Umbau bewusst auf Heizung/Kühlung verzichtet.
Der Kühlkreislauf geht jetzt nur noch durch den Lader in der Sagembox.
Kühler wollte ich auch entfernen und nur den Kreislauf durch den Ausgleichsbehälter benutzen, da wird das Ladegerät aber im Sommer zu heiß.
Der Akku selber wird bei meinem Nutzungsprofil kein Temperatur Problem bekommen.
Die Temperaturerhöhung , gemessen vom BMS direkt an den Zellen nach 200 Höhenmeter bei 10% Steigung gerade mal 2°C
Das Auto steht im Winter in der Garage im Haus mit immer > 5°C.

Zum Konzept Akku/BMS/Master habe ich folgendes Bild.
Blockschaltbild

Jeder 3er Block hat ein BMS basierend auf TI Bausteinen. Beim untersten Pack wird auch von der Fuelgauge der Shunt im Minus gemessen.
Von diesen 3 Blöcken gehen jeweils alle Informationen der BMS über SMBus eine Multiplexer Platine.
An diese Multiplexer Platine ist ein STM Discoveryboard über I2C/SMBUS angeschlossen.
Auf der Multiplex Platine werden auch die Ausgänge der TI Bausteine ausgwertet.
D.h. wenn eine der 3 BMS einen Fehler wie unter/über Temperatur , unter/über Spannung usw meldet wird über einen Ausgang der Sagembox mitgeteilt Ladeklappe offen -> Ladeabbruch

Der Prototyp Multiplexer / Discovery Anzeige sieht aktuell so aus.
Multiplexer + Display
 

DeLike

Neues Mitglied
19.09.2016
10
Eigentlich hätte ich 8 Modulen 3 vorne + 5 hinten einbauen aus einer 90kWh Tesla, also eine Hälfte davon (8 aus 16 Modulen) sollte im Prinzip 45kWh brutto Kapazität haben (mind. aber gute 40kWh). Sollte man aber dafür mehr Geld ausgeben (7 Module 2014/2015 Bj aus 85kWh auf 3000+ € teurer als 8 Modulen 2016/2017 Bj aus Tesla mit 90kWh) dazu Sagembox auf Berlingo Spannung umcodieren und Berlingo oder alternative gleich DCDC einbauen. Was für mich bzw. für alten Saxo zu teuer war. Aber es wäre möglich, obwohl kostete schon mehr als ZOE z.B.

Gruß,

Alexander.
 

Christian_B

Mitglied
08.10.2010
161
Teltow
Hallo Michael,

das mit dem Kühler weglassen hatte ich mal vor meinem Li-Umbau grob berechnet und bin auch zum Urteil gekommen, dass eine komplette Voll-Ladung im Sommer das Temp.-Limit schnell überschreitet. Hast Du ja jetzt im Praxisversuch bestätigt .....

Respekt vor dem BMS-Bau, ich hatte mich für die kommerzielle EMUS-Lösung entschieden.

VG, Christian
 

Hutec

Neues Mitglied
01.12.2014
3
nun noch etwas zum Sicherheitskonzept.
zwischen Batterie und Sagembox gibt es keine aktives Trennelement, ausser die verbaute Sicherung an dem hinteren Batteriekasten,
d.h. das BMS kann Batterie und Sagembox nicht trennen, wie im original Setup bei Saxo/P106 ...
Ich möchte bevor ich auf einer Kreuzung stehen bleibe lieber die Batterie ein wenig quälen können.

Entladen:
Das Display gibt bei < 3,05V der niedrigsten Zelle -> Pack bei 110V ein opptische Warnung am Display, Hintergrund wird rot oder ähnlich.
Bei 100V kommt dann die orangene LED angesteuert durch die Sagembox.
Bei <100V reduziert die Sagembox die Leistung.
D.h. die Sagembox verhindert selbst, dass die Zellen nicht unter 2,5V/Zelle gehen.

Laden
1. Sicherheit.
Die 3 BMSen auf den 3 Teilpacks überwachen Einzelzellspannungen , Ströme, Temperaturen usw.
Meldet eine oder mehrere BMS einen Fehler wird der Ladevorgang über die Leitung der Ladeklappe abgeschaltet.
Dies ist bereits implementiert und funktioniert gut.
Nur läuft hier dann die Wasserpumpe und Lüfter weiter, auch wenn das BMS die Ladeklappe auf macht.

2.Sicherheit.
Der Controller im Display liest über den SMBus die 3 BMS aus erkennt die Ladeschlusspannung oder gewnschten SOC und schaltet den
Lader über die Leitung der Sicherung F8 komplett ab,
Hierdurch ergibt sich die Möglichkeit den Ladevorgang z.B, bei 80% automatisch zu beenden, was ja der Lebensdauer des Akkus zuträglich ist.
Hierzu werde ich die Sicherung F8 entfernen und diese Leitung, die ja auch zum Radio geht von der MCU anzussteuern.
Radio Dauerplus hole ich mir vom Zigarettenanzünder.
So kann ich ohne viel neu zu verkabeln den Lader vom Innenraum aus komplett incl. Lüfter und Pumpe abschalten.
Dies ist getestet aber noch nicht komplett umgesetzt.
 
D

Denis Matt

Guest
Habe auch 36 Zellen und festgestelt, dass 2,5V pro Zelle knapp werden können, vor allem wenn die Zellen ürsprünglich bei Volladung balanciert wurden (vor dem zusammenbau) und die 2,5V das "untere Ende" sind. Die Differenz nach der entnahme der ganzen Kapazität ist dann am grössten. Und die Spannung fällt danach steil ab.
Ich würde möglichst nie so weit runter fahren, immer 30% Rest drinlassen. Laut Tabelle leidet die Lebensdauer sonst recht stark. Am liebsten hätten die Lithiumzellen nur gerne Teilentladungen bis auf 50% runter.
Und der Grundsatz punkto Tiefentladen "einmal ist keinmal" der für die NiCds noch galt ist hier verheerend, also wirklich gut sorge tragen.

Das BMS speise ich über eine Abzweigung von der Leitung zur Kühlwasserpumpe, sie läuft beim Laden wie beim Fahren. Bekäme einmal die Pumpe keinen Strom (Sicherung defekt etc) würde das BMS nicht starten und das Laden nicht freigeben.
 

Hutec

Neues Mitglied
01.12.2014
3
Danke für den Hinweis, dass die Zellen besser nicht die erlaubte untere Spannungsgrenze aufsuchen ist schon klar.
Ich wollte nur den Hinweis bringen, dass <100V Sicherheit der Sagembox ganz gut bei 36S zu den erlaubten 2,5/Zelle passen.

Im regulären Betrieb, also übliche Tagesstrecken zwischen 30-60Km ist es jetzt gut möglich den Pack zwischen 40-80% SOC zu bewegen.

Der Tip das BMS mit der Spannung der Kühlwasserpunpe zu betreiben ist super. Die eigentlichen 3 BMS sind ja dauernd an. Macht in Summe <1mA.

Der Multiplexer und das Display sind aktuell auf Zündungsplus. D.h. wenn ich auf die Versorgung der Pumpe gehe, geht das Display auch automatisch beim Laden an
auch ohne Zündschlüssel.

Am Wochenende habe ich ein wenig an der SW für das Display gespielt, dass ja dann anstatt dem Rundinstrument für den Ladezustand eingebaut werden soll.

Die Startseite sieht aktuell so aus:
<a href="http://www.bilder-upload.eu/show.php?file=513486-1503915949.jpg" target="_blank"><img src="http://www.bilder-upload.eu/thumb/513486-1503915949.jpg" border="1" alt="Bilder-Upload.eu - share DEINE Bilder" /></a>
Auf einen Blick SOC, Spannung , Strom Leistung und Temperatur im Pack
Wird noch ergänzt um einen grafischen bunten Balken für SOC

<a href="http://www.bilder-upload.eu/show.php?file=18dc88-1503916575.jpg" target="_blank"><img src="http://www.bilder-upload.eu/thumb/18dc88-1503916575.jpg" border="1" alt="Bilder-Upload.eu - share DEINE Bilder" /></a>
Seite 2 zeigt die Spannungen der 3 Blöcke, SOH und die Anzahl Ladezyklen

<a href="http://www.bilder-upload.eu/show.php?file=6414b6-1503916596.jpg" target="_blank"><img src="http://www.bilder-upload.eu/thumb/6414b6-1503916596.jpg" border="1" alt="Bilder-Upload.eu - share DEINE Bilder" /></a>
Seite 3 zeigt die Spannungen aller 36 Zellen, bzw. 48P Blöcke.

Seite 4 werden mal 36 grafische Balken nebeeinander sein und die aktuell minimale und maximale Einzelspannung wird zeigt .
Dadurch kann man dann besser die evtl. Ausreisser erkennen.
 

Hutec

Neues Mitglied
01.12.2014
3
hallo Gemeinde,
mein Saxo hat jetzt die 100.000km mit dem 18650 Umbau geschafft.
Dem Akku geht es bestens, nur das Getriebe ist jetzt hinüber.
Ein Planetenrad hat am Zahn etwas verloren, und die Welle hat sich in das Nachbar Zahnrad gefressen.
img_20191123_111934-2-jpg.6173

Hat hier jemand noch evtl. ein Getriebe oder Motor + Getriebe zu verkaufen ?

beste Grüße
Michael
 

wchriss

Aktives Mitglied
30.12.2010
1.236
53
Egweil
Hallo Michael,
super umbau ! Wegen dem Getriebe, frag mal beim E-mobilcenter oberfranken nach, da habe ich vor einenem Jahr den Motor mit getriebe Tauschen lassen, wegen Windungsschluss. Evtl. hat er den Motor noch. Das Getriebe müsste in Ordnung sein.
LG
Christian
 

Hutec

Neues Mitglied
01.12.2014
3
hallo Matthias,
das vom 106 sollte ja das gleiche sein.
Was wäre Deine preisliche Vorstellung,
und würdest Du es schicken.
Bzw. Abholung wäre möglich, wenn es nicht zu weit wäre.
Ich wohne bei Backnang Nähe Stuttgart.
Antwort gerne auch per PN.
Gruß Michael
 

Hutec

Neues Mitglied
01.12.2014
3
img_20191129_101048-jpg.6203
hallo zusammen,
der Tip von Christian war zielführend.
Ich bin gestern Abend zum E-mobilcenter Franken gefahren, und habe einen Motor mit Getriebe geholt.
Großes Lob nach Franken, super Kommunikation hat alles bestens geklappt.
Heute habe ich das "neue" Getriebe an meinen alten Motor und alles wieder zurück. Wenn man die passenden Hilfsmittel hat, kann das sogar Spaß machen.
Mein Motor mit geraden Kohlen geht am Kollektor auch dem Ende zu. Der hatte ja schon als ich ihn gekauft habe runter gefahrenen Kohlen gehabt.
img_20191129_091919-2-jpg.6204

Der neue Motor hat schräge Kohlen und soll auch ein "Kohlenfresser" gewesen sein.
img_20191129_092111-2-jpg.6205

Kollektor sieht aber so aus, wenn man ihn noch mal abdrehen könnte.
Auf jeden Fall freuen wir uns riesig, das der kleine wieder am Start ist.
 

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