Polverbinder Busbars selber bauen

Hallo

Bei der Lieferung meiner acht Zellen für die Li Batterie waren auch acht Polverbinder, oft auch Busbars genannt, dabei. Die bestehen aus einem Stapel von fünf 0,5 mm Kupferblechen, die 22 mm breit sind. Das ergibt einen Leitungsquerschnitt von 55 qmm, ausreichend für meine Maximalbelastung von 2000 W durch den Wechselrichter.

Für die Verschaltung zum 2p4s Block werden aber mindestens elf Stück benötigt. Da hier um die Ecke ein Händler ist, bei dem ich 0,5 mm Kupferblech im Zuschnitt bekomme, habe ich mich am Selbstbau versucht. Der 2 m Streifen Kupferblech hat nur 5 Euro gekostet. Das Ablängen der einzelnen Stücke ging leicht mit meiner Blechschere. 0,5 mm Kupfer lässt sich fast wie Papier bearbeiten.

Die fertigen Stücke habe ich dann gestapelt, zusammemgespannt und gemeinsam durchbohrt.





Nach dem Entgraten werden die Stücke einzeln abgekantet. Dazu habe ich sie bis zum Anschlag in einen kleinen Schraubstock geklemmt und die Enden mit der Hand etwas abgeknickt. Der mittlere Teil bekommt eine Rundung über den Daumen gebogen, bis der Abstand der Bohrungen zur Batterie passt.



Die einzelnen Bleche werden dann am entsprechenden Pol gestapelt. Für größere Kupferquerschnitte nimmt man mehr Bleche. Die fertige Konstruktion sieht dann so aus:



Wichtig: Bei meinem Blech war eine Seite mit Schutzfolie überzogen! Die muß natürlich vor dem Einbau entfernt werden.

Mit freundlichen Grüßen

Thomas

Hier findest Du vielleicht schon, was Du suchst: Artikel auf eBay oder versuchs hier bei Amazon

Danke, gute Idee

Warum eigentlich 5 x 0,5 mm? Und nicht 1 x 2,5 oder 3 mm?

Bei den Chinesen kann ichs ja verstehen, das 0,5er Blech bekommt man wahrscheinlich nachgeworfen... oder wegen der leichteren Verarbeitung?

bis denn,

Uwe

Tinduck hat geschrieben:Warum eigentlich 5 x 0,5 mm? Und nicht 1 x 2,5 oder 3 mm?

Bei den Chinesen kann ichs ja verstehen, das 0,5er Blech bekommt man wahrscheinlich nachgeworfen... oder wegen der leichteren Verarbeitung?

bis denn,

Uwe

Mir gefällt das gut:
die Zellterminals vertragen eigentlich keine (hohen) Querkräfte.
Die entstehen aber duch Wärmegang, unterschiedliche Temperaturen / Wärmeausdehnungskoeffizienten.

Ergo ist so ein "geschichteter" Polverbinder die richtige Antwort auf: "safety first"
Diese von Thomas schön gemachten Verbinder sind deutlich weicher als ein monolitischer - möglicherweise noch fatzenglatt.

Wer lieber zahlt, findet ja auch Multi-Layer am Markt:
z.B.: --> Link

Wer von den Spezialisten kann mir bitte die Berechnung für die Materialquerschnitte der Polverbinder aufzeigen? Ich will 8 Zellen 280Ah 3,2 V zum 560Ah 12,8V Akku miteinander verbinden. Dazu habe ich ein Daly BMS 200A. Welchen Querschnitt sollte ich mindestens wählen?
Vielen Dank vorab!

Hallo gernwomofahrer

Da die Polverbinder nicht isoliert sind haben sie eine größere Verlustleistung als ein Kabel des gleichen Kupfer Querschnitts. Ausserdem sind sie durch die große Masse der Batterie Terminals zusätzlich gekühlt. Je nach der zulässigen Temperatur kursieren Faktoren von 1,2 fach bis 2 fachem Laststrom im Vergleich zur PVC isolierten Einzelader aus Kupfer.

Als Beispiel: Alle Zuleitungen die den größten Verbraucher in meinem Womo versorgen, den 2000 W Wechselrichter haben einen Querschnitt von 70 qmm. Die Polverbinder, die ja den gleichen Strom leiten müssen kommen mit 55 qmm Kupfer aus.

Der Querschnitt hängt nicht von der Kapazität deiner Batterie, sondern vom zu erwartenden höchsten Dauerstrom ab.

Mit freundlichen Grüßen

Thomas

leverkusen3 hat geschrieben:Da die Polverbinder nicht isoliert sind haben sie eine größere Verlustleistung als ein Kabel des gleichen Kupfer Querschnitts.

Das muß man aber mehrmals lesen. Sie haben nicht eine größere Verlustleistung sondern vertragen mehr Verlustleistung. Nicht nur wegen der fehlenden Isolierung sondern auch wegen der größeren Oberfläche.

RK

Hallo Thomas, vielen Dank für deine Informationen.
Durch verschiedene Beiträge im Forum bin ich mir nicht genau klar, welche Busbars mit welchem Querschnitt zu verwenden sind. Alternativ sollten doch auch isolierte Stromkabel machbar sein?
Ich habe auf der Fraron-Webseite folgende Berechnung des Kabelquerschnitt vorgenommen: Kabellänge der Polverbinder 0,20 m (eher etwas weniger), Nennstrom max. 200A (habe selbst WR 2000W/4000W). Als Ergebnis kommt 5,714 mm². An den Akkus ist ein 6 mm Innengewinde vorhanden. Könnte ich im Ergebnis isolierte Kabel 10 mm² als Polverbinder verwenden? Die Berechnung beruht auf der Eingabe 12V. Tatsächlich haben die Zellen 3,2V. Ergeben sich daraus neue Querschnitte?
Meine Überlegungen beruhen auf der Annahme, das flexible Kabel besser sind als feste Polverbinder. Wo liegen bei mir Denkfehler?
Vielen Dank!

Hallo Thomas,

ich habe auch schon mal solcher Verbinderlamellen aus 0,3mm und 0,5mm Kupferblech geschnitten und gefräßt. Ich hatte aber Probleme beim Bohren (auch in Stapeln zu 6-8 Teilen) des dünnen und weichen Kupferblechs, es kam immer wieder zu verformten und kantigen Bohrungen - wie hast Du das Problem gelöst?

gernwomofahrer hat geschrieben:Als Ergebnis kommt 5,714 mm².

Man sollte auch die Bemerkungen weiter unten lesen!


Der neben dem Begriff "Ergebnis" angezeigte Wert ist eine rein informative - auf den max. tolerierten Spannungsabfall von 2% der Batteriespannung bezogene - Berechnung. Dieser Wert berücksichtigt nicht die Abstufung der verfügbaren Kabelquerschnitte (8mm², 14mm², 22mm², 33mm², 42mm², 54mm², 70mm², 95mm² und 108mm²) und ebenfalls nicht die max. Strombelastbarkeit der einzelnen Kabelquerschnitte! Diese Faktoren werden nur im Feld "Kabelvorschlag" berücksichtigt, welcher somit den notwendigen Kabelquerschnitt wiedergibt.

Schönes Ding!

Wie hast Du die so schön gebogen?

Danke und Gruß

MountainBiker hat geschrieben: Ich hatte aber Probleme beim Bohren (auch in Stapeln zu 6-8 Teilen) des dünnen und weichen Kupferblechs,

In dem man es wie auf dem Bild zu sehen in einen Schraubstock auf einer harten Unterlage (Eisenblech oder Hartholz) verspannt und von oben ein Gegendruck erzeugt.

Hallo,

habe ich auch schon versucht (zwischen 2 Buchenholzleisten geklemmt), meine bisherige Erkenntnis - entweder stanzen oder >1mm Dicke (besonders bei 8mm Bohrungen).

Benutzt Ihr Bohrer mit asymmetrischen Schneiden dazu?

Hallo

MountainBiker hat geschrieben:
Ich hatte aber Probleme beim Bohren (auch in Stapeln zu 6-8 Teilen) des dünnen und weichen Kupferblechs, es kam immer wieder zu verformten und kantigen Bohrungen - wie hast Du das Problem gelöst?

Wie du auf dem Foto oben siehst, habe ich den Stapel Bleche seitlich in den Schraubstock und zusätzlich von oben und unten mit einer Parallelklemme gespannt. Gebohrt wurde mit einer Pilotbohtung 5 mm und fertig mit 8,5 mm. Die 8er Bohrung dann mit reduzierter Drehzahl, alle Bohrungen in Buntmetall natürlich mit Schneidöl. In Buntmetall ist es oft einfacher, wenn der Bohrer nicht mehr so scharf ist. In meiner Werkstatt ist die Auswahl an stumpfen Bohrern größer als an scharfen :D .

Ausserdem muss eine Unterlage darunter liegen, in die du ganz bewußt reinbohrst, damit du beim Bohren Druck aufbauen kannst, ohne das sich das dünne Blech verbiegt.

Mit freundlichen Grüßen

Thomas

Hallo,

danke für den Tip mit dem Schneidöl, das werde ich das nächste mal testen, das andere habe ich bereits berücksichtigt!

Moderation:Bitte nutze die Zitatfunktion, wenn Du Mitglieder zitieren willst - dies macht es den anderen Nutzern leichter, Deine Texte von den Zitatinhalten zu unterscheiden. Das unvollständige Zitat wurde entfernt.

Hallo Silver,
Natürlich habe ich die Anmerkungen gelesen. Ich verstehe dies jedoch nicht. Als "Ergebnis" kommt 5,714 mm² und dann als "Kabelvorschlag" 34 mm² (Fraron)? Meine Idee war ausgehend vom "Ergebnis" dann 10 mm² einzusetzen.
Auf anderen Webseiten finde ich bei der Berechnung Kabelquerschnitt mit 200A und 0,2 m Länge ähnliche Werte von 6 mm² oder 10 mm² (je nach Verlust).
Ist es besser Busbars einzusetzen oder kann man auch isolierte Kabel nutzen? Welche Querschnitte für Polverbinder sollten gewählt werden?
Danke

bigben24 hat geschrieben:Schönes Ding!

Wie hast Du die so schön gebogen?

Danke und Gruß

Hallo Ben

Wie oben beschrieben: die beiden Knicke über eine Kante, die mittlere Biegung mit der Hand über den Daumen, bis der Abstand der Bohrungen stimmt. 0,5 er Kupfer lässt sich sehr leicht verformen.

Mit freundlichen Grüßen

Thomas

leverkusen3 hat geschrieben:
Hallo Ben

Wie oben beschrieben: die beiden Knicke über eine Kante, die mittlere Biegung mit der Hand über den Daumen, bis der Abstand der Bohrungen stimmt. 0,5 er Kupfer lässt sich sehr leicht verformen.

Mit freundlichen Grüßen

Thomas

Wuerde sich da nicht eine kleine Biegeschablone (positiv-negativ) aus MDF oder Hartholz anbieten? Klar muesste man die "Ueberbiegung" erst ausprobieren, aber wenigstens waeren die dann alle mehr oder weniger gleich gebogen.

Kannst du dir vorstellen was ich damit meine?

gernwomofahrer hat geschrieben:......Ergebnis isolierte Kabel 10 mm² als Polverbinder verwenden? Die Berechnung beruht auf der Eingabe 12V. Tatsächlich haben die Zellen 3,2V. Ergeben sich daraus neue Querschnitte?
Meine Überlegungen beruhen auf der Annahme, das flexible Kabel besser sind als feste Polverbinder. Wo liegen bei mir Denkfehler?
Vielen Dank!

Hallo gernwomofahrer

Dein größter Verbraucher ist, wie bei mir, der Wechselrichter mit 2000 W. Aus der Tabelle:
--> Link

Liest du ab, Einzelader, 2000 W : 12,8 V = 156,25 A ergibt einen Kabelquerschnitt für Dauerlast von 35 qmmm.

Diesen Querschnitt sollen Kabel haben, die 80 Grad warm werden dürfen. Im Womo nimmt man dann mindestens eine Querschnitss-Stufe mehr, damit die Temperatur bei Dauerlast nicht so hoch wird also 50 qmm.

Wie weiter oben diskutiert, können blanke Kupferbleche einen höheren Strom bei gleicher Temperatur übertragen. Es reichen wahrscheinlich vier der weiter oben besprochenen Bleche mit 11 qmm pro Blech, also 44 qmm.

Bleche haben gegenüber Polschuhen mit Kabeln den Vorteil, das zwei Crimp Verbindungen pro Verbinder entfallen. Weicher oder Nachgiebiger als ein Bündel 0,5er Bleche ist so ein kurzes, dickes (50 qmm) Kabel auch nicht.

Die von dir zur Diskussion gestellten 10 qmm als Polverbinder sind zu wenig! Der Rechenweg mit dem du darauf kommst ist mir nicht Verständlich.

Mit freundlichen Grüßen

Thomas

Inselmann hat geschrieben:
Wuerde sich da nicht eine kleine Biegeschablone (positiv-negativ) aus MDF oder Hartholz anbieten? Klar muesste man die "Ueberbiegung" erst ausprobieren, aber wenigstens waeren die dann alle mehr oder weniger gleich gebogen.

Kannst du dir vorstellen was ich damit meine?

Hallo Inselmann

selbstverständlich lässt sich das Blech auch mit einer Pressform passend machen. Meiner Meinung nach hat das aber Nachteile. Bei unterschiedlichen Bohrungsabständen werden auch mehrere Schablonen benötigt.

Die Handgebogene Version hat sogar noch einen Vorteil: durch die unterschiedlichen Radien bei Biegung mit der Hand entstehen Luftspalte führen zur geringeren Temperatur beim gleichen Strom.

Mit freundlichen Grüßen

Thomas

leverkusen3 hat geschrieben:Liest du ab, Einzelader, 2000 W : 12,8 V = 156,25 A ergibt einen Kabelquerschnitt für Dauerlast von 35 qmmm.
Thomas

Hallo Thomas, vielen Dank für deine Informationen.

Dazu habe ich zum besseren Verständnis noch Fragen. In den vielen Webseiten mit Möglichkeiten zur Querschnittsberechnung finde ich oft die Frage der Kabellänge. Diese Betrachtung finde ich bei dir jetzt noch nicht. Gerade als Polverbinder sind die Kabel doch sehr kurz. Auf der Webseite Fraron hatte ich eine Berechnung gestartet (siehe weiter vorno). Das "Ergebnis" war 5,714 mm² und dann kam als "Kabelvorschlag" 34 mm² (Fraron)? Als Länge hatte ich 20 cm angegeben.
Jetzt habe ich folgende konfektionierte Kabel mit M6-Kabelschuhen (passend zum Akku), Länge 14 cm und 35 mm² gefunden. Diese könnte ich mir ganz gut vorstellen. Was sagst du/ihr dazu?
Vielen Dank.

gernwomofahrer hat geschrieben:.....Was sagst du/ihr dazu?
Vielen Dank.

Hallo gernwomofahrer

Wie weiter oben ausgeführt sind 35 qmm für den vollen Strom bei 2000 W die untere Grenze.

Dann muss man ausserdem noch berücksichtigen, wie dein Nutzerverhalten ist, wie oft wird die Maximallast denn, und wenn, dann wie lange gefordert?
Die Kabellänge geht insofern in die Berechnung ein, das kurze Kabel höhere Ströme als den Listenwert übertragen können, weil sie über den Kontakt zum Zellterminal zusätzlich Wärme ableiten können.

Mit freundlichen Grüßen

Thomas

gernwomofahrer hat geschrieben:Das "Ergebnis" war 5,714 mm² und dann kam als "Kabelvorschlag" 34 mm² (Fraron)? Als Länge hatte ich 20 cm angegeben.

Nochmal bezüglich der 5,714 mm²!!

Die beziehen sich auf 2% Verlust!!!
Du Benötigst aber 3 Stück davon-> da hast du schon 6% Verlust und das nur in der Batterie!!!
Und das Bezieht sich nicht auf die max. Belastbarkeit!!!!
Bei dem Querschnitt wird es recht schnell in deine Batterie qualmen!!!

Wie schon bei Fraron ist der Kabelvorschlag das Minimum an Querschnitt!!
Aber innerhalb der Batterie ist wie die anderen schon geschrieben haben sind solche Verbindungen nicht das optimale!!!
Die Kabellänge ist viel länger 20cm vs. 7cm.
Du hast statt 2 Stromübergänge mit Verlust 4 (Kabelschuh, Crimpung, Crimpung, Kabelschuh) und da ergeben sich trotz niedriger Ohmwerte deutliche Verluste die als Wärme wieder abgeführt werden müssen!!!

Ich kann dir nur empfehlen nimm Polverbinder (ob als Bleche oder Massiv ist egal) und als Querschnitt mindestens 50mm²!

leverkusen3 hat geschrieben:Hallo

Bei der Lieferung meiner acht Zellen für die Li Batterie waren auch acht Polverbinder, oft auch Busbars genannt, dabei. Die bestehen aus einem Stapel von fünf 0,5 mm Kupferblechen, die 22 mm breit sind. Das ergibt einen Leitungsquerschnitt von 55 qmm, ausreichend für meine Maximalbelastung von 2000 W durch den Wechselrichter.



Wichtig: Bei meinem Blech war eine Seite mit Schutzfolie überzogen! Die muß natürlich vor dem Einbau entfernt werden.

Mit freundlichen Grüßen

Thomas

Du hast ja hoffentlich Isolierplatten zwischen den Zellen ? Oder sind das keine Metallbecher ?
Noalox ? Den Inbus benutzt ?

Hallo Rolf

Die Zellen sind von der Fa. CALB mit der Bezeichnung CA 180.

--> Link

Die haben ein dickes Gehäuse aus Polyamid/Nylon und müssen deshalb auch nicht irgendwie gegeneinander isoliert werden und brauchen auch kein Gehäuse zum Schutz. Dafür sind sie deutlich schwerer als die Alu-Becher Zellen gleicher Kapazität.
Für mobilen Einsatz sind sie dadurch, ähnlich wie die Winston Zellen, aber besser geeignet.

Damit sich die Zellen nicht gegeneinander verschieben können liegt im Zwischenraum eine Lage 3mm selbstklebendes Moosgummi. Zusammen mit dem Spanngurt der durch die Vorspannung das Gummi in die Vertiefungen der Oberfläche drückt, ist der Zellenblock eine unverrückbare Einheit.

Wie du siehst, habe ich Stehbolzen statt Schrauben verwendet, Polfett kommt bei der endgültigen Montage dazwischen.

Mit freundlichen Grüßen

Thomas

Sehr gut !

Hallo

Aus dem weiter oben beschriebenen Kupferblech lassen sich natürlich nicht nur Zellverbinder bauen.
Hier auch der Anschluß des Sicherungskastens am Pluspol:



Hier in eingebautem Zustand:



Diesen kleinen Sicherungskasten für eine Megaoto und bis zu vier Midioto Sicherungen gibt es hier:

--> Link

Der dient dann gleichzeitig als abgesicherte Plus Verteilung.

Mit freundlichen Grüßen

Thomas

leverkusen3 hat geschrieben:Diesen kleinen Sicherungskasten für eine Megaoto und bis zu vier Midioto Sicherungen gibt es hier:
--> Link

Der dient dann gleichzeitig als abgesicherte Plus Verteilung.

Hallo Thomas,
vielen Dank für den Link.
Interessant für mich, daß die midiOTO-Sicherungen bis 58V zugelassen sind, so daß diese auch problemlos in 24V- oder auch 48V-Systemen eingesetzt werden können.
Das einzige was ich etwas unglücklich finde, sind die dünnen Cu-Busbars. Bei 4x 200A könnte es knapp werden mit den dünnen Busbars. Anyway, kann man ja auch ändern.

HartyH hat geschrieben:Das einzige was ich etwas unglücklich finde, sind die dünnen Cu-Busbars. Bei 4x 200A könnte es knapp werden mit den dünnen Busbars. Anyway, kann man ja auch ändern.

Hallo Harry

Die Strombegrenzung auf 200 A gilt nur für den Bereich der vier kleinen Midioto Sicherungen. ich glaube nicht, das viele Bastler auf die Idee kommen mit so einer kleinen Sicherung solche Ströme abzusichern. Dafür ist doch der Einbauplatz für die große Megaoto Sicherung da. da gibt es auch keine Strombegrenzung, ausser der Verfügbarkeit von Sicherungen.

Mit den Midi Sicherungen ist bei mir die Solaranlage (40 A) und die Zuleitung zum Elektroblock ( 100 A ) abgesichert.

Mit freundlichen Grüßen

Thomas

leverkusen3 hat geschrieben:Die Strombegrenzung auf 200 A gilt nur für den Bereich der vier kleinen Midioto Sicherungen.

Laut Datenblatt lese ich das anders: "Max fuse rating: 4 x 200A midiOTO"

Aber ich würde eh keine 800Amp drüber gehen lassen. :lol:
Trotzdem, dieser Sicherungskasten ist empfehlenswert. Habe ich für meine nächsten Projekte schon mal gespeichert.

leverkusen3 hat geschrieben:Wie du siehst, habe ich Stehbolzen statt Schrauben verwendet, Polfett kommt bei der endgültigen Montage dazwischen.
Thomas

Hallo Thomas,
erstmals ein Gutes Neues Jahr 2021!

Super Idee mit den Polverbindern aus mehrlagigem 0,5mm Kupferblech.

Du hast Stehbolzen mit einem Innensechskant verwendet. Hast Du einen Link für mich :?:
Ich würde welche statt der 6mm Schrauben brauchen. Soll in Alu eingeschraubt und mit Metallkleber gesichert werden.
Haben die Stehbolzen eine Kegelspitze oder sind sie gerade abgeschnitten :?:
Könnte man für Stehbolzen auch ordinäre Gewindestangen verwenden und auf die notwendige Länge kürzen :?:
Ist das Material für die Stehbolzen Edelstahl oder Messing :?: – soll sich ja mit den Alu-Polen und den Kupfervervbindungen "vertragen"
Wie lange (kurz) sind sie die Stehbolzen idealerweise :?:
Welche Isolierung (Schrumpfschlauch?) hast Du drübergezogen, z.B. beim Sicherungshalter :?:

Viele Fragen auf einmal, danke im Voraus für Deine Mühe!

Helmut

Hallo Helmut

Gewindestifte mit Inbus habe ich hier gekauft:

--> Link

Nimm die mit dem flachen Ende. Eingeklebt habe ich die nicht . Im Kontakt mit Alu solltest du nur VA verwenden. Meine Stehbolzen sind 30 mm für normale Pole und 40 mm für die Pole mit Befestigung der Polabdeckung.
Das würde ich aber mit den vorhandenen Muttern und Scheiben ausprobieren.
Gekürzte Gewindestange würde ich nur empfehlen, wenn du eine Möglichkeit hast, die Enden auf der Drehbank ordentlich nachzubearbeiten.
Die Isolierung ist, wie du vermutet hast, Schrumpfschlauch, den gibt billig hier, wo du auch die Sicherungen und den Halter bekommst:

--> Link

Mit freundlichen Grüßen

Thomas

Danke Thomas, das ging aber schnell! "So muss Forum" :ja:
Helmut

Es sollten auf jeden Fall alle Alu Gewindegänge genutzt werden. Stahl zu Alu tragen mehr Gewindegänge als sonst, und angesichts der geringen Festigkeit von Alu sollte man alles nutzen, was geht. Insofern ist Ackis Wahl von Gewindebolzen eine gute Idee.
Sollte man Mal häufiger drauf hinweisen.

rolfk hat geschrieben: Insofern ist Ackis Wahl von Gewindebolzen eine gute Idee.
Sollte man Mal häufiger drauf hinweisen.

Wie fragt der Schweizer (Acki) ? "Wer hat's erfunden" :lol:

Was fragt der Ösi (basste315). Gewindebolzen mit Metallkleber zusätzlich fixieren?
Helmut

basste315 hat geschrieben:Gewindebolzen mit Metallkleber zusätzlich fixieren?

Warum ?
Ganz schlechte Idee.

basste315 hat geschrieben:" Insofern ist Ackis Wahl von Gewindebolzen eine gute Idee.
Sollte man Mal häufiger drauf hinweisen."
Wie fragt der Schweizer (Acki) ? "Wer hat's erfunden" :lol:
...

Ist aber keine Schweizer Idee / Erfindung ... wurde so von den Chinesen geliefert! :wink:

Acki hat geschrieben:Ist aber keine Schweizer Idee / Erfindung ... wurde so von den Chinesen geliefert! :wink:

Waaaas?
Ausgerechnet!
Die machen sich noch ihr ganzes Image kaputt.... :mrgreen: :mrgreen: