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Mein Baubericht Elerix 135Ah Zellen mit JBD lang 150A


RZFahrer am 16 Feb 2022 23:33:31

Hallo Fans des Lithiumstromes,

dank der vielen Bauberichte und toller Unterstützung durch die Wissenden hier (mein Dank geht an alle hierzu!), habe ich micht auch an einen Selbstbau getraut. Hier also mein Baubericht.

In einigen anderen Fäden hatte ich ja schon mal einige Fragen und Details zu meinem Winterprojekt gepostet.

Es soll ein Hybridsystem aus 1 existenter Varta 95AH AGM und einem LiFePo4 Akku zur Untersitzmontage werden.

siehe --> Link
und --> Link

Also jetzt: Ich haben fertig :)

Aber der Reihe nach:

bei Faktor habe ich mir 4 Stück Elerix 135Ah inklusive Initialisierung, einen Würfelsicherungshalter, einen ANL Sicherungshalter und Sicherungen je 150A bestellt, dazu noch ein JBD 150A lang bei emotion-e. Für die Busbars habe ich 2 Kupferflachstangen 500 x 30 x 3 mm besorgt.

Die Ruhespannung direkt nach dem Auspacken war je Zelle sehr gleichmäßig bei 3,34 V.

Hier die Zellen:


Im Baumarkt Siebdruckplatten zuschneiden lassen, zu Hause dann gebohrt und gesenkt:

Als Isolierung zwischen den Zellen und zur Kistenwand habe ich die Antiklappermatten von Ikea zugeschnitten. Zwischen Zelle 2 und 3 so viele Lagen, daß der Temperatursensor nicht die Zellenwände eindrückt.

Aus den Kupferschienen die Busbars gesägt (zum Glück war es draussen trocken und nicht zu kalt :D , Keller haben wir nicht :( ), gebohrt, gesenkt und entgratet, mit Gewebeklebeband isoliert, beschriftet und montiert:



Dann konnte die Kiste rundum erstmal mit Klemmzwingen geschlossen werden.


Für den Pluspol habe ich aus dem Kupfermaterial eine Schiene gefertigt, welche durch einen Schlitz durch die Seitenwand geht. Darauf dann den Würfelsicherungshalter mit einer 150A Sicherung.
Die blauen Kabel für den Balancer des JBD sind mit Bezeichnerfähnchen versehen, zur Erleichterung der späteren Anschlusses 8)

Über die Zellen soll das Balancerboard kommen. Da habe ich so eine Stunde Löcher in die Luft geguckt, bis ich dann die Idee hatte, wie die Befestigung erfolgen kann:

Ich hatte noch ein Alu-C-Profil rumliegen, entsprechend abgelängt, mit Löchern versehen, Isolierung (kam mit den Zellen mit) angegklebt und dann das Board mit der Schmalseite zum Reinschieben:



Den Minuspol habe ich auch aus dem Kupfermaterial gefertigt. Insgesamt brauchte ich 3 Stücke:


Damit kann ich den Minuspol auch zur Befestigung des Boards nehmen:




Ein bisschen fummelig war dann das Befestigen der zwei 16er Kabel für den Aussenminuspol der Batterie. Damit ich keinen Kurzen produzieren, lag die ganze Zeit eine Luftpolsterfolie auf den Zellen.




Jetzt nur noch die Balancerkabel mit Wagoklemmen an das Board anschliessen:

Auch die Wagoklemmen habe ich mit den entsprechenden Bezeichnungen der Balancerkabel beschriftet.
Das Bluetoothmodul habe ich mit einem Schalter versehen, um es ganz ausschalten zu können. Vorgesehener Befestigungspunkt: die Kunststoffverkleidung des BF-Sitzes zum Durchgang zwischen den beiden Sitzen.

So ganz zufrieden war ich aber mit der 2 Kabel-Lösung zum Aussenminuspol nicht. Sind doch schon ganz schön starr... :D

Also habe ich nach Alternativen gesucht und bin dann auch fündig geworden:
extrem flexible und isolierte Gewebeflachkabel in 25 mm²:

Diese Flachverbinder werden auch im Kranbau verwendet, sollen bis 185A belastbar sein.

Also ein bischen umgebaut, ein M10 Strompfosten bei Anumot und 2 Stromverteiler M8 (je einer rot und schwarz) am Fluss bestellt:
.

Den Deckel (4mm Siebdruck) fix im Baumarkt besorgt, gebohrt und mit zugesägten Rohrstückchen aus Kunststoff als Distanzstücke auf den Kasten geschraubt. So kann die Wärme abgeführt werden.

Und so sieht die Batterie jetzt aus und wartet auf den Einbau. Der erfolgt wohl aber erst, wenn die Temperaturen ein bisschen angenehmer werden.




Den neuen Bluebattery x200 habe ich schon mal montiert, obs so bleibt, weiß ich noch nicht :?:


Der Anschluss der AGM, der Verteilerschienen und des schon vorhandenen WR erfolgt wohl auf einer Installationsebene am Sitzgestell. Aber das auch erst, wenn es Draussen angenehmer ist.


Zwischendurch hatte ich einen Belastungstest mit anschliessendem Aufladen gemacht. Für diese Geschichte inklusive Fotos mache ich dann einen zweiten Faden auf.

Viele Grüße
Ralf

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MountainBiker am 17 Feb 2022 08:25:12

Hallo,

auf den ersten Blick fallen mir da ein paar "Verbesserungspotentiale" ein:

- das BMS ist oberhalb der Batteriepole montiert, das ist erhebliches Risikopotential in dieser Form, deshalb unbedingt eine Epoxyd-Platte (1,5-2mm) mit den Bohrungen für die Kabel, formpassend und ausfüllend dazwischen legen, damit sind die Terminals ausreichend isoliert;
- das BMS ist mit einer leitenden Aluschiene geführt - weg damit und gegen eine stabile Kunststoffschiene tauschen;

- es hat einen Grund, dass das BMS mehrere Bohrungen für Verbindungskabel hat - mit den Flachverbinder jetzt fließt der gesamte Strom der MOSFET-Endstufe über das PCB - so ist das nicht gedacht. Wie im Designguide des BMS bitte alle Verbindungskabel und Terminals dazu nutzen!

Meine Meinung dazu!

MountainBiker am 17 Feb 2022 08:40:02

Nachtrag:

- Schraubverbindungen mit Kabelschuhen: keine Karosseriescheiben sondern Spannscheiben verwenden;
- Schraubverbindungen mit verpressten Flachverbinder: keine Karosseriescheiben sondern Beilagscheiben mit größerer Fläsche und Spannscheiben verwenden;

Anzeige vom Forum


sammy116 am 17 Feb 2022 10:37:28

Hallo Ralf,
vielen Dank für deinen tollen Beitrag, super gemacht und bebildert.
Könntest du noch schreiben was dich der "Spaß" gekostet hat.
LG
Helmut

Energiemacher am 17 Feb 2022 11:05:19

:x wie Mountainbiker schon schrieb, dein Isoliermaterial ist absolut ungeeignet.

Luftpolsterfolie kannst du für den Versand verwenden aber auf keinen Fall als Isolator.

Und die Aluschiene mit extrem wärmeempfindlichen Schaumstoff oder was auch immer.....dann kannst du auch nichts verwenden und hoffen das es klappt. :roll:

Im Forum wurden schon so viele brauchbare Isomaterialien genannt, daran hättest du dich orientieren sollen.
Nimm zur Not Tischsets oder Schreibtischunterlagen o.ä.

Die Kupfer-Winkel-Verbindung würde ich auch nochmal überdenken, denn wenn sich da EINE Schraube löst, klappt dein Konstrukt ab und der Weg zum Kurzschluss ist nicht mehr weit.


Jedenfalls solltest du vor dem ersten Einsatz den Akku deutlich überarbeiten.

So ist es definitiv nicht sicher.



Grüße

Stuckbert am 17 Feb 2022 11:34:15

Moin,
Frage an den MountainBiker:

- es hat einen Grund, dass das BMS mehrere Bohrungen für Verbindungskabel hat - mit den Flachverbinder jetzt fließt der gesamte Strom der MOSFET-Endstufe über das PCB - so ist das nicht gedacht. Wie im Designguide des BMS bitte alle Verbindungskabel und Terminals dazu nutzen!


Wie genau meinst du das? Ist es deiner Meinung nach ungeeignet das BMS von den Zellen mit nur einem Kabel/einer Schiene zu verbinden? Warum genau soll das einen Unterschied machen, im Gegensatz zu mehreren Kabeln - der Strom läuft doch in jedem Fall über das PCB und die dort montierten Kupferschienen.

Frage, da mein eigener Akku auch nur mit einem 50mm² Kabel verbunden ist und ich hellhörig wurde. (--> Link)

Grüße,
Stuckbert

rkopka am 17 Feb 2022 11:36:02

Mich sorgt das Massekabel direkt über der restlichen Verkabelung etwas. Es ist nicht zu erkennen, was da sonst noch an Isolation vorliegt. Nur Schrumpfschlauch ist etwas wenig, da der gegen Hitze und mechanische Einflüsse nur sehr begrenzt stabil ist.

RK

andwein am 17 Feb 2022 11:42:57

RZFahrer hat geschrieben:........dank der vielen Bauberichte und toller Unterstützung durch die Wissenden hier (mein Dank geht an alle hierzu!), habe ich micht auch an einen Selbstbau getraut. Hier also mein Baubericht. Ralf

Toll, sehr gute Beschreibung, da bleibt keine Frage offen, gute Doku. dafür einen Punkt!!
Gruß Andreas

MountainBiker am 17 Feb 2022 11:48:46

Hallo,

Wie genau meinst du das? Ist es deiner Meinung nach ungeeignet das BMS von den Zellen mit nur einem Kabel/einer Schiene zu verbinden?


Das hängt vom verwendeten BMS ab. Hier wurde ein JDB lang 150A verwendet. Es sind 3 Bohrungen im PCB für die Verkabelung einer Anschlußseite vorhanden, die Schichtdicke der Kupferschiene ist 0,5-1mm (geschätzt) wenn Du den Querschnitt (abzüglich der Bohrungen betrachtest) ist dies nicht dafür gedacht die "ganze" Last zu führen (darum auch die 3 Bohrungen). Damit die MOSFETs gleichmäßig belastet werden ist es deshalb unerlässlich die Kontaktierung auch wie vorgesehen durchzuführen (also 3 Einzelkabel)!

Stuckbert am 17 Feb 2022 21:20:18

Hi,
Danke für die Antwort, Mountainbiker. Das ist allerdings interessant, erschließt sich mir aber noch nicht komplett.
Ich werd das mal im Auge behalten bei Nutzung eines 1500W Wechselrichters und in meinem Thread Erfahrungen/Messungen hinzufügen.

Bin gespannt, ob mir die Mosfets tatsächlich irgendwann in Rauch aufgehen oder sich die Leistung dennoch schnell genug verteilt.

Wenn ichs richtig verstehe könnte ich (und auch der Threadersteller) abhilfe schaffen, indem man einfach eine dickere Kupferplatte über die auf dem PCB verklebten montiert und das Kabel/die Verbinder darauf - durch den vergrößerten Querschnitt sollte sich der Strom dann ja gleichmäßiger verteilen - oder lieg ich hier falsch?

Nachtrag: Mir fiel gerade noch ein: Liontron und andere Hersteller nutzen das BMS und verbinden nur die seitliche B- Schiene - bzw. 3 Terminals dort - hier gibt es keine direkte Verbindung zu den Mosfets, sondern eben über die untere Kupferschiene. Wie wird denn in dem Fall der Strom gleichmäßiger verteilt, als wenn ich nur eine Verbindung anders gelöst an die untere Schiene hab? Es bleibt ja bei einer Verbindung.

Grüße,
Stuckbert

RZFahrer am 17 Feb 2022 22:21:14

Erstmal herzlichen Dank an Mountainbiker, Energiemacher und RK für Eure konstruktive Kritik.

Die isolierende Auflage auf den Polen und den C-förmigen Boardhalter werde ich nachrüsten. Evtl. kommt auch noch ein
„Klotz“ als zusätzliche Auflage für das BMS, um eine zusätzliche Aufnahme zum „Kupferwinkelkonstrukt“ zu schaffen.

an RK





Gem. den Spezifikationen sollten im Normalbetrieb kein Probleme mit der Temperatur auftreten. Das Board soll sich bei 65 Grad ausschalten. Die Isolierung ist deutlich Temperaturbeständiger. Sollte die Temperatur in einen für die Isolierung kritischen Bereich kommen, gibt es ein ganz anderes und größeres Problem….
Die Isolierung des Flachgewebes habe ich mit 3 Lagen schwarzen Gewebeklebeband von 3M umwickelt. Da ich die Abdeckung nochmal abnehmen werde, kommt daran auch noch ein Scheuerschutz.

Die Karosseriescheiben tausche ich noch gegen Beilagscheiben, auch dafür danke. Spannscheiben habe ich überall verwendet, ist evtl. nicht klar erkennbar.

Was die Nutzung aller Terminals angeht, habe ich im Moment keine Alternatividee. Ich habe nur den Platz von einer AGM zur Verfügung. Und genau diese Maße hat de gezeigte Akkupack. Bin im Moment ein wenig ratlos…

Die vorher montierten 2 16mm2 Kabel waren zu starr. Damit hatte ich keinen momentlosen Anschluss des Boardes hinbekommen.

Viele ratlose Grüße
Ralf

RZFahrer am 17 Feb 2022 22:23:02

sammy116 hat geschrieben:Hallo Ralf,
vielen Dank für deinen tollen Beitrag, super gemacht und bebildert.
Könntest du noch schreiben was dich der "Spaß" gekostet hat.
LG
Helmut


Moin Helmut,

das kommt noch. Ich glaube, ein paar zusätzliche Euronen sind noch fällig…

Gruß
Ralf

RZFahrer am 17 Feb 2022 22:50:05

Stuckbert hat geschrieben:Hi,
Danke für die Antwort, Mountainbiker. Das ist allerdings interessant, erschließt sich mir aber noch nicht komplett.

Bin gespannt, ob mir die Mosfets tatsächlich irgendwann in ….

als wenn ich nur eine Verbindung anders gelöst an die untere Schiene hab? Es bleibt ja bei einer Verbindung.

Grüße,
Stuckbert


Danke Stuckbert für die Frage.

Das interessiert mich auch.

Das könnte in meinen unwissenden Augen nur ein Problem geben, wenn der Strom ab Kontaktpunkt zur Kupferschiene den kürzesten Weg zu dann weniger Mosfets nehmen sollte und damit einige stärker als andere belastet. Aber ist das so? :?:

Gruß
Ralf

fschuen am 18 Feb 2022 09:12:20

Da ja anscheinend ordentliche Kupferbleche drauf sind und der Strom nicht nur über verzinnte Leiterbahnen fliesst, seh ich das mit dem einzelnen Anschluss entspannt. Was aber dein Geheimnis bleibt, ist, warum du überhaupt den WR-Strom über die armen Mosfets schickst. Wenn du die Reihenfolge Bluebattery und BMS tauschst, kannst du dazwischen den WR anklemmen, hast trotzdem alle Ströme erfasst und immer noch die Doppelgürtel-Hosenträgerabsicherung durch das BMS

Gruss Manfred

MountainBiker am 18 Feb 2022 09:55:25

Hallo,

ein dünnes Kuperblech ist nicht widerstandslos (hier ca. 0,5mm), an den Bohrungen bleibt nicht viel davon übrig. Gute MOSFETs haben einen R(DSon) von ca.1mOhm und darunter, da spielt die Kontaktierung und Stromableitung eine große Rolle. Die unsymmetrische Belastung kann vor allem bei Stromimpulsen (Einschalten von Schaltnetzteilen, Wechselrichter...) eine große Rolle spielen, auch Erwärmung bei Belastung spielt hier mit.

Was mich wundert, hier wird sich immer wieder über Designguides hinweggesetzt und diskutiert - der Entwickler hat sich schon dabei etwas gedacht!

Meine Meinung dazu!

schnecke0815 am 18 Feb 2022 11:54:23

fschuen hat geschrieben:Was aber dein Geheimnis bleibt, ist, warum du überhaupt den WR-Strom über die armen Mosfets schickst. Wenn du die Reihenfolge Bluebattery und BMS tauschst, kannst du dazwischen den WR anklemmen, hast trotzdem alle Ströme erfasst und immer noch die Doppelgürtel-Hosenträgerabsicherung durch das BMS


Aufgrund der Aussage möchte ich da mal kurz eine Zwischenfrage stellen, habe ich den Akku richtig zusammen gestellt?
Es sind 8x100er Winston mit einem 200 A Daly BMS, unter dem BMS ist ein Victron Smart Shunt mit Bluetooth verbaut.


schnecke0815 am 21 Feb 2022 17:53:41

Kann da ein Fachmann heute bitte mal drüberschaun - danke.

fschuen am 21 Feb 2022 19:04:56

Was heisst schon "richtig" - funktionieren wird das so. Zwei Anmerkungen: hast du an Plus eine Hauptsicherung verbaut? Sieht man nicht so richtig da hinten. Wenn es ein Sicherungsautomat ist, kann es sein, dass er dir öfter mal rausfliegt. Dann einfach durch eine ANL-Schmelzsicherung ersetzen. Und zweitens geht ja dein Minuskabel von der letzten Zelle über das BMS und den Bluebatterydings (Shunt) zum Minuspol. Kannst du genausogut ändern, also von Minus über Bluebattery und BMS zum Abgriff. Dann - und nur dann - kannst du den WR am Shunt anschliessen, und quälst das BMS nicht mit den WR-Strömen. UVP hat der WR selbst drin, und Überspannung macht er nie, von daher bringt das BMS keinen Vorteil. Nur Verlust, Verschleiss und Ärger wegen Anschluss-"Kurzschluss"-Wegschaltens.

Gruss Manfred

schnecke0815 am 21 Feb 2022 19:26:31

Danke Manfred für das drüberschaun. Ja, am Pluspol habe ich eine Blocksicherung verbaut. Das Umgehen des BMS leuchtet mir ein und wird geändert.

RZFahrer am 02 Apr 2022 21:31:48

Nach längerer bastelloser Zeit läßt ich mein Rücken nun wieder an die Fertigstellung gehen.

Ich habe also das BMS wieder demontiert. Auf die Zellen kommt jetzt eine GfK Platte.



Die Kabel für den Balancer und des Temperaturfühlers habe ich mit einem Schrumpfschlauch und Kabelbindern gegen Durchscheuernan der GfK Platte geschützt.

Als Nächstes wieder das BMS montiert. Jetzt liegt das BMS im rechten Drittel auf einer mit dem Gehäuse verschraubten Holzleiste (Siebdruckplattenrest mit Ikea Klapperschutz als Isolierung) auf. Noch 2 Schrauben durch die vorgebohrten Löcher in die Holzleiste.



Alle Kabel mit Kabelbindern zusammengebunden und an besonders gefährdeten Stellen mit Schrumpschlauch/Kabelbinder zusätzlich geschützt.

Die Wagoklemmen zum Verbinden habe ich mit 3M Spiegelklebeband auf einen am Gehäuse verschraubten Kunststoffwinkel aufgeklebt (ist leider beim Drehen des Fotos verschwunden :D ).

Anschließend den Deckel montiert.



Vom BlueBattery x200 und dem Pluspol mit 150A Würfelsicherung soll es dann mit 25mm2 isolierten Flachgewebekabeln zur Installationsebene gehen. Dort kommen dann die Stromverteiler (4er Busbars mit M8) und Sicherungen hin. Hier wird dann auch der WR (Solartronics 1500W Sinus mit Sicherung 150A), der Votronic MPP 250 mit 20A Sicherung sowie die bestehenden 12V Anschlüsse ran.

Die 95Ah AGM wird an den Plus- und Minusbolzen der LiFePo angeschlossen. Hierfür habe ich jeweils ein 25mm2 isoliertes Flachgewebekabel schon liegen.

So gegen 19 Uhr dann alles ans Ladegerät angeschlossen. Einstellung: 14,40 V und ca. 8A.

Wie man sieht, lagen die 4 Zellen nach ca. 6 Wochen Lagerung sehr dicht beisammen.



So gegen 21.15 waren es nur wenige 0, Amperchen, also eigentlich voll



Zum Abschluss zeige ich noch meine Konfigurationseinstellungen:







Die 122A sind von der ersten Testentladung mit dem WR Mitte Februar. Am BMS wurde nix warm, nur die Zellen zeigten ca. 40 Grad. Nach dem anschließenden Laden lungerte der halbfertige Akku nur bei mir rum….

Passen die Konfigurationseinstellungen (auch in Hinblick auf ein Hybridsystem)?

Danke schon mal vorab und noch einen chillten Sonnabendabend.

Viele Grüße
Ralf

basste315 am 03 Apr 2022 19:15:14

RZFahrer hat geschrieben:Passen die Konfigurationseinstellungen (auch in Hinblick auf ein Hybridsystem)?
Ralf

Hallo Ralf, danke fürs Zeigen, dafür einen Guten :daumen2: - und auch die Konf.Einstellungen sind m.E. OK.

Gibt es einen Grund, warum du die Temperatur für ENTLADEN auf -10 / 0 Grad eingestellt hast, ginge problemlos tiefer.

Helmut

RZFahrer am 03 Apr 2022 19:52:58

:gruebel: :gruebel: :?: :?:
basste315 hat geschrieben:Hallo Ralf, danke fürs Zeigen, dafür einen Guten :daumen2: - und auch die Konf.Einstellungen sind m.E. OK.

Gibt es einen Grund, warum du die Temperatur für ENTLADEN auf -10 / 0 Grad eingestellt hast, ginge problemlos tiefer.

Helmut


Moin Helmut,

nein, da gibt es keinen speziellen Grund für. Laut Herstellerspezifikation ginge Entladen bis -20 Grad.

Aber ich habe ja auch noch die 95 AH Varta AGM. Insofern sollte im Winter, wenn wir sowieso nicht Fahren, für alle Eventualitäten ein wenig PB-Strom haben.


Danke für Deine Rückmeldung und einen schönen Sonntagabend noch.

Gruß
Ralf

RZFahrer am 03 Apr 2022 20:39:39

Das Einbinden des Datenblattes hat ja auch was Gutes :D

Die eingestellten Max-Temperaturen fürs Laden und Entladen passten nicht wirklich zum Datenblatt.

Ist jetzt korrigiert:


Gruß
Ralf

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