Konstruktionsfrage zu 18650 Akku/Aufbau/BMS...

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Konstruktionsfrage zu 18650 Akku/Aufbau/BMS...

Beitragvon NoOne » 12.10.2018, 14:36

Moin zusammen,

ich habe eine kleine Frage an euch, ich will ein Akkupaket aus 18650 Zellen bauen, allerdings habe ich sowas bisher nur bei kleinen Akkus gemacht, Akku vom Akkubohrer, Laptop etc...und da kommen wir jetzt zu meiner Frage, denn bei kleinen Akkus hab ich ja genau 1 BMS weil es konstruktiv am meisten Sinn macht, jetzt überlege ich aber einen Akku zu bauen um ein kleines Motorrad auf E-Antrieb umzubauen, da wird der Akku ja deutlich größer, daher müsste ich ja wenn ich weiterhin ein zentralisiertes BMS nutze ein ziemlich großes und leistungsfähiges kaufen, ich habe mich aber gefragt ob ich den Akku nicht auch einfach modular gestalten kann, also mehrere BMS, aber halt schon die selben mit den selben Einstellungen etc. , was meint ihr, kann man das so machen? Könnte es Probleme geben?

Für halbwegs kompetente Antworten wäre ich dankbar...
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Re: Konstruktionsfrage zu 18650 Akku/Aufbau/BMS...

Beitragvon Broadcasttechniker » 12.10.2018, 14:59

Kein Kleinklein und kein Gefummel.
Mache es so wie alle Großen, Tesla inklusive.
Akkus werden geschweißt und nicht gelötet.
Alle Zellen einer Bank parallel schalten und mit DICKEM Verbinder in Serie schalten.
Ein BMS überwacht die Spannungen aller Bänke, das können bei den günstigen BMS bis 14 sein, damit liegt man knapp unter den 60 Volt bei LiIon Technik. Bei LiFePo4 darf es etwas mehr sein.
Das BMS schaltet ab sobald eine Bank Unter- oder Überspannung hat.
Das BMS schaltet ab sobald zuviel Strom fließt.
Die meisten BMS haben getrennte schwächer ausgelegte Ladeeingänge und stärker ausgelegte Entladeausgänge.
Es gibt auch welche die nur einen Anschluss für beides haben, da sind beide Transistorbänke antiseriell geschaltet.
Balancing.
Braucht kein vernünftiger Akku.
LiFePo gehört nicht zu den vernünftigen und ist was SOC anbetrifft weit schlimmer als Blei Säure, vergleichbar mit Nickel-xy Technologie.

Was nicht gut funktioniert weil es die Spannungsfestigleit des BMS überfordert: Zwei Akkus mit BMS in Serie schalten.
Nicht machen. Parallel ist in Ordnung.
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Re: Konstruktionsfrage zu 18650 Akku/Aufbau/BMS...

Beitragvon BenBenBen » 12.10.2018, 15:18

Welche Nennspannung soll der Akku haben, also wie viele 18650 in Reihe? Welche Gesamtenergie (kWh) soll der Akku haben? Welche maximale Momentanleistung soll er liegern können? Welche Ladeleistung? Rekupieren? Was für ein Motor/Motorregler ist geplant?
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Re: Konstruktionsfrage zu 18650 Akku/Aufbau/BMS...

Beitragvon NoOne » 12.10.2018, 16:43

Danke erstmal euch beiden. So Grundlagen wie schweißen statt löten sind mir übrigens klar, ich habe auch schon ein Punktschweißgerät und habe ja auch erwähnt das ich schon ein paar kleine Akkus selbst gebaut habe, nur so ein dickerer Akku ist halt ein anderes Kaliber.

Broadcasttechniker hat geschrieben:Ein BMS überwacht die Spannungen aller Bänke, das können bei den günstigen BMS bis 14 sein, damit liegt man knapp unter den 60 Volt bei LiIon Technik. Bei LiFePo4 darf es etwas mehr sein.


Du wolltest sagen max. 14 Zellen in Reihe...sind bei der typischen Nennspannung von 18650 bei 3,6V übrigens nur etwa 50V Systemspannung, fast 60V ist die Ladeschlussspannung (58,8V), die zählt aber nicht, ein 36V System wäre ja sonst auch ein 42V System weil da Ladeschluss ist.

Und bei LiFePo liegt die Nennspannung übrigens niedriger, 3,2V Nennspannung sind dort bei 18650 normal. Und da ich schonmal LiFePo's hatte kann ich nicht verstehen warum du findest die sind nicht "vernünftig", hatte nie Probleme, vllt. kannst du da mal konkreter werden was du meinst.

BenBenBen hat geschrieben:Welche Nennspannung soll der Akku haben, also wie viele 18650 in Reihe? Welche Gesamtenergie (kWh) soll der Akku haben? Welche maximale Momentanleistung soll er liegern können? Welche Ladeleistung? Rekupieren? Was für ein Motor/Motorregler ist geplant?


Naja, steht alles noch nicht genau fest, sicher ist aber das die Systemspannung mindestenz 48V betragen soll, vllt. aber auch 72V oder sogar 96V, eigentlich will ich mit der Spannung ja möglichst weit hoch weil dann Verluste niedriger sind.

Die Gesamtenergie soll für den Anfang so bei 4-5kWh liegen.

Der Motor/Controller soll so bei 20kW liegen, bürstenloser Gleichstrommotor, habe mir auch schon ein paar angeguckt, einige davon können anscheinend auch rekuperieren, ist aber keine Bedingung, Hautpsache der bringt die angemessene Leistung und Drehmoment an's Rad.
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Re: Konstruktionsfrage zu 18650 Akku/Aufbau/BMS...

Beitragvon Broadcasttechniker » 12.10.2018, 17:23

60 Volt DC sind die Schamgrenze bei der Kleinspannung.
Du kannst auch gerne bis 75 Volt gehen, das ist aber die absolute Höchstspannung, vergiss die Nennspannung.
Darüber bist du in einer anderen Kategorie was den Schutz vor elektrischen Schlägen anbetrifft und dann wird es teuer.
60Volt und 20kw sind 350A, das ist kein Kinderkram mehr. Da lohnte es sich auch zu überlegen statt der FETs ein Schütz zu nehmen.
Den viertelstündigen Entladestrom wird wohl jede Zelle hinbekommen
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Re: Konstruktionsfrage zu 18650 Akku/Aufbau/BMS...

Beitragvon NoOne » 12.10.2018, 17:36

Verstehe, du willst mir einfach mal mitteilen das ich den Schutzkleinspannungsbereich verlasse, danke für die gut gemeinte Information, ich bin zwar kein Elektriker, habe aber z.B. meine komplette PV mit dem Bleiakku inkl. WR und 230V selbst gebaut und alles läuft bis heute einwandfrei...weil ich schon von mir aus versuche möglichst ordentlich und sauber zu arbeiten. Auch die steigende Lichtbogengefahr bei steigender Spannung in DC Systemen ist mir bekannt. Also danke, ich mach aber eh was ich will. :D

Und 350A sind nicht viel, guck mal hier, dieser Controller geht bis "Peak Phase Current, 10 seconds: 550A." :

http://kellycontroller.com/keb72121e24v ... -1215.html

Der kann übrigens auch "REGEN", also rekuperieren, ist aber noch nicht sicher das es der wird, ich guck mich noch um, nur mal als Beispiel...
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Re: Konstruktionsfrage zu 18650 Akku/Aufbau/BMS...

Beitragvon BenBenBen » 12.10.2018, 17:49

Zunächst mal musst du für dich die passende Zelle finden
Du kannst bei den Zellen, die eher auf Leistung als auf Kapazität getrimmt sind, mit um die 60 W pro Zelle rechnen, bei 20kW brauchst du also um die 330 Zellen. Wenn es 14S werden soll also zB 14S24P = 336 Zellen
Jede Zelle hat etwa 9 Wh, das wären dann also rund 3kWh.
Bei dem Rechenbeispiel wäre also die Kapazität etwas zu gering, mehr Zellen würden aber unnütz mehr Maximalleistung erbringen, also schau mal welches Verhältnis von Leistung und Kapazität pro Zelle du brauchst und was es da am Markt passendes für dich gibt.
Davon unabhängig würde ich bei 20kW mal auf die Ströme gucken. Bei 48V wären das über 400A, da würde ich mit der Spannung viel höher gehen wollen. Dann wird es aber auch gefährlich, gerade bei hochstromfähigen Zellen, das System verzeiht dir dann keinen Fehler mehr!

Zum BMS, schwer zu sagen. Ich glaube es gibt keine von der Stange, die mehr als 100A können, und auch keine für so hohe Spannungen. Brauchst du ein BMS während der Fahrt? Strombegrenzung geht über Sicherungen, und ob die Spannungen dir wegdriften kannst du beim Laden (mit Balancing) sehen, wenn da viel gebalanced werden muss ist es an der Zeit, auch beim Entladen die einzelnen Zellspannungen im Auge zu behalten.
Alternativ könntest du mehrere 14S-Packs bauen und in Serie verdrahten, dann kannst du die Spannung so weit hochdrehen, dass du unter 100A kommst und kannst trotzdem günstige Hobby-BMS nehmen....Ob das dann so sicher und vertrauenerweckend ist...musst du selber entscheiden :D
Grüße
Ben
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Re: Konstruktionsfrage zu 18650 Akku/Aufbau/BMS...

Beitragvon CarelHassink » 12.10.2018, 18:05

14,2Kwp Cis module pv plant, 2x Goodwe DT6000 1x Goodwe 2000S
72Kw Yuasa LEV40 ESS+REC bms Q16S + SMA SI 8.0 single phase
https://www.facebook.com/Carel1956/
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Re: Konstruktionsfrage zu 18650 Akku/Aufbau/BMS...

Beitragvon NoOne » 12.10.2018, 18:10

BenBenBen hat geschrieben:20kW brauchst du also um die 330 Zellen. Wenn es 14S werden soll also zB 14S24P = 336 Zellen
Jede Zelle hat etwa 9 Wh, das wären dann also rund 3kWh.
Bei dem Rechenbeispiel wäre also die Kapazität etwas zu gering, mehr Zellen würden aber unnütz mehr Maximalleistung erbringen, also schau mal welches Verhältnis von Leistung und Kapazität pro Zelle du brauchst und was es da am Markt passendes für dich gibt.


Mehr Kapazität bedeutet nicht einfach nur mehr Maximalleistung sondern auch mehr Reichweite bei einem E-Antrieb, gut, mehr (mögliche) Leistung ergibt sich halt auch daraus, aber damit habe ich kein Problem, Reserve ist immer gut, man muss das System nicht an der Grenze seiner Leistungsfähigkeit entwerfen, da sagen auch die Zellen Danke und sind nicht so schnell durchgelutscht.

BenBenBen hat geschrieben:Davon unabhängig würde ich bei 20kW mal auf die Ströme gucken. Bei 48V wären das über 400A, da würde ich mit der Spannung viel höher gehen wollen. Dann wird es aber auch gefährlich, gerade bei hochstromfähigen Zellen, das System verzeiht dir dann keinen Fehler mehr!


Genau das meinte ich ja auch schon weiter oben, ich muss eigentlich viel höher mit der Spannung und verstehe schon warum, über all das hab ich auch schon nachgedacht...

BenBenBen hat geschrieben:Zum BMS, schwer zu sagen. Ich glaube es gibt keine von der Stange, die mehr als 100A können, und auch keine für so hohe Spannungen. Brauchst du ein BMS während der Fahrt? Strombegrenzung geht über Sicherungen, und ob die Spannungen dir wegdriften kannst du beim Laden (mit Balancing) sehen, wenn da viel gebalanced werden muss ist es an der Zeit, auch beim Entladen die einzelnen Zellspannungen im Auge zu behalten.
Alternativ könntest du mehrere 14S-Packs bauen und in Serie verdrahten, dann kannst du die Spannung so weit hochdrehen, dass du unter 100A kommst und kannst trotzdem günstige Hobby-BMS nehmen....Ob das dann so sicher und vertrauenerweckend ist...musst du selber entscheiden :D
Grüße
Ben


Hab ich mich auch schon gefragt,eigentlich geht das ja auch...weil...ich hab eh vor Akku und Zellen-Monitoring zu betreiben...und das auch in Echtzeit auf dem Bike, also werde ich ein kleines Display haben auf dem ich die gesamte Akkuspannung sehe sowie die einzelner Zellstränge, die Entladeschlussspannung ist mir ja bekannt. Sollte eigentlich gehen, aber konstruktive Kritik ist immer willkommen falls das falsch sein sollte.



Sorry, but your post is a little weired, i do NOT want to build a "Powerwall" (<- i hate this marketing speech 4 battery/accu) and i do not want to buy anything either, please stay ontopic or stop posting in this thread.
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Re: Konstruktionsfrage zu 18650 Akku/Aufbau/BMS...

Beitragvon CarelHassink » 12.10.2018, 18:38

OK have it your way,
best Carel
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72Kw Yuasa LEV40 ESS+REC bms Q16S + SMA SI 8.0 single phase
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