Eigenbau eines LiIon – Speichers mit 5kWh nutzbarer Energie

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Eigenbau eines LiIon – Speichers mit 5kWh nutzbarer Energie

Beitragvon pvfred » 23.10.2016, 20:57

Liebe PV – Speicher Interessierte!

Als Speicher für das DC gekoppelte Speichersystem von „letsdoit“ möchte ich statt des LiFe – Speichers einen 48V LiIon – Speicher mit 5kWh nutzbarer Kapazität aufbauen.

In diesem Thread möchte ich den Aufbau des Speichers, das BMS und Schaltungen für ein SOC (0-10V Ausgabe für Ladezustand 0-100%) näher vorstellen.

Der Speicher wird aus 4 Blöcken zu je 168 LiIon Zellen der Baugröße 18650 (DM18mm x 65mm) aufgebaut.
168Zellen.jpg

Der gesamte Speicher wird dann also aus 672 einzelnen Zellen bestehen.

Da ich schon sehr gute Erfahrungen mit Panasonic Zellen machen konnte, habe ich mich für die NCR18650PF entschieden.
Die Vorgängerzellen NCR18650PD wurden im „Tesla Model S“ als Antriebsakku eingesetzt. Die PF - Zelle ist eine überarbeitete, im Temperaturverhalten nochmals verbesserte Zelle.
Angeblich wurde auch die Chemie der Zelle von NCA (LiNiCoAl) auf die noch sicherere NMC (LiNiMnCo) geändert, dazu gibt es aber widersprüchliche Aussagen.

Wer sich noch tiefer mit dieser Materie befassen möchte, findet hier gute Grundlagen dazu:
http://www.mountainprophet.de/2014/04/20/li-ions-und-sicherheit-und-so/

Technische Daten der NCR18650PF:
Nominal Spannung: 3,6V
Typische Kapazität: 2900mAh
Minimum Kapazität: 2750mAh
Entlade Endspannung: 2,5V
Lade Endspannung: 4,2V ± 0,03V
Standard Ladestrom: 1,35A
Max. kontinuierlicher Entladestrom: 10A
Innenwiderstand: <35mOhm
Energieinhalt: 10Wh
Gewicht: 46g
derz. Preis bei NKON: 2,40

Wenn man rein vom Zellenpreis ausgeht, kommt 1 kWh (100 Zellen) auf € 240.-

Meine 672 Zellen haben also einen Energieinhalt von ca. 6,7kWh.
Will man eine lange Lebensdauer und hohe Zyklenanzahl der Zellen erreichen, dann sollte man die nutzbare Energie nicht zu 100% ausschöpfen, sonst ist bei 500 Zyklen Schluss!
Werden die Akkus nur zu 70-80% genutzt, das heißt nicht ganz voll geladen und nicht ganz leer gemacht, dann kann man mehrere 1000 Zyklen und ein langes Akkuleben erwarten!

Die Firma Kreisel gibt bei deren Speicher „MAVERO“ 10 Jahre Garantie, eine Lebensdauer von 20 Jahren bzw. 5000+ Zyklen an. Kreisel verwendet ebenfalls 18650er NMC – Zellen :wink:

So, genug gelabert, jetzt gibt’s mal ein paar Bilder:
Zuerst werden alle Zellen auf Spannungsgleichheit vermessen. Meine Zellen waren alle von der gleichen Charge und hatten nur eine Abweichung von max. 0,002V! Da die Zellen später in 24er Blöcken parallel geschaltet werden, sollte die Abweichung nicht zu groß sein!
Spannungsmessung.jpg


Zur einfachen schnellen Montage haben sich solche Zellenhalter bei mir sehr gut bewährt.
Man braucht die einzelnen Zellenblöcke nicht extra voneinander zu isolieren, mit den Haltern haben sie automatisch einen Abstand von 1mm zueinander. Ein weiterer Vorteil ist die mögliche Luftzirkulation (Kühlung). Diese Zellenhalter gibt es in allen möglichen Formen, für meine Packs habe ich Halter mit 4 x 14 Löchern gewählt. Damit kann man einen Block mit 14 x 12 (7S/24P) herstellen.
Zellenhalter_1.jpg


Dann werden die Zellenhalter aufgefüllt, die +Pole mit Pappisolierblättchen versehen und die Zellen zu 24er Blöcken punktgeschweißt.
Die Serielle Verschaltung erfolgt dann später mit 3 x 1,5² Drähten.
Zellen punktgeschweißt.jpg


Jede Zelle bekommt eine eigene Sicherung in Form eines dünnen Hiluminstreifens, dieser brennt im Falle eines Kurzschlusses einer Zelle sofort ab!
Zellensicherung.jpg


So, genug für heute, ich hoffe, der Beitrag interessiert und gefällt euch :roll:
Demnächst geht’s weiter mit dem Bau des Gehäuses :D

Gruß
Alfred
Zuletzt geändert von pvfred am 23.10.2016, 21:47, insgesamt 2-mal geändert.
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Re: Eigenbau eines LiIon – Speichers mit 5kWh nutzbarer Ener

Beitragvon letsdoit » 23.10.2016, 21:01

Hallo Alfred.
Das sieht schon sehr schön aus !
Der link oben geht bei mir nicht.....

Viele Grüße
Frank
Zu wissen, was man weiß, und zu wissen, was man tut, das ist Wissen.
Wer mehr zum DC Speicher wissen will erreicht mich per PN !
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Re: Eigenbau eines LiIon – Speichers mit 5kWh nutzbarer Ener

Beitragvon pvfred » 23.10.2016, 21:27

Hallo Frank,
sorry, jetzt sollte er gehen :wink:

Gruß
Alfred
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Re: Eigenbau eines LiIon – Speichers mit 5kWh nutzbarer Ener

Beitragvon TimMay » 23.10.2016, 21:31

:danke:
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Re: Eigenbau eines LiIon – Speichers mit 5kWh nutzbarer Ener

Beitragvon Dease » 23.10.2016, 21:37

Klasse Aktion. Bisher schaut das schon genial aus. Weiter so :danke:
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Re: Eigenbau eines LiIon – Speichers mit 5kWh nutzbarer Ener

Beitragvon Janne » 23.10.2016, 21:48

Ja, interessiert mich.. finde ich sehr spannend.

Mein Sohn fängt grad sein Schulprojekt an, E-Longboard, befeuert mit gebrauchten 18650 Zellen aus geschlachteten Notebookakkus. Daher sieht es im Kizi ähnlich aus, nur mit Zellen in allen möglichen Farben. Die werden grad geladen für Kapa Test zum sortieren (Sollte noch jmd an alte Notebookakkus kommen : nur her damit, Leon kann noch welche brauchen...)

Wie schweißt Du die Zellen, hast Du ein Punktschweißgerät für Akkus?

Grüße
Jan
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Re: Eigenbau eines LiIon – Speichers mit 5kWh nutzbarer Ener

Beitragvon holzteufele » 23.10.2016, 21:50

Spannendes Projekt :wink: bin gespannt wie es weitergeht
Was für ein BMS willst du einsetzen :?:
Ich verwende das REC BMS für meinen LEAF-Speicher bin aber auf der Suche nach einem System welches alle 42 Einzelzellen managen kann...
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Re: Eigenbau eines LiIon – Speichers mit 5kWh nutzbarer Ener

Beitragvon e-zepp » 23.10.2016, 22:11

Janne hat geschrieben:Wie schweißt Du die Zellen, hast Du ein Punktschweißgerät für Akkus?

Das würde mich auch sehr interessieren!
lg,
Philip
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Re: Eigenbau eines LiIon – Speichers mit 5kWh nutzbarer Ener

Beitragvon Janne » 23.10.2016, 22:33

Phillip,

manchmal ist Tante google nett zu mir:

http://www.pedelecforum.de/forum/index. ... 21/page-39

etwas runter schrollen, dann gibt es dieses Video:

https://youtu.be/KY-Ym7jeRQU

Wo bekommt man einen 2 Farad Kondensator her? Im Taschengeld Budget-Bereich, damit das ins Schulprojekt passt?

Jan
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Re: Eigenbau eines LiIon – Speichers mit 5kWh nutzbarer Ener

Beitragvon pvfred » 23.10.2016, 22:41

Janne hat geschrieben:Wie schweißt Du die Zellen, hast Du ein Punktschweißgerät für Akkus?

Ja, ich habe mir vor ein paar Jahren eines gebaut und im Pedelecforum darüber berichtet:
Punktschweißgerät

holzteufele hat geschrieben: Was für ein BMS willst du einsetzen :?:
Ich verwende das REC BMS für meinen LEAF-Speicher bin aber auf der Suche nach einem System welches alle 42 Einzelzellen managen kann...


Ich werde 4 Stk. programmierbare SmartBMS einsetzen (für jeden 7S Block eines). Diese SmartBMS sind im Pedelecbereich sehr beliebt, ich hatte hier mal dazu berichtet:
SmartBMS

Freut mich, dass euch der Beitrag gefällt, das spornt an, hier weiter zu berichten :D
:danke:
Alfred
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