Explosion von Akkupacks, Sicherheit Powerwall

" Gibt es E-Bike-Akkupacks mit Polymer-Akkus? "
Ja, sogar ohne jegliche Schutzelektronik und auch Balancer

Auf dem Foto, das die Feuerwehr von der Explosion gemacht hat, sind aber die typischen Rundzellen zu sehen... Hmmm.
Ich frage mich, ob eine grobe Temperaturüberwachung der Powerwall überhaupt ausreichend ist. Ich plane, in die Lücke zwischen jeweils 4 Zellen immer einen DS18B20 zu setzen. Damit wäre dann jede Zelle per Temperatur überwacht. Aber reicht das, wenn eine Zelle durchgeht? Solange der Strom klein genug bleibt, dass der Sicherungsdraht nicht durchschmilzt. Trotzdem könnten rund 18W (also knapp 5A x 3,6V) den Akku extrem aufheizen (schaffen 18W beim Lötkolben ja auch), dass es schlimme Folgen hat. Bräuchte jede Zelle noch eine eigene Thermosicherung?

Ich muss ehrlich sagen, dass ich den obigen Bericht wenig hilfreich finde, da er überhaupt keine Anhaltspunkte liefert, wie das Ganze nun passiert ist.
Weil von ganz alleine explodiert ein Akku nicht.

Zur Temperaturüberwachung:
Solange der Stromfluss, der die Zellen dauerhaft läd oder auch entläd nicht größer ist als 1C ist die Temperaturentwicklung relativ vernachlassigbar.
Um sicher zu gehen regeln die meisten, von denen ich bisher gelesen habe, bei 1A / Zelle ab. So wie ich auch.

Und selbst in meinen topp-gedämmten, unbelüfteten Metallkisten tut sich bei 1A so gut wie garnichts. Rund 5°C Temperaturerhöhung gegenüber der Außentemperatur war bislang das höchste, was ich gemessen habe, also 30°C drinnnen bei 25°C außen.

Wichtig ist mMn, dass man
1. im Wechselrichter den maximal zulässigen Lade- sowie auch Entladestrom entsprechend begrenzt
2. ein BMS hat, in dem man dasselbe nochmal machen kann. So ist man abgesichert, falls ein System versagt

In diesen winzigen eBike- und eScooter Akkupacks fließen ganz andere Ströme als in unserer Powerwall, die arbeiten mit 10A / 15A oder gar kurzzeitig 20A.
In Deutschland nicht zulässig, aber da gibt es eBike-Motoren, die ziehen 1KW und haben bloss so einem kleinen 40-Zellen Akku, der das liefern muss.

Genau dasselbe gilt bei der Ladeschlussspannung.
1. Nicht ausreizen bis 4,2V sondern lieber schon bei 4,0V stoppen
2. entsprechend im WR so einstellen
3. zusätzlich auch im BMS auf Einzel-AKkupackebene nochmal die Ladespannung begrenzen

Die eBike- und eScooterakkus werden halt voll ausgereizt und dementsprechend auch bis 4,2V vollgeladen. Wenn da eine der Zellen nicht richtig gebalanced ist wird die schnell mal bis 4,3 oder 4,4V geladen - und dann knallts eben irgendwann wenn das interne BMS das nicht abfängt.

Wenn man dann noch bei der Akkuwahl ganz genau hinschaut dann hat man schon viel gewonnen, z.B. beim Thema Roststellen:
ich hatte zu Anfangs auch einige Panasonic mit winzigen "Flugroststellen". Dachte mir - das ist bloss oberflächlich, die nimmst Du noch.
Seit den ersten gesammelten Zellen bis zum tatsächlichen Zusammenbauen ist nun fast ein halbes Jahr verstrichen, und ein paar der "Flugrost" Zellen sehen mittlerweile richtig übel aus. Lag wohl auch daran, dass sie in der Garage lagern; da ist es zwar nicht feucht, aber richtig trocken eben auch nicht.
Also: alles was irgendwelche, auch nur noch so kleine, Anzeichen von Rost hat -> weg damit

Thema lagern:
Wieso willst Du die lagern? Macht Dir nicht so viel Mühe mit Entladen etc. So wie sie sind in eine Kiste / einen Eimer und wenn sich der Weg lohnt ab damit zum Wertstoffhof - dabei kannst Du dann auch gleich ein paar "neue" Laptopakkus einsammeln.
Jedenfalls mach ich das immer so.
Als Sammelbehälter benutze ich einen kleinen 5-Liter Plastikeimer in dem mal Popcorn drin war, mit Deckel, damit die undichten Zellen nicht alles vollstinken

Ja, es stimmt, dem Bericht kann man leider nicht viel entnehmen. Wir wissen zu wenig, was den Packs vielleicht vorher passiert ist. Das liegt wahrscheinlich auch daran, dass die meisten Nutzer der E-Bikes sich gar nicht speziell mit den Details eines solchen Akkupacks auskennen. Und das sollten sie auch nicht müssen.

Also, wenn ich volle Zellen lagere, die eigentlich zur Entsorgung vorgesehen sind, dann habe ich dabei kein gutes Gefühl. Die haben ja eine Beschädigung und die könnte dafür sorgen, das sich die Energie schlagartig entlädt. Es soll deshalb auch schon zu Bränden auf Recycling-Höfen gekommen sein. Dann entlade ich die lieber selbst im Bewusstsein dieses Problems. Hauptsächlich betrifft das die Sanyo-Zellen, die beim Kapazitätstest beim Laden auf 4,2V (da geht es ja nicht anders), kurz vor Ladeende beginnen warm zu werden. Die meiste Engerie ist dann ja schon drin in den Zellen. Klar, könnte man sogar noch nehmen, wenn man eh nur mit 4V oder 3,9V fährt. Aber wer weiß denn, ob die Spannung, wo das anfängt nicht mit der Zeit immer niedriger wird? Und das ist eben meine generelle Sorge bei der Powerwall auch für die dann gut befundenen Sanyos aber auch andere Zellen.

Das größte Problem sehe ich in dem beschriebenen Verhalten, dass in den Zellen kleine Spitzen aus Lithium wachsen können, die sich mit der Zeit durch den Isolator bohren. Dazu kommt, dass sich das Material beim Laden ausdehnt (auch Elektronen brauchen Platz). Ist das der Fall bei den Sanyos die warm werden? Wenn man das Problem so detektieren könnte, dann würde die Temperaturüberwachung von 2x2 Zellen ausreichend sein um das sicher zu finden und es kommt auch nicht so plötzlich. So überwache ich auch jetzt schon die Zellen beim Laden. In der Rille zwischen 2 Zellen liegt ein Sensor und bei 34°C wird das Laden unterbrochen. Normalerweise gehts kaum über 25°C. So muss ich auch nicht ständig daneben stehen und aufpassen.

sog. Heater machen sich meist auch durch einen hohen Widerstand und / oder Spannungsverlust bemerkbar

Beim Ebike-Akku sind meist 4 bis 5 Zellen mit Nickelstreifen fest verbunden.
Hat eine Zelle einen internen Kurzschluss, dann werden die anderen Zellen im Block mit hohem Strom entladen.
Stirbt eine Zelle im Verbund, dann hat der Block eine deutlich niedrigere Kapazität als die übrigen Blöcke und wird dadurch eher tiefentladen oder überladen. Dazu sind die BMS-Platinen in den Ebike-Akkus auch nicht besonders zuverlässig.
Ich hatte schon viele "defekte" Ebike-Akkus, bei denen das BMS hinüber war. Zuletzt sogar drei nagelneue Bosch PowerTube 625.
Bei der Powerwall nutzen wir Sicherungsdrähte zu jeder einzelnen Zelle, haben mehr Abstand zwischen den Zellen und nutzen einen eingeschränkten Spannungsbereich, der nicht an der Grenzen der Zellen geht und ein Über- oder Tiefent- Laden der Zellen auch dann verhindert, wenn sie nicht perfekt ge-balanced sind.

Meine Powerwall bleibt bei Benutzung "cool", die Zellen sind bei Raumtemperatur bis maximal 1 Grad darüber. (7S 300P, Last max. 2 kW kurzzeitig)

Also ich schließe mich meinen Vorrednern an.

Zu den genannten Punkten kommt auch noch eine entsprechend dimensionierte BusBar. Im Zusammenspiel mit vernünftigen Verbindern oder
Ring-Kabelschuhen oder ähnlichem die idealerweise auch noch gegrimpt und zusätzlich gelötet sind sollte der Übergangswiderstand hoffentlich
gering sein so das überhaupt wenig Wärme entstehen kann.

... und natürlich gibt es Polymer-Akkus oder Pouch oder wie die heißen, hier mal ein Beispiel.
Dieser Sonderling soll wohl richtig Wumms haben ...hat aber nur 24V.

gruß
sunap

da haben die "PF" nebenan sicher deutlich mehr Wumms

Na das weiß ich nicht.

Nur am Rande : Die von Dir erkannten "PF" sind die schlechten "CG" mit dem sehr dünnen Zellenboden ...

gruß

DIe NCR sind Übel zu ernten.

Wenn du das schaffen solltest ein 3,7V Akkupack so wie ihn hier die meisten bauen in einem Versuchsaufbau durch laden und entladen zum brennen zu bekommen dann lade ich dich zum Essen ein und putz mit dir die verkohlten Reste zusammen.

Sehe ich ähnlich wie ihr:
Pouch Zellen verfügen über keinerlei Sicherheitsmechanismen und sind zudem meistens LCO. Also durch und durch unsicher.
18650er und Konsorten haben jede Menge Sicherheitsmechanismen (CID, Überdruckventil, Stahlmantel usw.) und sind sehr schwer zum Entzünden zu bringen. Zudem werden LCOs kaum noch verwendet bei 18650er Zellen.

Nur am Rande : Die von Dir erkannten "PF" sind die schlechten "CG" mit dem sehr dünnen Zellenboden ...

schade 😉 war in etwa eine 50/50 Chance richtig zu liegen

@ Andy: gilt das Angebot auch für mich?

Nur am Rande : Die von Dir erkannten "PF" sind die schlechten "CG" mit dem sehr dünnen Zellenboden ...

schade 😉 war in etwa eine 50/50 Chance richtig zu liegen

@ Andy: gilt das Angebot auch für mich?

Ich würde sagen: Wir haben eine Challenge

Danke für die Erklärungen und Anregungen. Werde weiter zerlegen und sammeln. M.E. steht und fällt es mit einer guten Temperaturüberwachung. Deshalb bleibe ich erst mal dabei im Pack an jeder Zelle zu messen und nicht nur an einer oder wenigen Stellen. Beim Testen habe ich schon gemerkt, dass die Zellen normalerweise nicht warm werden, ca. 5 Grad über Zimmertemperatur sind normal (beim Laden mit 500mA). Da weiß ich aber auch nicht, wie viel die Elektronik vom Ladegerät noch dazu beiträgt. Beim Entladen habe ich über 40 Grad, aber das kommt sicherlich durch die Lastwiderstände.