Lagerung großer Mengen an 18650 Li-Ion Zellen

- Ich plane mit < 0,15 C die Belastung einer Zelle - da sollte keine abzuführend Hitze entstehen... ( 48V+105 A bei 280 parallelen Zellen => 0,375 A/Zelle )
- Ich plane unter jeden Pack einen 80mm Lüfter zu hängen... temperaturgesteuert
- Und ein umschliessendes Gehäuse ist auch gegeben...

Die Kühlung in Tesla-Packs hat mehrere Zwecke, sie stellt eine ausreichende Betriebstemperatur her (optimal 25°c), kühlt die Akkus bei starker Beanspruchung und im Falle eines GAU's, kühlt sie die Akkus die am hoch gehen sind so herab, dass sie im Idealfall nicht noch andere anstecken.

Dazu glaube ich kaum, dass Plastikhalter Zellen davon abhalten raus zu rutschen, wenn sie mal hoch gehen. Um zu wissen wie solche Akkus reagieren, habe ich mal einen toten Samsung-26E aufgeladen. Letztendlich ist er hochgeschossen, hat super viel Gas ausgegeben und glühte Rot als er wieder auf dem Boden aufkam. Sollten so zwischen 800°C und 1000°C gewesen sein wenn Edelstahl glüht. Ein Plastikhalter wäre da längst weg geschmolzen.

Das ist ein sehr guter Einwand. Eventuell die Zwischenräume mit Dämmwolle (nicht brennbar) ausfüllen - wobei das wieder gegen die Kühlung läuft ...

Neue Idee:

Zufälligerweise habe ich auch einen "großen" Brennofen für Keramik
Ich drucke mein 4x5 Raster aus (oder gleich 12x10) (etwas größer - 12..13%) und forme das in Gips (oder eine andere Abformasse) ab. Diese Gipsform verwend ich für flüssige Giessmasse (Porzelan,Keramik) und erzeuge mir damit meine Scherbe (=geformtes ungebranntes Stück), hole es aus der Form heraus - das geht ohne die Form zu zerstören und brenne mir dann meine Haltegitter.

Vorteile: Brennen von vielen Teilen gleichzeitig. Keine Druckorgien, Temperaturfest, ....
Nachteil: Etwas herumdoktern bis man wegen der Schwindung die richtigen Abmessungen ermittelt hat.

PS: Habe mir gerade so ein Tesla-Akku Pack in Teardown angesehen - die haben pro Zelle auch einen "Sicherungsdraht" und ansonsten kein Unterschied bezgl. Packungsdichte.

Die haben einen Sicherungsdraht & werden Aktiv durch einen Wasserkreislauf gekühlt. Dazu ist es geschlossenes System an welchem man nicht einfach so rum schrauben kann.

- Ich plane mit < 0,15 C die Belastung einer Zelle - da sollte keine abzuführend Hitze entstehen... ( 48V+105 A bei 280 parallelen Zellen => 0,375 A/Zelle )
- Ich plane unter jeden Pack einen 80mm Lüfter zu hängen... temperaturgesteuert
- Und ein umschliessendes Gehäuse ist auch gegeben...

Ich habe mal in den Versichungsunterlagen nachgesehen. Dort wird Vorsatz und "grobe Fahrlässigkeit" ausgeschlossen.

Zitat:

Nach § 276 Absatz 2 BGB handelt fahrlässig, wer die im Verkehr erforderliche Sorgfalt außer Acht lässt. Grobe Fahrlässigkeit liegt dementsprechend vor, wenn die verkehrserforderliche Sorgfalt in besonders schwerem Maße verletzt wird, indem schon einfachste, ganz naheliegende Überlegungen nicht angestellt werden sowie das nicht beachtet wird, was im vorliegenden Fall jedem hätte einleuchten müssen.

Das gilt es also zu vermeiden. Mit anderen Worten: Im Vorfeld alle Probleme diskutieren und die Massnahmen dagegen dokumentieren.

Die Massnahmen:

- Jede Zelle gemessen und gemäß "Qualitätsregeln" eingesetzt. (innerer Widerstand, Kapazitätsdelta, Spannungsverlust, Selbsterhitzung der Zelle)
- Lüfter je Pack
- BMS mit Abschaltung und Balancing und Wärmesensor je Pack
- Gehäuse
- 120A - Überlastsicherung
- Alle Leitungen mit ausreichend qmm
- Sicherungen pro Zelle
- fest angebracht (Zellen wie Packs)
- Isolierte Kabel + Isolierende Kontaktstecker XT90S (90/120 max) Amps je Kontakt, 2 Kontakte je Pol)
- Aufstellort abseits von brennbaren Materialien.

Ich hätte dazu mal grundsätzliche Fragen...

Wenn du mit 0,15C planst und, wie du selber festgestellt hast, mit keinerlei Hitzeentwicklung rechnest, wozu dann einen Lüfter pro Gehäuse?
Wozu ein geschlossenes Gehäuse? Berührungsschutz ist klar. Aber geschlossen? Wozu?
Euch ist bewusst warum die Tesla PW wassergekühlt ist?

Wie bei allen DIY Themen sollte man auch beim Speicherbau wissen was man tut.
Grundsätzliche Themen wie korrekte Auslegung und elektr. Absicherung sollten selbstverständlich sein.

Man muss aber auch nicht so tun als würde man auf einer Bombe reiten.
Ein BMS und die Einzelsicherungen pro Zelle genügen mMn bereits um bei Fehlverhalten der PW die Abschaltung herbeizuführen.
Jeder kann ja gerne mal ne alte bzw ausgesonderte Zelle kurzschließen und schauen was passiert...

Wenn du mit 0,15C planst und, wie du selber festgestellt hast, mit keinerlei Hitzeentwicklung rechnest, wozu dann einen Lüfter pro Gehäuse

Ich unterscheide den

- Betriebsfall
- den 'Havarie bahnt sich an'
- die Haverie ist eingetreten

Im Betriebsfall wird es keine Wärmeentwicklung geben - da die Zellen schwach belastet werden und weil die Leitungen gut bemessen sind.
Im "Haverie bahnt sich an" Fall sollen die Lüfter und der bessere Belüftungsstrom dazu führen, dass die Hize die entsteht gut abgeführt und möglichst keine Kettenreaktion auslöst.
Deswegen der hohe Abstand der Zellen zueinander und die Lüfter die aktiv werden wenn es warm/heiss wird. Die Sicherungen der Zelle helfen zwar den Fall abzudecken, dass eine Zelle im Kurzschluss
sehr hohe Stöme produziert - aber gegen 'Heater' die ihre eigene Suppe 'kochen' hilft das nicht.

Im Haverie-Fall geht es nur noch darum die Umgebung abzusichern. Daher das Gehäuse - wenn möglich mit Ablüftung und wenn möglich extern aufgestellt. Zugleich der Versuch die
Situtation soweit unter Kontrolle zu halten, dass ein Übergreifen auf andere Packs vermieden wird. Daher wäre eine hitzeumempf. Halterung doch sinnvoll.

Wozu ein geschlossenes Gehäuse? Berührungsschutz ist klar. Aber geschlossen? Wozu?

Bei 48 'Volt DC ist selbst ein Berührungsschutz unnötig. Aber: Tiere. Insekten. Staub, hohe Kurzschlusströme, usw....

Grundsätzliche Themen wie korrekte Auslegung und elektr. Absicherung sollten selbstverständlich sein.
Man muss aber auch nicht so tun als würde man auf einer Bombe reiten.

Das hängt davon ab... wo das Ding nachher steht. Und darum "grobe" Fahrlässiglkeit zu vermeiden.

Ein BMS und die Einzelsicherungen pro Zelle genügen mMn bereits um bei Fehlverhalten der PW die Abschaltung herbeizuführen.
Jeder kann ja gerne mal ne alte bzw ausgesonderte Zelle kurzschließen und schauen was passiert...

Gegen einen einzelnen Heater schützt das leider nicht. Allerdings kan man sicherlich den Zustand der Packs bei regelmässigen Inspektionen feststellen und frühzeitig reagieren.

Ich werde vermutlich die Akkupaare in Serie flutbar machen. Lieber einen gefluteten Akku zu viel, als ein Haus zu wenig.
Kurz gefasst, wird jede Serie Luftdicht gemacht, es kommt ein Rauchmelder rein mit Relay, welches im Stromausfall den Wasser-marsch Befehl via Wasserbecken oben, Akkus unten gibt.

Fast meine Idee, bei mir sollen die Einzelnen Packs in "Plastikschalen, Folien" mal schauen, da ganze in einem Becken mit Wasser, geht eine Zelle durch, brennt diese diese außenhülle durch und flutet sich automatisch selber ohne Technik.
Nicht vergesen Chlor ins Wasser, sondt müffelt es irgendwann.

MFG Uwe

Fast meine Idee, bei mir sollen die Einzelnen Packs in "Plastikschalen, Folien" mal schauen, da ganze in einem Becken mit Wasser, geht eine Zelle durch, brennt diese diese außenhülle durch und flutet sich automatisch selber ohne Technik.
Nicht vergesen Chlor ins Wasser, sondt müffelt es irgendwann.

MFG Uwe

Würden die Zellen aber nicht davon rosten?

Mit dem Chlor, da muss ich Dir recht geben, überlege noch wie ich das genau umsetzen soll, am besten jedes Pack in eine "Tüte" oben ein Rohr eingeführt, die Tüte ums Rohr befestigt, die Rohre verbunden und über eine Hauptleitung mit Lüfter an einem "Toten" Kamin angeschlossen, direkt als entrauchung im Fall, der Fälle.
So ähnl. ist noch nicht ganz ausgereift, das sehe ich erst, wenn ich das aufbaue, da kommen dann die Ideen, so hoffe ich

Leute...WENN ein Lionakku brennt sind das sehr schnell Temps jenseits von 500°.
Habt ihr mal die Wassermengen gesehen um die es bei Elektroautobränden geht?
Da bin ich gern mal auf praktische Tests gespannt... :wtf:

Sprich wenn der Akku brennt gibts eigentlich nur wenige Optionen.
1. Das Ding steht idealerweise far far away.
2. Sarkophagmethode. Der wird mit ausreichend entsprechendem Material abgeschottet.

ABER:
Warum sollte es denn überhaupt dazu kommen?
Genau für solche Fälle gibt es die bereits erwähnten Sicherungsmechanismen.

Klar, deshalb brennen regelmässig E-Bike und Laptop Akkus ab weil die Sicherungsmechanismen funktionieren.
Und nein Tesla verbaut nicht die gleichen Zellen. Tesla verbaut eine ganz andere Qualität an Zellen in ihren Speichern.

grad eben auf yt gesehen: youtube.com/watch?v=vS1J1AyFrjo

5:40 sticht in eine super-safe Lifepo4 zelle - nix passiert: mini Rauchwölkchen
9:05 Tesla NMC Zelle geht ab wie eine Rakete
9:40 sticht in eine 280Ah Lifepo4 zelle - wie viele von uns im Keller haben: raucht extrem aber kein fire
10:50 sticht in einen Stack fetter NMC Zellen: Kernschmelze

das Szenario ist aber sehr unwarscheinlich im Keller, mit einem Speer die Zellen malträtieren.
interessanter wäre extrem overcharging/undervolting/kurzschluss

das Szenario ist aber sehr unwarscheinlich im Keller, mit einem Speer die Zellen malträtieren.
interessanter wäre extrem overcharging/undervolting

Tesla plant auch nicht ihre Akkus zu überladen oder unterladen und denoch brennt hier und da mal ein Auto aus dem nichts ab. Beim überladen siehts sogar schlimmer aus, da mehr Energie im Akku gespeichert ist.

Leute...WENN ein Lionakku brennt sind das sehr schnell Temps jenseits von 500°.
Habt ihr mal die Wassermengen gesehen um die es bei Elektroautobränden geht?
Da bin ich gern mal auf praktische Tests gespannt... :wtf:

tl;dw - Akkus brennen mit 10-facher Energiemenge ihrer Kapazität in ca. 1-2 Minuten weg, Sprinkler können das Feuer löschen, aber nur langsam.
Ein voll aufgeladener (4.2v) 3000mAh Akku, heizt im schlimmsten Fall 2L 20°c warmes Wasser auf etwa 70°c, 5L auf 40°c.

1) Danke für die Zahlen
2) Da normales Wasser leitfähig ist würde ein Untertauchen nur zu einem KS des gesamten Pack führen. Destiliertes Wasser känte helfen, allerdings sind die Akkus wohl nicht sauber (müste man ggf entmanteln und mit Clean Flussmittel Löten bzw. Punktschweißen. Danach müste es teoretisch ohne Probleme Möglich sein ein Pack unter Wasser zu Lagern. Müste aber hermetisch dicht sein nicht dass sich im lauf der Zeit der Leitwert verändert.
Was ich definitiv nicht weis ist wie sich die Akku Sicherung der 18650 Zellen verhält bzw. ob Auto Akkus extra abgedichtet sind.
3) Öl anstelle von Wasser wäre denkbar, wenn das dann allerdings zum Brennen anfängt......
4) Für PC's gibt es, ich weis nicht mehr wie es sich Nennt, eine Spezielle Flüssigkeit die direkt mit Elektronik in Kontakt kommen kann und über das reine Volumen einen PC super Kühlt. Die blubbert wenn sie mit heißen Oberflächen (50° oder so) in Berührung kommt und erzeügt so zusätzliche Konvektion.
5) Die größte Gefahr ist ja dass die eine böse Zelle deine ganze Powerwall in Brand setzt. Deshalb verstehe ich die Leute nicht so ganz die alle Blöcke dicht gedrängt in eine Box einbauen oder in einen Schrank und hoffen dass eine Fermazellplatte die irgent wie dazwischen liegt den Brand abschottet. Hitze breitet sich aus, besonders nach oben und wie man in dem Video schön gesehen hat kommt es da zum Kaminefeckt. Sofern ich in einem Schrank die einzelnen Ebenen nicht so getrennt habe dass keine warme Luft von einer Ebene in die andere ziehen kann sondern in einen "Kamin" abgeleitet wird hat man wohl eher einen Brandbeschleüniger gebaut.
Die gut Isolierte Box lass ich mir ja eingehen wenn sie mit Hitzemelder ausgestattet ist und Handelbar ist, sprich ich das innen brennendeTeil noch aus meinem Haus raustragen kann (wenn ich zu Hause bin).

Mein aktueller Ansatz sind kleinere Einheiten, diese in X bzw. y min 10cm Abstand und y 40cm zwischen den Packs aufweisen. Masive Stahlwinkel als Träger in die Wand verschraubt auf denen 2 Fermacellplatten als Boden. Fermacellplatten (15cm hoch) bilden darauf ein Raster. Wo ich mir nicht ganz sicher bin ob ich es mit feinem (Sicherungs) Quarzsand fülle, da muss ich mich erst schlauer machen oder ob Glas-Hohlkugeln oben auf kommen.
Das ganze in einem kleinen Raum der nur durch eine Öltankraum-Türe (Feuerfeste Türe die nur halb hoch ist) zugänglich ist. Solte das ganze doch "stärker" zu Brenen Anfangen kann man die untere Raumhälfte mit Wasser Fluten und die einzelnen Lagen ins Wasser kippen (Interesant wäre das mit einer Automatik zu versehen).

Was für ein Aufwand, wäre Lifepo4 nicht viel günstiger?