1500Wh Akku für Speed Pedelec

Anbei mal mein 1500Wh Akku für mein Speed Pedelec.

Der Antrieb ist ein BionX Motor aus der D-Serie und daher muss ich beim BMS ein originales verbauen, weil das mittels CAN Bus kommunizieren möchte.

13 Zellen in Serie und dicht gepackt passen in die maßgefertigte Rahmentasche dann 13s9p also 117 Stück 18650er Zellen hinein.

Ich nehm die LG INR18650MJ1, weil diese unter den 3500mAh Optionen als NMC Zellen auch mit Schnellladung gut klar kommen, was ich mir in Zukunft noch vorstellen kann.

Als Zellhalter diese versetzten in 10er Stangen. Damit ist das packaging erheblich(!) dichter als bei den üblichen "Lego"-Zellhaltern.

Der Zwischenraum ist nur 1mm und das Zusatzgewicht bei ca. 1g pro Zelle.

10+10 und in der zweiten Reihen versetzt 6+10+3 (einer geht beim Zerschneiden verloren) macht 39 Zellen also genau ein 13s3p Block.

Verklebt wird's mit Sekundenkleber:

Pluspole klebe ich mit diesen vergepressten Klebepapieren als zusätzliche Isolation ab. In Serie löte ich mit verzinnten Kupferbändern, das sind Sammelleiter aus der Solarodulfertigug. Früher gabs 6mmx0,3mm, jetzt habe ich nur noch 5mmx0,2mm auftreiben können. Da es 9 serielle Stränge sind hat man dennoch 9mm² Kupfer in Serie für maximal 30A (im Speed-Pedelec), das reicht locker. Ri ist so auch super niedrig.
Parallel verbinde ich die Zellen gleichen Potentials mit 0,2mm² Silikonlitze, das reicht dort locker und schmilzt bei Kurzschlüssen durch Ist aber eine elende Löterei und dauert ewig.
Da das BMS noch 4 Temperatursensoren braucht, einen ID Widerstand und ich die Einzelspannungen noch über weitere Balancerkabel raus führe hat man sehr viele Kabel. Die verlaufen aber alle im oberen Teil des Akkus. Unten und an den Seiten gibt es keine Kabel bzw nur solche, die auf demselben potenzial laufen wie die darunter liegenden Zellen.
Ich setze unmittelbar an den Zellen Kaptonklebeband ein, das hat ein paar Vorteile, ist halt teuer:

Hier ist der Akku dann fertig umwickelt und mit zwei zu je 30A abgesicherten Stromverbindern mit XT90s Buchsen mit eingebautem 5 Ohm "Anti-Blitz"-Widerstand:

Vor ein paar jahren hatte ich schon zwei 13s8p Akkus gebaut, einen für meine Freundin mit MJ1 Zellen, einen für mich mit Panasonic PF. Letzteren nehm ich dann diesen Winter als "Notstromakku". Über die beiden XT90s Buchsen kann man die ja vielseitig nutzen:

Die Ladegereät die man hier sieht sind die Cycle Satiator, die 360W schaffen und ohne Lüfter nur ca. 1kg wiegen. Das kleiner ist ein Original BionX Ladegerät mit ca. 90W, das über einen DC-DC Wandler im BionX BMS laden muss. Für die großen Akkus ist das eher zu schwach.

Zuletzt noch mein Fahrzeug in der "Tourenkonfiguration". Die Verbindung zwischen Akku und Fahrzeug erfolgt über einen Power SUB-D Stecker mit 2+5 Kontakten, wobei das Metallgehäuse noch für die 12V Lichtspannung mitbenutzt werden muss. Die Konfiguration ist bei BionX Originalsystemen auch so, allerdings sind es dort keine lose baumelnden Stecker und Buchsen wie bei mir.

Das Fahrzeug ist trotzt der hohen Geschwindigkeiten noch recht effizient*), ich verbrauche auf den französischen Passstraßen inkl. Rekuperation um die 7Wh/km, was auch ungefähr für flachere Strecken gleichermaßen gilt. Das reicht für 200km und bedeutet bei Urlaubsfahrten so 6-8 Stunden reine Fahrzeit. Auf mehr hab ich pro Tag eh keine Lust.
(*) original wurde es damals noch mit einem ca. 250Wh Akku ausgeliefert: 11s4p mit Sony US18650VT mit offiziell je 1600mAh, real weniger)

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Unterm Strich ein großer Aufwand, so 20 Stunden hab ich da sicherlich gebraucht, weil unheimlich viel Kleinkram anfällt, aber ich bin bei der Gestaltung auch eingeschränkt, möchte keine fetten Parallelverbinder im Akkupack haben und es soll so leicht und kompakt wie möglich sein.

Das s-Pedelec regelt den Motor bei realen 45km/h per elektronischer Drosselung ab. "Frei" würde es bei vollem Akku in der Ebene 55-60km/h schaffen, aber so eben nicht versicherbar.

Es ist zugelassen und versichert. Für den Motor habe ich mal ein Prüfprotokoll der Dekra in einem anderen s-Ped erstellen lassen, für den Akku nicht, der ist aber auch nicht Bestandteil der EU-Typgenehmigung, nur die Spannung ist vorgegeben (11s oder 13s)
Das Fahrzeug ist noch aus der ersten Generation von Speed-Pedelec (Zulassungsjahr 2010), damals ging es noch nicht so genau. Als L1e-A Fahrzeug (war damals noch so) hat man keine Helmpflicht.

Da der Motor mit 250W gelabelt ist (trotz 48V 30A Controller) und das Fahrzeug auch so zugelassen ist lässt es sich recht unauffällig auch als 25km/h Pedelec nutzen, in den 1% der Fälle, wo das mal Sinn ergibt. (rechtlich bleibt es ein KfZ, aber für die Praxis ist das nicht relevant). Das System ist so programmiert, dass es nur bis 25km/h unterstützt, wenn man das Display abnimmt. Alle Bedienungsfunktionen bleiben trotzdem erhalten (BionX RC3 System)

Das Kennzeichen hat einen Magnethalter. Zu 99% fahre ich aber mit Kennzeichen und im 45km/h Modus.

MfG

Cooles Ding :clap:

Hallo @cephalotus !
In der Hoffnung, dass Du auf diesem Forum noch erreichbar bist, auch wenn Dein Beitrag schon ein paar Jährchen zurück liegt:
Deine Batterie finde ich höchst interessant.
Gerne würde ich erfahren, wie Du das starke Ladegerät an die Batterie anschliesst und dabei das BionX-BMS unbehelligt bleibt.
Und zweitens, wie Du das hingekriegt hast, dass das Rad bei abgenommenem Display zum 25km/h-Bike wird. Meines macht bei abgenommenem Display keinen Wank - das kann ich auch mit dem BBI2 nicht ändern... Aber vielleicht kannst du mir den Trick verraten? Es wäre interessant für Wege, auf denen hier in der Schweiz Fahrräder zugelassen sind, Motorfahrräder aber nicht - und daher gemäss Schweizer Gesetzgebung auch 45km/h-Pedelecs nicht. Ich habe allerdings die G2-Konsole, nicht RC3.
Zu meinem rad-technischen Background: Ich benütze ebenfalls ein BionX-D-45km/h-Rad und die Reichweite ist auch mit neu bestücktem Original-Akku halt beschränkt - und die Ladezeit nicht mehr ganz zeitgemäss.
Dennoch möchte ich nicht auf ein alternatives System umsteigen. Weder Motoren, die an der Kette reissen oder ein surrendes Getriebe in der Nabe haben, überzeugen mich. Ausserdem gehen die D-Motoren, sodann die Magnete sich nicht schon gelöst haben, einfach toll, lautlos und gut dosiert ab.

Hallo Urs,

ich wurde per Email benachrichtigt, daher kann ich antworten :wink:

Bei BionX kannst Du mit der DS3/RC3 im BBI einen Parameter ändern der sinngemäß "Verhalten ohne Konsole" heißt. Dort ist eine Option die Beschränkung auf 25km/h.
Der Gasgriff lässt sich leider nicht gleichermaßen auf 6km/h beschränken, da muss man eine Einstellung für mit(ohne Konsole finden.

Ich bin auch serh zufrieden mit dem alten BionX System und hoffe mit meinen Vorräten an Motoren, BMS & Co noch weitere 10, besser 20 Jahre damit fahren zu können. Langfrsitige Verschleißteile wie Lager oder Stecker sind ja gut verfügbar.

Zum Akku.

Ich lade mit einem Cycle Satiator über einen der XT90s Verbinder und das geht direkt an die Zellen ohne BMS. das BionX BMS juckt das nicht. Es hat aber etwas Problem, den Ladestand nur über die Spannung korrekt anzugeben, wenn man nicht randvoll lädt. Da ist irgendeine Rechnung mit Ah noch mit drin. Kann man aber beheben, wenn man das BMS kurz an und absteckt (bei Version 6.3 muss es dann über die Ladebuchse nochmal "aktiviert" werden). Ansonsten ist die Anzeige halt mal 10% niedriger. Randvoll geladen zeigt er meist auch die korrekten 100% an.

Es ist der erste Akku mit dem ich Probleme habe. Habe noch zwei ältere 13s8p ,it den MJ1 Zellen und Panasonic PF Zellen aus dem Jahr 2014.
Die laufen einwandfrei.

bei diesem Akku, den ich nur selten nutze (die 1,5kWh brauche ich im Alltag nicht) hatte ich letztes Jahr nach 3/4 Jahr Standzeit vor einer geplanten Tour den Akku neu geladen und dann jam ne Fehlermeldung.
Offemnbar hatte sich eine Zellbank weit entladen 8wie tief weiß ich nicht), diese war beim Volladen dann irgendwo bei 3,7V herum, während alle anderen Zellbänke entsprechend über 4,2V landeten.
Ich hab den Akku dann wieder etwas entladen und liegen lassen und vergessen.
Dieses jahr dann war die entladene Zellbank leider bei 1,5V und ich hab nach etwas überlegen die trotzdem nochmal langsam hoch geladen, mühsam gebalanced (hab ja Balancer Stecker dran, musst das aber händisch mit dem Labornetzteil machen) und dann getestet.
Leider ist eine weitere Zellbank von der Kapazität herum um ca. -10% schlechter.

Das sind also zwei Probleme in einem Akkupack.

Die Zellen komplette neu zu kaufen kostet etwas über 200 Euro und den Akkupack nochmal neu zu machen ist halt Aufwand.
Alternativen dazu ist einen bBlancer ran zu hängen (hab mal einen daly bestellt, der 1A können soll).
Wenn eine Zellbank 10% weniger hat, dann würde das mit ausreichend balancing beim Entladen bedeuten, dass der Akkupack in der Größenordnung um 1% weniger hat. das erscheint mir verschmerzbar, wenn auch nicht elegant. Die fehlenden 3Ah könnte man in ca. 3 Stunden Betrieb ausgleichen, soweit meine Theorie. 1A sollte die Balancerkabel und der Stecker auch als Dauerstrom verkraften.
Ich tendiere dazu und dann für den nächsten Akkupack auf die Verfügbarkeit der neuen Molicell P60B zu warten. da gabs tatsächlich jetzt nach 10 Jahren quasi Stillstand wieder einen Technologiefortschritt.
21700er Bauform, 70+x g Gewicht, 90A Entladestrom, 30A(!) Ladestrom, sehr geringer Ri und Aufladen bis -20°C. Das klingt schon nach einer Wunderzelle und würde die Möglichkeit zur rapiden Schnellladung auf Reisen eröffnen (je nachdem, was thermisch passiert)
So als 13s5p wäre es auch noch eine Gewichtsersparnis.
Aber noch kann ich die Zellen nicht kaufen.

Falls Du was zu BionX wissen willst findest Du mich (leichter) im Pedelecforum.

Hier z.B. Beiträge von mir:

(19) Rekuperation mit dem BionX (D) s-Pedelec auf Tour - Pedelec-Forum

(19) Leicht, schnell, legal! - Pedelec-Forum

(19) Kleiner Effizienztest: BionX s-Pedelec in der Ebene - Pedelec-Forum

Und der Werdegang zu den großen BionX Akkus (hat ne Weile gedauert):
(19) Projekt 1000Wh BionX Akku - Pedelec-Forum

Eine Alternative dazu ist, noch irgendwo eine Zelle hinzuquetschen und parallel zu schalten.
Ist der Daly überhaupt ein aktiver Balancer?

Hallo,
ich habe von Balancern und BMS wenig Ahnung, hab mir die in 17 Jahre Li-Ionen-Packs bauen bisher gespart, wo möglich und das maximal manuell kontrolliert.
Das ist mein erster Akkupack, der mir deshalb(?) Probleme macht. Da mir scheint, dass BMS und Balancer heute deutlich kleiner, besser/zuverlässiger und billiger geworden sind plane ich die künftig auch zu verwenden. Vor 15 Jahren haben BMS noch mehr Akkus kaputt gemacht als geschützt (meine Meinung)

Bestellt habe ich mir das hier, meinem Verständnis nach ist das ein aktiver Balancer, allerdings konnte ich bisher nicht heraus finden in welchem Spannungsbereich der tatsächlich balanced. (meinem Verständnis nach solange alle Zellen über 3,0V und mindestens eine Zelle über 3,1V liegt. Korrekt?)

Großhandel 6S Active Cell Balancer Daly 3S bis 16S 1A Hardware Active Balancer Hersteller und Lieferant | Daly

Als 13s passt die Größe exakt an die Stirnseite des Akkupacks und genau da hab ich auch noch etwas Luft.

der Stromverbrauch erscheint mir akzeptabel, wegen der unüblichen Selbstentladung eines anderen Zellblocks (vermutlich Beschädigung einer Zelle beim Löten?) muss ich künftig eh alle paar Monate mal nachladen.

Zusatzzelle irgendwo außen dran hängen ist mir zu sehr "an Symptomen herum doktern", entweder ein BMS+Balancer bekommt das hin oder ich zerleg den Akkupack und bau einen neuen.

Die Zusatzzelle ist natürlich nur für fehlende Kapazität, in deinem Fall ists Selbstentladung.

Ich kenne den Daly nicht. Die meisten anderen nicht smart aktiven machwn imho mehr Ärger als nutzen. Probiere es halt.

Aber vom einsatz eines aktiven für Kapazität ausgleich halte ich ziemlich wenig.
Auch da: probiere es.
Würde mich interessieren, ob du damit klar kommst.

Vielen Dank, @cephalotus für Deine ausführliche Antwort!!!

Ja, das muss eine RC3-spezifische Einstellung sein. Ich habe einen ungenutzten RC3, aber ich zögere, meine G2-Konsole zu ersetzen, diese gefällt mir eigentlich besser.

Zum Akku: Ich denke, für so viel DIY bin ich der falsche, jedenfalls vor meiner Pensionierung, auch wenn ich eigentlich ganz gerne etwas tüftle und löte. Eine Idee, die ich mir für die Verlängerung der Reichweite vorstelle, wäre, zwei (neubestückte) Original-BionX-Akkus am Bike zu befestigen, und zwei Schalter einzubauen, um umzuschalten (CAN und Akkustrom). Dass man die beiden Akkus getrennt laden muss, wäre dann schon eher ein Vorteil hinsichtlich Ladezeit mit dem kleinen Originalladeadapter.
Ich schau mir gerne mal Deine Beiträge auf dem pedelec-Forum an!