Servus zusammen!
Hat jemand mal die Ausdehnung der Zellen eines 16S Packs gemessen? Bzw 8 Zellen hintereinander. Wieviel mm bewegt sich da was zwischen leer und voll? Also vernünftig voll, nicht maximal ausgereizt.
Habe ich in meinen Packs mal gemessen.
Die sind mit 300kgf verspannt und dürfen sich 0.7mm ausdehnen bis die Gegenkraft dann auf 1200kgf ansteigt.
Auch alte Blöcke sind bei 8 Zellen und 100% nie mehr als 0.1mm ausgedehnt. Ist also vernachlässigbar bei korrekter Verspannung.
Die unberechtigt ungeliebte Nachgiebigkeit von hölzernen Kopfplatten (statt Metallkonstruktion) korrigiert meist die vollkommen unnötige Steifigkeit von Stangen in größer M6 und Überzahl.
Ich benutze ( für 100 Ah Zellen ) 2 Stangen M4.
Danke fürs Feedback. Ich will meine Zellen zwischen 5mm Metallplatten und Druckfedern verspannen. Bin gerade bei der Auswahl der Druckfedern und überlege, wieviel Federweg ich für die Ausdehnung von 8 Zellen reservieren soll. Meine Recherchen haben bisher ergeben, dass sich eine Zelle bis etwa 1mm ausdehnen kann. Meine aktuell präferierten Federn haben 11,5mm Reserve, sollte dann ja locker reichen.
Ich habe bei M4 und Holzkopfplatte garkeine Federn drin. Die Nachgiebigkeit reicht bei 8 s aus, obwohl ich Presspanplatte als Trenner habe. Wer weichere Zwischenplatten hat, braucht garkeine federn, je nachdem.
Ich habe Tellerfedern zur Kontrolle und Silikonplatten.
Wartet noch auf den Zusammenbau.
Ich empfehle dir, den verbleibenden Federweg nach maximal 1mm zu sperren. Damit gehst du sicher, dass die Zellen auch beim altern ausreichend Gegendruck bekommen.
Bei mir kommen 0,5mm Epoxy zwischen die Zellen. Ich finde das Verspannen einfach durch handwarmes anziehen von Gewindestangen, oder meinetwegen auch mit einem bestimmten Drehmoment, und dann hoffen, dass die Holzplatten auftretenden Drücken ausweichen etwas arg undefiniert.
Der Einsatz von Druckfedern ist nicht aufwändig oder teuer, und man bekommt einen definierten Druck der den Herstellerangaben entspricht.
Bei den Federn die ich im Augenblick vorgesehen habe ist es so, dass ich mit 14mm Kompression der Federn auf die 300kg bzw 3000N komme. Es bleiben dann noch 11mm Federweg übrig. Falls sich der Pack 11mm ausdehnen würde, würde die Kompressionskraft auf 5000N steigen und wäre damit immernoch im empfohlenen Bereich von EVE.
@asathor Wie meinst du das, den Federweg sperren? Bei der Alterung dehnen die Zellen sich ja aus, also steigt der Druck doch sowieso?
In deinem ersten Post schreibst du, die Gegenkraft steigt auf 1200kgf. Das ist doch zu viel? Welche Zellen? EVE schreibt im MB31 Datenblatt maximal 10000N.
Du musst unterscheiden zwischen der Vorspannkraft, die EVE angibt und der “Swelling Force” der das Gehäuse standhalten soll.
In meinen Gehäusen kommen Federn aber keine Gewindestangen zum Einsatz. Da ist sehr einfach genau 300kgf einzustellen und nach 0.7 mm Federweg einen festen Anschlag zu haben. So hat mir das EVE empfohlen. (Die reden aber nur mit Gewerbekunden und solchen die ein Gewerbe haben und Interesse haben Kunden zu werden)
Wenn du ein DIY Gehäuse mit Gewindestangen und Federn machst, kannst du wie folgt nach Spezifikation verspannen:
Du setzt auf die Gewindestangen eine Hülse mit dem Innendurchmesser der Feder (+etwas Luft) und 1mm weniger Länge als die komprimierte Feder bei 300kgf hat. Darüber schiebst du die Feder und dann schraubst du eine Rändelmutter auf.
Jetzt drehst du an bis die Hülse noch 1mm Luft hat. Nun sind deine Zellen mit den 300kgf verspannt. Dehnen sich die Zellen um 1mm aus greift die Hülse als Anschlag und verhindert das bauchig werden.
Falls das zu abstrakt ist, kann ich ne Skizze machen.
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Anschlag. Genau das erreicht man mit (2stufigen) Tellerfedern ohne viel aufzubauen.
Also wenn du eine Empfehlung von EVE hast dann geht das natürlich über das hinaus was man dem Datenblatt entnehmen kann.
Ich war der Meinung, dass mit der Kompressionskraft von 3000N bis 7000N das übermäßige bauchig werden verhindert wird. Dann war mein Stand, dass man die Ausdehnung ansich nicht verhindern kann. Und wenn man die Ausdehnung komplett verhindert, entsteht eine Swelling Force von 50000N bis 60000N. M.M. macht es doch keinen Sinn, dass das Gehäuse dem Standhalten können muss. Die Zellen dürfen doch nicht über 10000N komprimiert werden um nicht beschädigt zu werden.
Edit: Ein Anschlag könnte doch dazu führen, dass die Kraft auf die Zellen unzulässig ansteigt.
The inherent characteristics such as the rebound of the electrode thickness may lead to cell expansion during use which
generates force on the clamp, and the force increases with the attenuation of the cell capacity. The cell swelling force at
BOL and EOL (60% SOH) refer to Table 3:
Customer shall fully consider the influence of the cell swelling force when designing the module. The product generates
expansion force during use, and the expansion force is about 60000 N when the cell capacity attenuates to 60% under the
test conditions of 15 mm steel plate + 0.0 mm GAP (the space for cells to expand). Customers shall consider the
reliability of structural strength in the product design process, and it is suggested to reserve 2.0 mm ~ 2.5mm expansion
space while grouping the cells.
Das anziehen geschieht tatsächlich mit Drehmoment, und nach den Gesetzen der Mechanik wirken Nachgiebigkeit von Holz und Stahl genau wie Federn. Und eine Gewindestange von 60 cm Länge hat im elastischen Bereich eine Federkennlinie von 1,8 cm, wovon nach abzug von Sicherheit 6 mm für die Nennbelastbarkeit bleiben. Welche in meinen Fall zu 30 % ausgenutzt sind. Also machen die Gewindestangen alleine 2 mm Federweg im Sinne der Presskraft.
In meinem Fall gut ausreichend für 8 flache 100 Ah.
Ich wüsste nicht was daran undefiniert ist.
Ich finde es eher undefiniert, aufgrund unverstandener Zusammenhänge bei Federn wieder Endstellungen einzuführen….
Falls du da auf mich anspielst.
Die Zusammenhänge sind von mir sehr wohl verstanden. Meine Gehäuse habe ich hier aus gutem Grund nie vorgestellt.
Trotzdem existieren mittlerweile über hundert der neusten Bauart und übertreffen sämtliche käufliche Varianten bei weitem.
Korrigier mich wenn ich nachfolgend falsch liege.
Um mit vier M4 Gewindestangen 3000N zu erzeugen muss jede mit ca 1 NM angezogen werden. (Bei geöltem Gewinde? 
)
Um die 60cm Gewindestange um 2mm zu dehnen braucht es ca 6000N. Mal vier, heißt dann, die Kompressionskraft des Akkus würde auf 24000N steigen und damit die maximale zulässige Kraft von 10000N weit übersteigen. Durch das Durchbiegen der Holzplatte wird aber der Druck reduziert. Um wieviel…? Natürlich abhängig von der Stärke, aber ich fnde das nach wie vor etwas vage.
Das mit der Endstellung erschließt sich mir aber auch noch nicht.
Ich hab nur 2 Stangen. Und ich ziehe nach Drehmoment- kraft tabelle an. Dann bin ich bei 30 % der Stangenkraft. Die 2 mm sund plus minus 1, wenn man nur die stange rechnet. Was nicht nötig ist, weil die holz Kopfplatten auch noch Nachgiebigkeit bzw. Federkennlinie haben
Die Endstellung ist nur eine Sicherheit.
Wie Eingangs erwähnt hat kein Zellpaket die 0.7mm Federweg je ausgenutzt. Weil sie bisher alle mit den von mir vorgeschlagenen Parametern geladen wurden.
Die Endstellung ist dazu da, dass überladene Zellen nicht an ihren Terminals reißen können und ich sehen kann ob Zellen geschädigt oder EOL sind. Erst dann treten entsprechende Kräfte auf.
Ohne Endanschläge geht es auch, aber dann kann sich der ganze Block im Fehlerfall ungehindert ausdehnen.
Carolus. Du weißt eigentlich immer was du tust. Wahrscheinlich sogar in diesem Fall.
Die Sache mit der Federkennlinie der Gewindestangen ist klar, da hast du völlig recht. Aber das Herstellen einer reproduzierbaren Vorspannung durch Drehmoment, da bin ich nicht bei dir. Die Toleranzen der Gewindestange, der Mutter, der Reibflächen, viel zu groß um nur über Drehmoment auf die Zugkraft zu schließen.
Nicht nur meine Meinung sondern auch die eines Prof für Maschinenbau, der mir bei meinem Gehäusen beratend zur Verfügung stand.
Wie lange hast du dein Packs schon im Feld? Sind da schon welche in der Nähe von EOL?
Wenn du schreibst, es soll das reißen an den Terminal verhindert werden gehe ich davon aus es sind starre Zellverbinder verbaut?
Also angenommen, die Zellen dehnen sich gegen den Anschlag, heißt sie könne sich nicht weiter ausdehen, platzen die dann nicht? Um Vorzubeugen wird dann regelmäßig die Ausdehnung kontrolliert?
Mit 2 Jahren im Einsatz der ersten Baureihe sind wir von EOL weit weg.
Anfangs, solange die starren Zellverbinder mitgeliefert wurden, kamen diese auch zum Einsatz.
Wenn sich die Zellen mit mehr als 1200kgf ausdehnen, geht die innere Kompressionsplatte auf. Laut EVE platzt da noch keine Berstscheibe bei flächigem Druck.
Da ich die Zellen die bei anderen Menschen stehen nicht kontrollieren kann, ist eine andere Möglichkeit der Kontrolle eingebaut. Es wird ein Kontakt ausgelöst, der das BMS ausschaltet.
Du kannst ja regelmäßig drauf schauen.
Wie hast du das konkret vor?