Brandschutz eurer LiFePo4 Projekte

Wenn der Innenwiderstand nicht linear ist, ist die Frage wo die 0,25mOhm in der Ohm/Leistungs-Kurve stehen. Die Kurve ist anscheinend ein Art Halbkreis.
Das dürfte die Darstellung des Frequenzgang als Ortskurve sein.
Da findest du Gleichstrom und niedrige Frequenzen links in der Nähe des Ursprungs.
Oh, danke und noch ein Schnitzer meiner seits. Bei genauerer Betrachtung fällt mir auf, dort geht es um die Impedanz. Woraus sich aber ergibt, dass bei höherem Strom, der Widerstand in den Zellen fällt.

Nein, die Kurve sollte Frequenz, deswegen auch Impedanz, sein, nicht Strom.

Nein, die Kurve sollte Frequenz, deswegen auch Impedanz, sein, nicht Strom.
sorry, war zu ungenau.
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In dem Bild sieht man den Zusammenhang der Impedanz bei verschiedenen C-Werte. Laut [1] Jossen/Weydanz (Moderne Akkumulatoren richtig einsetzen, Ubooks, Neusäß, 2006) ist der Butler-Volmer Zusammenhang dafür ein Indiz, dass der Innenwiderstand bei höherem Strom sinkt.

[1] https://mediatum.ub.tum.de/doc/1162416/

Mag sein.
Und trotzdem ist immer noch links das Ende mit Gleichstrom und rechts das Ende bei irgendeiner Frequenz. Ich rate, dass es 1000 Hz sind.

Daran zu erkennen, dass es links keinen Imaginärteil gibt. Das ist die senkrechte Achse.

Und deswegen ist der Innenwiderstand bei den Strömen bei Gleichstrom gleich. Mit steigender Frequenz gibt es dann Imaginärteil und etwas steigender Widerstand.

Mag sein.
Und trotzdem ist immer noch links das Ende mit Gleichstrom und rechts das Ende bei irgendeiner Frequenz. Ich rate, dass es 1000 Hz sind.

Daran zu erkennen, dass es links keinen Imaginärteil gibt. Das ist die senkrechte Achse.

Und deswegen ist der Innenwiderstand bei den Strömen bei Gleichstrom gleich. Mit steigender Frequenz gibt es dann Imaginärteil und etwas steigender Widerstand.
Das Spektrum geht bis 40mHz.
Natürlich liegt bei DC die Frequenz bei 0, aber man erkennt den Einfluss des C Wertes. Was man aber erkennt, dass der Einfluss des C-Wertes bei DC sehr gering ist, wahrscheinlich um µOhm Bereich. Für die Berechnung hier unerheblich.

Sag ich doch....

( 40 mHz ist quasi Gleichstrom....)

Sag ich doch....

( 40 mHz ist quasi Gleichstrom....)
Du hast doch 1kHz gesagt? Egal :angel:

Links ist 40 mHz, rechts 1 kHz.
Schau das doch Mal in der Quelle nach.

Links ist 40 mHz, rechts 1 kHz.
Schau das doch Mal in der Quelle nach.
Hab ich, in dem Bericht steht nicht explizit "von bis", sondern nur "bis 10mHz". Ob jetzt 6kHz, 4kHz oder 1kHz ist auch wurscht, irgendwann wird der Imaginäranteil 0 und da ist der reine ohmsche Widerstand.

Aber, eine Batterie ist wie auch ein Kondensator ein Hochpass. In der Kurve (real Achse) ist also links der kHz Bereich und rechts der mHz Bereich. Der Realteil der Impedanz muss bei steigender Frequenz ja geringer werden.
Also, erstmal habe ich dir einen positiven gegeben, du weisst sehr genau Besscheid. Allerdings ist mir ein nichtlinearer Innenwiderstand neu. Und du hast die Kontakt- und Leitungswiderstände der Verbinder vergessen, sowie die des BMS Mos Schalters. :mrgreen:

Das habe ich kürlich schon getan, im Hochvolt Thread, sogar mit einem PP (Peinlichen Patzer :mrgreen: ) von mir.

Dabei kam heraus, dass unter 0,5 C man auf garkeinen Fall Probleme bekommt, nur darüber gibt es überhaupt nenneswerte Erwärmung. enn die aber nicht unmittelbar aufeinanderflgen, als zu mehtrerern Zyklen pro tag, hält ich auch das in Grenzen.
Hat er ja für seinen Fall schon ausgerechnet. Knapp über 70W Heizleistung.
Ist das viel? Hängt davon ab... Wenn Du damit deinen frei stehenden Topf erwärmen willst, eher nicht. Wenn ich Dir aber einen 70W Lötkolben dort hinschiebe, wo die Sonne nie scheint und den einschalte, wird es nur Sekunden dauern bis die Freude verfliegt :D

Es steht und fällt mit der Masse/Oberfläche und der Fähigkeit die Wärme wieder los zu werden.
Natürliche Konvektion reicht aus, um 70 Watt bei so einer Fläche wie ein üblicher Akku hat los zu werden. Keine Frage.
Holz drumherum ändert das aber, aus 2 Gesichtspunkten: Es schafft zum einen eine Konvektionssperrschicht, zum andern hat Holz einen hohen Wärmewiderstand. Da Luft den auch hat, kommt das in Kombination zu dem "Zwiebel-Effekt" wie man ihn bei Kleidung im Winter nutzt. Die Schichten wärmen nicht maßgeblich auf Grund ihrer zunehmenden Dicke besser, sondern einfach weil man Konvektionssperrschichten aufbaut.
Das ist kaum mehr sinnvoll einfach "berechenbar" sondern man müsste es in einer Simulationssoftware hinsichtlich Strömung und Abstrahlverhalten simulieren. Habe ich nicht gemacht, weswegen meine genannte Zielmarke ein reiner Schätzwert war. In der Regel schätze ich aber recht genau.
Da könnte man sich eigentlich nur mit einem "Korrekturfaktor" nährungsweise zu einem einfach berechenbaren Ergebnis hinrechnen. Aber welchen Faktor soll das Gehäuse haben? Das ist dann auch wieder guess-work.

Was ich dir z.B. rein praktisch mitteilen kann, weil ich da heute genau den Testfall hatte: Heut um 10:30 fing bei mir die Ladung an (ich hab da son "Baumproblem") und wegen bissel Bewölkung pendelte der Strom so um die 0,5-0,6C (als ungefährer Mittelwert), zwischenzeitlich meinte meine Frau noch Spülmaschine und Backofen gleichzeitig an zu machen, was wieder so etwa 0,6C gezogen hat. Heute morgen war der Akku 20°C warm, jetzt ist er 26°C warm. Und der steht im Keller, wo im Grunde Ganzjährig 20°C sind... im Winter vielleicht mal 19°C im Sommer vielleicht mal 22°C ... das ist ziemlich konstant da. Das ist sogar so konstant da, dass ich z.B. mal in den Kapazitätsmesslogs im Temperaturchart meine Anwesenheits-Zeitpunkte im Raum nachweisen konnte.
Anders gesagt: Metallgehäuse mit freier Konvektion um das Gehäuse: 6°C Erhöhung. Meine geschätzten 10°C Hub sind gerade einmal 4°C mehr, für gleichsam ungünstigere Bedingungen.

Und nein, die Übergangswiderstände als auch die Rson Leitwert der FETs habe ich nicht vergessen, ich habe sie nur einfach nicht erwähnt. Ist zwar richtig, dass sie da sind, aber für eine Veranschaulichung unzählige Details in die Gleichung zu bringen macht es nicht unbedingt verständlicher.

Und zur Frage mit der Nichtlinearität: Der Akku nutzt einen chemischen Prozess. Du bewegst Ionen. Das arbeitet zum einen nicht über das gesamte Ladungsfenster hinweg völlig konstant, zum andern ändern unterschiedliche Laderaten auch das Verhalten. Nicht zuletzt kommen auch thermische Driften, wie überall in der Elektronik, auch bei Akkus zum tragen. Deswegen ist der Innenwiderstand nicht ein konstanter Wert X, er variiert auf einer wie auch immer gearteten Kennlinie entlang. Wir reden jetzt hier nicht von riesigen Variationen, sondern wenige Prozent auf und ab.

Das sind aber alles Details. Ob man die braucht? Wohl eher nicht... Für die Auslegung spielen sie eine untergeordnete Rolle.
Nicht desto trotz würde ich Holzgehäuse nicht ohne Konvektion bauen. Auf keinen Fall überhaupt auch nur "Luftdicht". Letzteres wäre ja völlig behämmert, wo doch die Zellen extra Sollbruchstellen haben. Was glaubst was passiert wenn da eine mal Abgast? Dir fliegt die ganze Kiste wie eine Bombe auseinander. So viele Schrauben kannst in Holz gar nicht reindrehen, als dass es den Druck mitmacht.
Das sind aber alles Details. Ob man die braucht? Wohl eher nicht... Für die Auslegung spielen sie eine untergeordnete Rolle.
Nicht desto trotz würde ich Holzgehäuse nicht ohne Konvektion bauen. Auf keinen Fall überhaupt auch nur "Luftdicht". Letzteres wäre ja völlig behämmert, wo doch die Zellen extra Sollbruchstellen haben. Was glaubst was passiert wenn da eine mal Abgast? Dir fliegt die ganze Kiste wie eine Bombe auseinander. So viele Schrauben kannst in Holz gar nicht reindrehen, als dass es den Druck mitmacht.
Genauso habe ich es auch gemacht. Definierte Luftzirkulation. Mein BMS misst die Temperatur der Zellen an 4 verschiedenen Stellen, dann habe ich noch zusätzlich an jede Klemmstelle der Kabel einen Temperatur Sensor verbaut. Denke hier sind eher Probleme zu erwarten. Der Deckel liegt 3cm über den Zellen. Am Ende der Box Lüftungslöcher und vorne dann einen Lüfter (relativ langsam bis mäßig drehend, die Luft soll ja Zeit haben sich zu erwärmen). Gut, man könnte Argumentieren, dass die erste Zelle, also die in der Nähe des Lüfters die erwärmte Luft von der letzten Zelle abbekommt. Dann wird es nur wärmer und mein Lüfter dreht schneller.
Balancer hat eigene Temperaturfühler.

Daher sage ich ja, ein Holzgehäuse sollte man nicht verteufeln. Es ist wesentlich schneller und einfacher gebaut als ein Metallgestell. Elektrisch isolierend.

=> ABER auf die Rahmenbedingungen achten. Ströme von maximal 0.5C/0.6C. Habe in den letzten Tagen mit knapp über 120A geladen => 2 Bänke => 60A pro Bank. 0.5C bedeutet bei mir 150A.

Fazit nach 3 Monaten Laufzeit. Mein Akku hat stets Umgebungstemperatur (Kellerraum 21 Grad C im Winter durch Heizung, im Sommer weniger ~18 Grad).

Ich kann die Angst vor einem Holzgehäuse schon verstehen. Aber in der Realität ist der Unterschied garnicht so gross.

Ich habe 3 verschiedene Akkus.
36 V 50 Ah im Metallgehäuse, ein altes PC Gehäuse , mit Lüfter Öffnungen, aber ohne Lüfter.
Thermische Zeitkonstante: 2 h.

48 V 40 Ah um Holzgehäuse ohne Öffnung.
Thermische Zeitkonstante: 3 h.

24 V 100 Ah LiFePo im Holzgehäuse ohne Öffnung.
Thermische Zeitkonstante: 3 h.

Dazu muss ich den Begriff thermische Zeitkonstante noch erläutern:
Das ist die Zeit, in der der Akku , ganz durchgewärmt, 66 % der anfänglichen Temperaturdifferenz annimmt.
Damit kann man sehr schön arbeiten, um die Ausgleichsvorgänge zu betrachten.
Z.B. ist nach 3 Zeitkonstanten 99 % der Endtemperatur erreicht.

Der geringe Unterschied zwischen Holz und PC Gehäuse besagt, das der Weg der Wärme von innen nach außen im Akku zumindest ähnlich ist dem Weg durchs Holz.

Ich werde weiter mit Holz arbeiten. Und zwar geschlossen.

Will hat jetzt auch den Bohr-Test gemacht.

https://youtu.be/D8xNjz73p80

Es gibt viele Testvideos. Habe leider keine Links, aber eines war interessant. Dort wurden von der Feuerwehr die verschiedensten Zelltypen unterschiedlich malträtiert.
In Feuer gelegt, mit Beil bearbeitet...

LiFePO und LTO haben gut bis sehr gut abgeschnitten.

Wie ich oben schon erwähnte. Rahmenbedingungen beachten, dann können die auch in Stroh gebettet werden :wink:

dann habe ich noch zusätzlich an jede Klemmstelle der Kabel einen Temperatur Sensor verbaut.
Braucht es das? Ich habe auf jede Zelle einen NTC geklebt, um erkennen zu können wenn eine thermisch aus dem Rahmen fallen sollte, und das wars. Die Muttern der Kabel wurden einmal mit dem Drehmomentschlüssel festgezogen und dann habe ich sie bei 150A mit der Thermokamera angeguckt = keine Probleme, das Wärmste war das Batteriekabel (und das Relais, aber das war auch vorher schon warm, weil nicht bistabil).

Im chinesischen Bus gibt's das nicht.

Will hat jetzt auch den Bohr-Test gemacht.

https://youtu.be/D8xNjz73p80
Gemessen an dem test ist man mit einer normalen entlüftung des raums eigentlich schon gut bedient. Die giftigen Gase müssen halt raus, aber das ist ja wirklich überschaubar. Die 132°C sind auch überschaubar die er da mist
Hi, kurze Zwischenfrage.

Bräuchte mal ein bisschen Senf :)

Benötigen die Zellen Frischluft? Einige haben ja geschrieben, dass sie die Kisten auch "geschlossen" bauen. Habe mir das jetzt mal so überlegt.

kiste.png

Die Pressung erreiche ich dadurch, dass ich die innenliegende Platte (inklusive Vierkantrohr) über einem Winkel an der Seitenwand Richtung Zellen schrauben. In dem "Vorraum" findet dann die Technik Platz.
Zwischen dem Multiplex und den Zellen kommt noch 10mm Fermacell (auch oben und unten).

Bitte um eure Meinungen und Anregungen, danke euch.
So in der Art habe ich mein Akkugehäuse für 16 Zellen zu je 230AH auch konzipiert. Das habe ich auch mit einen befreundeten Feuerwehrmann durchgesprochen, welcher keine Bedenken hatte.

Ich überlege trotzdem als weiteres Sicherheitslevel ein weiteres Gehäuse aus Kalksandstein/Ytong zu Mauern, in dem das Akkugehäuse dann geparkt wird.
Der Akku soll in meinen Heizungsraum platziert werden und daher habe ich ein gewisses Interesse daran, dass ein potentieller Brand des Akkupacks keine weiteren Folgeschäden verursacht.

Brennen tun die Lifepos ja nicht unbedingt. Wie hier geschrieben wurde macht ein Rauchabzug mehr Sinn. Weiß aber auch noch nicht wie ich das realisiert bekomme.

Mein Brandschutz direkt im Gehäuse sieht so aus.

Der Deckel ist entsprechend auch mit Fermacel ausgekleidet.

Wobei der Beste Brandschutz ist:
1. Sorgfältiges arbeiten
2. Überprüfen der Arbeit
3. Ausgiebiges Testen des System an den Leistungsgrenzen
4. Regelmäßige Wartung und Kontrolle.