Diskussion Batteriegehäuse

nimbus4 · 17. Januar 2025 um 22:02

Anderson-Kontakte musste ich vor einigen Jahren mal bei einem Projekt einsetzen.
Ich bin danach für mich zu dem Schluss gekommen, dass die im Vergleich zu Lamellen- oder geschlitzten Kontakten eine unverhältnismäßige Kraft zum Verbinden und Trennen benötigen.

Wenn ich eine große Anzahl an Verbindungstellen mit Kabelanschluss in der Größenordnung 100 A benötigen würde, würde ich mir einen solchen Kontakt so abwandeln lassen, dass man da ein 25mm² Kabel ancrimpen kann. Die habe ich zu ~ 50 uOhm vermessen, das wären völlig harmlose 500 mW bei 100 A .

janvi · 18. Januar 2025 um 11:20

Die hohen Steckkräfte sollten mit dem zugebastelten Auswurfhebel akzeptabel werden. Die Form des Harting Zentralbügels ist deutlich besser als meine Klauenform am Auswurfhebel vorne. Werde ich deshalb noch übernehmen.

Die Datenblätter von Changzou Amass und Co sind natürlich traditionsgemäss um etwa Faktor 2 zu optimistisch. Das sieht man bereits daran, daß man an einem 100 Amp Modell max 16mmq anschliessen kann.

Habe jetzt beschlossen, den CAN Bus von der Frontplatte nach hinten zu versetzen. Es ist kein Problem, auf das Führungsblech des Auswurfhebels/Zugentlastung noch eine Abkantung mit einem D9 Stecker für CAN aufzusetzen. Direkt mit einer D9 Öffnung ohne überflüssigen Adapter. Man braucht nicht mal eine schwimmend gelagerte Andockplatte weil das freie Kabelende ja beweglich ist. Nur Fang/Zentrierstifte um die Sub-D zu 15 Cent mit dem Hebel nicht versehentlich zu zerdrücken. Die Fangstifte kann man selbst drehen oder käufliche von den Nadelbettadaptern nehmen. Für die Chassishälfte 9-15/16 könnte man in der gleichen Öffnung dann HD15 Verbinder einsetzen womit man genug Adern für Spannungsabgriffe und Temperatursensoren hat.

An dieser Stelle würde noch deine Meinung zum CAN Bus interessieren: Von der Frontplatte bis zur BMS Platine hinten auf dem Minuspol sind es etwa 60cm. Nachdem die vorgegebenen 500kBaud nicht gerade langsam sind, könnten hier bereits störende Reflexionen entstehen welche man mit einer CAN-In und eine CAN-Out Buchse über eine Flachkabelschleife mit 2x60cm zur BMS Platine eliminieren könnte. An der Rückwand sind es aber nur 10cm von der Buchse zur Platine. Die Reflexionszeiten verbessern sich dabei etwa Faktor 10 auf 2uS/0,3nS. Diese könnte man bei maximal 16 Teilnehmern vernachlässigen so daß eine CAN Buchse mit doppeltem Kabelanschluss ausreichen würde. Andererseits kann man da nicht mehr auf vorkonfektionierte 1:1 Kabel ausweichen. Die haben aber i.d.R. eine recht mindere Qualtität und bei nur 3 angeschlossenen Adern ist das selbst anlöten eines besseren LiYCY mit angepassten Längen und Abschlusswiderstand im Stecker nicht wirklich aufwendig. Man berücksichtigt am Blech eine Zugenlastung für In und Out und spart einen D-Verbinder ganz.

Mit den Blechgrößen habe ich auch noch mal gerechnet. Das zuletzt abgebildete Design kostet als Muster 44,62 Eur. Erhöht man die Breite, über die bisherigen Ohren hinaus und macht diese dann auch noch konzentrisch, so daß keine Spezial-Unterlagsscheiben benötigt werden, so sind das 38mm welche einen Gesamtpreis von 46,18 Eur. ergeben. Die Aufstellung in 1m Regalen passt trotzdem noch.

Geht man davon aus, daß das Chassis ohne Regal in einen Baugruppenträger eingeschoben wird sollte die Frontplatte die gesamte Öffnung des Baugruppenträgers abdecken. Aufgrund der bei mir momentan obenliegenden BMS Platinen erhöht sich die Frontplattenhöhe dabei um etwa 10cm auf 27cm. Die Blechfläche steigt dabei natürlich quadratisch an was dann 53 Eur kostet.

Da bei einem statisch tragenden Baugruppenträger bis zu 5 Höhen aber keinerlei Last auf das Chassis kommt, könnte man die Blechstärke von 3 auf 2mm verringern. Das bringt wieder einen kleinen Preisvorteil auf Eur 46,68. Man sieht daran, daß der Materialpreis gegenüber dem Abkanten nur einen kleinen Anteil hat. Die reine Platine ohne Abkantungen würde 13,3 Eur kosten. In hunderter Stückzahlen halbiert sich der Preis für das Abkanten in Etwa.

nimbus4 · 18. Januar 2025 um 12:00

Bei dem AS250 geben die dauerhaft 90A, kurzzeitig 250 A und einen Übergangswiderstand von 200 uOhm ( gemessen 50 uOhm ) an. Das finde ich erst einmal nicht kritikwürdig. Die geben AWG6 ~= 16 mm2 für das Kabel an. Bei mir paßt auch ein 25 mm2 noch gerade so durch das Plastik.
100 A bei 16 mm2 mag nicht für jedes Szenario vertretbar sein, aber ist kein grundsätzliches Problem. Meinen letzten Test an dem neuen MOSFET-Schalter mit 100 A für > 1h habe ich zum Teil auch mit 16 mm2 gemacht. Das wird zwar merklich warm, aber solange man daraus kein Kabelbündel macht oder 60°C Umgebungstemperatur hat, ist das ziemlich unkritisch.

Bei CAN mit 500kbit/s schätze ich die Auswirkungen einer Stichleitung mit < 10 ns Signallaufzeit als eher gering ein. Die Flankensteilheit sollte aus EMV-Gründen sowieso deutlich geringer sein.
Bei RS485 mit 16 Mbit/s wäre das möglicherweise eher ein Problem.

Was mir an der Trennung der Frontpanel-Einheit und dem CAN-Anschluss missfällt ist, dass ich dafür auf der Steuerplatine eigentlich zukünftig nur eine einzige Steckverbindung vorsehen wollte.

Sind das Preise von einem Online-Anbieter oder einem lokalen Unternehmen bei Dir?

janvi · 18. Januar 2025 um 12:07

Mein lokaler Blechladen hat einen eigenen Online Shop. Hat den Vorteil daß ich die Leute kenne weil ich dort schon bestellt habe bevor sie den Online Shop hatten. Kann dann die Teile in der Fertigung auch selbst abholen. Über den Jahreswechsel ist traditionell tote Hose so daß sie sogar kostenlos versenden. Es gibt zwischenzeitlich auch mächtige Konkurrenz, sowohl in der Nachbarschaft als reines Portal wie auch überregional mit und ohne eigenen Maschinenpark. Die einzige Zugangsvoraussetzung ist eben, daß man Step Daten liefern kann. Wie die Leiterplattenhersteller alle Gerber haben wollen und ohne nix läuft.

Bei Flachbandleitungen könnte man die 3 CAN Adern an den Rand legen, so daß man sie bei Bedarf abtrennen kann.

nimbus4 · 18. Januar 2025 um 12:17

Sind das den wirklich offizielle Preise oder ist da ein "Janvi-Rabatt" mitberücksichtigt?
Ich kann irgendwie nicht glauben, dass die mir ein Einzelstück für < 50 € lasern und abkanten, oder heißt Muster für Dich, Stückpreis bei Losgröße 10, also ~500 € Auftragswert?

Das wäre in der Tat eine Option.

janvi · 18. Januar 2025 um 13:41

Das sind offizielle Shop-Preise bei Losgröße 6 Stück weil ich als Muster ja 3 Batterien bauen möchte und pro Batterie ein Chassis Paar benötigt wird. Diesbezüglich kriege ich auch nur den normalen Shop Preis. Auftragsgröße etwa 300 Euro. Für eine YiXiang Kiste wird das Doppelte aufgerufen. Da ist zwar ein JK BMS dabei, aber das Blech ist nicht so wie ich das haben möchte.

Ab 100 Stück kann man dann gegenüber den Shop Preisen vielleicht etwas raushandeln. Es gibt davon in der Nachbarschaft genug, auch alteingesessene Betriebe die sehr leistungsfähig sind. Kleinere ohne ohne eigenes Portal schliessen sich gerade den Sammelportalen an damit sie für ihre Maschinen nach Belieben 24/7 Futter einsammeln können. Vergleichbar mit den Leiterplatten-Pools. Zumindest versuchen alle ihre internen Angebotsprozesse zu automatisieren.

Die in so einem Shop Hintergrund ablaufende Biegesimulation ist ein Wunder aktueller Softwaretechnik welche noch nicht so lange überhaupt möglich ist. Vor 10 Jahren musste so ein Angebot noch immer von einem Techniker selbst in die Hand genommen werden. Der hat dann auf den 2D-DXF die Blechstärken angeschaut und überlegt welche Abkantmatrizen dazu vorhanden sind, ob man vielleicht eine Folie einlegen muß daß es auf der Sichtseite keine Abdrücke gibt, ob alle Freischnitte und Entlastungsschlitze ausreichen, dann die Materialzugaben anhand von K-Faktor Tabellen ermittelt. Dann wird DXF halbmanuell in ein Schneidprogramm umgewandelt indem die Zeichnungsköpfe, Hilfs und Bemaßungslinien weggelöscht werden. Die Maschine gibt darauf die Fahrzeit aus um das Angebot dazu ausrechnen zu können. Man kann sich vorstellen, daß es teuer wird, sobald so ein Angebot jemand manuell anfassen muß.

In allen Shops geht das zwischenzeitlich auf Knopfdruck. Es gibt immer mehr davon welche sich gegenseitig die Aufträge unterbieten. Die Mindestbestellmenge der Shops liegt momentan schon meist unter 100 Euro wo dann mit kleineren Zuschlägen aber auch noch was auszurichten ist. Im Prinzip kannst du dort auch einen einzelnen Flaschenöffner bestellen. Beiliegend habe ich eine gekantete und eine ungekantete Version des Chassis gezippt so daß du sie bei Lust und Laune selbst irgendwo raufladen kannst um bei verschiedenen Stückzahlen zu vergleichen was sie hier und dort kosten. Soviel Leiterplattenätzer wie in letzter Zeit zugemacht haben, soviel neue Blech Shops machen auf. Einfach registrieren, einloggen, upload machen, Material, Stückzahl, Liefertermin auswählen. Shops die was auf sich halten können das Bestellobjekt nicht nur 3D visualiseren sondern sogar online nachbearbeiten wenn auch lange nicht so komfortabel wie an einem lokalen CAD. Die Preise der Shops kommen aber überall auf Knopfdruck. Wegen Trumpf in Ditzingen konzentriert sich das mit dem Blech hier im wilden Süden zugegebenermaßen etwas.

chassis0.zip (212,0 KB)

janvi · 18. Januar 2025 um 20:54

Um das Mechanik Thema voll abzurunden, hier eine Ansicht mit Baugruppenträger in welchen die Chassis paarweise eingeschoben werden können. Sodann eine Skizze von gestapelten Baugruppenträgern als fahrbare Speichereinheit. Wie im maximalen Ausbau abgebildet, hat die fahrbare Einheit ein Gewicht von etwa 1200kg bei einer Kapazität von circa 180kWh. Es fehlen natürlich noch zahlreiche Details welche jetzt Fleissarbeit sind. An den Abmessungen die noch durch eine normale Türe passen dürfte sich aber nicht mehr viel ändern.

Eine kleinere fahrbare Konstruktion von Baugruppenträgern macht wegen der Kippgefahr kaum einen Sinn. Zum Verfahren eines Stapels aus 3-4 Baugruppenträgern gibt es ziemlich günstige Möbelroller mit einer Tragkraft von 500 oder auch noch 600kg. Darüber sollte man wegen der Kippgefahr auf zwei nebeneinanderliegenden Baugruppenträger übergehen. Die Baugruppenträger sollte man auch in fester Aufstellung ohne Rollen so stapeln können. 1,2 to sollte man als Einzelperson auf ebenem Boden auch noch bequem bewegt kriegen. Fahren über Stufen oder Schwellen geht damit natürlich nicht. Zum Vergleich haben auch billigste hydraulische Hand-Gabelhubwagen für Paletten eine Tragkraft von wenigstens 2000 kg. Das Europalettenmaß von 1,2 x 0,8m wird eingehalten, so daß man die Aufstellung und das Bewegen alternativ auch damit erledigen kann.

Die in der Skizze noch sichtbar herausstehenden Steckverbinder auf der Rückseite sowie die Lasttrenngriffe auf der Frontplatte sind beim Fahren natürlich abgezogen und ausgehängt weil sowieso im abgeschalteten Zustand. Damit können sie auch nicht abreisen wenn man irgendwo hängen bleibt. Alle Abbildungen noch ohne Deckplatte.

In einen kleinen 20 Fuß Low Cube Container passen 10 Stück dieser Einheiten mit Summa Sumarum 1,8MWh. Das Gesamtgewicht mit weniger als 15 to ist sowohl für Wechselbrücken als auch Abroll-Lafetten im grünen Bereich. In der Mitte bleibt dann ein Flur von etwa 80cm was noch die Entnahme eines Chassis zu Wartungszwecken erlaubt. Zum Wiedereinstecken ohne hinten ranzukommen muß ich mir noch was Schlaues einfallen lassen. An der Container Stirnseite haben 6 MP2-15k inkl. Kühlaggregat Platz. Das erlaubt ein Entladen in 20 Stunden mit 0,05C oder ein Laden vom Netz mit 0,03C oder 30 Stunden. Die Containeranbindung geht noch mit laienbedienbarem 128 Amp CEE Stecker und dazu passender NH00 Absicherung. Zum Betrieb mehrerer Container braucht man natürlich eine NH Verteilung auf Sammelschienen zu einem passendem Mittelspannungstrafo.

Zur besseren Vorstellung noch Fotos aus den Commeo Projekten die ziemlich ähnlich aussehen dürften.

nimbus4 · 19. Januar 2025 um 10:00

Danke für deine Erläuterungen und die STEP-Dateien. Um die Beschaffung gekanteter Bleche mußte ich mich beruflich bis jetzt noch nicht kümmern. Mit deinen Daten zum Üben kann ich mich damit mal etwas vertraut machen. Privat habe ich mir zwar schon mal Attika-Belche fertigen lassen, das lief aber ganz traditionell mit Schnittzeichnung.
Nach deinen Beschreibungen scheint sich bei den Fertigern da bezüglich Automatisierung in den letzten Jahren wirklich einiges getan zu haben.

nimbus4 · 19. Januar 2025 um 10:13

Das Konzept gefällt mir richtig gut. Hoffentlich spricht sich das rum und es melden sich bei Dir bald auch andere Interessenten an so etwas.
Was mir allerdings noch nicht wirklich klar ist, ist wie Du den Bereich rund um MOSFET-Schalter und Shunt so umsetzen willst, dass das bequem (de-)montierbar ist.
So wie ich mir das im Moment vorstelle, sehe ich als einzig praktikable Lösung, den MOSFET-Schalter nicht direkt auf der Zelle zu montieren, sondern doch im selben 8er-Gehäuse wie den Shunt und zwischen der obersten Zelle im Pack und dem MOSFET-Schalter dann ein kurzes Kabelstück mit Steckverbindung.

janvi · 19. Januar 2025 um 18:32

Dieser Punkt macht mir momentan auch noch Kopfzerbrechen. Für einen Prototypen eine 25mmq Quick&Dirty Patchleitung mit Sterngriffschraube obendrüber wäre für meine Regalaufstellung jetzt erst mal ok, aber nicht wirklich koscher.

Eigentlich spricht nichts dagegen, die Mosfets im Chassis 1-8 zu montieren. Über eine kurze fest angebrachte Kabelpeitsche zum Nachbarchassis 9-16 wäre diese Verbindung eigentlich ok und das würde dann auch für die große Version der Mosfet Platine passen. Dann wäre allerdings auch noch mal zu hinterfragen, ob die Shunt und BMS Platine auf dem Minuspol noch angebracht sind. Zusammen mit der Sterngriffmutter würde diese Umgruppierung annähernd 5cm oder 20% Bauhöhe einsparen. An der Rückwand ist zwischen den Federn genügend Platz die Platinen zu montieren. Die immer beliebteren 2xM6 Batteriepole passen ja auch nicht so ganz zur direkten Platinenmontage auf der Zelle.

Kritischer ist aber noch die Verbindung am NH Lasttrenner an der Frontplatte vorne. Das Sockelgehäuse des Lasttrenners könnte man in der Mitte auseinandersägen. Je eine Hälfte dann auf Abstand an den Frontplatten der beiden Chassis montieren und über den geschlossenen Lasttrenngriff verbinden. Das passt noch nicht so ganz ins Konzept, weil man da vermutlich zwei verschiedene bzw. gespiegelte Frontplatten dazu braucht. Elektrisch und von den Verlusten wäre das aber elegant.

Die andere Lösung ist den zweiten noch freien Pin des Anderson Steckers im Chassis 9-16 für die Verbindung zum NH Trenner zu nutzen. Das würde 2x60cm Leitungslänge kosten. Von den Verlusten wäre das für meine Ströme vermutlich auch verkraftbar weil die Sicherung selbst ja sowieso schon was an Widerstand hat. Meine Pylons hören bei 20mV Differenz auf zu balancieren. 1,2m 25mmq haben 900uOhm. Geht man von 10 Amp Ladestrom beim Balance gegen 100% Soc aus, würden 9mV Fehler entstehen. Bei 100 Amp 90mV oder 9Watt was auf über 1m veteilt auch noch vertretbar wäre. Faustregel: 100Amp mit 35mmq und 200Amp mit 70mmq verdrahten.

Für den Balancer mache ich mir aber auch die ganze Zeit Gedanken ob man den mit einem Zweidraht Anschluss irgendwie überlisten könnte. D.h. es würde sowohl vom Pluspol der Zelle 8 eine Messleitung wie auch vom Minuspol der Zelle 9 eine weitere Messleitung zum Balancer gehen. Dazwischen liegt der NH Lasttrenner und evlt. noch ein Anderson Steckerpin die einen Spannungsabfall verursachen. Das wäre sozusagen eine 17te Zelle die es nicht gibt aber die bei der Balancierung ignoriert werden müsste. Hast du da noch eine Idee zu einer messtechnischen Annäherung an eine umständliche Lastverdrahtung?

Interessant wäre ein Preisvergleich zwischen verschiedenen Anbietern. Wird sich aber vermutlich auch kaum was schenken. Bei den Leiterplatten guck ich auch schon länger nicht mehr nach Vergleichsangeboten sondern schätze nur aus dem Bauch ob der Preis ok ist und bestelle dann bei einem bewährten Lieferanten so es diesen zu diesem Zeitpunkt noch gibt.

Mit 2D und insbesondere DXF gab es im Blechbereich in den vergangenen Jahren regelmässige Pleiten. Man braucht zusätzlich eine Abkantzeichnung mit gestrichelten Linien wo "X Grad nach oben" oder "Y Grad nach unten" dransteht. Ich habe hier noch immer irgendwo einen Posten Haltewinkel für eine Stahltreppe aus 12mm Blech. Die sind zwar korrekt ausgeschnitten, dann aber spiegelverkehrt abgekantet. Der Erfolg hängt davon ab, ob die Zeichnungsansichten in der amerikanischen oder europäischen Anordnung auf dem Blatt angeordnet sind. Das macht die Sicht auf das Teil von links und von rechts aus. Oder man kriegt winzige Teile die nur an der Puppenstube passen, weil im DXF die Masseinheiten mm, inch, m nicht klar sind und kein PDF zum Vergleich dazu geliefert wurde usw.

nimbus4 · 19. Januar 2025 um 23:30

Wenn es um eine schnelle Lösung für ein paar Prototypen geht, sicherlich.
Perspektivisch wäre es aber Schade, wenn dein ansonsten sehr elegantes Konzept bei der Verbindung der beiden Packhälften nur auf Quick&Dirty-Level bleiben würde.

Da Du dir für das automatische Trennen der Verbindung zur Smmelschiene so viel Mühe gegeben hast, wäre es aber schön, wenn diese Verbindung auch beim Herausziehen der 8ter-Packs automatisch getrennt würde.

Dazu habe ich ja bereits ausgeführt, dass ich das davon anhängig machen würde, ob regelmäßig Ströme >> 50 A fließen. Wenn Du Höhe sparen willst, kann die Steuerplatine theoretisch auch neben, statt über den Shunt.

Da ich solche DC-Fehler rausrechne und die in erster Näherung das Balancing überhaupt nicht beeinträchtigen, hätte ich damit bei Strömen < 50 A noch nicht einmal ein Problem. Anders sieht es aber aus, wenn die DC-Ströme in die Größerordnung 50 - 100 A gehen und/oder wenn noch ordentlich 100 Hz Ripple darauf ist. Mehr als ~ 50 mV zu kompensierender Spannungsabfall würde ich keinesfalls empfehlen.
Richtig kriminell wird es aber, wenn man den Fall einer Kurzschlussabschaltung betrachtet. Dann würde die Induktivität von ~ 1 uH einen riesigen Spannunsgspike mitten im Pack erzeugen, den dann nicht nur der MOSFET-Schalter, sondern auch das BMS IC abbekommt.

Davon würde ich also energisch abraten.

Wenn der BQ einen 17ten Eingang hätte ( und man das Induktivitätsproblem ignoriert ) könnte man das genauso machen. Wenn man am BQ weniger als 16 Zellen anschließt, wird die Nutzung freier Eingänge zur Kompensation von Interconnect-Widerständen sogar explizit unterstützt.

Wenn man den NH-Halter mit kurzen Kabeln anbindet, sehe ich da aber keinen wirklichen Handlungsbedarf. Eine NH 000 100 A im Siemens Halter hat ~ 600 uOhm. Mit kurzen Kabeln sollte man insgesamt nicht dramatisch über 1 mOhm landen. Bei Strömen im Regelbetrieb < 50 A sehe da kein wirkliches Problem. In meinen Packs habe ich auch Zellpfad-Wiedertstände bis ~ 1.1 mOhm.

janvi · 20. Januar 2025 um 08:25

1uH ist eher schon etwas hoch. Aber wir wissen das nicht wirklich. Siehst du eine Möglichkeit den Spike mit einem C abzufangen? Als Kompensation zum L?

Chassis hintereinander in einer Reihe (also nicht in 2 Reihen gefaltet) ist keine Alternative, weil da die Leitungen zur Gate Ansteuerung zu lang werden oder sich die Plusleitung vor dem Mosfet ebenso um 1,2m verlängert. Bleibt also nur die Möglichkeit mit dem vorne zweigeteilten NH-Trenner. Frontplatten gespiegelt als zwei verschiedene Chassis für 1-8 und für 9-16. Zum Betrieb von lose aufgestellten Chassis auf einem Fachbodenregal ohne Baugruppenträger müssten dann die Abstände der losen Chassis zueinander über Trennleisten auf dem Fachboden irgendwie fixiert werden. Mit einem statisch tragenden Baugruppenträger würde man sich das Regal komplett sparen. Habe dazu mal die Stapelung mit einem Schlitz-Zapfen Muster ausgestattet. Das könnte bei Bedarf auch noch verschweisst werden. Die Bodenplatte ist jeweils an den darüberliegenden Baugruppenträger angeschraubt.

An dieser Stelle wird der Nachteil klar: Das komplette Regal wiegt mit 5mm Blech bereits 800 kg ohne Batterien. Das Blech dazu kostet entsprechend pro Fach etwa 50 Euro oder soviel wie ein Chassis selbst oder auch 10€/kWh Speicherkapazität. Versucht man an dieser Stelle Material einzusparen, kommt man auf eine Platte-Rohr Konstruktion wie von einem herkömmlichen Regal. Gegenüber industriell hergestellten Regalen hat man im Preis aber keine Chance so daß es dann eben wieder die üblichen Kompromisse mit nicht ganz pässlichen Abmessungen gibt.

Eine Alternative wäre eventuell die Baugruppenträger aus Holz mit etwas stärkeren Plattenstärken zu bauen.

Schaut man die zuvor verlinkten Fotos aus dem Commeo Projekt an, ist der Rittal VX25 Schrank auch nichts anderes als eine Platten-Pfosten Konstruktion mit Fachboden.

Uups - tatsächlich findet man die Commeo Kisten auch auf der Rittal Webseite. Man sieht die Abmessungen B600/T800 mit 2 Batterien und B800/T800 mit 3 Batterien. Passt natürlich nicht zu den Gehäusegrößen weshalb der Abstand zwischen 2 Batterien deutlich größer als bei zwischen 3 Batterien ist. Ebenso findet man die Commeo Batterien im Rittal Systemhandbuch Nr. 36 auf Seite 439 oben rechts. Da sieht man, daß die Alugehäuse auf dem Fachboden in einer Kunststoffschiene geführt sind. An der Rückwand eine senkrechte Backplane mit den Harting Andockrahmen. Innen vermutlich hübsch verkleidete Sammelschienen - wie immer die dann auch noch quer verbunden sind.

nimbus4 · 21. Januar 2025 um 14:28

1 uH ist eine worst-case Abschätzung. bei 1.2 m würde mich nennenswert unter 0.7 uH aber sehr wundern. Wenn man 0.5 J ( 1 uH, 1000 A ) in einen Kondensator einspeichern will und dabei z.B. nur 5 V entstehen sollen, reden wir von 40 mF. Ich denke nicht, dass das zielführend ist.
Irgendwie in den Griff bekäme man das aber sehr wahrscheinlich schon. Ich bin nur skeptisch, ob es effizient ist, viel Aufwand zu investieren, um ein "unelegantes" Konzept zu retten

Dass hängt davon ab, welche Freiheitsgrade man sich gibt:

Wenn der MOSFET-Schalter nicht mehr auf der Zelle montiert wird, würde ich keine NH-Sicherung mehr in der Mitte des Packs verwenden, sondern eine Sicheurng, die ich direkt auf Zelle 16+ verschrauben kann.

Nach meinem Verständnis, ist das Ziel, dass 8er Packs möglichst schnell/einfach nach vorne rausgezogen werden können.
Für die hintere elektrische Verbindung ( Zelle 16+ zum MOSFET-Schalter im anderen Gehäuse) ist damit für mich eigentlich klar, dass am Regal/Einschubträger eine "Brücke" fixiert sein muss.
Ich würde dafür in zwei Löcher in einem Stück Kupferflachstange 2 Stecker ( z.B. AS250 ) direkt einlöten ( bei größeren Stückzahlen mit Paste im Ofen ).
Für die Buchse würde ich mir ein 3D-Druck-Kontaktträger machen, der die Buchse "schwimmend" in der Rückwand des Einschubes hält.

Von der Buchse geht es mittels sehr kurzem Kabel an die Sicherung an Zelle 16+ bzw. zum MOSFET-Schalter.

Vorne könnte man im Grunde das ganze einfach ein zweites mal verwenden.

Zum Entfernung eines 8er Packs müßte man dann vorne nur die Brücke ziehen und könnte dann direkt den Pack rausziehen.

Diese Variante wäre elektrisch nahezu ideal, wäre in Stückzahlen sehr günstig und benötigt nur sehr überschaubaren Entwicklungsaufwand ( im wesentlichen den "schimmenden" Kontakträger )

800 kg Materialeinsatz fürs Regal für 1200 kg Batterien finde ich ziemlich ineffizient. Da muss es definitiv eine sparsamere Lösung geben. Kann man da nicht mittels Abkantungen quasi Wellpappe imitieren, ähnlich wie bei Blechen für Dächer ?
An die Materiel- (und schon gar nicht) Kosteneffizienz einer klassischen Regalkonstruktion käme man aber damit wohl auch nicht heran.

Bei größeren Stückzahlen müßte man die Breite solcher Regale doch sehr einfach anpassen können. Das wirkt auf mich als würden da im wesentlichen Abschnitte aus Profilen oder Platten verwendet.

Ich habe übrigens mit dem Bestücken des kombinierten FET+Shunt begonnen:

janvi · 21. Januar 2025 um 18:36

Bin dabei und es soll möglichst beim Konzept bleiben. Habe heute einige seriöse Lagerregale angeschaut und eines gefunden, welches mit den Abmessungen bei 33% Reserve zur Fach und Feldlast noch ganz gut passen würde. Kostet in der einfachsten Ausführung 520 Euro. Mit Multiplexböden 1240 Euro jeweils zzgl. 200 Euro Speditionsfracht pro Lieferung. Wahrscheinlich finden sich auch billigere mit weniger Reserve aber Holz und speziell Multiplex ist nicht günstiger als Blech. Ich habe noch solche Regale vom VEBEG wo ich mal ein Bekleidungslager zum Blechpreis pro Tonne Gewicht aufgekauft habe. Das ist natürlich unschlagbar aber nicht reproduzierbar. Die Ausgabetheken sind mit 3 Fachböden fahrbar und ideal für meine ersten Aufbauten und Versuche.

Der optional reproduzierbare Baugruppenträger ist zwischenzeitlich ziemlich ausgedünnt. Die Idee ist, an nicht tragenden Flächen die Kompressionsplatten für die Zellen auszuschneiden. Da habe ich ja eine Vorabversion in 10mm machen lassen. Die Stärke ist aus dem EVE Datenblatt und über Alles erhaben. Das soll auch so bleiben bzw. mit 2x5mm Doppellagig aus Verschnitt mit 4 Gewindestangen gemacht werden. Ohne Beeinträchtigung der Stabilität lässt sich das Material aus den Wänden und Boden des Baugruppenträgers entnehmen. Das spart 4x8 Euro pro Batterie für die Kompressionsplatten welche hätten sowieso ausgegeben werden müssen. Das Gewicht habe ich bislang auch noch nicht mitgezählt, fällt aber in jedem Fall an. Andere DIY Konstruktionen sieht man meist mit Multiplex oder Siebdruckplatten die aber mit Alu-U verstärkt werden müssen damit sie sich nicht mit der Zeit verbiegen. Holz hat dabei den Nachteil daß es die Luftfeuchte aufnimmt, atmet und sich unter konstantem Druck dabei verbiegt.

Die Deckplatte ist bereits auch zu zwei Deckleisten mit Abkantung mutiert. Das spart sehr viel Stahl, ist trotzdem stabil, kostet aber durch die Abkantung etwas Bauhöhe. Vermutlich werde ich dafür die Sterngriffschraube und Platinen auf den Zellen nicht mehr berücksichtigen. Ganz knapp wäre es so, daß man das Chassis bis zu einem Anschlag rausziehen kann und dann zum Aushängen nach oben schwenken muß. Kommt dafür auch mit weniger als 80cm Platz zwischen zwei Regalen aus, was bei den Euro-Wechselbrücken bereits ziemlich eng ist wenn an der Wand noch viel Sammelschiene aufträgt. Braucht jetzt eben noch etwas Zeit um die korrekte Reife zu bekommen und alle Details unterzukriegen. Früher wird man auch keine zuverlässigen Gewichte ausrechnen können.

Wenn du noch Ausgaben für die 3D Daten machen kannst, würde ich gucken wie
es reinpasst.

Die Commeo Teile sind ein Bastel und der Laden nicht umsonst insolvent. Die Innovationskraft die Schaltschränke bei Rittal und die Stecker bei Harting einzukaufen hat so eben nicht ganz ausgereicht um genug Kunden für Millionen Personalkosten zu generieren.

janvi · 25. Januar 2025 um 10:35

So langsam wird es unübersichtlich. Dieser neue Thread zum Gehäuse wird bei mir auch nicht angezeigt. Über Link erreiche ich ihn schon und im ausgeloggten Zustand wird er auch angezeigt. Es muß also irgendwo an einer Filtereinstellung liegen die ich irgendwo versehentlich gesetzt habe.

Bezüglich kühlen auf Einschubchassis habe ich noch mal die Möglichkeit des Materialwechsels auf Alu für eine beliebige Version verglichen:

Baustahl roh Eur 44,62
hat den riesen Vorteil, daß man die ausgeklinkten Ecken zur Erhöhung der Stabilität leicht schweisen kann. Danach müssen die Teile aber in die elektrolytische Verzinkung was abhängig von der Stückzahl auf jeden Fall einen Betrag X zusätzlich kostet.
Feuerverzinktes Blech Eur 46,47
gibt es fertig, ist mit einer dicken Zinkschicht auch outdoor fähig was gar nicht gebraucht wird. Nachteil: Sollte nicht mehr geschweisst werden
Zinkor Blech Eur 46,47
hat eine dünne elektrolytische Zinkschicht. Hält die Abmessungen daher genauer ein und ist für Indoor Anwendungen gedacht. Die Schnittkanten verbleiben in der Regel roh. Nachteil: Sollte nicht mehr geschweisst werden
Alu Eur 47,52
hat den Vorteil daß man darauf kühlen kann, Verzinken entfällt komplett. Nachteil: Wenn man zur Ehöhung der Stabilität die Ecken verschweissen möchte, braucht man WIG mit Edelgas.
V2A Eur 60
kommt eigentlich nicht in Frage und ist auch zum kühlen schlecht
V2A gebürstet und foliert Eur 64,57
sieht als Frontplatte super aus, sehr zäh deshalb schwierig zu schneiden und zu biegen (was aber das Problem des Lohndienstleisters wäre) hat aber ansonsten keine Vorteile

Das Chassis aus 2mm Alu ist also gar nicht so abwegig. Für stapelbare Baugruppenträger ist das weiche Alu aber nicht geeignet. Hier Baustahl welchen man zur Optik kratzfest pulvern kann.

Hier noch ein Link auf ein halbwegs passend konfiguriertes Regal zur losen Aufstellung von einzelnen Chassis. Tiefe 800mm. Feldbreite für 2 Batterien oder 4 Chassis pro Fach. In der Breite gehen beim Regal etwa 20cm gegenüber stapelbaren Baugruppenträgern verloren was sich wegen der Regalstützen nicht vermeiden lässt. Feldlast 2000kg, Fachlast 330kg, damit etwa 30% Reserve für dynamische Lasten beim Einstecken/Auf und Umbauen. Mit dem 3D Knopf unten kann man es von allen Seiten betrachten. Ist allemal günstiger als eine Kiste von Rittal.

nimbus4 · 26. Januar 2025 um 13:55

Bei 75 cm Länge und ~50 kg Gewicht erscheint mir 2 mm Aluminium arg wenig.

Wenn man die thermische Anbindung des BMS an das Gehäuse mit der Zielsetzung einer möglichst geringen Temperatur des BMS und nicht ein BMS möglichst weit über seinem passiv gekühlten Nennstrom zu betreiben, sieht, denke ich nicht, dass der Faktor 4-5 zwischen der Wärmeleitfähigkeit von Alu und Stahl hier wirklich kritisch ist, weil die Hauptfunktion ist, die Wärmeübergangsfläche zur Luft massiv zu vergrößern und nicht einen sehr starken Wärmeeintrag an einem sehr kleinen Punkt abzuleiten.
Die Wärmeleitfähigkeit von Stahl ist bereits ~ 2000x größer als von Luft.

janvi · 30. Januar 2025 um 12:14

Mit losen Einzelzellen würde die Last beim Tragen auch in der Chassis-Mitte einen langen Hebel ansetzen. Ein 8s verspannter Akkupack ist aber weitgehend selbsttragend. D.h. man kann ihn an der linken und rechten Schmalkante unten fassen und er bricht nicht auseinander bzw. die 50kg Zellen verschieben sich unter den 300kg Verpressung auch nicht. Aus diesem Grund setzen die Griffe links und rechts neben einem kleinen Hebel zu den Zellanfängen im Wesentlichen nur eine Zuglast auf das Blech. Der Baugruppenträger drumrum nimmt für eine mögliche Stapelung dann das Gewicht von oben auf ohne die offenen Chassis irgendwie zu belasten.

Bin da gerade noch an der Statik mit U-Profilen zur Querverstärkung. Die große Unsicherheit ist wie weit das 5mm Stahlblech hierzu ausreicht. Mit dem FEM Modul bin ich leider nicht fit genug das zu simulieren. Die Baugruppenträger werden ziemlich löchrig wenn man daraus die benötigten Kleinteile entnimmt. So war eine direkte Anbindung an das Chassis eher als ein Auschneiden zur Entnahme des geplanten Kühlblechs ohne Änderungen in der sonst statisch, thermisch und elektrisch nutzlosen Bodenfläche gedacht.

Bezüglich Blechlaser hatte ich heute früh ein aufschlussreiches Gespräch mit einem Lieferanten welcher keinen Online Shop hat. Um wettberwerbsfähig zu sein bieten sie tasächlich einiges im Bereich der Nutzen. Das funktioniert wie beim PCB Pool. Man kann eine kleine Platine schnell und günstig kriegen. Bei Stückzahlen wird der Pool aber übermässig teuer. Microcirtec hat mich als Kunde schon rausgeschmissen weil ich einfach deren maximale Größe genommen habe und darauf eigene Nutzen gesetzt habe. Erst haben sie keine Stegfräsung mehr gemacht. Dann habe ich selbst auf der Schlagschere mit Genauigkeitsverlusten getrennt, dann haben die gar nichts mehr geliefert. Nutzen sind deutlich günstiger als wenn für kleine Teile jeweils Einrichtkosten zu Buche schlagen.

Beim Blech kann man sich da jetzt eine Mittelformatplatte nehmen (2x3m), darauf einzeichnen was man will und markieren was geliefert wird und was als Verschnitt in den Schrott kann. Sie haben selbst CAD was automatisch Nutzen setzen kann und Aufträge sammelt. Aufgrund der vielen verschiedenen Bleche klappt das aber meist nicht gut so daß trotzdem viel an Einrichtkosten auf dem Weg bleibt. Mit Ausbrechstegen um z. Bsp. Rechts/Links bei der Montage zu konfigurieren, haben die sich bei 5mm Blech auf 2mm Stegbreite eingelassen. Stegbreite kleiner Materialstärke geht bei einem Online Shop in der automatischen Prüfung auch nie durch. Sie akzeptieren auch zwei aufeinanderliegende Schnitte welche dann mit einer einzelnen Laser Fahrt geschnitten wird. Die Shop Automatik wirft sowas raus, weil der bereits vorhandene Schnitt auf der Rückfahrt der zweiten Linie wieder verschmelzen würde.

janvi · 31. Januar 2025 um 21:25

Obwohl die Platinen klein sind, geht es eng zu. Die Leistungsplatine hat keinen Platz auf der Rückwand weil der vom Anderson APP Stecker belegt ist. Es bringt auch nichts den APP Stecker ausser der Mitte zu setzen, weil die Rohrkabelschuhe und Biegeradien des 35mmq noch mal soviel Platz wie die Platine brauchen. Also ist mir nix gescheiteres eingefallen als die Leistungsplatine auf die bewegliche Kompressionsplatte zu setzen. Abstandsbolzen Kunststoff l=16mm um die Isolationsabstände der M6 Muttern unten dran einhalten zu können.

Die Steuerplatine hat dann noch auf der Rückwand unter dem APP Stecker Platz. Wie wichtig ist der Zugriff auf die USB Buchse an der Frontplatte?

Abgesehen vom Preis in diesem Fall könnte man sowas vorsehen?

nimbus4 · 31. Januar 2025 um 23:36

Das ist in der Tat ein Punkt, den ich in meiner Argumentation nicht berücksichtigt hatte.

Da muss ich leider mein Veto einlegen. Die Verbindung zwischen Shunt und Steuerplatine muss so kurz wie möglich sein, da es sonst zu Einkopplung von Störungen kommen kann.
Idealerweise sollte das so aussehen:

Wenn die Steuerplatine neben dem Shunt liegen soll, sind im Moment nur 5 cm für das Kabel freigegeben. So wie hier:

Im Moment wird USB für FW-Updates und low-level Debug benötigt.
Früher oder später werden Updates aber wohl auch über BT oder CAN möglich sein, so dass ich konzeptionell nicht zuviel Gedanken auf den Zugang zu USB verwenden würde.

janvi · 1. Februar 2025 um 07:19

Der Abstand zwischen den Platinen wäre 49mm gewesen. Eher zufällig, denn es muß ja auch noch ein kleiner Höhenversatz ausgeglichen werden so daß man leicht über die 5cm gekommen wäre. Das von dir mitgelieferte Gate Kabel hat 35cm. An den Shunts sind freilich kleinere Spannungen und Schludrigkeiten kosten gleich mal das eine oder andere Bit an Wandlergenauigkeit.

Wir machen die Platinen deshalb Sandwich/huckepack und auf der Rückwand gar nichts. Die lästigen Verbindungskabel entfallen dann auch. Die senkrechten Stecker müssen eben passen. Notfalls auch als THT. Die Kante mit der USB Buchse soll dann zur Seite schauen (was vom Lochbild hoffentlich geht) so daß man von dort auch noch an die beiden Taster rankommt. Die lassen sich sowieso nicht auf die Frontplatte führen. Von oben ist der APP Stecker im Weg. Die Kühlbleche sind auch auf der Vorder und Rückseite. Das habe ich auch noch nicht berücksichtigt. Der Isolationsabstand wird da zu den Kabelschuhen kaum mehr ausreichen.

Den schrägen Bolzen der vor der Sub-D erkennbar ist, ist eine Bananenbuchse zur Erdung. Die Steckerseite ist deutlich länger als die Sub-D und damit voreilend. Die Buchse hat von Haus aus eine ziemlich Fase an der Einführung. Diese wirkt gut selbstzentrierend, so daß es beim nachfolgenden Sub-D nicht hakt. Die Zugentlastung habe ich doppelt ausgeführt (seitliches Bild) so daß man Last und CanIn/Out gleichzeitig abfangen kann.