Grundsätzlich wäre das zukünftig sogar möglich. Ein nur durch ein Loch in de Frontplatte ereichbarer Reset-Taster ist auch bei anderen BMS nicht unüblich.
Isolationsabstand gegen was?
Ist diese Erdnung nur für das Chassis und nur mechanich mit dem Sub-D für CAN gekoppelt, oder soll das auch elektrisch was mit der CAN-Schnittstelle zu tun haben?
Nach meiner Planung soll CAN nur dann (aus-)gesteckt werden, wenn mindestens GND ( beim BMS also Load- ) aller beteiligten Komponenten verbunden ist.
Das wäre dann noch mal eine belegte Ader im ?-poligen Flachbandkabel zwischen vorne und hinten.
Die Erdung ist nur für das Chassis. Die kurzen Stifte der Sub-D Buchsen trennen auf jeden Fall zuerst, so daß darüber kein Laststrom fliessen kann.
Die Schwachstelle zwischen Ringkabelschuh und Kühler wird mir mit 2,5mm angezeigt. Die für 48Volt dimensionierten Mosfets dürfen bei einem HV Design ja aber auch nur aufmachen, wenn der Schütz in einem zentralen Controller bereits aufgemacht hat. Oder hast du als Texas Fan bereits was mit Sic oder GaN im Nähkästchen?
3mm Distanzbolzen am Kühlblech ergeben zu den Mosfets einen zu überbrückenden Spalt von 1,9mm. Da wäre das 2mm Gehäusematerial gut. Der Nutzen auf der Blechtafel passt schlecht. Ringsum hat da noch ein Haufen Kleingemüse aus 2mm Alu Platz. Als Bastler darf man im Schrottkübel der Laserdienstleister nicht wirklich gucken, was da alles drinnen liegt.
Hast du an den Shunts auch etwas zur Kühlung vorgesehen? Die Abstände im 3D File passen dort vermutlich nicht, weil es ja ein isoliertes Gehäuse sein muß.
An den Distanzbolzen zur Ecke sehe ich aber auch eine Kollision. Zumindest mit "normalen" M3 Distanzhülsen mit SW5,5. Es gibt auch SW5 aber selbst die reichen nicht ganz. Sonst dünnwandige Sonderanfertigung in runder Form. Von unten wäre aber ein Gewinde schön, weil das mit einer Schraube in die gekaufte Hülse günstiger ist als im Blech selbst eines zu schneiden.
Von den Löchern der uC Platine passen momentan nur zwei auf das Kühlblech und gar keine auf die LH Fet/Shunt Platine. Wenn ich das korrekt verstanden habe, liegt das nicht am Zusammenbau, sondern soll beim Redesign zusammen mit dem Ausrichten der Board2Board Verbindern gemacht werden?
Genau.
Für die Kühlbleche möchte ich gerne nur eine funktionale Isolation für ~ 100 V realisieren. Eine "doppelte" Isolation für eine Bemessungsstoßspannung von ~ 4-5 kV ( typisch bei Schaltungen auf Netzpotential ) erscheint mir hier nicht sinnvoll.
Für ein HV-Design macht meines Erachtens ein 100 V MOSFET-Schalter pro Pack nur dann Sinn, wenn man auch eine "Überbrückungsschaltung" ergänzt, so dass der Ausfall eines Packs nicht den gesamten Batterie-Stack außer Betrieb nimmt. Ich habe aber nicht den Eindruck, dass sich dafür hier bis jetzt irgendjemand begeistern konnte. Ohne dass, sollte man den MOSFET-Schalter einfach weglassen.
SiC-FETs hat TI, soweit ich weiß, garnicht im Programm, 650 V GAN FETs sind aus meiner Erfahrung nicht robust genug für einen solchen Trennschalter.
Ein MOSFET Schalter mit 750 V oder 1200 V SiC FEts ist technisch überhaupt kein Problem. Ein (nominla ) 800 V 1 mOhm Schalter hätte aktuell aber alleine Materialkosten von etlichen 100 €, so dass da wohl kaum jemand Interesse dran hätte.
Dass ein DC-Transformator, der bei bidirektionalem Energiefluß die Spannung eines 16s Packs um den Faktor 8 hochhebt und damit die direkte Anbindung eines 16s LFP Packs an einen HV-WR erlaubt, in Vorbereitung ist, habe ich ja schon ein paar mal durchblicken lassen. Der setzt selbstverständlich auf GAN FETs. Das dürfte aber eher für Anlagen < 50 kWh interessant sein
Das könnte man definitiv so anvisieren. Ich möchte (vermutlich nächste Woche ) das mit Abschnitten aus Aluflachstangen aber erst einmal praktisch ausprobieren. Dann habe ich Feedback dazu, ob dass, so wie ich es geplant habe, praktikabel ist.
Klar, auch mit Alustücken wie über den FETs. Dass ich dabei den Shunt nicht brücken darf, ist klar.
Das kann ich an den Mustern bestätigen. Da muss eine leichte Anpassung der Form der Abdeckplatten auf die TODO-Liste. Danke für den Hinweis!
So sieht das im Moment aus:
Für eine Serie muss das aber definitiv noch optimiert werden. Die 2mm Buchsenleisten in Kupplungs-Konfiguration, um die PH Buchsen auf den Platinen weiter nutzen zu können, ist nur für ein paar Muster realistisch.
Bezüglich dem Gehäuse möchte ich demnächst mal die "Notbremse" ziehen. Vorerst werde ich nur das Alu-Chassis in 2mm bestellen. Wahrscheinlich 8 Stück um zwei Stockwerke machen zu können. Das gibt 4 Batterien wobei ich derzeit aber nur Zellen für 3 Batterien habe.
Der Baugruppenträger aus 5mm Blech funktioniert als Fahrgestell im Konzept bis 2000kg. Das entspricht etwa einen Handhubwagen mit entsprechender Palette. Von der Radgröße, dem Gewicht und der Beweglichkeit her bis 1,8m Höhe so daß man an normalen Türen damit noch durchkommt. Besonders am Fahrgestell stimmen viele Details noch nicht ganz was aber für das momentan zu bestellende Einschubchassis nicht relevant ist. Zunächst werde ich sowieso mit meinen vorhandenen Regalen arbeiten.
Die Zip Datei ist im proprietären Windows SWX Format. Mit dem normalen Zip kann man sie nicht öffnen. Man muß sie in .easm umbenennen und den Viewer dann hierzu runterladen:
Download eDrawings | eDrawings Viewer
Leider kann der Viewer weder die Bewegungssimulation noch Varianten darstellen. Für das Ziehen des Chassis aus dem Baugruppenträger und das Ein/Ausstecken des Anderson hätte ich eine Bewegungsstudie machen müssen was mir gerade aber zu blöd ist. Die Stecker sind als Varianten in der 120 und 200 Amp Version in den beiden eingeschobenen Chassis dargestellt.
Wenn man versucht, im Viewer einzelnen Teile zu bewegen, fliegt das Teil auseinander weil es die Funktionalität nicht hat. Man kann aber alles von allen Richtungen in 3D anschauen. Mit dem Kontextmenü recht Maustaste kann man auch einzelne Teile ausblenden oder auch nur transparent schalten um zu schauen wie es dahinter aussieht. Das geht soweit, bis man nur noch einen einzelnen Mosfet oder Widerstand hat. Zur vollen Darstellung einfach wieder alles einblenden.
Oben hat es Platz um ein JK BMS einzulegen. Den Platz braucht man wegen der Statik für welche das U-Profil beim Stapeln sorgt.
bat4.zip (3,0 MB)
Bei die Version mit 4 Druckfedern, fällt die Länge der Feder vorgespannt recht kurz aus für 8s.
Ich habe mal die Druckfeder für 6 mal M8 Gewindestangen durchgerechnet. Damals kam ich bei ein Länge der Feder vorgespannt von 73~74 mm¹ und sogar 4s auf mehr als die ± 20 kgf. Unter der Annahme, dass sich die Zellen jeweils um ± 0,8 mm¹ ausdehnen und schrumpfen.
Diese Annahme stammt aus die dimensionale Zeichnung des CB75 Datenblatts (71,70 ± 0,80 mm¹). Auch ein Eve MB30 Datenblatt schafft keine Klarheit:
4.7 Swelling Force … 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.
Toll Eve, aber bei welcher Stückzahl? Gruppen mit 4, 8 oder sogar 16 Zellen in einer Reihe?
@Janvi Wie ist die Federausleging hier berechnet?
Meine Berechnung damals:
300 ± 20 kgf ÷ 6* = 50 ± 3⅓ kgf ≍ 490,5 ± 32,7 N** pro Druckfeder
*) Anzahl der Gewindestangen/Druckfedern
**) Vorspannungstoleranz bei Rept CB75 = ± 200 N ≍ ± 33⅓ N pro Druckfeder
± 32,7 N ≍ 1,900 mm (32,7N ÷ 17,242N/mm¹) ≍ 2,38 Zellen (bei ± 0,8 mm¹)
oder
± 33,3 N ≍ 1,933 mm (33,3N ÷ 17,242N/mm¹) ≍ 6,19 Zellen (bei ± 0,3125 mm¹ (2,5 mm¹ pro 8 Zellen))
oder
± 33,3 N ≍ 1,933 mm (33,3N ÷ 17,242N/mm¹) ≍ 7,73 Zellen (bei ± 0,25 mm¹ (2,0 mm¹ pro 8 Zellen))
(Federweg 40% SoC = 490,5 ÷ 17,242 = 28,448 mm¹)
Das mit 2 Federn geht nicht. Man kann nicht davon ausgehen, daß sich die Zelle genau in der Mitte symmetrisch aufbläst. Die Druckplatten würden dann verkippen und der Druck sich dann ungleichmässig verteilen. Im EVE Datenblatt haben die sogar einen Versuchsaufbau mit 6 Gewindestangen, 3 auf der Seite.
Im EVE Datenblatt LF280 ist die Anfangskraft mit 280 plusmins 20kg angegeben. Mit der Maximalkraft wird empfohlen unter 700kg zu bleiben. Ab 1000kg besteht die Gefahr daß die Zelle beschädigt wird. Das erreicht man mit den Federn nie, solange sie nicht auf Block fahren.
Die Feder hat eine Drahtstärke von 4mm und eine Länge von 60mm. Für 4x750N muss die Druckplatte um 25mm vorgespannt werden. Die typische Ausdehnung im Normalbetrieb ist etwa 1mm pro 16s Stack oder <0,1mm pro Zelle.
Bei 27mm Federkompression entspricht für 8s der 4-fachen typischen Ausdehunung. Wir sind dann bei einer Kraft von 4x820N=328kg. Da wollte ich eigentlich einen Sensor als Endschalter ranmachen denn bei größeren Wegen ist vermutlich sowieso was faul wo man danach gucken sollte.
Wenn sich eine Zelle mal mehrere mm aufbläst, sind wohl auch die elektrischen Werte verdächtig und ich würde sie nicht weiter betreiben bis sie mir um die Ohren fliegt.
Gibt es zu diesen Ausdehnnungsdaten einen Quelle?
Best way to compress cells in packs | Page 3 | DIY Solar Power Forum schreibt 1 mm, die Bilder zeigen pro 4s.
Another Cell Compression Thread, this time about foam | Page 4 | DIY Solar Power Forum schreibt 0.5 mm pro 280Ah Zelle.
Meine Zellen können sich beim Laden/Entladen nicht ausdehnen. Fest verspannt ohne Federn. Mittlerweile haben die 22663KWh durch. Vor 14 Tagen hatten sie eine Entladung bis auf null also 280Ah je Pack.. Keine Zelle ging unter 3 Volt. Ich bin hier immernoch der Meinung, dass ohne Federn verspannt werden muss. EVE hat ja im Datenblatt auch keine Federn in der Skizze.
Ohne Federn könnte die Kraft je nach Steifheit des Rahmens bereits bei kleinsten Wegen über 1000kg bis zur Zerstörung der Zellen gehen.
Die typischen 1/10mm pro Zelle habe ich auch irgendwo in einem Forum gelesen. @nimbus4 hatte deshalb ja auch schon die Idee an der Mechanik einen Schiebepoti zu montieren um die Atmung des Stacks im BMS aufzuzeichnen. Damit hätte man dann automatisch mehr an belastbaren Daten und würde möglicherweise auch frühzeitig Anomalien erkennen können. Ist in der aktuellen Version eben noch nicht so weit aber fürs Redesign vermerkt.
Habe meine Federn gerade noch mal als Versuch im Schraubstock zusammengefahren. Ab der Nennlast von 300kg gehen noch 4mm bis auf Block. Das ist dann bei 356kg. Für 8s wären das also 0,5mm pro Zelle was möglicherweise schon etwas knapp werden könnte. Andererseits erscheinen mir 0,5mm reversibler Weg bei einer gesunden Zelle unter Kompression aber auch zuviel. Wenn das aber so sein sollte, kann man auch noch immer längere Gewindestangen und längere Federn nehmen. Vom Gehäuse her habe ich mindestens 12mm Platz gelassen.
RCinFLA schreibt 2% in 2020 "hauptsächlich aufgrund der Ausdehnung der Graphitanode". Also 2% von 72 mm = 1,44 mm; wenn linear von 40% auf 100% SoC = 0,864 mm pro Zelle.
In 2024 schreibt er nur 20% der Zelle ist Graphit, das sich zwischen 0 % und 100 % Vollladung um etwa 11 % Volumen ausdehnt. 70 (1 mm alu Kanisterstärke?) * 0,2 * 0,11 = 1,54 mm.
Der Unterschied beträgt etwa den Faktor 10. Seht sich an das es bei Eve MB30 handelt um 2,0 mm pro Zelle. Ich denke, das Federdesign muss überarbeitet werden.
Hier ins Forum ein Zellenherstellerzeichnung (vermutlich) mit 0,5 mm Unterschied zwischen SoC 30 und 100%.
Offy's Werkstatt: 1-2-3 millimeter Ausdehnung pro 8s bei 480 kgf (statt 300 kgf)
Und warum hat der Hersteller EVE im Datenblatt seine Zellen mit 6 M8 Schrauben ohne Federn verschraubt? Weil EVE keine Ahnung von Lifepo4 Zellen hat?
Ich bin Sicher dass EVE die Skizze mit der Verspannung extra ins Datenblatt eingefügt hat, damit die 300Kgf interpretationsfrei sind.
Wie groß ist die ungespannte Länge der Feder?
Wie groß ist die Länge der Feder gespannt (bei das 300 kgf Ziel)?
(oder um welcher Feder handelt es sich? Link Technische Daten?)
Mein EVE Datenblatt ist für die LF280K. Die Vorrichtung mit den beiden 10er Platten und 6 Schrauben ist nicht zum Einbauen der Zelle in das Produkt sondern als Verfahren zur Kontrolle der Toleranzen einer neuen Zelle welche im Bereich von 15-40% SOC liegen darf. Ich denke sie haben gleich 6 Schrauben gewählt damit die Parallelität der beiden Platten bei gleichmässigem Anziehen besser ist. Zur Kontrolle der Dickentoleranz der Zelle werden auch auf jeder Seite 3 Messpunkte oben, mitte unten an den beiden Platten vorgeschrieben welche dann zu mitteln sind.
Darüber hinaus gibt es in meinem Datenblatt noch eine Konstruktion mit 4 Schrauben in den Ecken aber auch 4 10er Stahlplatten. (Swelling Force Clamp). Die äusseren beiden Platten stehen fest. Die zweite Platte an der Zelle ist beweglich und die dritte Platte schliesslich mit einer Feder mittig vorgespannt.
Auch diese Konstruktion dient nicht zum Einbau, sondern zum Vermessen der beim Laden auftretenden Kräfte. Dazu wird die zentrale Feder auf 300kg vorgespannt, die Batterie dann geladen und nachgemessen welchen Weg die Feder dabei komprimiert wurde.
Dabei fällt mir auf: Bei meinen neuen Druckplatten könnte ich anstelle 4 auch 6 Löcher (nach Datenblatt) bohren. Damit teilt sich die Kraft für eine Feder auf 50kg. Der für 8s dann zur Verfügung stehende Fahrweg erhöht sich dabei auf 15mm. Bleibt die Frage was günstiger ist. Zwei weitere Gewindestangen mit Feder, Löcher und Mutter oder 4 längere und stärkere Federn.
Ich glaube nicht, dass diese Denkweise ganz richtig ist.
Biss aufs Block darf man ein Feder laut Hersteller nicht belasten.
Feder: 60mm x 4,0mm für 750N ist z.B. D-331
und erreicht schon die maximale Federkraft bei:
Schon bei (27,01 minus 24,71) > 2,3 mm Zellausdehnung (0,29 mm/Zell) , ist die Druckfeder überlastet. Und der Druck auf die Zellen größer wie eine Toleranz von ± 28 kgf (statt ± 20 kgf)
Montage Druckfeder?
In den Abbildungen steht das Gewindeende um die gleiche Länge hervor wie die Länge von Zugfeder + Scheibe + Mutter. Wie bekommt man die Druckfeder unter Kraft, ohne dass am Gewindeende eine Überlänge entsteht?
Ich meine ganz praktisch: Wie hält man so die Feder unter 75 kg Spannung, sodass man weiterhin eine Mutter auf die Gewindestange drehen kann?
Die Höchstkraft der Feder geht bis 820N. Lt. Hersteller sollte sich die Zelle im Betrieb auch nicht so weit aufblasen. Tut sie es eben trotzdem, dann geht die Feder auf Block und die Kraft dabei mehr als linear nach oben. Wenn die Zelle in der Größe nicht mehr reversibel zurückschrumpft, ist eine vorgeschädigte Feder schliesslich auch voll egal. Die Toleranz im EVE Datenblatt bezieht sich auf den Anfangszustand. Die maximale Kraft bis zur Schädigung der Zelle darf irgendwo gegen 1000kg gehen.
Aber du hast Recht, ich werde beim Redesign eine längere Feder raussuchen. Bei 6 Stück geht dieses Modell momentan allemal. 500N sind 16,5mm gespannt. Das Datenblatt weist den Arbeitsbereich bis 27mm aus was pro Zelle 1,3mm macht. Bei einer Anomalität werden sich aber nicht alle Zellen gleichmässig, sondern nur eine defekte erst mal übermäßig ausdehen was mit einer Wegmessung auch in diesem eigentlich zu kleinen Bereich sofort erkannt werden kann. Die Abbildung ist ungespannt. Das Gewinde wird nach dem Spannen immer überstehen. Meine ersten 4 Gewindestangen habe ich bereits zu kurz abgesägt. Die Mutter lässt sich nur im gespannten Zustand der Feder ansetzen was ein ziemlicher Akt ist. Die Gewindestangen habe ich in 2m Länge gekauft. Diese habe ich ohne Abfall in 3 gleiche Längen geteilt womit sie etwas zu kurz wurden und nur schwierig montierbar sind. Man braucht 3m Länge für 4 Längen (was es auch gibt), damit der Abfall nicht so groß wird.
Momentan sind noch nicht mal die abgebildeten Druckplatten in Sicht. Ich habe noch eine ältere Version in 10mm Materialstärke. Das täuscht: Diese 6 läppischen Druckplatten für 3 Batterien haben ca. 50kg Versandgewicht weshalb der Hersteller eine Spedition mit Palette anrollen lassen möchte.
Die neue Version ist aus Ausschnitten der tragenden Chassis. Diese müssen nicht überall vollflächig sein um etwas Gewicht und Material zu sparen.
Dann haben wir beide die gleiche Erfahrung mit diesem Thema gemacht.
Bisher konnte ich keine Zellherstellerinformationen finden, die die relative Dicke der Zellen bei 100 % und 0 % SoC im Vergleich zum Lieferzustand (40 %) angeben.
Hier bin ich sehr gespannt, welche Informationen Sie hierzu vom Hersteller erhalten haben. Was können Sie teilen?
Wem passt meine Meinung aus zwei drüber nicht und spielt Blockwart? Wird immer mehr Kindergarten hier. Beschäftigungstherapie für Moderatoren oder was soll das werden?
Den Federnshop von Gutekunst kenne ich, weil er bei mir hier in der Nähe ist. Die Firma welche die Maschinen zur Produktion der Federn dazu macht kenne ich ebenfalls weil wir dafür früher die Steuerung entwickelt haben. Sie heisst Wafios. Die Anzahl der Modelle an verschiedenen Federn ist seit der Einführung von Datenbanken bei der Produktion explodiert. Die Vorzugsmodelle aus der DIN haben praktisch keine Bedeutung mehr
Aufgrund der Vielzahl von Modellen wird eine Feder meist erst dann produziert, wenn sie jemand bestellt. Die Federn von Offis Volksakkus sind übrigens aus China. Es gibt davon kein Datenblatt und die Kräfte wurden nur experimentell ermittelt. Er hat dazu eine ziemlich aufwendige Vorrichtung gebaut welche an allen 6 Gewindestangen parallel dreht. Wie zu erwarten war das aber ein Rohrkrepierer.
Die D-288 ist zwar hübsch schlank, aber reicht kaum für 300kg Anfangskraft. Die Maximalkraft liegt bei 570N oder 57kg. Mal 6 gibt 300kg aber komplett am Anschlag.
Ich denke das diese Feder für 4 bei 4 Zellen ausreicht: 300 kgf mal 9,81 = 2943N / 6 Federn = 490,5 N pro Feder. (fast die Dynamische Höchstkraft der Feder).
Höchstkraft der Feder: 572,529 N
Differenz: 82,03 N
Federrate: 17,242 N/mm
Gibt also noch 4,75 mm bis zur Höchstkraft der Feder.
Sogar bei 0,5 mm Schwellung pro Zelle, gibt es noch 2,75 mm bis zur maximaler Belastung der Feder.
Oder welcher Fehler habe ich hier gemacht?
