ich bin neu im Akku-Game, also seid vielleicht etwas geduldig, wenn ich Dinge frage, die bei Euch unter "Allgemeinwissen" laufen.
Mein Projekt: Ein elektrisch angetriebenes Boot. Der Motor ist bereits bestellt und läuft mit 72V Nennspannung, der Akku muss zwingend unter 84V bleiben. Der Motor zieht maximal ~160A = 11kW, ich möchte daher einen LFP-Akku mit 22s oder 23s und zwischen 100 und 150Ah verbauen, dessen Dauerstrom-Lieferfähigkeit sicherheitshalber bei 200A oder mehr liegt. Damit sind viele Solarspeicher-Zellen im Bereich <= 150Ah raus, da die nur bis 0.5 oder 1C Dauerstrom spezifiziert sind. Der Motorhersteller geht übrigens von einer 23s Konfiguration als "recommended" aus.
Es gibt auf Aliexpress einen fertigen 105Ah-Akku mit 22s1p Konfiguration und (unbekanntem) 200A BMS + unbekannten Zellen für ca. 1300 EUR zu kaufen, das wäre mein Mindest-Benchmark. Entweder werde ich per DIY billiger, besser oder größer. Mein Budget wäre bis ca. 1500 EUR.
Ich habe bislang verstanden: Zellen gibt's seriös in den Niederlanden bei NKON zu kaufen - da habe ich auch eine 150Ah Zelle (BAKCBBL150) gefunden, die für 2C Dauerstrom spezifiziert ist. Kostet pro Stück knapp 40 EUR, also im preislichen Rahmen. Habt ihr noch andere Empfehlungen für Zellen irgendwo zwischen 120 und 150 Ah, die mindestens 200A Dauerstrom liefern können?
Dann das BMS - hier hab ich (auch bei NKON) ein JK B2A24S30P bis 24s und 200A gefunden, das ich ganz passend finde. Was gäbs da zu beachten?
Was fehlt also noch: Case, Coulombmeter für die ANzeige des SOC, Lademöglichkeit (und so "Kleinigkeiten" wie die interne und externe Verkabelung des Akkus).
Fangen wir mit dem Case an: Was gibt's hier an empfehlenswerten Anbietern für stabile Metallcases, in dem 22-24 Lifepo4 Zellen + BMS + Shunt Platz finden?
Die BAK-Zellen haben die Abmessungen 220x117x60, ich denke, ich müsste das ganze zweireihig nebeneinander aufbauen. Häufig zu finden sind 16s-Cases - könnte man so ein Case für 16s Zellen der 300Ah-Klasse auch einfach mit 2x11 kleineren Zellen bestücken? Wo bekomme ich die Verbinder zwischen den Zellen (Busbars) her?
150Ah und 160A max. nach Motor-Spec wäre für mich noch nah genug an 1C dran - nur sollte das BMS nicht gleich bei einem Peak “zumachen”, deswegen habe ich gern Luft nach oben. Und die Zellen die ich rausgesucht habe, sind angeblich für 2C ausgelegt. Gilt da die Regel “max. 1C” trotzdem? Ich muss keine 4000 Zyklen erreichen, realistisch sind vielleicht 50 Zyklen/Jahr, wenn überhaupt.
200Ah ist leider endgültig zu schwer. Ich muss den Akku zu zweit händeln können, und auch wegen der Fahreigenschaften sollte er so leicht sein wie möglich. 105Ah wiegen mit Case 65 Kilo, 150 schon in Richtung 90 Kilo, das ist dann schon echt schwer und das absolute Maximum.
Daher dann die Frage “Spezialzellen” - gibt’s da Empfehlungen? “EV grade” soll das Zauberwort sein, und damit finde ich auch die eine oder andere 2C/3C-Zelle. Nur ist dann der Bezug schwierig, grade bei Lieferanten aus DE/Europa.
Da ich auch seit frühester Kindheit verschiedenste Motorboote fahre, irritieren mich die 11 kW als Dauerlast.
Um mit kleine Sportbooten schnell zu fahren zu wenig und bei größeren Booten ist mit der kleinen Leistung alles oberhalb der Rumpfgeschwindigkeit rausgeschmissene Energie.
Speziell? Glaube nicht wirklich. Aber es soll in der Tat ein e-angetriebener Gleiter werden - bislang war aber die Motorenauswahl dazu sehr begrenzt.
Ich habe hier ein altes 4,50m Aluboot mit einem Leergewicht von 115kg (das ist ziemlich leicht), das mit 20PS Verbrenner und drei Personen sehr locker ins Gleiten kommt, damit fährt das Teil knapp 24kn. Gleiten tut’s ab ca. 13-14kn, und in den Bereich um die 15-20kn möchte ich mit dem Elektroantrieb hin. Mit 15 PS Verbrenner geht das, also sollte es mit 11kW Elektro auch gehen. Es steht und fällt aber alles mit dem Leistungsgewicht, weswegen der Akku möglichst leicht sein sollte. Man kommt schnell an eine Grenze, wo eben die Leistung grade so NICHT mehr ausreicht, um die Bugwelle zu “überholen”, dann kann man auch gleich mit 1kW und 6kn Rumpfgeschwindigkeit rumtuckern.
Am Ende soll das ein günstig zu betreibendes und leises Pendelboot zu unserem Inselhäuschen in Finnland werden… Und natürlich dem Erkenntnisgewinn dienen.
Leicht, wasserdicht, genug Leistungsabgabe, ganz schöner Spagat! Gibt es pouch Fertigbatterien? Bei 50 Zyklen im Jahr eher Li-Ion? 4 x 72V 60Ah Scooterbatterien?
Hmm, ich rechne mal durch, wie viel Gewicht das ausmacht. Vielleicht ist die Idee nicht so schlecht. Auf dem Wasser braucht man halt nervigerweise die Leistung dauerhaft, nicht nur für ein paar Sekunden.
Nur grade im DIY-Bereich hab ich vor NMCs ganz schön Respekt - LFP sind halt inhärent etwas sicherer (und ich hab Lust auf Hands-on Erfahrung damit). Und zumindest in meinem Auto sind die NMC überraschend schnell gealtert. Aber Respekt, wer City EL noch kennt - das nenn ich mal nen alten Hasen!
Zurück aber zum Case - wo krieg ich denn sowas verlässlich her? Am besten fertig mit Griffen, Ausschnitten usw, so dass man nur noch die Zellen einbaut, verpresst und los geht’s. Gut wäre natürlich auch, wenn das einigermaßen spritzwasserfest (zu bekommen) wäre.
Ich würde versuchen bei LFP zu bleiben, vom Preis-Leistungsverhältnis vermutlich nicht zu schlagen und deutlich mehr Zyklen als bei NMC typischerweise. Wenn es dir aber absolut auf Leistungsdichte ankommt, führt wohl keine Weg an NMC vorbei. Weiß nicht, ob es die in großen prismatischen Zellen gibt - vermutlich schon. Mit den 200A Dauerstrom und max. 150 Ah wird es fast unmöglich, es sei denn, Du überlastest die Zellen. Wenn das BMS die 200A packt, machen die Zellen das schon mit, nur die Frage wie lange? Bei 105Ah sehe ich das aber als äußerst kritisch an, zumindest bei LFP.
Alternative wäre vielleicht ausgebaute Module aus div. e-Autos, da gibts einiges am Markt, teils recht günstig. Setzt aber etwas Fachkenntnis und Frickelei voraus und ggf. Herumärgern mit CanBus-Protokollen etc. wenn man das verbaute BMS verwenden möchte. Ich meine vom Tesla-S gab es solche Module mit 25V, 3 davon in Serie sollte passen. Das sind dann leistungsdichte NMC-Zellen (soweit ich weiß) und ein Modul wiegt etwa 25 kg und fasst 5,3 kWh.
So, ich hab noch mal mit dem Motorhersteller Rücksprache gehalten, die empfehlen auch einen 150Ah Akku mit ganz normalen 1C-LFP-Zellen und haben mir die Spec von deren Akku zugeschickt - keine Magic dabei. Die Datenblätter sind auch etwas “kreativ”, ich finde jetzt 155A Max-Strom bei 23s für den Motor.
Also werd ich’s genau so machen, die 150 Ah Zellen von Nkon sind gesetzt und dazu das JK BMS B2A24S30P. Das sollte doch passen. Jetzt brauch ich aber noch eine Batteriestandsanzeige am Steuerstand des Bootes. Klar kann ich jetzt ein separates Coulombmeter mit Shunt verbauen, aber eigentlich sollte das BMS diese Daten doch auch haben. Sprich: Aktuelle Strom/Leistungsaufnahme, Spannung des Akkus Overall, Entnommene Kapazität / SOC. Was für Möglichkeiten gibt es da? Handy per Bluetooth ans BMS ist keine gute Idee wegen Salzwasser, und zu fummelig beim Fahren.
Und dann die Frage: Wie genau die Zellen verpressen? Und was für ein Gehäuse?
Ich denke, ich würde die Zellpakete mit Siebdruckplatten und Gewindestangen verpressen. Braucht man da dann noch Isolierschichten zwischen jeder Zelle? Schaum/Epoxyplatten?
Und woher bekomme ich zuverlässig ein brauchbares Gehäuse her? Klar kann ich auch eine Kiste aus Siebdruckplatte zusammenbauen, aber es wäre mir eigentlich lieb, ein fertiges Gehäuse kaufen zu können. Größenordnung 500x800x150mm. Spritzwassergeschützt wäre schon gut.
Sieht sehr schick aus, das Cerbo kostet aber mit Display auch schon gute 500 EUR. Phew. Ein bisschen viel für erste Erkenntnisgewinnung. Ich dachte, man könnte einfach ein <100EUR Display per RS485 ans BMS anklemmen…
Ja, lustig, genau dieses Display habe ich mir bei nkon einfach auf gut Glück mitbestellt, die hatten das auch für die JK BMSe angeboten, aber ohne große Beschreibung zu Kompatibilität. Vielleicht tut’s das ja fürs erste, ich werde mir auf jeden Fall noch mal die Doku vom BMS durchlesen.
Schau dir die Akkuzellen von unten an. Ist der Boden komplett wasserdicht mit Kunststoff ummantelt? Wenn nicht, musst du darauf achten, dass die Zellen niemals in einer auch noch so dünnen Wasserschicht stehen! Die Blechgehäuse der Zellen sind mit einem Batteriepol verbunden. Deshalb sind von Zelle zu Zelle 3,2V Spannungsdifferenz vorhanden die dann nicht nur die Batterie entladen, sondern durch galvanische Korrosion in kurzer Zeit das Metall durchfressen!! Es ist auch mit Tauwasserbildung zu rechnen! Die Gehäuse müssen also nicht nur Wasserdicht sondern auch Luftdicht und druckfest sein. Bei Temperatur oder Luftdruckänderung wird Luftfeuchtigkeit in die Batterrie befördert und kann dort kondensieren wenn die Zellen kälter sind. Die Feuchtigkeit wird sich dann immer weiter ansammeln. Holzgehäuse sind also ungeeignet!
OK, danke für die Hinweise! Sehr hilfreich! Sprich ich werde drauf schauen, dass welches Gehäuse auch immer verbaut wird, dieses luftdicht ist, und alle Durchbrüche mit Sikaflex o.ä. abgedichtet sind. Kondensation ist ja an der freien Luft nie zu vermeiden, grade wenn es kälter wird.
Der Akku muss über den Winter auch die Aufbewahrung bei Minusgraden überleben, ich habe keinen beheizten Raum, wo der angenehmer überwintern könnte.
OK. dann wird auch das verbaut, danke. Sprich ich lade den Akku über BMS voll, und schaue mir dann die entnommene Energiemenge über den Shunt + externem Batteriemeter an. Wenn das JK-Display auch funktionieren sollte, kann ich “externe und interne Messung” ja durchaus gegeneinander halten. Oder eben BMS+App mit der Shunt-Messung vergleichen.
Und natürlich dem Erkenntnisgewinn dienen.