Die 300KGf beziehen sich auf die Vorspannung der Zellen.
Die Kraft erhöht sich je nach Ladezustand auf biszu 50000N. Deshalb steht da auch dass die Konstruktion so ausgelegt sein soll, dass sie diese Kraft aushalten kann.
Wenn ihr da jetzt Federn einbaut, gibt die Konstruktion ja nach und es würde bei den 300KGf bleiben.
Demnach wäre es völlig unsinnig die Infos für SOC60% mit 50000N und für SOC70% mit 40000N ins Datenblatt zu schreiben, weil die ja dann nie erreicht werden.
Wenn ich das richtig sehe entspricht die wahnsinnig hohe Zahl ganz grob dem Reifendruck eines Rennrades?
Wenn ich die Ausdehung der Zellen und die relative Kraft in Relation setze (im Kopf), so geht das aus zwei Gründen nicht:
mit welcher Konstruktion willst du die annähernd 5 Tonnen überhaupt ohne Verformung aufbringen ? wenns sein muss rechne ich das nach.
Des weiteren müsstest du auf jede Zwischenlage verzichten, oder wirklich genau deren Dicke und Emodul berücksichtigen. Ich habe Presspappe Zwischenlagen 4mm, das wäre schon zu nachgiebig (vergleichbar zu holz)
Und eine Dritte wäre auch noch zu klären: Ob der Emodul der Zelle an sich, selbst wenn man der Kraft ohne jede Nachgiebigkeit entgegenhalten würde, genau zu der angegebenen Kraft führen würde. DAS ist meine Vermutung. Und das würde dazu führen, dass man damit kjetzt genauer Konstruieren kann, bisher habe ich den Emodul der zelle nur (im Kopf) grob geschätzt.
Ja natürlich. Das war der Kenntnisstand für fast 4 Jahre, mit der zusätzlichen Information das Halbierung der Kraft und Verdopplung der Kraft zu schlechterem Lebensdauerverhalten führt. Und die Referenz darauf, dass sich das vor allem auf die empfindliche dünne isolierung, das Diaphragma bezieht. Ich finde es vollkommen unlogisch, wenn jetzt eine glatte Verzwanzigfachung dieser Kraft plötzlich das richtige sein soll, was nach den 4 Jahre alten Daten es als unmöglich falsch einzustufen war.
Meine einzig logische Erklärung ist, wie ich es schon ausgeführt habe:
Eine Fehlinterpretation dessen, was das Datenblatt sagt. Bisher gab es nur die Angabe der 300 kgf, und eine grobe abschätzung dessen, inwieweit sich die zelle ausdehnt.
Dazugekommen sind jetzt eine Kraft, die die Zelle zu "entwickeln vermag" .
Wir "streiten" (in der Diskussion) uns jetzt darüber, ob die Pressung diese Kraft gegenhalten muss, oder ob die Konstruktion dem Ausweichen soll.
Nach meinem Kenntnisstand von Maschinenbau (darin bin ich wissenschaftlich ausgebildet) bleibe ich ausdrücklich bei meiner Interpretation. Bis durch weitere Daten das Gegenteil sachlich bewiesen wird. Wenn es passiert, habe ich halt Unrecht gehabt, mein Pech, und ich wäre in grösstmöglicher Verwunderung.
Nein, Doppelt bis 4fach so hoch.
Dann war deine Aussage für das Thema hoch missverständlich. Und nicht zielführend.
Gerade bei den prismatischen wird mit dem Thema so geschludert.... Wenns um Verluste geht, streitet man sich um zwei Prozent herum.
Wenn es um Untertemperatur geht, "Erwärmt sich der Akku ja durch den Strom".
Und die Wahrheit ist, dass man grob 20 % der enthaltenen Energie braucht, um den Akku um 10 Grad aufzuwärmen.
Ich möchte an dieser Stelle nochmal auf meine Ergänzung in vorhergenden Post aufmerksam machen: https://www.akkudoktor.net/forum/anleitungen-tutorials/abgetrennt/paged/4/#post-218184
Es kann natürlich jeder verpressen und nachjustieren, wie er möchte.
Das Datenblatt besagt, unter welchen Testbedingungen (dazu zählt auch der im Datenblatt beschriebene Testaufbau) die Kräfte an einer einzelnen Zelle aufgetreten sind bzw. gemessen wurden bzw. zu erwarten sind und wie die Zyklenzahl/Lebensdauer dieser einzelnen Zelle ermittelt wurde.
Im Datenblatt gibt es leider keinerlei konkreten Hinweise, wie die Zellen sich im Verbund verhalten, bzw. wie der Zellverbund ausgelegt sein soll.
@carolus Das Digital Zeitalter ist einfach fürchterlich. Da wird im kW Bereich auf Komma Stellen herum gerauft. Dann hat man einen Messprügel wie shelly dabei die sowieso nur Hausnummern liefern und auch übliche Hobby Messgeräte weichen seit Jahrzehnten um grob 1% ab. Nicht mal die geeichten Smartmeter sind da besser.
Bei mir gibt's noch Kopfrechnen soweit es geht, sogar in der Buchhaltung ;-).
Wenn ich meine, entspricht grob dann bin ich mit doppelt oder halb schon ganz zufrieden. Ich ahne auch die Abmessungen dieser Zellen auch nur, mir sind sie sowieso zu groß.
Ich glaub ich halte mich aus diesem wissenschaftlichen Kreis zukünftig eher raus.
Vielleicht habe ich mich auch deshalb aus Betriebswirtschaft und Elektronik zurückgezogen und bin auf dem künstlerischen Sand gelandet.
Das fände ich schade. Ich mag künstlerisches auch, bin darin leider komplett unbegabt so bleibt mir nur die Technik.
0.8mm GFK Platten geben nicht nach, da kannst du die Last um ein vielfaches erhöhen.
Zwei M8er Schrauben halten ja diese Kraft schon, Im Datenblatt sind 6 Stück verbaut. Ausserdem sind da ja auch 10mm dicke Stahlplatten am Anfang und am Ende.
Wir "streiten" (in der Diskussion) uns jetzt darüber, ob die Pressung diese Kraft gegenhalten muss, oder ob die Konstruktion dem Ausweichen soll.
Darüber brauchen wir nicht streiten. Wenn Eve der Meinung wäre, dass die Konstruktion ausweichen soll, dann hätten sie in der Skizze Federn eingebaut, oder zumindest geschrieben, dass sich beim Laden der Zellen die Kraft nicht erhöhen soll.
Sie haben aber genau das Gegenteil gemacht, sie haben geschrieben, dass sich beim Laden der Zellen die Kraft bei SOC60% auf 50000N erhöht.
Es spielt hier auch keine Rolle ob eine Zelle oder 16 Zellen in Reihen, die Kraft wird dadurch nicht höher.
EVE hat den Test mit einer Zelle durchgeführt, diese war zwischen zwei 10mm dicken Platten ohne Federn mit 6 M8er Schrauben mit 300KGF verspannt. Bei so einer Konstruktion gibt nichts nach, da kannst du auch mit 10Tonnen nichts zum nachgeben bewegen.
Das sehe ich anders.
Und deswegen bleiben wir uns momentan sachlich einig darüber, dass wir in der Sache nicht einig sind.
Solange, bis genug weitere Fakten zu Verfügung stehen.
Genauso stelle ich mir das vor, wie man in so einer Situation miteinander umgehen muss.
Ich möchte dem von Dir gesagten auch noch grundlegend widersprechen. Nicht weil es "falsch" ist, was du sagst, sondern weil es der falsche Ansatz ist.
Hier geht es nicht (nur) um "Festigkeit", sondern (auch) um "Nachgiebigkeit", dem E-Modul. ("Elastizitätsmodul" -> Wikipedia.)
Natürlich geben die nach. Emodul von Aluminium ist ( Ich schlabre die Genauigkeit der Physikalischen Einheit) ist 70.000, der von Glas ist 50.000, der von GFK ist 25.000. Der von Holz ist 10.000. Nur als beispiel. Stahl hat mit den höchsten bei 210000.
Die Zahl beschreibt im Grunde genommen die "Nachgiebigkeit". Um wieviel dehnt sich eine Stange, wenn man auf Länge, Kraft und Fläche normiert.
Also, gleiche Stangen in Alu und stahl, belastet ( innerhalb des elastischn bereiches, unterhalb von Verformung): Alu dehnt sich um faktor 3 mehr.
GFK zu stahl etwa Faktor 8.
Was das in der Praxis bedeutet ein Beispiel: Ein grosses Verkehrsflugzeug ist in der Luft (obere Flugfläche, 1/3 Luftdruck) etwa 10 cm länger als auf dem Boden. Um soviel wird der Rumpf durch den jetzt höheren Innendruck , also deren Druckkraft, in der Länge gestreckt.
macht 1 mm pro Sitzreihe. ( Böse Zungen behapten, dass ist im Platzangebot berücksichtigt.... 
)
Was das bei uns bedeutet, sehen wir hier:
Ja, die zwei Schrauben "halten" die Kraft. (Wenn sie überhaupt soweit belastet werden). Nachdem sie sich nämlich um etwa 1 % gedehnt haben ( elastischer bereich etwa 3 %, 3fache Sicherheit -> maximallast etwa 1% Verformung). Heisst also wenn zwei Stange die Kraft aufnehmen, auf 1 m Länge des Packs, habe sie sich bereits um .... 10 mm gelängt. Nachgegeben.
Soweit dehnt sich das Pack aber nichtmals aus, sondern nur..... 3 mm ( Oder wie war die zahl?) Also, mit 2 Stangen kannst du garnicht erzwingen, dass der Pack die volle Dröhnung der Kraft abbekommt .... der Stahl ist zu "Weich".
Also, 4 Stangen. Jede nur die halbe Kraft, also Dehnung 5 mm. Reicht nicht, nochmal verdoppeln: 8 Stangen. Jetzt ist die Dehnung der STANGEN alleine bereits 2,5 mm.
Immer noch hat sich aber das Pack um 3 mm ausdehnen können, die Kraft entwickelt es aber erst bei 0 (Null) ausdehnung.
Nur mal so als Anfang.
Die zwischenlagen GFK geben aber auch noch nach. Heisst, unter dem Einfluss der 50000 (Einheit) wird die platte etwas dünner. Im Vergleich zum Emodul des Packs mit seiner Ausdehnung (geraten/geschätzt) etwa 3 mal soviel wie der der Pack selber. oder umgerechnet wie 3 mm "tote" Zelle. Ist nicht viel, aber 10 % der Dehnung, die das Pack machen will, geht in eine "Stauchung" der GFK Platte. (Sebst wenn die Aussenplatte NICHT nachgeben würde).
Ich hoffe, dass alle folgen können. Das ganze Thema ist eben nicht Festigkeit, sondern Nachgiebigkeit. und damit kriegt es eine ganz andere Sicht.
So erstmal zu euch, damit ihr verdauen könnt.
Warum sammeln wir nicht alle noch offenen Fragen und stellen diese an EVE? Sonst gibt es keine weitere Klärung und die Schaffung von Fakten, sondern wir drehen uns weiter im Kreis.
Welche Fragen sind noch offen? Was müssen wir wissen, um ein langlebiges und vielleicht weitgehend wartungsarmes Akku/LFP-Pack zusammenzubauen? (Das ist doch das Ziel!?)
Also die für den mechanischen Aufbau ersichtlichen wichtigen Fakten aus dem Datenblatt sind:
die Zelle dehnt sich aus über Beanspruchung durch Ladung und Lebensdauer
die 3000N Kraft, mit der die Zelle zusammengepresst wird, ist die Kraft @BOL (= beginning of life) der Zelle; @EOL (= end of life) der Zelle kann diese Kraft bis zu 40-50kN betragen.
die ganzen Daten/Parameter gelten für die einzelne Zelle unter den Testbedingungen bzw. dem Testaufbau aus dem Datenblatt.
Eine Frage wäre z.B., ob für ein Akku-Pack ein gefederter, nachgiebiger Aufbau für eine möglichst hohe Lebensdauer förderlich ist, oder eher ein möglichst steifer Aufbau. Wenn dann nachgiebiger Aufbau besser ist: in wie weit soll der Aufbau nachgeben.
So in der Art etwa...
Mir ist klar, dass jeder Aufbau in irgendeiner Form nachgibt (µm, mm, cm), je nach Auslegung und aufgrund von Krafteinwirkung (Ausdehnung der Zellen).
Was passiert, wenn der SOC einer der 16 Zellen um 30% niedriger ist? Dann wird sie verformt und die Kraft ist weg! Ich bin nach wie vor der Meinung, dass es ein Umrechnungsfehler oder Tippfehler ist. 300kg sind etwa mit etwa 3000N zu vergleichen. Einen Anstieg der Kraft auf 5000N oder 6000N halte ich noch für wahrscheinlich. Aber nicht 60000N. Das entspräche einem Innendruck von etwa 20Bar
Nur mal so zur Info, wir reden hier von einer Fläche mit 354qcm die mit max 5000Kg beaufschlagt wird.
Also von rund 14,1Kg pro qcm. Ich bin sicher, dass du mit deinem Daumen 14KG drücken kannst ohne dass du die GFK Platte zerquetschen kannst.
GFK hat eine Druckfestigkeit von 150-300MPa. 1 MPa entspricht 10.197Kg/qcm also 1529Kg - 3059Kg pro qcm.
Auf die Fläche von 354qcm wären das 541266Kg - 1082886Kg
Willst du mir jetzt wirklich erzählen, dass die GFK Platten bei 1/100 ihrer Druckfestigkeit nachgeben?
Bei den Schrauben ist es ähnlich.
In dem Aufbau sehen wir 6 M8er Schrauben die zusammen ca. 15Tonnen halten.
Die Zelle im Aufbau ist 72mm dick. Eine Längerung der Schrauben bei der geringen Last u. Länge sehe ich nicht, und wenn, dann im 1/100 mm Bereich.
Als ich meinen Akku geplant habe, gab es die Diskussion auch. Möchte jetzt einfach mal meine Beobachtungen hier einwerfen.Ich hatte mich dafür entschieden einen Stahlrahmen mit Federn zubauen. 2 Reihen mit 4 Zellen, jede mit 3000 N über 3 Federn vorgespannt
Die Zellen werden bis 3,45V geladen entladen bis ca 2.9V.
Ich hab 2 Blöcke in Betrieb, die 4 Reihen haben sich, jetzt bei 3,45V zwischen 0,25 und 0,45 Millimeter ausgedehnt.
In dem Aufbau sehen wir 6 M8er Schrauben die zusammen ca. 15Tonnen halten.
[/quote]
Du verwechselst da etwas. Für den Aufbau hast du fast Recht. Die von der Schraube gespannte Länge ist 70 mm. 1 % davon sind 0,7 mm. Und die Schraube langt sich auch um die Länge, wenn du deren Kraft voll ausnutzt.
Und du rechnest wieder in Festigkeit, nicht in Nachgiebigkeit. Den Unterschied wirst du verstehen müssen, sonst reden wir ewig aneinander vorbei.
Die von mir genannten 10 mm gelten für eine 1 m Länge Gewindestange für einen ganzen Block.
Man kann das eine Prozent, das ich angebe, noch hinterfragen. Wenn du selbst rechnen willst, mit Schraubenquerschnitt, Kraft und dem e Modul (210000) kannst du den Verformungsweg selbst genau überprüfen. Gut auf die Einheiten achten.
Ich habe schonmal den Bossard Rechner hier eingebracht, ich glaube der gibt die längung auch an .
Du bist noch immer nicht da. Ich rede nicht von zerquetschen, sondern von elastischem nachgeben. Und ja, auch die GFK Platte gibt nach, im Promillebereich, oder prozentbereich ihrer Dicke, wenn ich im Kopf rechne. Du kannst ja auch mit dem Hammer auf die Platte schlagen, warum springt der Hammer hoch? Weil da elastische Verformung drin ist, die den Hammer wieder hoch wirft. Haust du fester, bleibt eine Delle: plastische Verformung.
Löse dich davon, dass es steife Materialien gibt. Alles ist Gummi, nur manches steifer als anderes.
Wenn sich eine Fliege auf eine Ambosspitze setzt, verformt sich der Amboss. Und das ist sogar, zum Scherz, Mal nachgemessen worden. So genau kann man messen.
Die Turbinenwelle eines Jumbotriebwerkes hat bei vollast taumelschwingungen. 1,2 mm umlaufend. Das ist normal und in dem Spiel zwischen rotierender und fester Schaufel berucksichtigt. Muss auch, denn Berührung bei Vollast wäre nicht sooo gut....
Abschlussfrage: der alte 707 Jet hat 45 m Spannweite. Lässt man den Rumpf weg, so wären das 22 m pro Seite. Im Flug begrenzt der Computer die Last auf plus 6g und minus 0,9 g. Welche Verformung hat die Flächenspitze, angenommen nur nach oben, bei 6g?
Die Bruchlast liegt übrigens bei 13 g. Das hat man für die Luftfahrtzulassung geprüft und nachgemessen.
Bin gerade zu der Thematik noch weiter am recherchieren und bin auf folgenden interessanten Artikel gestoßen:
Das geht in die Richtung, die schon der ein oder andere Forums-Teilnehmer eingeschlagen hat (laut diesem Thread) -> keine Federn, dafür aber elastisches Material zwischen den Zellen.
Tellerscheiben. Anzahl Größe und Stapelungsart überlasse ich den Mathematikern.
Edit: Tellerfedern DIN2093 natürlich.
Durch die unterschiedliche Stapelung der Scheiben übereinander sind ausgehend vom Durchmesser verschiedene Kennlinien möglich.
Tellerscheiben, also Unterlegscheiben etc?
Oder Tellerfedern, welche für solche Zwecke nicht mal ansatzweise schwach genug sind?
Was ne Wissenschaft daraus werden kann. Einfache Einspannung mit Gewindestangen und Muttern mit Sicherungsring sollte alle Zwecke ausreichend erfüllen. Wer bedenken hat, das die Drehmomente zur errechneten Flächenpressung passt, kann ja mit einer Druckwaage eine Probemontage machen.