LiFePO - pressen, Federn, Gewinde Stangen, Anzugsdrehmoment - nur wenige dünne Stangen nehmen

Ja, Stirnplatten und Umlenkungen auf jeden Fall. Aber gut zu wissen, dass es soweit eskalieren kann...

Mir fällt gerade selbst auf, dass der vermeintliche Vorteil 1 nur ein Gedankendreher von mir war: mehrfache Umlenkung wenn beide Enden an den Stirnplatten fest sind bringt keine flache Federrate... Sorry, ich soll lieber schlafen gehen und ab morgen länger nachdenken vorm Posten :slight_smile:

Garkein Problem.

Willkommen !

Auch wenn der Thread schon etwas angestaubt ist... Ich habe neulich mal Kontakt mit EVE aufgenommen bzgl. der Thematik. Ich wurde gefragt für welche Firma ich arbeite. Nachdem sich dann herausgestellt hatte, dass ich eine Privatperson bin wurde mir mitgeteilt, dass Auskünfte nicht an Privatpersonen gegeben werden...

Ich habe den Thread jetzt in ca einer halben Stunde überflogen. Ich habe die ganze Zeit auf einen Beitrag wie von @buechi gewartet. Link

Auch wenn ich jetzt vielleicht manches wiederhole, hier meine zusammengefassten Erkenntnisse aus dem Datenblatt:

  1. EVE empfiehlt für den Betrieb eine Kompression von 3000 N ~ 7000 N
  2. Sind die Zellen wie in dem beschriebenen Versuchsaufbau starr verspannt können sich Kräfte bis zu 60000 N aufgrund der Alterung bei 60% SoH aufbauen.
  3. Aus diesem Grund empfiehlt EVE 2 bis 2,5mm Platz für Ausdehnung einzuplanen (EVE wollte mir nicht mitteilen ob pro Zelle oder für wieviel Zellen nebeneinander das gelten soll :wink: )

Ich für mich schließe daher eine starre Verspannung aus, auch wenn man theoretisch eine Gewindestange als elastisch ansehen kann. Es braucht also irgendein elastisches Element welches die Ausdehnung der Zellen kompensiert und die Kompressionskraft mehr oder weniger konstant hält, wobei der angegebene Bereich von 3000N bis 7000N ja doch Spielraum lässt.

Perfekt wär jetzt natürlich ein Material mit sagen wir mal 4mm Stärke das man zwischen die Zellen packen könnte und welches die Ausdehnung bei konstantem Druck aufnehmen könnte. Dann hätte sich auch die Diskussion um flexible Busbars entgültig erledigt :wink:

Die Busbars dehnen sich dann von selbst mit dem Material aus ?

In dem hypthetischen Fall den ich oben beschreibe würde sich die Position der Pole zueinander nicht verändern, wenn die gesammte Ausdehnung der Zellen von den Zwischenplatten aufgenommen werden könnte.

(Ich habe da noch keinen Hinweis drauf gefunden), denn wir können ja auch einfach schauen wie EVE die Zellen selbst verpresst


So kann man die Zellen bei EVE selbst bestellen…

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So verspannt die auch Shop4Akku, so wie ich das verstehe der Shop von Boostech

Die kenne ich jetzt nicht, noch ein Beispiel von EVE selbst (Box EVE48100)

Hier sind es Umreifungsbänder mit Reibschweißverschluss.

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Wie auch immer und zu welcher Seite sich die Zellen ausdehnen wollen oder dürfen ...
ist eine axiale Ausdehnung gewünscht oder vorhanden hätte das wohl Einfluß auf axiale Busbars ?!! Mein Bauchgefühl ( :slight_smile: ) sagt mir, daß sich Zellen primär im Zentrum ausdehnen werden als am Rand. Ich halte daher die von den Herstellern gezeigten "Halsbinder und Beinbinder" als ungeeignet und nur weil es ein "Hersteller" so macht nicht unbedingt als richtig. Slebst habe ich auch an Druckfedern gedacht aber in Ermangelung derselben die 12 Zellen zusammengeschraubt. Sie können sich ja gerne ausdehnen - radial oder wie auch immer :slight_smile:

Und wenn man die Nicht-Verformung der Aluminium-Gußprofile miteinbezieht und den Umstand, daß sich die Zellen in erster Linie im Zentrum ausdehnen hätte sich der Hersteller besser die Hälfte der Gurte gespart ... aber sind ja "Spezialisten" .... :upside_down_face:

können rechnen, machen wir das doch einfach mit “fiktiven” Werten. Ich war zu Faul und habe es mal die KI machen lassen.

:battery: Spannband-Berechnung: 1 vs 2 Bänder bei 300kg Presskraft

Annahmen für die Berechnung

  • Akkupack-Länge: 400 mm
  • Akkupack-Breite: 200 mm
  • Akkupack-Höhe: 150 mm
  • Presskraft total: 300 kg = 2.943 N
  • Ausdehnung der Zellen: 2% = 3 mm

:bullseye: Szenario 1: EIN Band in der Mitte

Position und Kraftverteilung

  • Bandposition: 200 mm (Mitte)
  • Kraft pro Band: 300 kg = 2.943 N
  • Spezifische Flächenpressung: 2.943 N ÷ (200 mm × 150 mm) = 0,098 N/mm²

Durchbiegung (vereinfachte Balkentheorie)

Maximale Durchbiegung = (Ausdehnungskraft × Länge²) ÷ (8 × Presskraft) δ_max = (F_expansion × L²) ÷ (8 × F_press) δ_max = (600 N × 400²) ÷ (8 × 2.943) δ_max = 96.000.000 ÷ 23.544 δ_max = **4,08 mm**

Kraftverteilung entlang der Länge

  • Bei 0 mm (Rand): 0% der Presskraft
  • Bei 100 mm: ~60% der Presskraft
  • Bei 200 mm (Mitte): 100% der Presskraft
  • Bei 300 mm: ~60% der Presskraft
  • Bei 400 mm (Rand): 0% der Presskraft

:bullseye: Szenario 2: ZWEI Bänder bei L/3 und 2L/3

Position und Kraftverteilung

  • Band 1 Position: 133 mm (L/3)
  • Band 2 Position: 267 mm (2L/3)
  • Kraft pro Band: 150 kg = 1.472 N
  • Spezifische Flächenpressung: 1.472 N ÷ (200 mm × 150 mm) = 0,049 N/mm²

Durchbiegung zwischen den Bändern

Maximale Durchbiegung = (Ausdehnungskraft × Teilsegment²) ÷ (32 × Presskraft_gesamt) δ_max = (F_expansion × (L/3)²) ÷ (32 × F_press_total) δ_max = (600 N × 133²) ÷ (32 × 2.943) δ_max = 10.615.800 ÷ 94.176 δ_max = **1,13 mm**

Kraftverteilung entlang der Länge

  • Bei 0 mm (Rand): 0% der Presskraft
  • Bei 133 mm (Band 1): 100% der Presskraft
  • Bei 200 mm (zwischen Bändern): ~85% der Presskraft
  • Bei 267 mm (Band 2): 100% der Presskraft
  • Bei 400 mm (Rand): 0% der Presskraft

:bar_chart: Direkter Vergleich

Parameter 1 Band (Mitte) 2 Bänder (L/3) Verbesserung
Maximale Durchbiegung 4,08 mm 1,13 mm -72%
Kraft pro Band 300 kg 150 kg -50%
Gleichmäßigkeit 60% 85% +42%
Ungepresste Bereiche 40% der Länge 25% der Länge -38%
Materialbelastung Hoch (punktuell) Niedrig (verteilt) Besser

:magnifying_glass_tilted_left: Warum ist das so?

Physikalische Erklärung

  1. Hebelgesetz: Bei einem Band wirkt die gesamte Länge als Hebel (L = 400 mm)
  2. Bei zwei Bändern: Drei kleinere Hebel entstehen (L₁ = 133 mm, L₂ = 133 mm, L₃ = 133 mm)
  3. Durchbiegung ∝ Länge³: Kürzere Segmente = exponentiell weniger Durchbiegung

Mathematisch vereinfacht

1 Band: Hebelwirkung ∝ 400³ = 64.000.000 2 Bänder: Hebelwirkung ∝ 3 × 133³ = 7.085.000 Verbesserung = 64.000.000 ÷ 7.085.000 = 9-fach weniger Hebelwirkung!


:white_check_mark: Fazit

Mit 300 kg Presskraft:

  • 1 Band: 4,08 mm maximale Durchbiegung, ungleichmäßige Verteilung
  • 2 Bänder: 1,13 mm maximale Durchbiegung, gleichmäßigere Verteilung

Das bedeutet: Zwei Bänder reduzieren die Durchbiegung um 72% und verbessern die Gleichmäßigkeit um 42% - bei gleicher Gesamtpresskraft!

Die 300 kg werden effektiver genutzt, die Zellen werden gleichmäßiger gepresst, und die mechanische Belastung des Akkupacks sinkt erheblich.

Ich lese es wohl allein mir fehlt der Glaube !
Das kommt wohl ganz darauf an, WAS am Ende der Bänder als "Platte" montiert ist. Ein Din A5 Karton oder eine verstärkte Aluminiumdruckgußplatte ....
Aber danke für deine theoretischen Ausführungen !

Die Aluplatten auf dem Bild sind zusätzlich so konstruiert, dass die geringste Steifigkeit unterhalb der Mitte gegeben ist. Den Zellen wird darüber eine definierte Ausdehnung ermöglicht.

Das wird aber in den Ausführungen von @latenight in keiner Weise berücksichtigt.
Meine Holzplatten sind so konstruiert, daß die geringste Steifigkeit oberhalb und unterhalb des vertikalen Zentrums gegeben ist. In der Mitte ein Formrohr :slight_smile:

Das macht sie nicht falsch. Der Unterschied ist lediglich eine Verschiebung der Presskraft nach unten von der Mitte weg. Noch immer fast das Gegenteil von einfach mittig verspannt.

edit: natürlich habe ich hier Blödsinn geschrieben, denn die maximale Durchbiegung wird nach unten verschoben

Naja wenn sich die Zellen dieses Herstellers lieber unten als oben ausdehnen ein vorausschauendes Design ! Und vielleicht kann man die KI auch befragen, wie sehr sich ein Aluminiumdruckgußteil verformt und sich das auf 30cm entfernte Zellen auswirkt ?
Ganz abgesehen davon, daß der Druck der Zellen nicht gleichverteilt sondern aus dem Zentrum heraus erfolgt.

p.s: Beobachte mal eine Milchpackung nach Ablauf der Haltbarkeit :wink:

der KI musst du dann aber entsprechende Vorgaben geben, sonst reimt sie sich nur wieder etwas zusammen :wink:

Im Ernst:
Der Konstrukteur bei EVE wird schon wissen, warum er das so konstruiert hat. Zumindest sitzt er an der Quelle. Aber vielleicht sah es es für den Praktikanten so auch einfach gut aus. Wir wissen es nicht.

Ihr eiert eigentlich nur um die Frage herum, wie viel Flexibilität an welcher Stelle zugelassen wird.
Sicher ist, es wird sich verformen. Wo und wie viel ist eine Frage der Konstruktion und der auftretenden Kräfte. Wenn es mich genauer interessiert, würde ich das für meinen Akkupack zumindest grob simulieren, dann ist das sogar parametrisch und ich kann mit der Geometrie spielen…

Zur Milchpackung mit Bauch, das hatte ich erst einmal.
Aber Danke für den Hinweis: ein Indiz dafür, dass doch nicht das ästhetische Empfinden eines Praktikanten ausschlaggebend für die gewählte Verrippung war.

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Für die Verrippung der Aluminiumdruckgußplatte nicht aber zwei Vergurtungen schienen dem Praktikanten (im Gegensatz zum Praktiker) und seinen Chefs besser gefallen zu haben (oder der falsch befragten KI) :wink:

Ich sehe an zwei Gurten neben den genannten Punkten noch den Vorteil, dass das ganze mechanisch stabiler wird. Bei lediglich mittiger Fixierung entsteht an den Bäuchen ein “Drehpunkt”.

Bei der Verspannung will und kann sich nichts mehr drehen !
Und die Schwerkraft wirkt zudem beruhigend auf renitente Zellen die sich verdrehen möchten :wink: