Zellen mit 300kg verspannen, so gehts einfach!

FAQ u. Anleitungen FAQ - Technik - Wissen
1

In der Regel nimmt man Gewindestangen und "dreht mit Gefühl an den Schrauben".
Aber wie fest muss man an der Schraube wirklich drehen?

Ich möchte dies am Beispiel von vier M6 Gewindestangen erläutern, mit denen ich Nachbars Akku verspannt habe.

Bei vier Gewindestangen muss jede Stange eine Spannkraft von 75kg = 750N übernehmen.
Also müssen wir unsere Mutter entsprechend? fest anziehen.

Entscheidens ist nun die Frage, welche Kraft entsteht, wenn die Schraube mit einem bestimmten Drehmoment angezogen wird.
Dafür gibt es im Maschinenbau eine Formel, die ich jedoch hier nicht benutzen möchte, weil sie nur theoretische Ergebnisse liefert.
Auf der Grundlage dieser Formel ist unter Berücksichtigung weiterer Faktoren (Reibung, Material) eine Tabelle zu finden, aus der man auf die genannte Anwendung schließen kann.

Richtwerte fuer metrisches regelgewinde vdi 2230_1.png
Richtwerte fuer metrisches regelgewinde vdi 2230_1.png1085×473 36.2 KB

In dieser Tabelle findet man bei einer mittleren Material-Festigkeitsklasse von 6,8* und einer Reibungszahl 0,10** eine maximale Spannkraft von 7,74kN = 7740N = 774kg.
*Dieser Wert ist eine Materialkonstante, dieser ist bedeutungslos für unsere Fragestellung.
um Diese Spannkraft zu erreichen ist ein Drehmoment von 6,6Nm erforderlich, wie man weiter rechts aus der Tabelle entnehmen kann.

  • Nun erfolgt das proportionale Umrechnen, welches hier nur grob durchgeführt wird.

Für eine Spannkraft von 77kg egibt sich proportional ein Drehmoment von 0,66Nm.

Hier hilft ein Drehmomentschlüssel, aber es geht auch ohne.

Dieses Drehmoment eintspricht einer Masse von 66g an einem 1m langen Hebel.
Gleichwertig ist auch eine Masse von 660g an einem 10cm langen Hebel.

Mein Ringschlüssel rund 12cm lang, demzufolge habe ich ein Masse von 500g mit Hilfe einer halbvollen Milchpackung (gewogen) realisiert.
Zu beachten ist dabei, dass der Ringschlüssel bei einer derartigen Drehmomentbestimmung waagerecht stehen muss.
Die Gewindestange und die entsprechende Unterlegscheibe wurde vorher leicht geölt, um **Reibungskräfte zu minimieren.

Der Ringschlüssel wurde zum Festziehen der Schraube dann jeweis eine Stufe zurückgesetzt, bis die Masse von 500g die Schraube nicht weiter drehen konnte.

Eine Kontrolle nach einigen Wochen hat lediglich bei zwei Muttern ein geringes Nachdrehen erforderlich gemacht.

2

Du weißt schon, dass die Zellen sich beim Laden und Entladen in der Dicke verändern? Das ist ja der Grund warum die Leute mit Federn und allem Möglichen hantieren. Wenn ich bei meinem Pack die Federspannung auf genau 300kg beim vollen Akku einstelle und dann den Akku entlade, entspannt sich die Feder um mehr als 2mm (bei 8zellen), was etwa 100kg Kraft entspricht. Nur mit Gewindestange aber endet das mit undefinierter Kraft. Ob das schlimm ist, ist mW.n. nicht bekannt. Aber jeder versucht es halt so genau wie möglich zu machen. Je nach Risiko Abwägung.

Vg, Mirko

3

Also bei den original Seplos 280er Kits wird mit Sicherheit mit mehr als 300kg verpreßt und ich konnte keinen negativen Eigenschaften feststellen. Der Strom geht immer noch in die Zellen und preßt sich auch nicht aus den Anschlußpolen raus. Ich kann auf jeden Fall keinen Strom auslaufen sehen. {blackemo}:crazy:

4

oh, genau dies soll ja gerade verhindert werden das die Zellen arbeiten. Denn das führt zu erhöhtem Verschleiß. Die Ausdehnung kommt ja von den austretenden Gasen, die sollen durch den Druck dazu bewegt werden nach außen zu wandern. Wenn sich deine Federn dem Druck beugen sehe ich das als unpraktisch an.

EVE gibt ja an bei ~40%SOC einer Verspannung von 300kgf+-20kgf anzulegen... mit Schrauben, also fixe Verspannung. Das heißt, ihnen ist bewusst das die Verspannung steigen wird mit steigendem SOC... damit es eben nicht zu Bewegungen der Zellen kommt.

1 „Gefällt mir“
5

Wo sind die Info's her ? Das wiederspricht allem was ich bis jetzt aus vernünftigen Quellen gelesen habe. Es gibt eine Veröffentlichung die sich mit der Gasbildung bei Überladung beschäftigt hat, da gibt es ebenfalls positive Effekte, aber so weit soll es ja im normalen Betrieb nicht kommen.

Die Zellen dehnen sich bei laden aus weil sich dabei die chemischen Elemente umwandeln, die verschiedenen Zustände haben verschiedenen Platzbedarf, ähnlich wie die Gitterstruktur bei Metallen, kubisch raumzentriert ect ... Daher macht eine starre Einspannung auch keinen Sinn, das ist wie wenn Du versuchst einen randvollen Wasserbehälter beim Einfrieren nicht platzen zu lassen. In irgendeine Richtung muss die Ausdehnung erfolgen ansonsten wachsen die Kräfte um ein Vielfaches. Daher kommt auch die Vorgabe im Datenblatt bei 40% Ladung mit 300kgf und dass die Einhaltung der max Werte bei 100% Ladung zu prüfen ist.

Oder andres gesagt, die Bewegung kann und sollte nicht verhindert werden. MMn dient die Verspannung dazu, die durch das Wachstum unweigerlich entstehenden internen Zuspannungspots durch Druckspannungsüberlagerung in negativen Bereich zu halten und so Microcracks zu verhindern die die Lebensdauer der Zelle reduzieren. Vermutlich ist das alles jetzt schlecht nachvollziehbar. Ich kenne die Problematik, da ich im Job ähnliche Aufgabenstellungen zu lösen habe und so kann ich mir das zusammenreimen.

Wir werden in ein paar Jahren sehen, wer es richtig gemacht hat.

Was ich nicht verstehe ist, dass man die Vorspannung einer Feder über Drehmoment einstellen will. Da habe ich doch Reibmomente usw die ich nicht kenne und damit kann ich das nicht sicher sagen. Mit üblichen Werten liegt man da schnell 50% und mehr daneben. Wenn ich eine vernünftige Feder gekauft habe, dann habe ich die die Werte wie Federrate etc. Dann kann ich doch einfach messen wie weit ich die Feder zusammengedrückt habe und über die Federrate habe ich dann die herrschende Federkraft. Dies ist ja das gute an der Federlösung, ansonsten kann ich ja gleich direkt ohne Verschrauben

2 „Gefällt mir“
6

@autoschrauberix hast du nicht DAS VIDEO gesehen, wo erklärt wurde, was genau passiert und warum in Form gehalten werden soll. Bewegen/Ausdehen bezieht sich wohl eher auf micro Ebene, die eh nicht verhinder werden kann und auch nicht soll. Die Gasbläschen kommen aus dem Elektrolyt... ach schau das Video an...

Dann hätten wohl runde Zellen ein Riesen Problem... haben sie aber gerade nicht, weil deine Ausdehnung durch chemische Prozesse so gering sind, da sind die Ausdehnungen wegen Temperaturschwankungen um Faktoren größer.

7

Die Rundzellen sind mechanisch stabiler.

Hier ist ein Vergleich der Zellformate in dieser Hinsicht.
Link: Vergleich Zellformate

Herzliche Grüße

1 „Gefällt mir“
8

Mir ist nicht ganz klar, wieviel Druck das bei Seplos nun ist. Die haben zwischen den Zellen ja sehr weiches Moosgummi (oder was immer das ist) die sich zusammendrücken.

Ich habe diese schwarzen Moosgummiplatten auf die superdünnen FR4-Trennplatten geklebt, die mir von Gobel mit den Zellen mitgeliefert wurden. und sie zwischen die Zellen gestellt. Zum Verpressen der Zellen im Mason hat es ja Schrauben links, rechts und in der Mitte. Die Schrauben links und rechts konnte ich per Hand mit einer kleinen Ratsche ganz leicht fast ohne Kraftaufwand bis auf Anschlag (Platte auf Halter) eindrehen. Nur in der Mitte hat die Kompressionsplatte noch Abstand zum Halter dahinter.....

9

@rasti Also ich mußte den Metallkasten aufstellen damit die Zellen sich mit ihrem Eigengewicht schon selbst etwas pressen und dann erst konnte ich verschrauben. Da ist schon recht viel Spannung dahinter, wobei mit den Moosgummiplatten wird viel davon absorbiert schätze ich auch. Wie gesagt, es läuft kein Strom aus und damit ist alles gut.

Wünsche dir ein gutes Gelingen und schönen Abend

10

Sorry, allein diese Aussage müsste doch schon ausreichen, um zu merken, dass es nicht funktioniert...

1 „Gefällt mir“
11

Hallo,

ich bin gerade auf diese Diskussion gestoßen.

Ich habe bei meinen 2 Packs 16s, 280Ah 4 Federn genommen und mit Stahlplatten verspannt.
Federn gibt es bei ALCOMEX, die Feder heißt D3600. Für meine 4S-Packs im WoMo/Boot habe ich kürzere genommen.
Bei 4 Federn/Pack und ca. 75kg/Feder (gesamt 300kg) und der Federrate von 19,61 ergibt sich, dass ich die Federn ca. 37,5mm gespannt habe, um auf ca.735N/Feder zu kommen.

Beste Grüße Markus

12

Hallo! Die Idee mit den Federn hatte ich auch. Hab 13 kleinere Federn mit Federrate von 11,96 N/mm vorgesehen - ich möchte diese Flächig verteilt anbringen. Diese ergeben bei einer Pressung von ca. 19mm eine Druckkraft von ca. 3000N. Den Vorteil bei den Federn sehe ich darin, das noch etwas nachgeben kann und ich die Druckkraft relativ genau erreiche. Der Akku läßt sich kompakter, ohne Gewindestangen bauen. Die Frage ist nur bei welchem Ladungszustand sollen die 300kg wirken? Voll, Halbvoll, Leer?

13

Ich hab die im Lieferzustand verpresst. Im Datenblatt hab ich dazu keine Angabe gefunden. Wenn man überlegt wozu das Pressen gut ist, macht es ja Sinn das vor dem ersten Laden zu machen.

14

Aus dem Datenblatt zu LF280K 300kgf bei 30-40% SOC
2
单体电池规格
Cell specification
LF 280K
宽 173.7±0.5mm，高 207.5±0.5mm，厚 72
±0.5mm（300±20kgf 下，30%-40%SOC，包
蓝膜）
2
单体电池规格
Cell specification
LF 280K
宽 173.7±0.5mm，高 207.5±0.5mm，厚 72
±0.5mm（300±20kgf 下，30%-40%SOC，包
蓝膜）