Forum für Camper-Selbstausbauer!

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von Ines85
#1
Guten Morgen liebe Gemeinde,
unser Ausbau schreitet voran und wir arbeiten derzeit an der Elektrik. Mein Mann ist Elektriker und auch ich habe infolge meiner damaligen Berufsausbildung zumindest ein gutes technisches Verständniss. Wir möchten unseren Akku selber bauen, die Zellen (280Ah - EVE energy) liegen jetzt schon seit 3 Monaten bei uns im Büro - leider lagen die Prioritäten vorerst woanders. Das BMS (ECS LiPro1-2 RS485 V3) müsste heute geliefert werden, Relais für OVP und UVP fehlen aktuell noch.

Der Eigenbau eines Akkus ist für uns neu. Ich habe hier schon viele nützliche Hinweise gesehen und mich auch anderweitig viel belesen. Was ich noch nicht gefunden habe, ist eine Art zusammenfassende Roadmap für den Bau eines Akkus, also probiere ich sie selbst zusammen zu stellen und hoffe Ihr könnt mich bei Fehlern korrigieren. Ich denke das könnte auch hilfreich für andere Eigenbauer sein.

Wir würden mit einer Initialladung mit einem Labornetzteil (Voltcraft LSP-1403) beginnen. Dazu werden die Zellen parallel geschaltet und mit 3.65V (maximale Spannung) so lange geladen, bis kein Strom mehr fließt. Das könnte durchaus eine Weile dauern. Alternativ: Zellen in Serie schalten, ECS BMS einbauen, Relais für OVP und mit Ladegerät aufladen. Wir haben ein Victron BlueSmart 12/15. Welche Vorgehensweise würdet ihr bevorzugen? Am Ende sollte doch ein identisches Ergebnis erfolgen, nur gehts mit Ladegerät schneller.

Im zweiten Schritt würden wir die Zellen parallel schließen und ein paar Tage warten, sodass sie sich selbst ausgleichen können. Ist der Schritt überhaupt nötig, sollten wir den Akku mit dem Labornetzteil laden?

Nun können die Zellen mit entsprechend isolierenden Material (würden vermutlich dünne Plexiglasplatten nehmen) in eine Kiste eingesetzt und anschließend in Serie verbunden werden. Dann kommt das BMS drauf. Was nun noch fehlt, sind die Relais für OVP und UVP. Hierzu hätte ich eine Frage: An unserer Starterbatterie klemmt der Sicherungshalter mit Midisicherungen direkt am Pluspol. Soetwas hätten wir gerne auch für unseren EVE Akku, welcher wiederum Gewindestifte hat. Ich denke das nennt sich Busbar? Theretisch brauchen wir ja nur zwei Abgänge (zwei Midi Sicherungen), jeweils eine für OVP und UVP Relais. Ich habe noch keine Vorstellung wie groß die Relais sind, werden aber vermutlich eher auf -oder außerhalb des Batteriekasten ihren Platz finden.

Ein weiteres Fragezeichen haben wir beim Wechselrichter (1800W). Hier im Forum hatte ich das eine oder andere Mal gelesen, dass dieser nicht hinter dem UVP Relais angeschlossen werden sollte (die Gründe dafür erschienen mir plausibel, mir fallen sie aber gerade nicht ein), sondern direkt an die Batterie. Dann wär wohl ein Sicherungshalter mit 3 Midi Sicherungen nötig. In dem Fall muss dann auch das UVP Signal, welches das Relais schaltet, zum Wechselrichter geführt werden um auch diesen abzuschalten - wenn nötig. Was haltet ihr davon?

Ich freue mich sehr über eure Meinungen zur Vorgehensweise!

Liebe Grüße
Ines
#2
Moin Ines,

hier mal ein paar erste schnelle Hinweise/Meinungen von mir...

Zwischen der Initialladung und dem "Parallelschalten für mehrere Tage" habe ich noch einen Kapazitätstest der einzelnen Zellen durchgeführt, weil ich skeptisch war, dass die Zellen eine identische Qualität haben.

Je besser ihr sie parallel-verschaltet ausgleichen lasst, desto weniger hat später der Balancer zu tun.

Ich würde beim Laden immer nur bis 3,60 V gehen. Der Kapazitätsunterschied ist bei den letzten 0,05 V fast nicht messbar.
Ines85 hat geschrieben: vor 1 Jahrklemmt der Sicherungshalter mit Midisicherungen direkt am Pluspol
Klar, ihr könntet zum Beispiel einen IMAXX Verteiler direkt mit einer Kupferschiene am Hauptpluspol des Akkus anschließen. Diese Schiene kann natürlich auch L- oder U-förmig sein, um außen oder auf das DIY Gehäuse gelegt zu werden. Man kann den Verteiler natürlich auch selbst aus Kuperschienen und z.B. Isolierstützern selbst basteln.

Den vollen Strom eines 1800 W Inverters würde ich zumindest einem IMAXX nicht zumuten wollen. Auch das Midi-Format der Sicherungen dürfte hier schnell an seine Grenzen kommen, daher hier besser auf das Mega Format setzen.

Tipp: Für viele Elektro-Diskussionen ist es hilfreich eine kurze visuelle Skizze anzufertigen und zu teilen. Meist wird einem selbst bei der Erstellung schon vieles klarer ;-)

Beste Grüße,
Jan
#3
Ich habe die Zellen einzeln und vor dem parallelschalten auf 3,6V geladen, bis der Strom vom Labornetzteil unter einen Wert (bei meinen Zellen war es 0,01C, also 0,5A bei 50Ah Zellen) gefallen ist. Das gilt dann als "voll". Ist alles nicht so kritisch, aber damit minimiert man die Ausgleichsströme beim zusammenschalten.
Bei den Sicherungen unbedingt aufpassen, dass sie den Kurzschlussstrom der Zellen abschalten können, das sind je nach Zelle gern mal ein paar 1000A und nicht jede Sicherung hat ein so hohes " interrupt rating". Das hat gar nichts mit dem Nennstrom zu tun!
#4
In Serie laden zu Beginn mit BMS kann man machen, um die Ladedauer für das Top-Balancing zu verkürzen (je nach verfügbarem Netzteil...).
Das ersetzt aber in keiner Weise das Top-Balancing auf z.B. 3,6V je Zelle, welches trotzdem separat und parallel verschaltet erfolgen muss.
Ansonsten hat evtl. die eine Zelle zu viel, die andere zu wenig Spannung - in Serie passt die Gesamtspannung trotzdem.
Ansonsten kann ich Jan nur zustimmen.

Bzgl. OVP/UVP-Relais: man kann auch nur ein Relais verwendet, hängt von der Ansteuerung durch das BMS und den eigenen Anforderungen an ggfs. getrennte Lade-/Entladestromkreise ab.
Manche WR können auch selbst bei UVP abschalten - ob man sich darauf verlassen möchte, oder zusätzlich das UVP-Signal zum Steuern des WR verwendet möchte, ist jedem selbst überlassen. Wichtig ist, dass der WR grundsätzlich diese Möglichkeit bietet.
#5
Hallo zusammen und vielen Dank für eure Antworten!
WoMo-Bastler hat geschrieben: vor 1 Jahr Zwischen der Initialladung und dem "Parallelschalten für mehrere Tage" habe ich noch einen Kapazitätstest der einzelnen Zellen durchgeführt, weil ich skeptisch war, dass die Zellen eine identische Qualität haben.
Wie sah bei dir das Ergebnis dann aus? Hatten die Zellen eine identische Qualität? Das Laden mit 3,6V ist ein guter Hinweis. Wir müssen sowieso erstmal schauen, wie genau sich das Labornetzteil einstellen lässt. Der Tip mit der Kupferschiene. Oh man.. Manchmal zu simpel um selbst drauf zu kommen :sweat_smile: Midi Sicherungen gibt es bis 200A. Ich habe eben probiert den Unterschied zwischen Midi und Mega Sicherung herauszufinden, aber bin nicht wirklich schlauer als vorher. Sind Mega Sicherungen einfach nur für höhere Ströme ausgelegt?

In unserer Vorstellung hätten wir gerne direkt am Pol der Batterie einen Sicherungsverteiler mit 3 Ausgängen: jeweils Lade -und Entladezweig + Wechselrichter, welcher über das UVP Signal des BMS direkt abgeschaltet wird. Wir haben noch nicht alle Verbraucher zusammen aber theoretisch könnten wir die Batterie mit maximal 1C dauerhaft entladen und hätten dann 280A auf der Verteilerschiene. Ich denke nicht das dieser Fall eintritt (Wechselrichter unter Volllast + alle weiteren Verbraucher an - selbst dann kommen wir nicht auf 280A), aber dennoch sollte der Verteiler dafür ausgelegt sein. Der Imaxx Sicherungsverteiler mit Midi und Mega Sicherungen ist nur bis 200A ausgelegt.

[Externer Link für Gäste nicht sichtbar]

Alternativ habe ich noch diesen Halter gefunden. Diese können kombiniert und über eine Kupferschiene verbunden werden:

[Externer Link für Gäste nicht sichtbar]

Wie sichert ihr denn die Leitungen ab? Auch direkt an der Batterie oder erst ein Stück später (bei kurzen Leitungen)?

@Luky
Einzeln zu laden erscheint mir auch eine gute Idee zu sein. Bei uns im Datenblatt steht unter standard charge: "The standard charge means charging the cell with charge current at 0.5C(A) and constant voltage 3.65V at 25±2 °C, 0.05C cutoff." Den Ladestrom von 140A liefert unser Labornetzteil nicht. Selbst 0.05C sind noch 14A bei unseren Zellen. Auch das liegt noch über dem, was unser Netzteil überhaupt liefern kann (5A). Wie kann ich dann also feststellen, dass die Zellen voll sind? Das "interrupt rating" oder "breaking capacity" habe ich nicht beachtet und musste auch erstmal recherchieren. Welcher Wert sollte hier mindestens angestrebt werden? Gibt es dazu eine Faustregel? Die Mega Sicherungen von Little Fuse haben ein interrupt rating von 2000A @ 32V.

@commanderkeen
Wir haben auch erst überlegt nur ein Relais für OVP und UVP zu verwenden und somit die Batterie bei einem der beiden Fälle komplett abzuschalten. Dann haben wir uns dafür entschieden, den Wechselrichter mit dem UVP Signal des BMS abzuschalten und das UVP Relais zu umgehen. Dann würde uns das Doppelschaltmodul von 123 electric für Lade -und Entladezweig ausreichen:

[Externer Link für Gäste nicht sichtbar]

Preislich im Rahmen. Wär der Wechselrichter hinter dem UVP Relais, müsste das Relais deutlich größer dimensioniert werden und dann wird es preislich auch beachtlich.

Ich muss sagen, dass ich in dieser Runde bisher viele nützliche Hinweise erhalten habe, die ich vielleicht nicht beachtet und auch woanders noch nicht gelesen habe. Vielen Dank!

Liebe Grüße
Ines
#6
Ines85 hat geschrieben: vor 1 Jahr Ich habe eben probiert den Unterschied zwischen Midi und Mega Sicherung
Der Bohrungsabstand ist ein anderer. Die Baufrom der Sicherung ist größer.
Ob es technisch einen Unterschied gibt weiß ich nicht. Auf die schnelle, mega Sicherungen gibts bis 500A

Und laut [Externer Link für Gäste nicht sichtbar], hat der Mega Ausgang keine Strombegrenzung
WoMo-Bastler gefällt dies
#7
Vielen Dank für die Info, dann wäre der ja doch geeignet. Habe die Angabe unter der technischen Zeichnung leider übersehen. Auch war mir nicht bewusst, dass sich die 200A pro (Midi) Ausgang beziehen. Ich werde später mal eine kleine Skizze anfertigen, denn eine Frage habe ich noch, die sich vielleicht dadurch leichter erklären/beantworten lässt. Das Grundkonzept für den Eigenbau steht schon mal, bei ein paar Informationen hoffe ich noch auf Antworten (interrupt rating).

Vielen Dank!
#8
Ines85 hat geschrieben: vor 1 JahrWie sah bei dir das Ergebnis dann aus? Hatten die Zellen eine identische Qualität?
Bei mir ging es ja bei 8 Zellen darum, möglichst vier gleichstarke 2er-Pärchen zusammenzustellen. Diese 2er Pärchen wurden dann später seriell hintereinander gehängt um auf 12 V (bzw. 13,2 V) zu kommen (das wird auch 2p4s genannt). Der größte Kapaziätsunterschied war bei den nominell 200 Ah Zellen nur 4 Ah. Also eigentlich nicht der Rede wert. Ich habe die Zellen dann gemäß meinem Bauchgefühl nach Kapazität und Innenwiderstand in einer Reihenfolge von gut nach schlecht sortiert aufgestellt und für die Pärchen immer den besten und schlechtesten weggenommen und "gepaart" (also 1-8, 2-7, 3-6, 4-5)... aber so eine Konstellation hast Du ja eh nicht :-)
Ines85 hat geschrieben: vor 1 JahrWie sichert ihr denn die Leitungen ab? Auch direkt an der Batterie oder erst ein Stück später (bei kurzen Leitungen)?
Die Daumenregel ist ja immer: "Bis 15 cm braucht es keine Sicherung".
Grundsätzlich steigt natürlich mit jedem cm Kabellänge die Gefahr eines Kurzschlusses.
Man muss sich halt bei jedem Kabel erneut überlegen, wie hoch die Wahrscheinlichkeit ist, dass es aufgrund von Durchscheuern oder dem Schmelzen der Isolierung zu einem Kurzschluss bei benachbarten Kabeln oder Metallflächen kommen kann. Mit dem im Hinterkopf und gesundem Menschenverstand sollte man da schon eine sichere Lösung basteln können :-)

@Jumper hat ja schon super auf die Frage zum Midi und Mega Sicherungsformat geantwortet :upside_down:
Zusätzlich kann man noch sagen, dass die Mega Variante durch die größere Bauform auch mehr Fläche bzw. Querschnitt hat, um hohe Ströme zu transportieren.
#9
"Bis 15 cm braucht es keine Sicherung" ist Blödsinn. Es geht darum, dass der Kabel direkt am Batteriepol im schlimmsten Fall keinen "harten" Kurzschluss auslösen kann. Also keinen Kontakt mit etwas, das direkt (!) am anderen Batteriepol angeschlossen ist.
Sicherung direkt am Batteriepol schließt das sicher aus. Ich habe daher eine "ZCASE" Sicherung direkt dort draufgeschraubt, die sind zwar etwas teurer, aber sparen auch den Verkabelungsaufwand.
Ob 2000A sicher ausreichen ist ein kontroverses Thema, ich habe da auch noch keine wirklich zuverlässigen Angaben gefunden. Fakt ist, dass LiFePo4 Zellen sehr hohe Kurzschlusströme produzieren können. Theoretisch bei meinen Zellen 3,6V / 0,00065Ohm (AC Innenwiderstand), was 6000A entspricht, aber man hat immer ein bisschen Serienwiderstand bei den Polen und verschraubungen, und schon 0,001Ohm reduzieren den Strom auf unter 2000A, also passt das schon würde ich sagen. Hab ich auch so gemacht.
#10
Den Begriff „Blödsinn“ ersetzen wir hier mal bitte durch „nicht sinnvoll“ oder von mir aus auch mit „falsch“, ok ?

Gruß, Frank
robat1 gefällt dies
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