Bei Umbau: thermische Isolierung (?)

[Landybehr]

Hallo,

Es geht um den Umbau eines Fahrzeugs auf, bzw den Einbau des Elektroantriebs. Und konkret um die Akkus.

Meine Pläne gehen so weit, die Akkus in Metallboxen mit elektrischer Isolierung einzubauen, aber eben auch gleichzeitig etwas thermischer. Reicht ja, wenn es (also die Kälteisolierung) nur wenige Millimeter dick ist. Für besonders tiefe Temperaturen möchte ich Heizfolie zusätzlich einsetzen. Für Kälte ist dann alles geregelt, so weit möglich.

Die Frage ist nun, wie sieht es "im Gegenteil" also bei Hitze aus?
Beim Laden und "Benutzung" erwärmen sich die Zellen wohl. Wieviel ist das? Eine aktive Kühlung dürfte Unsinn sein und auch nicht verhältnismäßig mit nachzurüsten sein. Aber geht das soweit, dass man es bei dem Gedanken an Kälteisolierung nicht übertreiben sollte - dass es einen Kompromiss geben muss?

Die Ladung wird in meinem Fall ausschließlich über Wechselstrom (Typ2 Stecker) laufen. Und dann meist auch nur mit einer Phase. Obschon dreiphasiges Laden denkbar ist - doch Ladegeschwindigkeit ist nur im "Notfall" wichtig.

Vielen Dank!

[Jack-Lee]

Servus,

willst du den Umbau selbst machen? Hast du bereits ein Set oder möchtest du alles selbst entwerfen?
Ich vermute das für einen Umbau aktuell doch etwas zu wenig Know How vorhanden sein könnte.

Nun aber zu deinen Fragen:
-Das ist sehr abhängig von den verwendeten Akkuzellen bzw. Modulen, wie und ob gekühlt werden kann. Da musst du mehr Infos raus geben, was verbaut werden soll.
-Kühlung ist im Normalfall nur nötig bei größerer Belastung der Zellen, vor Allem beim laden. Solange man beim Entladen im Durchschnitt unter 1C und beim laden 0,5C nicht überschreitet kommt man im Normalfall ohne Kühlung aus. Das "C" ist ein "Umrechnungswert" der sich auf die Kapazität bezieht. Ein 25kWh Akku den du mit 0,5C lädst, lädst du mit 12,5kW.


Gruß,
Patrick

[Landybehr]

Hi Patrick,
Du hast mit Deiner Einschätzung durchaus Recht. Also viel Ahnung habe ich nicht. Darauf gehe ich am Ende kurz noch ein.
Im Grunde gehe ich über einen anderen Ansatz - von praktischer Seite aus los. Ich habe die Komponenten zusammengestellt bekommen (dort steckt das Know How für die Hintergründe. Hätte ich mir alles selber zusammenstellen müssen, dann hätte ich es nicht getan).
Woran ich mich messe und orientiere sind Umbauten, die diegleichen Komponenten verwenden oder ganz vergleichbar aufgebaut sind.
Was dort funktioniert, dürfte es auch bei mir tun.

Eigentlich hilft mir ja schon sehr die Info, die du zum Laden/Entladen gegeben hast. Ich verwende es mal als "Daumenregel" und merke, dass ich mir hier nicht grosse Sorgen machen muss. Da bin ich schon zufrieden.

Damit der Umbau funktioniert, ist es zunächst primär wichtig, dass die Verkabelung, Verlegung von Kabeln, Sicherheit usw. - Also alles was der TÜV prüft, solide gemacht wird.
Dennoch, ich kann nichts versprechen oder gar großspurig tun (das wäre völlig vermessen), ich bin bloss ambitioniert und zuversichtlich. Wir werden sehen, was daraus entsteht

Grundsätzlich verstehe ich auch, was du garantiert nicht in böser Absicht eingangs schriebst. Ich geb aber mal ein anderes Beispiel: Jeder Mensch hat sich ans Laufen versucht, obwohl er nur krabbeln konnte. Wenn bestehendes KnowHow die Voraussetzung wäre, würden wir alle immer noch krabbeln.
Wie gesagt... Ich gehe ambitioniert heran, aber nicht ohne vorheriges Nachdenken.

[bm3]

Da die gängigen Autohersteller auch nicht viel von thermischer Isolierung halten, eher schon von Klimatisierung der Zellen, würde ich es damit wegen der Wärmeabfuhr im Sommer nicht übertreiben. Normalerweise entsteht deutlich mehr Zellwärme beim Fahren als beim AC-Laden. Mein Vectrix-Roller mit AESC-Zellen ist auch leicht thermisch isoliert, der Lüfter für die alten NiMH-Zellen wurde bei der Umrüstung auf Li-Zellen abgeschaltet. Die Belastung steigt im Fahrbetrieb bis auf max. 3 C an. Ich hatte weder beim Laden noch beim Fahren bis jetzt thermische Probleme.

[Landybehr]

Danke für den Input.
Ich würde gern nochmal bei der Zellenerwärmung durch Laden oder Entnahme nachhaken. Ich fürchte, dabei kommt nicht so sehr eine konkrete Frage dabei heraus. Sondern mehr eine Zustandbeschreibung.

In Norddeutschland sind Temperaturen so, dass über 90% kein Problem darstellen. Es gibt ab und zu aber Hitze, und es gab mal -20°. Mein Ziel ist Betriebssicherheit unter allen Bedingungen. Nun hab ich es so erklärt bekommen, dass theoretisch zwar Laden bei so tiefer Kälte nicht geht, aber durchs Fahren erwärmen Zellen sich ja und dann geht's irgendwie doch. Allerdings ist meine typische Fahrtstrecke 3-4km lang. Da passiert noch nicht viel, oder? Auf diese Thematik hab ich seit etlichen Monaten im Internet beiläufig geachtet. Und ich hab nirgends gelesen, dass jemand durch Kälte immobil wurde. Liegt das nun nur daran, dass andere Glück haben? Also Garage, oder anderes Fahrverhalten oder, das Wetter war nicht kritisch, oder...? Aber es steht eben auch bei den Datenblätter, unter 0° eher nicht zu laden.
Im Aspekt Kälte und Laden hab ich die größte Unsicherheit.
Trotzdem hab ich beim Kauf der Komponenten erklärt bekommen, wie dort, und das ist Süddeutschland, es auch im Winter problemlos funktioniert. Wie die Akkuboxen aufgebaut sind.
Das bißchen Theorie, das ist hab und Praxis laufen etwas auseinander.

Das Laden ist bei mir nicht so Thema. Normalerweise wird es einphasig-AC sein. Weil die Solaranlage nicht so gross ist. Und ich hab auch genug lange Zeiten, für den Ladevorgang. Da kann er dann sich gern Zeit nehmen und dabei schonender sein.

[bm3]

Bei Minustemperaturen geht normalerweise bis in zweistellige Minusgrade anfängliches Fahren mit sanftem Strompedal-Fuß ohne Akkuvorwärmung. Zu erwähnen wäre noch dass LFP- Zellchemie am empfindlichsten gegenüber Kälte ist. Wenn du da mehr Sicherheit haben möchtest würde ich von LFP abraten bzw. nur mit integrierter Vorwärmung.

[Landybehr]

Hi,
Ich denke, für euch ist das Datenblatt ein alter Hut?


https://www.innopower.de/produkt/innopower-lfmp-105ah/

Naja, die LiFePo4 Zellen hab ich ja schon.
Mit Fokus auf eine Heizung, mehr als auf Isolierung, wird es schon gehen.

[Singing-Bard]

@Landybehr
ich halte diese LFP Zellen nicht für Wintertauglich.
Diese Zellen sind wohl für den stationären PV-Speichereinsatz im frostfreien Bereich gedacht.
LFP Zellen für den Automotive Bereich haben andere Entladecharakteristik und können im Zweifel auch bei Minusgraden geladen werden ..

[Landybehr]

Das ist schlecht. Aber ich muss arbeiten mit "was ich hab". Ich schätz, alle Lifepo4 Zellen betrifft das gleichermaßen.

Das Volumen aller meiner Zellen beträgt rund 80 Liter. Wenn man mal annähme, weil das mit alter Schulphysik auf die Schnelle zu rechnen war, dass es sich um Wasser handelte, das erwärmt werden soll, dann würde 100Watt Heizleistung diese Materie in einer Stunde um 1 Grad erwärmen.
Eine 12Volt Heizfolie hat etwas über 100Watt/m*m. Auf 12 Volt möchte ich mich aber festlegen, damit ich das auch nutzen kann, nicht nur, wenn ich zuhause bin, dann bringe ich vielleicht 150W an Heizfolie unter. Nicht "berühmt".
Wie gut der Vergleich mit Wasser passt, weiss ich natürlich nicht. Die Zelle ist ja ein Mix aus Materialien.

Achso, möglicherweise sollte zwecks Vollständigkeit ergänzen: 105Ah Zellen, 3p4s bilden einen Block. Von denen ich 8 habe. Ergibt 96Volt. Der Motor.. die Leistung kann ich gar nicht genau sagen. Der Verbrenner hatte 55KW. Der Emotor ist mit 25KW oder sowas angegeben. Aber da gibt es verschiedene Angaben, diese ist für S2 Nennbetriebsart.

[Singing-Bard]

willst du den Umbau selbst machen? Hast du bereits ein Set oder möchtest du alles selbst entwerfen?
Ich vermute das für einen Umbau aktuell doch etwas zu wenig Know How vorhanden sein könnte.

@Landybehr
Wenn ich das so lese, bekomme ich den Eindruck, das Du wahrscheinlich jemanden mit Elektroumbau Erfahrung hinzuziehen solltest um dich zu unterstützen.

Einfache Überschlagsrechnung von 25.000Watt bei 96 Volt ergibt z.b. eine Stromstärke von 260 Ampere.
Um diese Stromstärke zu handhaben brauchst Du massive Kupferkabel. (Je nachdem wen Du fragst mehr als 70 mm2?)
Das ist der Grund, dass fast alle Elektro Fahrzeuge mit Hochspannungsakku (400V) betrieben werden, um die Kabeldurchmesser im akzeptablen, handhabbaren Bereich zu halten ...