Umbau Fluence auf 30kWh Leaf-Akkus

[Andi42]

Hallo miteinander,

nachdem mein gekaufter Fluence Akku nur noch 63% SOH hat und ich befürchten muss, dass das Fahrzeug im Winter auf Störung geht, weil der Akku zu schlecht ist, habe ich beschlossen dem Fluence eine "Frischzellenkur" zu verpassen. In diesem Tread werde ich das ganze ein bisschen dokumentieren und auf die Besonderheiten beim Umbau hinweisen.

Ob der Umbau problemlos funktioniert, hängt meines Erachtens ganz wesentlich vom BMS im Fluence ab und bleibt zunächst fraglich. Aber ich habe Neben Plan A noch Plan B und Plan C. Irgendeiner wird funktionieren.

Viele Grüße
Andreas

[Stramon]

Sehr cooles Projekt! Ich freue mich auf diesen Thread!

[Andi42]

Vorarbeit: Leaf Akku ausschlachten

Ich habe für ca. 6k einen gebrauchten Leaf-Akku bekommen, der nach Anlieferung und Auslesen 103% SOH meldete. Das hat mich gefreut, denn der Akku war nicht neu und ist trotzdem in einem Super Zustand. Er kommt angeblich aus Norwegen.

Das Akkugehäuse habe ich mit einer (äh, vielen) dünnen Flexscheibe geöffnet und dann die Zellen ausgebaut. Das würde ich allerdings nicht nochmal so machen, weil sich doch etwas Dreck in den Akku begeben hat.

Beim Zerlegen habe ich zunächst mit Isolationshandschuhen gearbeitet und die Pakete getrennt und dann mit Arbeitshandschuhen weiter zerlegt, bis ich Einzelzellen hatte.


Akku in geschlossenem Zusatnad


Akku geöffnet (Die weißen Abdeckungen sind die Akkuheizungen)


Akku schon ziemlich leer


Zellen im Fluence Kofferraum

Der Akku ist sehr schön aufgebaut und ließ sich innerhalb kürzester Zeit ordentlich zerlegen.

[Andi42]

Vorarbeit: BMS-Software checken

Da das BMS im Fluence einen 24kWh-Akku gewohnt ist, ich aber 30kWh einbauen will, dachte ich mir, vielleicht kann man ja eine neuere Software aufspielen. Es gibt BMS-Softwares, die mit dem Fluence (L38), dem Kangoo (X61) und der Zoe (X10) kompatibel sind. Letzere Autos gibt es mit größerem Akku, also ... warum nicht probieren?


Softwarestände BMS

Leider teilte mir die Renaultwerkstatt, die ich um einen Check und ein mögliches Update gebeten habe, mit, dass der aktuelle Softwarestand (der unterste) der aktuellste für dieses Auto sei und auch deren Servicetool keine neuere anbietet. Ich bin also ein paar Euro ärmer geworden und weiß nun, dass das BMS das alte bleiben muss.

[Andi42]

Ausbau des Fluence Akkus

Um den Fluence Akku ausbauen zu können, braucht man einen Spezialschlüssel. So was wie ein 9-Eck Inbus. Den habe ich mir im Vorfeld aus einer 22er Nuss gebaut, in die ich 9 Flächen geschliffen habe, nachdem ich die Form mit Knetmasse abgenommen habe,

Der Ausbau ist dann eigentlich sehr einfach, wenn man eine Hebebühne hat (habe ich aber nicht). Also musste der Stapler her.

Das Auto mit dem Stapler etwas angehoben, dann mit Hilfe eines Hubwagens, einer großen und einer kleinen Palette und ein paar Brettern den Akku unterstützt und dann konnte ich ihn abschrauben.

Vorher habe ich das Auto natürlich abgestellt und abgeschlossen und bis heute weiß mein Fluence nicht, dass er keinen Akku mehr hat.

Der Akku sitzt mit vier Schnellverschlüssen im Auto - ist ja ein Wechselakku. Um ihn auszubauen, muss man (vier-Mal) die Kontermutter mit einer 19er Nuss abmachen und dann einfach den Verschluss mit dem 9-Kant-Schlüssel solange aufdrehen, bis der nun ungekonterte Stift sich 90° gedreht hat. Das hört man und man könnte ihn dann auch von Hand auf und zu drehen und den Verschlussschalter klicken hören.

Sind alle Verschlüsse auf, das Auto hochheben, Akku rausfahren und Auto wieder runter und "wegräumen".


Das Auto ist leicht angehoben - der Akku wird mit dem Hubwagen entlastet


Der Akku ist gelöst und aus dem Auto heraus


Das Auto wird weggeräumt


Der ausgebaute Akku. Schön, aber schwer...

[ABÖ]

Hallo Andi bis jetzt super dokumentiert. Kannst du uns ein Foto deines selbstgebauten Werkzeuges machen und reinstellen.

Warum hast du Angst dass das BMS aussteigt - dem macht es nichts aus dass die Zellen jetzt nur mehr 12kWh haben, also wird es mit 30kWh auch umgehen können.

LG Andreas (der jetzt auch eine extra Fluence Batterie in der Garage stehen hat)

[Michael_Ohl]

Weiß jemand welche Taschenspieler tricks dazu führen das Nissan die ersten Batterien mit 24kWh angegeben hat und Renault mit 22kWh? Danach gab es von Nissan die 30kWh und im Kangoo 33kWh dann 40/41 usw. Dient das nur dazu möglichst intransparent zu sein oder gibt es unterschiede in der Zellenzahl?
Plan B bei Funktionsproblemen währe dann wohl eine 24kWh Batterie vom Leaf. Aus welchen Grund behauptet Renault wohl , das sie die nicht beschaffen können, Während Nissan die Aufbereitung für kleines Geld anbietet?

MfG
Michael

[Andi42]

Hallo Andreas und Michael,

Warum hast du Angst dass das BMS aussteigt - dem macht es nichts aus dass die Zellen jetzt nur mehr 12kWh haben, also wird es mit 30kWh auch umgehen können.

Ich habe bereits ein eigenes BMS gebaut und programmiert http://www.friesecke.de/Fahrzeuge/Sparr ... tation.pdf
Das arbeitet zusammen mit einem Brusa Lader. Unter bestimmten Bedingungen reduziere ich den Ladestrom bzw. beende die Ladung. Zum Beispiel, wenn ich mehr als 105% in die Akkus geladen habe (entspräche 105% SOH oder mehr).
Wenn das Renault BMS mit 125% SOH arbeiten kann, ist alles gut. Wenn nicht, ist Plan B, den Stromsensor so zu manipulieren, dass er nur noch (z.B.) 80% des Stroms ausgibt und damit das BMS nicht merkt, dass zu große Akkus drin sind.

Weiß jemand welche Taschenspieler tricks dazu führen das Nissan die ersten Batterien mit 24kWh angegeben hat und Renault mit 22kWh?

Nein, aber ich stelle mir das so vor:
Die Akkus im Leaf (1. Gen) und Fluence sind die gleichen: 96 Stück / 65Ah. Das wären dann 3,85V pro Zelle bei 24kWh. Das ist die theoretische Kapazität bei (wahrscheinlich) 4,2V Ladeschlussspannung.
In der Praxis lädt der Fluence die Akkus nur bis 4,1V pro Zelle um eine möglichst lange Lebensdauer zu haben. Das ergibt dann wohl nur 22kWh (ca. 60Ah).
Ich gehe davon aus, dass einmal der theoretische Wert und einmal der praktische Wert genannt werden.

Viele Grüße
Andreas

[Andi42]

Der Akkuschnellverschluss

Im Vorfeld des Umbaus habe ich mir den Akkuverschluss auf Videos anschauen wollen. Leider gab es keine verwertbare Info, wie der funktioniert. Im BetterPlace Wechselakkuvideo ist der Verschluss verpixelt. Andere Akkuausbauer haben ihn entweder vermurkst (Nuss draufgeschweißt) oder keine näheren Infos gegeben.

Der Verschluss ist genial einfach: Von außen kann man mit einer 9-Kant-Nuss den Verschluss aufdrehen. Dabei dreht sich der Haltestift (T-Form) zunächst nicht mit sondern hebt sich nur an. Ist er soweit angehoben, dass er entlastet ist und frei liegt, dreht er sich um 90° in die Position "auf".

Beim Wiedereinbau, muss der Akku erst ans Fahrzeug gehoben werden . Dann dreht man den Verschluss zu. Dabei dreht sich zuerst der Haltestift um 90° in die Position "zu" und zieht dann den Akku endgültig an's Fahrzeug.

Der Verschluss dreht sich recht schwer und geht dadurch nicht von allein auf. Trotzdem sind bei meinem Fluence Kontermuttern auf den Haltestiften, die ein Aufdrehen verhindern sollen (hier nicht zu sehen).

Wie das bei einem echten BetterPlace Wechselakku damals ausgesehen hat kann ich nicht sagen. Da es keine Wechselstationen mehr gibt, sind die mittlerweile wohl alle gekontert.


Die Spezial"nuss", die ich aus einer 22er Nuss gebaut habe


Die Akkuwanne


Der Verschluss von außen



Der Verschluss von innen: oben geschlossen unten offen

[Andi42]

Zerlegen des Fluence Akkus

Der Akku wurde mit dem Stapler in einen Hänger geladen und weil er 300kg wiegt, habe ich auch alle Arbeiten in dem Hänger machen müssen.

Zunächst habe ich 100 tote Kellerasseln mit dem Staubsauger entfernt die in der Wanne lagen. Nicht im Akku - der ist gut abgedichtet, aber außenrum.
Dann viele Schrauben auf, und den schwarzen Deckel runter. Der Akku ist dann in einem Filz"kleidchen" das ich ihm ausgezogen habe.



Dann fing ich mit dem Zerlegen an. Als erstes habe ich die drei Vielpolstecker getrennt, die das BMS mit den Zellen verbinden. Dann habe ich das oberste BMS ausgebaut. Es sind hier tatsächlich zwei BMS-Steuergeräte eingebaut, die beide alle Zellen und verschiedene Temperaturen überwachen. Den Strom misst nur das untere BMS.

Der Akku besteht aus drei übereinanderstehenden Stacks mit jeweils 16 Zellen. Die Stacks sind alle identisch aufgebaut.

Als nächstes habe ich den obersten und untersten Stack in der Mitte spannungsmäßig getrennt. Der mittlere ist bereits durch den Stecker außen am Akku aufgetrennt worden.

Nun ging's an's Aubauen der obersten Zellenschicht. Hierbei habe ich gemerkt, dass ich so nicht weiterkomme. Ich würde den Akku nicht komplett zerlegen können, solange er in der Wanne steht. An die untersten Schrauben kommt man einfach nicht ran.

Nachdem der Stapler aber nicht vor Ort war, um den Akku aus der Wanne zu heben, habe ich zunächst den obersten Stack in Einzelzellen zerlegt.


Die oberen Zellen sind weg. hier liegen noch die Temperatursensoren rum.

Dann den zweiten Stack vom Rahmen befreit und rausgehoben. Schwer, aber machbar.
Nun konnte der unterste Stack inklusive Rahmen aus der Wanne gehoben werden.
Anschließend habe ich den Rahmen komplett entfernt und auf die Seite gestellt.



Der letzte Stack steht nun da und wartet auf die "Frischzellenkur". Hier sieht man auch gut die Auftrennung in der Mitte.Unten ist der Stecker für's BMS zu sehen.



Beim Zerlegen der Stacks in die Einzelzellen habe ich das Drehmoment der großen Polschrauben ermittelt und bin auf 8,5Nm gekommen. Mit diesem Wert werde ich die Stacks dann wieder zusammenbauen. Die kleinen Polschrauben werde ich "nach Gefühl" anziehen, da sie nicht stromführend sind, sondern nur der Spannungsüberwachung dienen.