Eigenbau Akku auf Basis von Smart ED4 Modulen

Hallo Zusammen,

wie in meiner Vorstellung hier im Forum schon angekündigt möchte ich hier mein bisheriges Akku Projekt vorstellen.
Verwenden werde ich den Akku aus einem Smart ED4, bzw. Teile davon. Insgesamt besteht der Smart Akku aus 3 Modulen a 32 Zellen. Hersteller ist die deutsche Accumotive. (Im Netz gibt es ein Video der Akkumontage- Smart Electric Drive E18-2evo Battery Production)

Da sowohl die Module wie auch die Zellen innerhalb der Module in Serie sind, hat der gesamte Akku 96 Zellen in Serie, also knapp 350V Nennspannung.
Ich habe nun das erste Modul an einer Seite geöffnet und 4 Zellen entnommen. Anschließend habe ich das Modul unter Vorspannung der einzelnen Zellen neu vernietet. Der so gekürzte Block hat nun 28 Zellen, die nochmals nach 14 Zellen an der Alu Fahne aufgetrennt werden. Es entsteht also ein 14s2p Modul. Da ich 2 Module einsetzen werde entsteht so eine 14s4p Konfiguration.
Die einzelnen Zellen sind vom typ „pouch“ und von LG chem. Typ ist LGX 5e. Ein kompletter Lade-Entladezyklus einer Zelle zeigte eine C von 56AH. (2,5V – 4,2V, Schlussspannungen wie im LG Datenblatt einer LG E63 Zelle angegeben)
Rein rechnerisch ergibt das etwa 11,5 Kwh. (Bei 3,65V Nennspannung) Wieviel davon real nutzbar ist wird sich zeigen müssen. Zumal im realen Betrieb die Grenzen der Schlussspannungen eher enger gefahren werden was der Anzahl der möglichen Ladezyklen zu Gute kommt.
Alle Zellen haben zusätzlich an der Alu Fahne einen Abgang für die Einzelzellenüberwachung, die Kabel münden in einem Stecker. Hierüber soll auch balanciert werden. Zusätzlich werden über den Stecker auch mehrere zwischen den Zellen verbaute NTC 10k nach außen geführt, die zur Temperaturüberwachung verwendet werden.
Innerhalb eines Moduls sind jeweils 2 Zellen in einem Rahmen über ein Wärmeleitblech verklebt. Das Wärmeleitblech wird dann über Thermopaste/ pad mit dem Alu Gehäuse verbunden, um so Wärme abführen zu können.
Der Smart Akku hat zur Kühlung unter dem Akkugehäuse einen fluid geführten Wärmetauscher. Einer davon könnte sogar bei meinem Twizy Akku angebracht werden, sollte Überhitzung ein Thema werden…

Um 2 Module unterzubringen habe ich eine Akkubox mit maximal möglichen Ausmaßen gefertigt ohne den Akkuraum des Twizy modifizieren zu müssen.
Ein erstes Muster entstand aus billiger HDF Platte, die dann soweit „zurecht geschnitzt“ wurde bis alles passt.
Auf dieser Grundlage habe ich dann 10mm Alublech per Wasserstrahl schneiden lassen und verschraubt.
Im Anhang Bilder der Box.

Leider Komme ich nun nicht wirklich weiter, da mir ein T-BMS fehlt. „edriver“ ist seit einer Weile sehr beschäftigt, weshalb die 2.Charge noch auf sich warten lässt.
Dem Forum nach zu urteilen sind mit edrivers T-BMS nicht wirklich viele Eigenbau Akkus entstanden, weshalb einige davon noch bei dem ein oder anderen im Regal liegen könnte…

Wer kann/ möchte mir sein T-BMS verkaufen, evtl. da das eigene Projekt derzeit auf Eis liegt?

Gruß, Jürgen

Hallo Jürgen.
Kannst du die Smart-Module und deine Modifikationen etwas detaillierter dokumentieren.
Auf deinen Fotos ist nicht wirklich viel zu erkennen.

queriza schrieb: Wer kann/ möchte mir sein T-BMS verkaufen, evtl. da das eigene Projekt derzeit auf Eis liegt?

Da sollte es mMn einige geben. die das Interesse verloren haben bzw. von der Realität eingeholt wurden.
Solltest du dennoch keine Angebote bekommen, dann würde ich dir raten ein Kaufgesuch in der entsprechenden Rubrik zu veröffentlichen.
Zwischen dem langen Text und der Bilderflut kann deine Anfrage schon leicht übersehen werden.

Saubere Arbeit, was ich so erkennen kann.

In welchen Material hast die Steckerausgänge ausgeführt? GFK?

Haben die einzelnen Pouches eine ähnliche Baugröße wie die der T-Pouches? Die Bilder lassen es vermuten.

Zum Twizy BMS kann ich dir nur raten einen komplette T zu kaufen. Irgendeine Schrottmöhre.

BMS ausbauen und den Rest wieder zu verkaufen. Die diversen Teile, soweit brauchbar, bringen oft schon wieder den Einkaufspreis rein.

Grußaus Hessen

Thomas

das ist nicht zu empfehlen, wahrscheinlich ist dann nur die Kapazität der Schrottmöhre nutzbar. Außerdem sollte das schon etwas an die Zellchemie/den Spannungsverlauf angepasst werden. (und NEIN "Lithiumakku" und "Pouch" ist nicht gleiche Zellchemie....
Das e-driver BMS ist schon das Mittel der Wahl zumal dann auch die Temperatursensoren vernünftig nutzbar wären.
Darüberhinaus hätte das Twizy BMS Zulassung und TÜV und das ist ja Teufelszeug, gell

.........wahrscheinlich ist dann nur die Kapazität der Schrottmöhre nutzbar...........
Wie kommst du darauf. ?
Ich glaube das nicht.
Sonst würde ja ........
Den Rest dürfen andere weiter erläutern .......

euver schrieb: .........wahrscheinlich ist dann nur die Kapazität der Schrottmöhre nutzbar...........
Wie kommst du darauf. ?
Ich glaube das nicht.

Mir erscheint das schon logisch.
Im edriver BMS muss doch auch auf der verwendete Zelltyp und die verbaute Kapazität konfiguriert werden.
Das Original-BMS ist doch fest eingestellt und kann Userseitig nicht angepasst werden.
Sonst hätte man sich doch die Entwicklung des BMS sparen können.

Oder meinst du etwas anderes?

ja das meine ich, aber das ist nur Spekulation von mir.
direkt habe ich mich auf den SOH bezogen, keiner weiß wie man das zurücksetzen kann, und 100% SOC ist halt etwas anderes bei frischen Zellen und bei ausgelutschen Zellen. also er zeigt beides mal 100% an, aber es geht halt weniger rein und raus.

Hallo Zusammen,
freut mich, daß hier Interesse an meinem Akku Projekt besteht. Die Smart ed4 Batterie/ Module sind mit LGX E51 Zellen bestückt. Gehe davon aus, daß es sich hier um Zellen mit einer Kapazität von nominal 51AH handelt. Ich habe ein Datenblatt einer Schwester/ Nachfolgerzelle gefunden. Es ist die LGX E63 Zelle mit etwas anderen Abmaßen.
Von den Daten her handelt es sich vermutlich um Lithium-Nickel-Mangan Cobalt Akkumulatoren. Diese werden Typischer weise zwischen 3,00V und 4,20V betrieben.
Dem Datenblatt der E63 entnehme ich eine Rest Kapazität von 80% nach 1800 Zyklen bei 25GradC.
Nach meinem Kenntnisstand haben auch Lade, und Entladeschlussspannung direkten Einfluss auf die Lebensdauer/ Ladezyklen.
Lg gibt zur E63 eine minimale Entladespannung von 2V an und eine maximale Ladeschlussspannung von 4,45v an. Damit erreich man zwar eine höhere nutzbare Energiemenge, was jedoch deutlich auf die Anzahl der möglichen Ladezyklen geht.
Beim edriver BMS können die Grenzen eingestellt werden. Sprich geringere Reichweite, dafür längere Lebensdauer der Zellen… Hier muß man sich entscheiden, was einem wichtiger ist.
Zu bedenken ist aber auch daß sich die Zellchemie ohnehin über die Dauer „zersetzt“ auch wenn nur wenig gefahren wird.
Habe z.b. Litium polymer akkus, die nach 4 Jahren „platt“ sind, obwohl erst 40 Zyklen drauf sind. Vermute, ich hatte die im Sommer zu warm gelagert….

Zum Modul:
Es sind jeweils 2 Zellen in Serie in einem Rahme an einem Wärmeleitblech verklebt. Die Zellen sind an den Fahnen per Ultraschall verschweißt. Ein Modul besteht aus 16 geschichteten Rahmen (32 Zellen).
Maße der Rahmen sind ca. 307 x 170 x 20.
Habe nun das Modul an einem Ende geöffnet und 2 Rahmen entnommen, danach wieder verschlossen.
Werde vermutlich nach dem finalen Einpassen im Gehäuse zusätzlich zu den Blindnieten noch eine kleine WiG Naht stirnseitig ziehen. Ist sicherer.
Pouch Zellen benötigen eine gewisse „Vorspannung“, bzw können sich beim Entladen leicht Aufblähen/ Ausgasen, deshalb das Modulgehäuse. (So jedenfalls mein Verständnis)

Die verbliebenen 14 Rahmen (28 Zellen) werde ich in 2Stück 7er Gruppen aufteilen, d.h die Zellfahnen zwischen Zelle 14 und Zelle 15 auftrennen.
Hier muß ich nun an den Alu- Fahnen separat abgehen. Da ich kein US Schweiß gerät habe, plane ich eine Verklemmung der einzelnen Fahnen Nr14 und Nr 15 jeweils zwischen zwei verschraubten „Kupfer-Stegen“. Dazwischen dann Aluminium Kontaktpaste. Dann alles einschrumpfen und thermisch sichern.
Evtl. hat jemand eine bessere Idee? Bin mir noch nicht schlüssig bei den Alu Fahnen…
Stirnseitig vom Modul sind bereits original Kontaktpunkte wo einfach abgegangen werden kann. Die geöffnete Seite muss vorab wieder verbunden werden.

Jede Zelle hat zusätzlich einen Abgang per 0,5mm2 Kabel. Hierüber erfolgt die Einzelzellenüberwachung und das balancing. Da ich eine 14s4p Konfiguration plane, sind also jeweils 4 Zellen parallelgeschaltet.
Etwas Sorge habe ich, wenn unter Last die Zellen unterschiedlich stark einbrechen sollten. Dann fließt über die balacer Kabel ein Ausgleichsstrom. Ist der zu hoch, ist das Kabel hinüber...Ich möchte mir aber auch nicht die Arbeit machen alles mit Sicherungen zu versehen. Und wie kontrolliere ich die Sicherungen im eingebauten Zustand?
Derzeit gehe ich davon aus, daß unter guten Industriezellen ein unterschiedlicher Spannungseinbruch marginal ist. Somit sind auch die Ausgleichsströme entsprechend klein.



Zur Box:
JA, die Abdeckungen über den Steckverbindern sind ein positiv GFK Laminat. Habe ich einfach über einen eingepassten Styrodur Kern laminiert.
P.S. nochmals Danke an euver für deine Hilfe bzgl. BMS.

Auf dem letzten Bild ist eine Zwischenplatte mit eingesetzten NTCs.

Gruß Jürgen

hier noch das Datenblatt der LG E63

Sieht soweit gut aus. Die Kontaktfahnen sind aber imho ein echtes Problem. Ob das starr Verschrauben per Klemme vibrationstechnisch taugt? So von wegen Rissbildung.

Btw., ich würde beim Akkubauen keine Metallmaßbänder benutzen...

queriza schrieb: Hallo Zusammen,
freut mich, daß hier Interesse an meinem Akku Projekt besteht.
Nach meinem Kenntnisstand haben auch Lade, und Entladeschlussspannung direkten Einfluss auf die Lebensdauer/ Ladezyklen.

Beim edriver BMS können die Grenzen eingestellt werden. Sprich geringere Reichweite, dafür längere Lebensdauer der Zellen… Hier muß man sich entscheiden, was einem wichtiger ist.

Bei meinem Alter gibt's hier nur eine Lösung: Voll Pulle Go ________

Mittlerweile habe ich von einem Forum Teilnehmer ein T-BMS kaufen können, vielen Dank nochmals. BMS und Komponenten sind am Gehäuse angebracht. Das 1. Modul ist soweit umgebaut. Habe alles mit Kupferschienen verbunden. Erster Funktionstest voraussichtlich Mitte Mai. Gruß Jürgen

... Lüsterklemmen... sogar zum testen würd ich die nicht einsetzen...

Pfälzer68 schrieb: ... Lüsterklemmen... sogar zum testen würd ich die nicht einsetzen...

Für die Amateure unter uns:
Wieso?
Was ist so schlimm, dass es nicht mal für einen Funktionstest taugen soll?