Elektro-Kawasaki-Enduro auf Basis einer 250er KLA

Diskutiere Elektro-Kawasaki-Enduro auf Basis einer 250er KLA im S-Pedelecs und anderes mit E-Motor Forum im Bereich Diskussionen; voila: Der erste Versuch (noch mit spitzen Elektroden) schlug wieder fehl, weil meist eine der Elektroden abrutscht. Mit breiten (ca 3mm) Kanten...
W

wjr

Mitglied seit
11.10.2019
Beiträge
59
Ich hab' dann noch weiter an Sicherungskonstruktionen gebastelt.
Mit Schneiden statt Spitzen an den Cu-Schweißspitzen und etwas Übung kann man zuverlässig 0,5-mm-Cu-Draht auf Nickelstreifen schweißen.
Ich hab' ein Stück polierten Granit als wärmeabführende Unterlage gefunden, das macht es wesentlich leichter.
Ein erster Versuch mit einem Zellenaufbau sieht gut aus - ich glaub' ich schuld' der Gemeinde ein Foto.
voila:
IMG_20191108_110023_50.jpg
Der erste Versuch (noch mit spitzen Elektroden) schlug wieder fehl, weil meist eine der Elektroden abrutscht.
Mit breiten (ca 3mm) Kanten geht das besser.

Die Drähte sitzen fest und reißen nur mit viel Kraft und Biegen neben dem Schweißpunkt.
Oben sieht man auch, daß mir beim Verschweißen der Nickelstreifen die Kupferelektroden ankleben.
Wenn ich die Ladespannung zurückdrehe, dann halten die Punkte nicht.
 
W

wjr

Mitglied seit
11.10.2019
Beiträge
59
Das Material trudelt langsam zusammen.
Motor und Controller wollen getestet werden und schreien nach 72V.
Blöde zahl :oops: - da steht nix rum :X3:

Mein Ladegerät weigert sich, sich als ordinäres CC-CV-Netzteil mißbrauchen zu lassen.
Will wohl eine Leerlaufspannung vom Akku haben, bevor es anfängt zu arbeiten :cautious:
Sieht aus als bräucht' ich einen echten Akku, um den Controller + Motor zum Leben zu erwecken.

Das Akkugehäuse ist noch immer nicht definiert.
Unklar ist imho vor allem die Frage der Kühlung.:unsure:

Abschätzung der Wäremeentwicklung:

Der Wechselstromwiderstand interessiert hier nicht, weil wir ja Gleichströme haben.
Die Liitokalas geben für einen VTC4 typ 30 mOhm Innenwiderstand an.
Bei der Entladung über einen ??? stieg der angegebene Wert von ca 10 auf über 100 an.
Verbinder, Sicherungen, Schweißpunkte .... ich neme mal 30 + 30 = 60 mOhm für zelle + Verdrahtung.

Bei 6 A/Zelle gibt das 0,36V, als 7,2 V oder 10 % Drop auf das gesamte 20s- Pack.
ist das zu pessimistisch? Hoffentlich, denn...

das wären 2 W / Zelle, 1280 W / auf 640 Zellen

Wärmeübergangskoeffizient
Wäremübergangswiderstand innen R_i horizontal = 0,13
... außen R_a = 0,04 (bei 2m/s Luftströmung)
vernachlässigen wir ein Metallgehäuse dazwischen, kommen wir für R_i + R_a auf 0,17
Einheit sollte K*m²/W sein

Ein 5S32P in doppelreihiger Konfiguration ist ca 20 cm x 32 cm x 7 cm groß
zzgl. etwas Schaltraum
kann ich vier davon einen Quader 35 * 30 * 20 packen, ergibt ungefähr die Oberfläche eines Würfels mit 30 cm ... ca 0,6 m²

Damit komme ich auf eine Erwärmung im Gleichgewicht von
1280 W / 0,6 m² * 0,17 K * m² / W = 360 K o_O:X3::sick:
Das ist definitiv zu viel.

OK, sebst wenn ich im Dauerbetrieb nur auf 100 A komme, sind das noch über 3 A/Zelle, damit ein Viertel der Wärmeentwicklung und immer noch 90 K.

Ich denk ich werd' also die 4 Blöcke in separate Gehäuse setzen (war ja iwie von Anfang an mein Plan) und das auch nicht aus Kunststoff wählen, auch wenn es von der elektrischen Isolierung her attraktiv erschiene.
Das sollte die Kühlfläche annähernd vervierfachen.
Dann betrüge der Temperaturanstrieg bei 100 A im Gleichgwicht noch 22K - das klingt langsam nach einer akzeptablen Größenordnung.

Als elektrische Isolierung zwischen Pack und Gehäuse, die den Wäremübergang nicht allzusehr behindert, stelle ich mir ein feinmaschiges Kunststoffgitter vor. Im Elektrobereich habe ich dazu nichts gefunden, Sauna-Fußmatten sind sauteuer und immer noch sehr grobmaschig, aber vielleicht kann man ja so etwas mißbrauchen:
1qm = 4-5 SPEZIAL Gitter Ameisensäure Behandlung Varroa 4€/ Stk Imker Propolis | eBay
2 mm stark, 3 mm Maschenweite

Für jeden Vorschlag für geeigneters Material bin ich dankbar.

Als Gehäuse würde ich z.B. so etwas in Betracht ziehen
AC-1421 Bud Industries | Mouser
30 € zzgl MWSt und Versand,
Stahlblech, 9" * 15" * 3" = 225 * 375 * 75 mm

Oder ich kauf mir 2 qm Alublech und kant' mir das selber - dann bin ich flexibel :unsure:
Ohne es berechnet zu haben, ist Alu sicher nicht schlechter als Stahl.
Schwarz eloxiert wär noch mal ein extra Bonbon.
schwarz lackieren? bessere Wäremestrahlung, aber zusätzlicher Übergangswiderstand :unsure::unsure:
 
Ewi2435

Ewi2435

Mitglied seit
08.06.2015
Beiträge
6.321
Ort
Emstek
Details E-Antrieb
TDCM 48V 20A Bh Bikes Nitro 45km/h S-Pedelec
Rechne mit 20mOhm gesamt.

Ich habe in gesamten Packs mit Sanyo GA Zellen 120mOhm auf einen 10S4P mit BMS und allem.
 
  • Like
Reaktionen: wjr
W

wjr

Mitglied seit
11.10.2019
Beiträge
59
Ich wollte noch Wäremverluste und Innenwiderstände an der Verkabelung abschätzen.
voila:
heat.png

Ich hoffe, die Datei ist halbwegs selbsterklärend.
Es geht mit nur um Größenordnung und Fokussierung auf das Wesentliche, nicht um Nachkommastellen.
Für mich wichtige Antworten:
  • meine Zellsicherungskonstruktion ist soweit OK, egal ob mit Kupferdraht oder Nickelstreifen.
    Ich denke, Ni ist einfacher zum bauen.
  • der Rest der geplanten Verkabelung ist soweit auch OK
  • Ich überlege, pro Block ein oder evtl. sogar 2 Sicherungshalter einzubauen,
    zum Einen damit bei Handlingfehlern nicht die Zellsicherungen fliegen, zum Anderen einfach als Klemmblöcke
    Dabei fällt auf, daß die "Mega"-Serie grad mal halben Widerstand als die (spannungsfeste) ANL-serie hat.
    Die 500-A-sind quasi als nierdrohmige Kurzschlussbrücke in der fertigen Konstruktion gedacht.
    bis alles steht, kann ich da auch Kleinere verwenden, um auf der sicheren Seite zu sein.
  • Anderson-Powerpole (einpolige) als steckbare Verbinder zwischen den Packs kosten praktisch keinen Spannungsverlust -prima.
Ergänzung:

Rechne mit 20mOhm gesamt.
In meiner Tabelle komm' ich auf 3,5V bei 150 A
wären 23 mOhm - Volltreffer (y):cool:

Ich habe in gesamten Packs mit Sanyo GA Zellen 120mOhm auf einen 10S4P mit BMS und allem.
4P: 120 mOhm * 4 wären 480 mOhm pro String
10S: 480 mOhm / 10 = 48 mOhm pro Zelle

zurück auf 32P : 1,5 mOhm pro paralleler Bank
... 20S : 30 mOhm

Also auch das noch in der selben Größenordnung - passt soweit, denke ich
Ergänzung:

.... aber bei 30 mOhm und 200 A bin ich eben wieder bei 1200 W Wärmeentwicklung im Pack
d.h. das Kühlproblem wird mich nicht so schnell los lassen.
 

Anhänge

Zuletzt bearbeitet:
mawadre

mawadre

Mitglied seit
16.07.2018
Beiträge
4.094
Details E-Antrieb
Grace Easy S, Bionx PL350HT
aber bei 30 mOhm und 200 A bin ich eben wieder bei 1200 W Wärmeentwicklung im Pack
:oops::X3:
Warum brauchen Elektroautos gleich nochmal elektrische Zuheizer wenn schon Dein kleines Moped 1,2 kW Abwärme nur im Akku erzeugt?
 
Ewi2435

Ewi2435

Mitglied seit
08.06.2015
Beiträge
6.321
Ort
Emstek
Details E-Antrieb
TDCM 48V 20A Bh Bikes Nitro 45km/h S-Pedelec
Ohne den Roman jetzt aufmerksam zu lesen.

Fakten

VTC4 = <20mOhm
20S32P -> 12,5mOhm ohne Verbinder etc.
Sagen wir mal 20mOhm.

200A* 0,02 = 4V Drop * 200A = 800W Wärme.Kommt hin. -> Gesamtakku. Für die Zellen brauchst du aber nur den Zellenwiderstand betrachten und der ist <12,5mOhm gesamt -> <500W Das kann der fette Block locker ab. Zumal das ja nicht durchgehend anliegt.

Du hast aber am Antrieb auch 72V*200A Anliegen was 15kW sind. Damit dürftest du 120km/h fahren.
Dabei hast du Wind ohne Ende. WEnn die Zellen in Zellhalter sind.

Bau das Gehäuse so das du von vorne nach hinten durchpusten kannst. Maschiges Gitter davor und gut. Nur bei Regen bekommste dann Probleme.

Kannst ja über einen Wärmetauscher nachdenken.

Mein 100S9P aus 29E wird demnächst auch zwischendrin 25kW bringen müssen. Im Schnitt aber weit unter 10kW bleiben. Wäre dann ein Strom von 30-40A bei 0,45Ohm, wären dann 320W was einem guten Heizlüfter für den LKW entspricht. Eine kühle Brise wird die Akkugehäuse kühlen. SOllte reichen :p Wird aber Temperaturüberwacht.
 
Ewi2435

Ewi2435

Mitglied seit
08.06.2015
Beiträge
6.321
Ort
Emstek
Details E-Antrieb
TDCM 48V 20A Bh Bikes Nitro 45km/h S-Pedelec
Volvo V60 D6
 
W

wjr

Mitglied seit
11.10.2019
Beiträge
59
Bau das Gehäuse so das du von vorne nach hinten durchpusten kannst. Maschiges Gitter davor und gut. Nur bei Regen bekommste dann Probleme.
o_O :X3:
Am liebsten wär' mir IP 69 - das haben die jetzt extra für die Bauern aufgesetzt:
Resistenz gegenüber Hochdruckreiniger mit landwirtschaftlichem Azubi am Abzug, der mit Wonne mit 200 bar aus 2cm Entfernung in alle Ecken, Simmerringe und Kabelverschraubungen pustet...

IP67 wär wohl noch ganz passabel, aber unter IP 54 würde ich nicht ins Gelände wollen.
Oder bin ich, was Zuverlässigkeit betrifft, nur BMW-verweichlicht?

Was Du beschreibst ist IP20 - "indoor use only" - Schönwettermoped....

Kannst ja über einen Wärmetauscher nachdenken.
Das war ja meine Überlegung:
Packs in mehreren Platten montiert statt in einem großen Quader vergrößern die wärmetauschende Oberfläche

72V*200A Anliegen was 15kW sind. Damit dürftest du 120km/h fahren.
oder bergauf...., oder Zyklen von Bremsen/Regenerieren und Beschleunigen ....

Die KTM hat glaub' ich Wasserkühler, aber nur für Motor und Controller
 
Ewi2435

Ewi2435

Mitglied seit
08.06.2015
Beiträge
6.321
Ort
Emstek
Details E-Antrieb
TDCM 48V 20A Bh Bikes Nitro 45km/h S-Pedelec
Die Abnahme der Wärme so Punktuell an den Zellen wird dir nicht so viel bringen.

Tesla kühlt die Zellen durch einen Schlauch der sich an die Zellen anschmiegt. Sinnvoll wäre es die Zellen IM Behälter mit zirkulierender Luft zu beströmen.
Dann merkst du zu hohe Temperaturen anhand der Gehäusetemperatur.


Das BMS sollte sowieso eine Abschaltung bei 60Grad haben. Daher sehe ich das Unkritisch.
 
W

wjr

Mitglied seit
11.10.2019
Beiträge
59
Tesla kühlt die Zellen durch einen Schlauch der sich an die Zellen anschmiegt.
... und ich bin mir ziemlich sicher, daß die sich was dabei gedacht haben....

Sinnvoll wäre es die Zellen IM Behälter mit zirkulierender Luft zu beströmen.
Ja, aber das ist natürlich extra Aufwand, den ich erst angehen würde, wenn's sein muß.
Ich denke, weder KTM noch Zero hat so was.

OK, ich könnte kontrollierte Außenluft irgendwo ansaugen, filtern, trocknen, und dann durch blasen.
Oder ich hab einen inneren und einen äußeren Luftkreislauf mit Wärmetauscher dazwischen

Das BMS sollte sowieso eine Abschaltung bei 60Grad haben. Daher sehe ich das Unkritisch.
mir wär natürlich lieber, wenn das BMS nicht abschalten muß.
Klar, wenn das nur in Extremsituationen passiert, Fogleschäden vermeidet und mit einer viertel Stunde Abkühlpause erledigt ist, kann man damit leben.

Ich hab' mir jetzt mein Übungspaket nochmal aus thermischer Sicht angeschaut und dabei festgestellt, daß die bestückten Zellhalter ja +- strömungsdichte Platten sind. Bei 16*10 Zellen sind das schon ganz schöne Flächen, mit einem nicht zu vernachlässigenden schlecht durchlüfteten Kern in der Mitte.
Ich überleg jetzt, ob ich die Zwickel einfach alle anbohren soll.
Sinnvollerweise mache ich das vor der Montage, um sicher zu gehen, daß ich auch nur die Halter anbohre, nicht die Zellen :X3:

Andererseits - wenn das Pack senkrecht steht - also die Zellen liegen, dann kriege ich einen Thermosiphon-Effekt.
Vielleicht. Hoffentlich.
d.h. die warme Luft steigt im Pack hoch und die abgekühlte sinkt an den Außenwänden wieder ab.
Damit habe ich einen passiven inneren Wärmekreislauf und an der Gehäusewand einen Wärmetauscher.
Vielleicht sind dann strömungsdichte Zellhalterflächen sogar ein Vorteil:unsure:

Gut, bohren kann ich notfalls später im montierten Pack immer noch.
Nichtleitende waagrechte Unterlage und Tiefenanschlag im Bohrständer sollte einen Mangel an Feinmotorik ausgleichen können...
 
Ewi2435

Ewi2435

Mitglied seit
08.06.2015
Beiträge
6.321
Ort
Emstek
Details E-Antrieb
TDCM 48V 20A Bh Bikes Nitro 45km/h S-Pedelec
Du baust dir echt kompolexität ein wo keine ist. Luft durch die Zellen zu pusten nimmt nicht viel Platz ein. Dann ist der Behälter halt 6mm höher und das sind lüfter drüber oder drunter. Nicht so kompliziert denken.
 
W

wjr

Mitglied seit
11.10.2019
Beiträge
59
Luft durch die Zellen zu pusten nimmt nicht viel Platz ein. Dann ist der Behälter halt 6mm höher
Wenn ich dafür alles in eine Kiste packen kann ist das sicher einfacher.
Umgebungsluft oder geschlossener Kreislauf?
Sammelt sich da Dreck in der Batterie?

Du baust dir echt kompolexität ein wo keine ist
Ja, vermutlich denk' ich manchmal zu viel:unsure:
Manchmal steh ich aber auch einfach auf der Leitung;)
 
Ewi2435

Ewi2435

Mitglied seit
08.06.2015
Beiträge
6.321
Ort
Emstek
Details E-Antrieb
TDCM 48V 20A Bh Bikes Nitro 45km/h S-Pedelec
Ich meine zirkulierend im eigenen saft. Dann bleibts auch sauber. Gleichmäßigkeit ist hier denke ich wichtiger als das kühlen.
Wenn es dann zu warm wird merkst es schnell weil das Gehäuse warm wird.

Innen außen kühlrippen aufs blech wäre noch was fuer bessere Wärmeabgabe 😂 damit haettest du deinen wärmetauscher.
Ergänzung:

Ah, ein Plug-In-Hybrid von Volvo. Unglaublich, was da alles auf der Aufpreisliste nach 60000 Grundpreis noch alles steht: Ladekabel 75,-
Und nun ? 😅
Ergänzung:

Ich meine zirkulierend im eigenen saft. Dann bleibts auch sauber. Gleichmäßigkeit ist hier denke ich wichtiger als das kühlen.
Wenn es dann zu warm wird merkst es schnell weil das Gehäuse warm wird.

Innen außen kühlrippen aufs blech wäre noch was fuer bessere Wärmeabgabe 😂 damit haettest du deinen wärmetauscher.
Ergänzung:


Und ?
 
W

wjr

Mitglied seit
11.10.2019
Beiträge
59
Ich meine zirkulierend im eigenen saft. Dann bleibts auch sauber.
Ja, das klingt vernünftig.
einfache PC-Axiallüfter denke ich sollten reichen, oder?
evtl. mehr kleinere statt einem großen, je nach Platz und Strömungsführung.
Wie schaltet man den Lüfter?
Zündungs-Plus? - Sollte ja auch beim Laden aktiv sein :unsure:
eigenes Thermostat? vllt. gibts PC-Lüfter mit Thermostat - oder sogar geregelt...
Ich muß mir jetzt mal mein BMS genauer ansehen, am End' hat das sogar einen Lüfterausgang...

Innen außen kühlrippen aufs blech wäre noch was fuer bessere Wärmeabgabe 😂 damit haettest du deinen wärmetauscher.
Kühlrippen sind schwer und nicht ganz billig, ich denk' das kann ich erst mal ohne ausprobieren.
Ich dacht' auch schon an Heatpipes, aber ich seh' da letztlich nicht wirklich einen Vorteil.
US $1.27 18% OFF|150mm/200mm/250mm/300mm Pure Copper Tube Tubing For Computer Laptop Cooling Notebook Heat Pipe Flat or Round-in Fans & Cooling from Computer & Office on AliExpress
Oberfläche ist zu klein, brauchen also trotzdem noch zusätzlich Kühlkörper .... imho....

Alublech in Ziehharmonika-Faltung wär leichter. Kriegt man so was irgendwo fertig? Selber falteln?

Ich glaub' ich muß jetzt als nächstes meine Kawa strippen, damit ich den Platz exakt ausmessen kann, der für eine Batteriebox zur Verfügung steht
 
mawadre

mawadre

Mitglied seit
16.07.2018
Beiträge
4.094
Details E-Antrieb
Grace Easy S, Bionx PL350HT
einfache PC-Axiallüfter denke ich sollten reichen, oder?
PC-Lüfter sind eine einfache Lösung aber neigen leider zum Ausfallen wegen Verstauben, Verharzen, Lagerschäden, Elektronikschäden etc. Ich habe mir einen ehemals teuren Laptop gekillt, weil ich den sterbenden Lüfter zu lange ignoriert habe. Mobile Anwendungen mit hohen Beschleunigungen sind nich schlimmer.
 
Thema:

Elektro-Kawasaki-Enduro auf Basis einer 250er KLA

Werbepartner

Oben