Umbau Trinkflaschenakku 36 V von 18650 auf 21700

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seifenchef

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Umbau Trinkflaschenakku mit original 42 (zwei Leerplätze) Zellen 18650 in Abstandshalter

Wo gibt es Antworten für den praktischen Aufbau, ich möchte ja ein vorhandenes Gehäuse (siehe Link, 42 mal 18650) anders verwenden?

Ich möchte gern aus einem alten Flaschenakku mit 10s4p 18650
einen 10s4p mit 21700 machen
(ich brauch 20 Ah um mit meinen Fassis mal 70 km oder so rumdüsen zu können,
(jetzt komm ich bei Vollgas grad 35 - 40 km - mit 10 Ah)

9 Blöcke a 4x21700 würde ich in den Akku hineinbekommen, 3 x 3 also bei drei Ebenen, den 10ten Block außen drauf, ich denke gut gemacht sieht das Spitze aus ...
(ins Gehäuse eine rechteckige Öffnung, das Material stellt dann gleich die Seitenwände für die Zellen, und obendrauf ein Plexiglassichtfenster ... )

Angst hab ich vor dem thermal runaway:
- wo gibt es für Privat solche Wäremableitfolie (wohl Panasonic?) zu kaufen, um ein Überhitzen der innenliegenden Zellen zu vermeiden?

Wie soll man einerseits so ne Wärmeableifolie installieren, andererseits aber gleichzeitig durch 'Bollwerke' das Überspringen zu hoher Temperaturen auf Nachbarzellen vermeiden ? Das schnall ich überhaupt nicht ...

-->> ok, ich könnte horizontal, ich hab drei Ebenen jede Ebene 12 mal 21700 in je 3 Blöcken, immer Wärmeleitfolien von innen nach außen machen, um die inneren zu kühlen
-->> und zwischen den Ebenen Barrieren einziehen?
Wo bekomme ich dünnes (Platz!) Material für die Thermo-Barriere?

Muss man Abstandshalter verwenden?, die rauben mir zuviel Platz! :unsure:

Ich will dauerhaft 500 Watt entnehmen, bei 0,2 Ohm Akkuwiderstand heißt das etwa 42 Watt Verlustleistung auf 40 Zellen.
Wie warm werden die da?
Das Gehäuse ist Alu, aber wie gesagt, innen und außenliegende eben .....


gruß seifenchef
 
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Juppheida

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Dir ist aber schon klar das die 211700 3mm dicker und 5mm länger sind als die 18650?
 
seifenchef

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Hi,

Ja eure Einwände sind richtig.
Deshalb grüble ich ja noch ob das Sinn macht, denn ich will keinen Thermo-Crash.
Rein bekommen würde ich sie nur wenn man sie enger setzt, ja, das ist halt das Problem.
Hat jemand Erfahrung mit solcher Wärmeleitfolie, um die innenliegenden besser zu kühlen?

@ Tommi: gibt es gute eckige Leergehäuse (zu befestigen wie die Trinkflaschenakkus am Rahmen) für 40 x 21700 oder 50 x 18650?

gruß seifenchef
 
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radlwadl

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also so lange du die Zellen nicht ueber den nenndauerstrom belastest, werden die auch nicht so heiss dass die da einen thermal runaway bekommen, vermute ich jetz einfach mal. auch nicht wenn die da ganz innen liegen.
wie kommst du denn da drauf dass die einen thermal runaway bekommen koennten?


Die Gefahr eines Thermal Runaways beginnt ab 60°C und wird ab 100°C extrem kritisch. Ab wann der Akku tatsächlich Feuer fängt, hängt von der Ursache ab.


Wie entsteht ein Thermal Runaway einer Lithium Ionen Batterie?


Mehrere Faktoren können zum thermischen Durchgehen einer Lithium Ionen Batterie führen:

  • Interner Kurzschluss: Durch einen Unfall oder eine ähnliche mechanische Einwirkung, z.B. wenn ein Werkzeug aus größerer Höhe herunterfällt, verformt sich die Batterie, Material dringt in die Batteriezelle und löst einen internen Kurzschluss aus.
  • Externer Kurzschluss: Durch die Verformung der Batteriezelle entsteht ein äußerer Kurzschluss.
  • Überladen des Akkus über die im Datenblatt angegebene Maximalspannung hinaus, z.B. um für ein Elektroauto mehr Reichweite zu gewinnen. Je nach Grad der Überladung kann der Akku nachhaltig geschädigt werden, die Lebensdauer der Batterie sinkt.
  • Zu hohe Ströme beim Laden oder Entladen des Akkus, z.B. beim Schnellladen.
Lithium Ionen Batterien: Wie lässt sich ein Thermal Runaway verhindern?


wo gibt es für Privat solche Wäremableitfolie (wohl Panasonic?) zu kaufen, um ein Überhitzen der innenliegenden Zellen zu vermeiden?
Muss man Abstandshalter verwenden?, die rauben mir zuviel Platz!
also ohne Abstandshalter funktionieren die benachbarten Zellen direkt als Kuehlkoerper und leiten die Waerme der innersten Zellen direkt weiter nach aussen.
man muss dann aber die Zellen versetzt aufeinander setzen, also dass immer eine Zelle in der Mulde von 2 anderen Zellen sitzt. und die einzelnen Zellen am besten noch mit Heisskleber zusammenkleben, damit sich mechanisch eine stabile Einheit ergeben, also dass da nix rumwackelt und locker wird und die Loetstellen oder Schweisspunkte nicht ausleiern oder den Pluspol auslockern. und die Schrumpfschlauche der ausseren Zellen gegen aufscheuern sichern, sonst Kurzschlussgefahr!
 
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seifenchef

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Hi,

also so lange du die Zellen nicht ueber den nenndauerstrom belastest, werden die auch nicht so heiss dass die da einen thermal runaway bekommen, vermute ich jetz einfach mal. auch nicht wenn die da ganz innen liegen.
wie kommst du denn da drauf dass die einen thermal runaway bekommen koennten?
Weil ich Schiss habe. :cool:
... vorbeugen ist besser als nach hinten fallen ...

Die Zellen wären diese hier:

Ich will dauerhaft (mehr oder weniger - halt Verkehrsbedingt) 15 A
Das wären 36V 540 W, ist vlt. schon ein wenig aufgerundet.
Soviel braucht das Fassi wenn ich gnadenlos Stoff gebe ...
Das wären bei 4p dann 3,75 A für die Zelle (falls ich nur 3p machen würde wären es dann 5A - aber da reicht mir die Kapazität nicht ...)

Mhhh, soll ich testen wie heiß die werden?
... könnt ich ja machen, mal mit 3,75 mal mit 5 A entladen ...


Danke.


also ohne Abstandshalter funktionieren die benachbarten Zellen direkt als Kuehlkoerper und leiten die Waerme der innersten Zellen direkt weiter nach aussen.
Klingt ja eher positiv für mein Vorhaben?


man muss dann aber die Zellen versetzt aufeinander setzen, also dass immer eine Zelle in der Mulde von 2 anderen Zellen sitzt. und die einzelnen Zellen am besten noch mit Heisskleber zusammenkleben, damit sich mechanisch eine stabile Einheit ergeben, also dass da nix rumwackelt und locker wird und die Loetstellen oder Schweisspunkte nicht ausleiern oder den Pluspol auslockern. und die Schrumpfschlauche der ausseren Zellen gegen aufscheuern sichern, sonst Kurzschlussgefahr!
Ja, ein solider Aufbau wird wohl mein Hauptproblem werden.
Neuland.

Ich brauch noch gescheites Trennmaterial für die drei 'Etagen'
Dünn muss es sein und stabil (Baulänge ist eh problematisch, da 3 x 5mm länger als mit 18650) ... geht gerade so ...

Heißkleber isoliert doch aber, oder gibts da wärmeleitfähigen, das wär cool ?


gruß seifenchef
 
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radlwadl

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Zellheizung wie beim Tesla:

Was empfiehlst Du?
Brennspiritus oder Propan? SCNR

... Nenndauerstrom 10 A - ok ich hab da keine Erfahrung, bei 10 A sind sie ja nach 30 min leer, ich kann mir nicht vorstellen dass dies ohne große Wärmeentwicklung abläuft ....

( nur mal so .... d.h. man könnte (darf) dann aus 4p 40 A ziehen? ... das wären knapp 1,5 kW bei 36V .... ) :unsure:

... gut, ich bau noch paar Motoren parallel, in Frankfurt M. soll ja vor längerem die Polizei ein Fahrrad aus dem Verkehr gezogen haben, was auf 100 km/h kam .... vmtl Front; Mittel und Heckmotor :)

gruß seifenchef
 
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Jootchy

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Aus Erfahrung und als Antwort auf deine PN.
Ich fahre 3p10s aus VTC4 Zellen.
Die geben entspannt gute 2Ah pro Zelle ab.
Auch beim Bak mit 22A Controller.
Bei 20Ah brauchst du allerdings 10p im Akku.
Mit neueren Zellen bekomnst du das mit 6p hin.
Allerdings betreibe ich meine Akkus ohne BMS.
Einmal im Jahr werden sie mit dem Modellbaulader auf 42V balanciert.
Sonst werden sie mit einem 200W Ladegerät bis 41,2V geladen.

Bei anderer Zellchemie würde ich ein BMS einsetzen.

Die VT3 und die VTC4 sind aus meiner Sicht sehr tolerant.
Dazu noch sehr haltbar.
Daher betreibe ich sie von 4,1V bis 3,1V ohne BMS.

Ich habe meine Akkus mit Heißkleber gebaut.
Zwischen die Akkus 2 Blatt Papier geklemmt.
Also 0,2mm Abstand zw. den Zellen.
Danach das Papier wieder raus gemacht...

LG Jootchy
 

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Hi,

Ok, hab jetzt mal ein Datasheet von den 21700 gefunden.
Ri ist 35 mOhm.
Klingt gut, selbst wenn es sich dann nach 3 o. 4 Jahren verdoppelt ...

- bei meinen jetzigen in Gebrauch befindlichen 3 Stück 18650-Akkus hab ich dagegen 1 mal 84 mOhm und 2 mal ca 100mOhm (Zelle) gemessen bei 5 A /Zelle.

- im Pack hatten 2 meiner 3 o. 4 Jahre alten 10s4p Akku 0,25 Ohm bei 20A -> etwa 100 Watt Verlustleistung, bei 750 Watt Abgabe (kurze Messung, nicht Fahrbetrieb, soviel brauch ich nicht)

- der beste meiner 3 Akkus hatte nur 90 Watt Verlustleistung, bei 785 Watt Abgabe (Ri= 0,21 Ohm) (alles an 1,8 Ohm Leistungswiderstand)

... also ich denke mal thermisch sind die von mir gewollten 500W o. 540 W Dauerleistung ein Klacks für 40 x 21700, bleibt nur noch ob ich es mechanisch stabil/sauber hinbekomme ...

(es wird das originale BMS der 18650-Trinkflaschenakkus verwendet, Balancing , dürfte ja keinerlei Probleme geben ... ? )

Ich brauche Materialtipps, vor allem für die Trennung der drei Ebenen, die ja einfach im Trinkflaschenakku übereinanderstehen, dünnes aber stabiles Material.
...beim Akku meiner Frau sind da je zwei Lagen solches braunes sehr stabiles 'Zeugs' zwischen den Zellbänken, was ist das, wo bekommt man das her ...

Die Akkugehäuse sind ja absolut steif, also Scheuern durch permanente Verwindung etc. ist ausgeschlossen.


gruß seifenchef
 
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onemintyulep

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Rein bekommen würde ich sie nur wenn man sie enger setzt, ja, das ist halt das Problem.
Das ist kein Problem. Wenn es einen "Thermal Runaway" gibt hilft der Abstand auch nichts...
Ich sehe bei einem Flaschenakku über 7s eher das Problem dass der Aufbau immer kompliziert ist. Hast du bei deiner Platzberechnung die ca. 5mm berücksichtigt für die Zellenverbinder und das Isoliermaterial?
Papier ist ein gutes Trennmedium.
Beim einzigen Flaschenakku den ich aufgebaut habe durften sich die Zellen berühren, weil sie in Serie waren. Das war so U-förmig - eine Seite aufwärts und eine Seite abwärts. Bei über 7s geht das nicht mehr.
 
seifenchef

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Hi onemintyulep,

Das mit den 7s versteh ich nicht.
Ich werde 10s machen.
9 Parallel-Packete a 4x21700 dürfen sich dann berühren: 3 in reihe hoch, dann quer rüber zum nächsten, 3 in reihe runter, quer zum nächsten, 3 in reihe hoch, nur das Letzte muss außen drauf, da nur 12 in eine Ebene passen, na mal sehen ob das was wird, bin mir noch nicht ganz sicher ... :)

irgendwie ne Wahnsinnsidee, aber 20 Ah wäre der Traum ...


gruß seifenchef
 
onemintyulep

onemintyulep

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Das mit den 7s versteh ich nicht.
24V sind 7s=7Ebenen. Ich habe damals 5p 3 und 4 in einer Tennisballverpackung untergekriegt die einer üblichen Flasche entspricht, der Akku passt in eine Trinkflaschenhalterung. Dabei lagen nur Zellen übereinander die auch in Reihe verbunden sind. Bei 10 s würde das aber zu lang. Und 3 nebeneinander wäre zu breit gewesen.
 
Thema:

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