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Elektroautos
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Erster Beitrag:
vor 2 Jahren, 1 Monat
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vor 2 Jahren
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prensel, el3331, Piett, Denis Matt, Hotzi-47, R.M, DH@SoKa

Umbau auf lithium: wieviel cellen kan man machen ?

Startbeitrag von prensel am 22.01.2016 08:18

Wieviel cellen kan man am besten machen im P106/Saxo wenn man umbaut nach lithium-ion ?

Original sind 20 Saft cellen * 9V lade Entspannung (ausgleichsladung) ist 180V was der orginal lader maximal machen kan,
Wenn li-ion bis 4.25V geladen werden kan man maximum 42,35 li-ion cellen darin machen.
So was ist besser, 42 oder 43 cellen ?

Mit zb 42 cellen wenn der 'leer' sind ist der Endspannung noch immer 3.2V jeder so 134,4V.
Das sieht dan von P106 aus wie er noch ganz voll ist nicht ?

Bis wieviel Volt ladt der Berlingo/Partner lader eigentlich ?
Bringt es etwas wenn man so einer lader nimmt und noch mehr li-ion cellen ins P106 einbaut ?

Antworten:

Hallo Prensel,

hier im Forum ist das Thema Umbau auf Lithium ja schon häufig angesprochen worden. Offenbar haben auch einige Fahrer Lösungen gefunden mit dem Bord-Lader, der ja auf die NiCd-Kennlinie optimiert ist, Lithium-Zellen sinnvoll zu laden. Ich erinnere mich auch an einen tschechischen Fahrer, der damit auf rund 400km Reichweite kam (leider habe ich Namen und Artikel gerade nicht zur Hand. Da gibt es einen netten Bericht, bei dem er mit Ralf Becker über die Alpen zu einer Rundfahrt nach Italien gefahren ist).
Ich persönlich würde wohl bei den NiCds bleiben, einfach weil mir ihr Verhalten im Kältebetrieb besser gefällt und auch die Elektronik darauf abgestimmt ist. Im Sommer haben die LiIon-Fahrzeuge tolle Reichweiten. Im Winter jedoch brechen sie dermaßen ein, dass sie oft nur die gleichen Reichweiten haben, wie unsere E-Oldies. Dies gilt zumindest für Lösungen ohne Akkuheizung. Ausserdem ist ein neuer NiCd-Satz bekanntlich sehr haltbar. Wenn er neu ist unddu ihn kennst und brauchst keine Angst haben, dass ein Vorbesitzer ihn bereits so belastet hat, dass er bald ausfällt.
Mein NiCdSatz ist nun 15 Jahre alt und hält noch gut. Bei Lithium ist mir kein Autohersteller bekannt, der mehr als 8 Jahre Garantie gibt. Dort rechnet man rund 10% Kapazitätsverlust pro Jahr (je nach Fahrleistung).
Bei einem Umbau würde ich auf eine gute thermische Isolierung achten und die Wasserkühlung ebenfalls wieder einsetzen, wenigstens als Wärmequelle für den Winter.

Kennst du die fogenden beiden Links schon?

doppel100
wurde auch hier diskutiert
Interessant finde ich hierbei die Aussage:
"Durch das EMUS BMS können wir das Original Ladegerät nutzen und über ein angeschlossenes Relais den Saft abdrehen, wenn die Akkus voll sind… Das ist prima und die komplette Technik im Fahrzeug bleibt unberührt."

Ralf Beckers Umbau

Solltest du auch Schnelladung einplanen, wäre vielleicht eine Lösung schmale Rechteckrohre zwischen die einzelnen Blöcke zu setzen und auf diese Blechplatten zu löten, welche an den Akkuseitenwänden anliegen, um die Wärme los zu werden. Für den Winter wäre dann auch ein thermisch geregelter Einsatz der Standheizung interessant.
Aufgrund des Kapazitätsabfalls von Lithiumzellen im Winter würde ich ausreichend Kappa einplanen. 100Ah NiCd gegen 100Ah Lithium auszutauschen wäre mir zu wenig.
Was mir bei Lithium besser gefällt ist die Möglichkeit Zwischenzuladen. Bei NiCd sollte man besser auf ganze Lade-Entlade-Zyklen achten, ansonsten verringert sich die Lebensdauer.

Zu deiner Frage:
aus Ladekonzepte

Temperaturkompensation (während Ladung):
Abschaltspannung muss zwingend vor der vollen Ladung erreicht sein
Da die Spannungscharakteristik von NiCd-Zellen mit ihrer Temperatur variiert (höhere Spannung wenn kalt),
muss die Schaltspannung zwingend an die Batterietemperatur angepasst werden. Das Verhältnis von
Schaltspannung zu Temperatur kann als linear angesehen werden.
Die Spannungsschwelle, welche die Hauptladung beendet, ist definiert mit 1,63 V/Zelle, entspricht 8,15 V pro
Monoblock. Dabei ist der Temperaturkoeffizient:
Für T>10°C -0,003 V/°C/Zelle, z.B. -0,015 V/°C/Monoblock.
Für T

von Piett - am 22.01.2016 21:43
Hallo,
in meinem AX - der elektrisch mit dem Saxo/106 baugleich ist - sind 2X40 Zellen à 60 AH drin, in den beiden unteren Kästen. Der obere Kasten ist leer. Da gingen sicher noch ein paar Zellen rein, aber der Vorteil ist doch überschaubar - Höchstgeschwindigkeit unverändert, Beschleunigung und Reichweite geringfügig besser.

Die Akkus werden bis 3,5V je Zelle geladen (140V); mehr bringt nichts (außer Schädigung der Akkus). Gefahren werden kann bis 2,8V je Zelle (112V), habe ich aber noch nie ausgenutzt. Je nach Akkutyp geht es auch noch etwas tiefer, ist aber ebenfalls nicht zu empfehlen. Die Reichweiten - im Sommer erreicht 142 km, im "Winter" (0°) 118 km - waren für mich auch so ausreichend.

Der Bordlader kann sehr viel mehr, immerhin kann bereits die normale Ladeendspannung der Saft-Akkus temperaturabhängig 160V überschreiten, die Initialisierungsladung geht bis 9V je Block entsprechend 180V. Ich weiß es nicht genau, aber es könnte sein, dass der gleiche Lader auch im Berlingo/Partner verwendet wird, der ja serienmäßig mit 27 Saft-Blöcken fährt.

Grüße

Lothar

von el3331 - am 22.01.2016 22:13
hallo

Mit Geros BMS geht das prima und 44 Zellen sind kein Problem, wichtig ist nur daß ein analoger Ausgang vorhanden ist der den Lader an und ab schalten kann.

Die meisten China BMS haben das leider nicht oder man muß es per CAN Bus nachrüsten.

Gruß

Roman

von R.M - am 22.01.2016 22:39
Also ich mochte das ein bisschen erklären was ich machen will.

Ich baue mir die li-ion blocke selbst vom Samsung/Panasonic 18650 2.9Ah cellen (wie Tesla)
Jeder block hat 30 oder 36 cellen in parallel so jeder block ist (nennspannung) 3.75V/87Ah oder 3.75V/104Ah.

Im frage ist was ist besser:
42 blocken mit jeder 30 cellen = 1260 cellen
Gesamtspannung: von 134V bis 176V / 87Ah.

Oder
36 blocken mit jeder 36 cellen = 1296 cellen
Gesamtspannung: von 115V bis 151V / 104Ah.

Total Anzahl cellen und gesamtkapacitat ist fast gleich 14kWh.

Mit 42 cellen hab ich höhere Spannung bis die cellen 'leer' sind so weniger Strom und dadurch weniger Belastung der cellen ?
Oder mit 36 cellen mehr blockcapacitait aber höhere Strom und weniger Entspannung beim 'leer'

Was gefalt der LS motor und Sagembox besser ?

Abschalten des Laders mochte ich mit BMS und Relais machen.
Aber wo sachte ich ab, am Netz 230V AC Spannung oder der 160V DC ladespannung ?


Gruss,

Paul

von prensel - am 23.01.2016 09:29
Hallo Paul,

die höhere Gesamtspannungslage bei Deinem ersten Vorschlag klingt zwar verlockend hinsichtlich der Agilität des Fahrzeugs. Da die Sagembox erst unterhalb von ca. 100V/95V den Begrenzer anschmeißt, sehe ich aber auch bei einer unteren Spannungsgrenze von 115V noch keine wesentlichen Einbußen im Fahrverhalten.

Bei meinem AX beobachte ich aber beim Laden typischerweise keine Spannungen, die höher als ca. 168V liegen. Ich kontrolliere das allerdings nur dann, wenn ich beim Laden selbst mit im Auto sitze, also eher sporadisch. Ich wäre mir insofern nicht sicher, ob in meinem Fahrzeug eine Endspannung von 176V überhaupt regelmäßig erreicht wird. Wenn das zutrifft, könntest Du die Akkus nicht bzw. nicht immer volladen. Dies wäre also nochmal abzuklären. Vielleicht kann man der Sagembox ja eine Ausgleichs- oder gar eine Wartungsladung programmieren, um eine höhere Endspannungslage zu erreichen; wenn das Ladeende immer vorzeitig abgebrochen wird, wird die Sagembox evtl. versuchen, bei jeder Ladung die abgebrochene Ausgleichs-/Wartungsladung zu wiederholen. Man wird sowieso gelegentlich den nicht mehr erforderlichen Wasserbedarf mit einem Diagnosesystem quittieren müssen.

Ansonsten muß man halt das Einhalten der jeweiligen oberen und unteren Grenzspannung durch zusätzliche Maßnahmen sicherstellen, wie in anderen Posts schon geschrieben. Über diese zusätzlichen Maßnahmen (BMS) wird dann die Sagembox in ihrem normalerweise größeren Spannungsbereich begrenzt (separate Endabschaltung beim Laden / Entladen).

Bitte Vorsicht bei Arbeiten und Veränderungen am Arbeitsstromkreis. Es besteht Lebensgefahr für sich und andere! Wer sich nicht auskennt im Umgang mit Gleichstrom zwischen 100 und 200V sollte unbedingt einen Fachmann hinzuziehen.

Nebenbei: Bei mir sind "20 Batterien, 12V, 100AH" ausdrücklich im Schein eingetragen (was m.E. so sowieso nicht stimmt - wie kommen die auf 12V?). Evtl. ist das nicht bei allen PSA-Fahrzeugen der Fall. Es wäre aber ggf. vorab zu klären, wie die Eintragung in den Papieren erfolgen kann (TÜV). Am Besten diejenigen fragen, die schon umgerüstet haben. Womöglich haben sich aber mittlerweile die Vorschriften für den Einbau von Li-Zellen verschärft (mechanischer Unfallschutz, Brandschutz etc.).

Mit sonnigen Grüßen aus Karlsruhe,
Dirk
(Citroen AX Electrique, SAM I)

von DH@SoKa - am 23.01.2016 12:30
Mit 42 blocken jeder laden bis 4.0V passt denn am besten mit der 168V.
Immer nicht ganz voll laden bis 4.2V ist gar nicht zo slecht beim li-ion cellen.
Ich glaube die Tesla ladet auch nicht ganz voll (und fahrt auch nicht ganz leer).

von prensel - am 23.01.2016 20:31
Hallo,
die Abschaltung des Bordladegerätes wird üblicherweise durch anzapfen des Ladeklappenkontakts (Ladelappe auf=Ladung beendet, Ladeklappe zu=Ladung möglich) verwirklicht - ist auch sinnvoll so, denn das ist eine serienmäßig genutzte Funktion, deren Ausnutzung keine Schäden am Lader oder sonstwo auslöst.

Bei mir wird bei 140V abgeschaltet; bis dahin wirkt sich keine Kennlinie aus, der Lader läuft mit voller Leistung (20A). Nach dem Abschalten dauert es einige Minuten. bis die Spannung deutlich unter 140V gefallen ist, dann wird der Lader wieder eingeschaltet usw. Das wiederholt sich einige Male, etwa 5 mal, gezählt habe ich es noch nicht, dann wird endgültig abgeschaltet. Ungefähr jedes zehnte Mal schaltet der Lader knapp vor Ladeende auf Ausgleichsladung und lädt mit 5A weiter, im übrigen so wie vorher beschrieben.

Was die Frage mehr Spannung oder mehr Kapazität angeht, tendiere ich für höhere Kapazität. Ich gehe mal davon aus, dass der Motor längeren Betrieb mit deutlich erhöhter Spannung eher nicht, jedenfalls nicht dauerhaft mitmacht. Vollgeladene Saftblöcke haben 7,2V, jedenfalls für vielleicht die ersten 5 Kilometer entsprechend 144V Bordspannung. Für alles darüber ist der Motor nicht ausgelegt. Wie anderweitig bereits gesagt, der Berlingo, der mit nominal 162V fährt, hat einen anderen Motor.

Grüße

Lothar

von el3331 - am 23.01.2016 22:04
Hallo,

das Thema den Motor mit mehr Spannung zu betreiben sollte nicht so schwierig sein. Wir sprechen hier ja nur von wenig mehr an Spannung, so dass Funkenschlag oder Kurzschlüsse durch höhere Spannung in den Wicklungen eigentlich ausgeschlossen werden können. Hier sollte PSA seine Hausaufgaben gemacht haben und den Motor mit ausreichend Reserven ausgelegt haben - das hat die Vergangenheit ja auch so belegt. Das einzige Problem, das auftreten könnte, wäre eine erhöhte Temperatur und dadurch eine Belastung der Motorbauteile. Hier sollte man Messungen durchführen, sowohl vor dem Umbau (Referenzwert) als auch danach. Durch ein Anpassen der Geschwindigkeit des Motorlüfters könnte man hier ggf. gegensteuern. Möglich wäre auch der Einbau einer Steuerung, die bei höherer Temperatur ein Derating auslöst (also Leistungsreduzierung, bis die Temperatur wieder gesunken ist). Die einfachste Lösung wäre dazu eine Temperaturanzeige im Cockpit und ein vorsichtiger Gas-, äh Stromfuss.
Grundsätzlich wird der Motor bei Betrieb mit erhöhter Spannung natürlich einem höheren Verschleiss ausgesetzt sein. In wie weit man dieses Risiko eingehen möchte, muss man halt selbst entscheiden.

Gruß
Piett

von Piett - am 23.01.2016 23:36
Zitat
el3331
Bei mir wird bei 140V abgeschaltet; bis dahin wirkt sich keine Kennlinie aus, der Lader läuft mit voller Leistung (20A). Nach dem Abschalten dauert es einige Minuten. bis die Spannung deutlich unter 140V gefallen ist, dann wird der Lader wieder eingeschaltet usw. Das wiederholt sich einige Male, etwa 5 mal, gezählt habe ich es noch nicht, dann wird endgültig abgeschaltet. Ungefähr jedes zehnte Mal schaltet der Lader knapp vor Ladeende auf Ausgleichsladung und lädt mit 5A weiter, im übrigen so wie vorher beschrieben.


Und wenn man der Lader auf Blei 'umschaltet' dann wird der Ausgleichsladung doch nicht gemacht ?
Ladet er dan nur bis 165V und schaltet denn ab ?
Wer weiss wie der Blei Ladekennlinien aus sieht vom Lader ?

von prensel - am 24.01.2016 08:21
Hallo,
die Ladeendspannung für Blei-Traktions-Akkus ist unterschiedlich, je nachdem ob offen, Gel oder AGM. Es gab seinerzeit (gibt noch??) 6V-Blei-Akkus in exakt gleicher Größe wie die NiCds. Keine Ahnung, von welchem Typ die waren. Falls offen, dürfte die Ladeendspannung wie bei NiCd 144V gewesen sein, bei AGM oder Gel eher nur 138V. Die Umstellung erfolgt über eine Drahtbrücke sowie über einspielen einer speziellen Softwareversion. Ob das noch jemand kann?
Weitergehende Informationen zu Blei-Akkus sind im Wartungshandbuch nicht vorhanden. Eine Überladephase wird in Einstellung "Blei" sicher nicht vorhanden sein, das würde die Akkus nachhaltig schädigen.
Grüße

Lothar

von el3331 - am 24.01.2016 22:45
Also, dan wird 'umstellen' auf blei fur Li-ion mit 36 cellen am besten sein ?
Jeder cell ladet bis maxiumum 4.2V aber mochte nicht mehr wie 4.0V laden so mit 36 cellen in reihe passt der 144V vom Blei am besten.
Weil jeder cell nicht runter 3.2V gefahren wird ist mindestens 115V darin, so auch kein problem mit der Sagembox, Lader abschalten usw.

von prensel - am 25.01.2016 16:51
Hallo,
das Ein- und Ausschalten des Laders sollte das BMS machen. Das braucht man so oder so und die Schaltung über den Ladeklappenkontakt ist extrem simpel und kommt ohne jeden Eingriff in die Bordelektronik aus. Mir ist im übrigen niemand hier im Forum bekannt, der sich mit möglicher Umprogrammierung des Bordrechners auskennt.
Grüße

Lothar

von el3331 - am 25.01.2016 19:57
Hallo Piett et al,
ich habe lange die gleichen Überlegungen gehabt, also wie kann man die Spannungen begrenzen, damit nach einem Umbau die Lithium Akkus keinen Schaden nehmen.
Dabei erscheint mir die Ladeschlussspannung gar kein Problem. Die kann man messen und dann die Ladung begrenzen oder abschalten.
Mein Problem ist mein Berg. Ich wohne oben und fahre recht oft mit vollen Akkus los. Bei meinen 800 m und 13% Gefälle wird natürlich trotz vollem Akku heftig rekuperiert und die SAGEM Box steigt dann mit Überspannung aus. Kein Problem unten: anhalten, abschalten, wieder einschalten und normal weiterfahren mit jetzt noch vollerem Akku. Irgendwann habe ich mit dem ELIT beim Bergabfahren gemessen, und die Spannung ging schon auf 180 bis 190 Volt beim AX, der 120 V Nennspannung hat. Mit anderen Worten:

Nicht die Netzladung ist das Problem, sonden die Rekuperation.
Da hab ich noch nix gefunden, die Spannung vernünftig zu begrenzen. Daher habe ich vom Umbau erstmal wieder Abstand genommen, zumal auch bei der Unterspannungsabschaltung das Problem im Betrieb liegt.

Noch ein Problem: Tiefentladung beim Fahren.
Gefahren wird beim AX bis 95 Volt runter oder so, dann freilich mit reduziertem Strom. Meine SAGEM Box schaltet nie ab, sondern reduziert den Strom immer weiter runter, so dass der Wagen nur noch langsam rollt. Vorteil: in der Ebene komme ich immer noch bis zur nächsten Stromtankstelle, wenn auch manchmal sehr langsam. Wenn der Wagen stehen bleibt, z.B. die 13% hoch nach Hause, dann warte ich 5 Minuten. Die Akkus erholen sich ein wenig, und es geht wieder ein paar Meter trotz hohem Strom wegen der Steigung.

Daher interessiert mich, wie andere das Problem gelöst haben, wenn überhaupt. Z.B. Jaromir Vegr aus Tschechien, der mit über 50 kWh Akkus seinen 106er vollgepackt hat. Ich denke aber, der hat Spannungsmessung im Blickfeld und passt halt selber auf. Wär für mich eine Lösung, aber dann dürfte meine Frau den Wagen nicht mehr fahren. Oder Thorsten fragen, der hat auch im 106er rund 24 kWh Lithium drin, und ist bereits mehr als 200.000 km mit Li gefahren (gesamt 320.000 km mit dem 106er). Über beide kann man nachlesen in meinem Bericht über die e-tour-europe 2015. Aber Achtung, die pdf-Datei hat 4,5 MB. Ich hoffe, beide lesen mit und schreiben mal was zu dem Thema.

Gerade finde ich hier im Forum Beiträge zum selben Thema, d.h. Überspannung beim Fahren und Laden, siehe also hier: schon damals zum Thema Überspannung..... Guter Beitrag mit echten Erfahrungswerten zum AX/106/SAXO und auch Berlingo von Mathias Rötzer aus Österreich (grüsse Dich auch mal auf diesem Wege, für den Fall, dass Du mitliest).

Gruss, Roland

von Hotzi-47 - am 14.02.2016 15:39
Sehr interessant das ganze !
Eine Möglichkeit die reku auszuschalten sehe ich nur indem man die Zündung ausschaltet und dann wieder einschaltet, aber ohne Ignition. Dann ist das Lenkrad wieder frei, Bremskraftverstärker und Servolenkung laufen auch. Nur bei meiner Rechnerversion geht automatisch die Warnblinkanlage an...

von Denis Matt - am 14.02.2016 18:50
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