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Wie Temperatursensor an den Zellen befestigen?

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(@solartester)
Batterielecker
Beigetreten: Vor 1 Jahr
Beiträge: 277
 

@tobedefined Ich würde empfehlen den Sensor auf der Alufläche des Barcodes anzubringen, zwischen den Zellen , wie soll das gehen bei einer Verpressung?

Zudem ist die Folie eine Isolierung, wo die Temp. nicht so genau gemessen wird.


   
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(@tobedefined)
Batterielecker
Beigetreten: Vor 2 Jahren
Beiträge: 385
 

Veröffentlicht von: @solartester

@tobedefined Ich würde empfehlen den Sensor auf der Alufläche des Barcodes anzubringen, zwischen den Zellen , wie soll das gehen bei einer Verpressung?

Zudem ist die Folie eine Isolierung, wo die Temp. nicht so genau gemessen wird.


Ich verwende zusätzlich zwischen den einzelnen Zellen noch PVC-Deckblätter (Din A4 zugeschnitten), als besseren Schutz. Diese sind so 0,2mm dick. Wenn ich mehrere verwende könnte ich dort einen Kanal für den Sensor reinschneiden. 
Das wollte ich eigentlich verhindern. Nachdem ich mich etwas schlauer gemacht habe, bin ich eben auch der Meinung, dass oben auf der Zelle die Temperatur auch gut abgegriffen werden kann. Ob das stimmt, wollte ich hier mal ausdiskutieren.  

 


   
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Carolus
(@carolus)
Famous Member Admin
Beigetreten: Vor 2 Jahren
Beiträge: 6951
 

Veröffentlicht von: @tobedefined

Wie gesagt: Ich erwarte damit keine Messung / Überwachung der Temperatur des elektrischen Übergangswiderstands (der bei der Montage schon passen sollte), sondern wirklich die Überwachung der Temperatur der Zellchemie (also was im inneren los ist).

Ich hatte vorher eigentlich damit geplant den Sensor zwischen den Zellen zu platzieren, aber mit dem Argument der Temperaturleitfähigkeit, bin ich mir nicht mehr sicher. 

Ich habe den Sensor zwischen den Zellen, in einer 3 mm Presspanplatte, in der Mitte der Fläche. 8s, also 8 Zellen, ein Sensor in der Mitte.

Zusammen mit dem Holzgehäuse darum habe ich eine Zeitkonstante zwische 2 und 3 Stunden, genauer habe ich es nicht gemessen, braucht man ja auch nicht.

Die Moral von der Geschichte ist:

Nicht nur die Wärmeleitung von der Aussenfläche der Zellen  nach innen in einem Stapel ist ein Thema, sondern auch die Wärmeleitung beim "drumherum". Ich habe aber auch schon bei leuten mit Metallgehäuse gesehen, dass di nicht von kürzerer Zeitkonstante als einer Stunde sprechen. Da ist es dann einfach der Wärmeübergang von Metallgehäuse durch die Luft in die Oberfläche des Zellgehäuses.

Also, nichts von deinen Überlegungen ist "falsch". Aber du Übersiehst das Ganze.

 

Und zur Untertemperatur: Ich habe gerade eine Tour mit meinem Womoakku hinter mir, bei demr ich feststellen durfte, wie dramatisch die Performance beim Entladen (0,3 C und 0,5 C)  zwischen 15 Grad und 10 Grad zurückgeht.

Das wird , nachdem ich meine privaten Quellen zu dem Thema angezapft habe, auch vollumfänglich bestätigt.

Also, wer mehr als 0,1 C Entladen will, sollte sich ENSTHAFT mit dem Thema beschäftigen, das geht sehr einfach dadurch dass man den Spannungseinbruch beim Lasteinschalten ansieht.

 

 

Ich bin kein Amateur, aber ich lerne trotzdem noch.
Bürokratie schafft man nicht durch neue Regeln oder Gesetze ab.


   
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(@tobedefined)
Batterielecker
Beigetreten: Vor 2 Jahren
Beiträge: 385
 

Veröffentlicht von: @carolus

Ich habe den Sensor zwischen den Zellen, in einer 3 mm Presspanplatte, in der Mitte der Fläche. 8s, also 8 Zellen, ein Sensor in der Mitte.

Zusammen mit dem Holzgehäuse darum habe ich eine Zeitkonstante zwische 2 und 3 Stunden, genauer habe ich es nicht gemessen, braucht man ja auch nicht.

Ich verstehe nicht, inwiefern der die Zeitkonstante des Holzgehäuses von Relevanz ist. Der Sensor ist ja immer entweder direkt über den Zellen oder halt wie bei dir dazwischen (mit der dünnen Spanplatte). Ob die Umgebungstemperatur außen kalt oder warm ist, ist doch für den Betrieb irrelevant. Relevanz hat doch allein die Temperatur der Zelle. 
Oder meinst du, dass wenn der Wärmeübertragung des Sensors mit der Umgebungstemperatur außerhalb der Batterie schneller stattfindet, als die Temperaturübertragung von innerer Zellemitte zum Sensor? Also dass dein Sensor durch Montage in der Mitte des Zellenblocks besser vor der Umgebungstemperatur geschützt ist und weniger von dieser "verfälscht" wird?  

Veröffentlicht von: @carolus

Und zur Untertemperatur: Ich habe gerade eine Tour mit meinem Womoakku hinter mir, bei demr ich feststellen durfte, wie dramatisch die Performance beim Entladen (0,3 C und 0,5 C)  zwischen 15 Grad und 10 Grad zurückgeht.

Das wird , nachdem ich meine privaten Quellen zu dem Thema angezapft habe, auch vollumfänglich bestätigt.

Also, wer mehr als 0,1 C Entladen will, sollte sich ENSTHAFT mit dem Thema beschäftigen, das geht sehr einfach dadurch dass man den Spannungseinbruch beim Lasteinschalten ansieht.

Wow ok, dachte es geht erst bei -5C° los problematisch zu werden. Ich hab aber eine höhere Temperatur. Ich geh mal davon aus, dass es nie unter 15°C werden. Im Keller bleibt aber auch im ganzen Jahr sehr konstant. Im Sommer gehe ich von einer Umgebungstemperatur von ca. 20°C aus.

Danke für eure Hinweise, wie ihr das macht. Geplant sind bei mir 0,36C (280Ah -> 100A). 

 

 

 

 

 


   
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Carolus
(@carolus)
Famous Member Admin
Beigetreten: Vor 2 Jahren
Beiträge: 6951
 

Ich meineganz einfach die Wärmemenge, die in den Akku hineingebracht werden muss, und den Widerstand, bzw. Die Zeitverzögerung, die der Wärmewiderstand des Holzen den Transport der Wärmemenge entgegen setzt.

Das ist wie beim Haus, verdoppelt du die Isolierung, dauert es doppelt so lange bis zum gleichen Temperatur Unterschied.

Der Begriff Zeitkonstante ist diejenige Zeit, in der nach einem Temperatur Sprung aussen, die temp innen um 2/3 angeglichen ist. Damit lässt sich einfach messen und kalkulieren.

Ich bin kein Amateur, aber ich lerne trotzdem noch.
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(@diablovmax1200)
Vorsichtiger Stromfühler
Beigetreten: Vor 9 Monaten
Beiträge: 76
 

Veröffentlicht von: @tobedefined

@Carolus: Wenn ich den Aufbau prismatischer LiFePO4 Zellen richtig verstanden habe, liegen die einzelnen Elektroden quer gestackt in der Zelle, dass sie den Wärmetransport  stärker nach oben und unten (also zu den Batteriepolen und zum Boden) sowie zu den schmalen Seiten der Zelle über die Ebene des Elektrodenmaterials zulassen,  als zu der großen Außenseite der Zelle, die beim späteren Aufbau zum Batteriemodul/pack mit den Zellen neben ihr verpresst wird.
 
Wir wissen, dass Wärmeableitung über das Kupfer- und Alumaterial der Elektroden stattfindet, wohingegen die verpresste Seite durch mehrere Separatorenschichten (mit mehreren Elektrodenschichten aus Alu / Kupfer gestackt) aus Kunststoff eine Wärmeleitung vom inneren der Zelle nicht so gut zulässt.
Das heißt auch die Temperatur der Zellchemie lässt sich dann doch über die Messung an den Polen besser voraussagen. 
Das gilt sowohl für Untertemperatur (für mich kein Problem, da Zelle im einigermaßen warmen Keller steht), als auch zu Übertemperaturen, wäre die Messmethode an den Polen doch dann sinnvoller (zumal es auch einfacher zu bewerkstelligen ist, weil der Sensor vom BMS nicht eingequetscht werden muss und die Kabel nicht weiter verlängert werden muss). 
Ich kann verstehen, wenn du meinst, dass der Sensor zwischen den Zellen rein vom Abstand "näher" an der Zellchemie liegt, als z.b. ein Sensor nahe an den Zellpolen. Allerdings kommt es doch eher darauf an, wie nah gemessene Temperatur vom Sensor an der Temperatur liegt, die mitten in der Zelle vorherrscht.
Wenn der Punkt den du vorziehst, stärker von dem Mittelpunkt der Zelle thermisch isoliert ist, als der über gut wärmeleitfähige Materialien mit dem Mittelpunkt der Zelle verbundene Punkt an den Polen, dann sollte doch der Punkt an den Zellpolen zu bevorzugen sein.  

Beispiel: Der Teil der Außenwand eines Hauses, an dem im Haus an der Innenseite der Wand ein Heizkörper montiert ist, ist rein von der Entfernung näher am Heizkörper (nämlich die Dicke der Außenwand von 30-40cm), als sagen wir z.b. ein Punkt im Zimmer, der 4-5 Meter davon entfernt ist. Trotzdem hat der Punkt im Zimmer annährend annährend eine ähnliche Temperatur wie der Heizkörper, die Außenluft nahe der Außenwand aber nicht.  

Wie gesagt: Ich erwarte damit keine Messung / Überwachung der Temperatur des elektrischen Übergangswiderstands (der bei der Montage schon passen sollte), sondern wirklich die Überwachung der Temperatur der Zellchemie (also was im inneren los ist).

Ich hatte vorher eigentlich damit geplant den Sensor zwischen den Zellen zu platzieren, aber mit dem Argument der Temperaturleitfähigkeit, bin ich mir nicht mehr sicher. 

Die Herleitung macht für mich als "nicht Fachmach" sinn, es gibt aber definitiv unterschiedliche Arten wie die Temperatur-Sensoren montiert werden. Bei Seplos habe ich gesehen dass diese am Pol angeschraubt werden und EEL klemmt diese zwischen die Zellen. Ich hätte auch vermutet am Pol schneller die Wärmeänderung zu sehen da er bis in die Zelle hinein ragt und die Wärme gut leiten sollte.

Habe auch hier was vom Fraunhofer gefunden was die Theorie stützt (da ist sogar der Minuspol besser): https://www.batterien.fraunhofer.de/content/dam/batterien/de/documents/Allianz_Batterie_Zellformate_Studie.pdf

Da ich noch am planen des Aufbaus bin konnte ich hier mir noch kein eigenes Bild machen. Konnte jemand das bereits in der Praxis testen?

Und wie würdet ihr die Sensoren auf dem Pol befestigen? Bei den EVE mit den Doppel-Polschraub-Terminals ist zumindest viel Fläche da. Ich hätte einen Polymer Montagekleber genommen. Alternativ könnte ich auch mit einem selbst verschweißenden Klebeband den Sensor auf das Terminal kleben. Gibt es aber was besseres?

Bei mir mache ich mir wegen Untertemperatur keine Gedanken, der Akku steht warm und hat über das Jahr immer 23-25°C Außentemperatur. Ich mache mir nur sorgen wegen der aktuellen Thematik dass ein Akku hochgegangen ist. Daher möchte ich die Temperatur so gut es geht erfassen (wenn auch nur an 4 Stellen mit dem Seplos BMS). Durch die Bus-Bar müsste sich doch zumindest die Temperatur der Nachbar-Zelle auch übertragen. Dann sind zumindest 4 Zellen direkt, und 4 indirekt überwacht. die anderen 8 aber garnicht.

Viele Grüße

Michael

 


   
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Carolus
(@carolus)
Famous Member Admin
Beigetreten: Vor 2 Jahren
Beiträge: 6951
 

Ich habe hier nochmals kurz reingeschaut, mir ist etwas aufgefallen.

Es gibt 2 verschiedene Gründe, um Sensoren anzubringen.

Einmal die Temperatur Messung, um durchgehende Zellen zu erwischen.

Und einmal die Messung der Temperatur, nach denen das BMS entscheidet über Temperatur Grenzen.

Ich beziehe mich meistens auf letzteres, welches ja auch etwas schwieriger ist, wenn man an den Vorgang der Temperatur Änderung denkt, währenddessen innen im Akku und aussen eine verschiedene Temp herrschen kann.

Ich bin kein Amateur, aber ich lerne trotzdem noch.
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(@diablovmax1200)
Vorsichtiger Stromfühler
Beigetreten: Vor 9 Monaten
Beiträge: 76
 

Hi Carolus,

danke für den Denkanstoß. Beim BMS werden mehrere Temperaturen eingelesen z.B. Seplos 4xZelle; 1xPCB; 1xUmgebung

Bei den 4 Zelltemperaturen könnte doch auch ein Mix sinnvoll sein. Wenn man eine Maximal Temperatur nicht überschreiten möchte macht es doch sinn die Stelle zu messen welche am schnellsten auf den Temperaturanstieg reagiert und auch die höchste Temperatur erreicht. Mit dem Paper von oben sollte das bei der Prismatischen Zelle der Minuspol sein (das ist die Stelle am meisten Wärme abgeführt werden kann).

Um auch noch die kühlste Stelle zu erwischen macht dann eine Messung der außenliegenden Zelle nahe dem Boden auf der Langen Seite Sinn. So hätte das BMW beide Maxima und kann nach oben und unten schützen.

Im Seplos BMS sagt die Anleitung allerdings nichts darüber aus ob die Temperatur zu Reduzierung des Ladestroms verwendet wird. Es wird lediglich von Protection mit Abschaltung gesprochen. Wenn ich bedingt durch den Aufstellungsort eine zu kleine Temperatur ausschließen kann, hat hier doch nur der obere Wert Relevanz. 

Spielt dann nicht auch die Funktion des BMS und der Aufstellungsort die Relevanz welche Temperaturen gemessen werden sollen?

Grüße
Michael


   
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