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Hochvolt Batteriesystem 75S mit 90AH

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UserChristian
(@userchristian)
Vorsichtiger Stromfühler
Beigetreten: Vor 1 Jahr
Beiträge: 44
Themenstarter  

Gerne stelle ich mein Projekt vor und ich hoffe ihr könnt mir bei meinen Fragen weiterhelfen.

Aus mehreren Gründen habe ich mich für ein Hochvolt-Batteriesystem entschieden.

Meine Anlage besteht nun aus folgenden Komponenten:
Hybrid Wechselrichter der Firma Goodwe vom Type GW5000-EH
Batterien sind von EVE vom Type LF90K und diese werden zu 5 Reihen mit 15 Zellen verschalten (75S-System)
Batterieschrank ist von Rittal (alter Schaltschrank) in den Abmessungen 600x800*250 (sehr stabil ca. 2mm Wandstärke)
BMS der Firma Hunan Group in 19" Rackausführung, Link ist ohne Gehäuse. Achtung, bei Bestellung muss auf das Protokoll geachtet werden!

Die Batterien werden seitlich im Gehäuse montiert, 5 Reihen übereinander mit 15 Zellen in Reihe.
Verbunden werden die Zellen mit vernickelten Kupfer-Busbars mit 2mm Stärke und M4 Schrauben (Drehmoment ca.2,5Nm).
Zur Montage wird eine spezielle Alu-Paste verwendet.
Verbunden werden die fünf Blöcke über Batterieverbinder
Im Gehäuse sind seitlich noch zwei Multiplexplatten, welche zur Verspannung der Zellen dienen.
Konkret verwende ich hierzu 12 Gewindestangen in der Größe M6, diese sind mit einem PVC-Schutzrohr zur Isolation ummantelt.
Die Reihen selbst, sind mit Fermacell-Platte getrennt und die Zellen wurden sicherheitshalber noch mit selbstklebenden elektrischen Isolierkarton umwickelt.

Leider kann ich aus Platzgründen das BMS nicht im Schrank montieren, sondern muss dieses über Haltewinkel an der Schaltschranktür befestigen.
Ist zwar nicht schön, aber ging leider nicht anders.

Jetzt aber zu meiner eigentlichen Frage:
Mit welcher thermischen Energie muss ich beim Laden und Entladen im Schrank rechnen?
Konkret geht es mir um die Frage, benötige ich ein Kühlsystem in meinem Batterieschrank oder ist dies völlig überflüssig.

Aktuell habe ich folgende Varianten im Auge:
1. Positioniere die Zellen mittig im Schrank und lasse unter der ersten Batteriereihe ewas Platz, damit die Luft im Schrank zirkulieren kann.
Eine natürlichen Zirkulation müsste klappen, denn die Rückwand ist an der Kellerwand montiert und diese ist immer etwas kälter als die Aussenwand des Batterieschrankes.
2. Dto. allerdings mit eingebautem Lüfter.
3. Zellen an die Rückwand des Schrankes anliegen lassen und zur Isolation ein Silikon-Wärmeleitpad verwenden.
4. Zirkulation und Erwärmung ist bei diesen geringen Strömen vernachlässigbar (max. Last 5kW bzw. 25A) und die Zellen können an der Rückwand anliegen.
Natürlich noch aus Sicherheitsgründen mit einer Isolierpappe dazwischen. Diese Variante würde mir persönlich am besten gefallen, da ich auf der Vorderseite zur Türe etwas mehr Abstand bekommen.

Sag schon mal Danke für die Unterstützung

Grüße aus Bayern

Unabhängigkeitsrechner der HTW-Berlin


   
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Carolus
(@carolus)
Famous Member Admin
Beigetreten: Vor 2 Jahren
Beiträge: 6198
 

25 A Mal 0,5 mOhm Mal 75 Zellen ist:

Ein erstaunliches Watt.

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


   
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UserChristian
(@userchristian)
Vorsichtiger Stromfühler
Beigetreten: Vor 1 Jahr
Beiträge: 44
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Und ich mache mir Gedanken über die Kühlung LoL
Denke den Punkt kann ich dann vergessen, hätte ich auch selbst drauf kommen können.

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Carolus
(@carolus)
Famous Member Admin
Beigetreten: Vor 2 Jahren
Beiträge: 6198
 

Geraten hätte ich auch mehr.... Mr. Green

Ich bin kein Amateur, aber ich lerne trotzdem noch.
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 Olfi
(@olfi)
Batterielecker
Beigetreten: Vor 3 Jahren
Beiträge: 207
 

25 A Mal 0,5 mOhm Mal 75 Zellen ist:

Ein erstaunliches Watt.

Das ist ein sehr erstaunliches Watt.
In der Formel müsste der Strom quadriert werden.

5 kWp Ost / 5 kWp West, Corsa Elektro
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UserChristian
(@userchristian)
Vorsichtiger Stromfühler
Beigetreten: Vor 1 Jahr
Beiträge: 44
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Okay, dann muss ich mir doch noch Gedanken über die Kühlung machen, denn in Summe komme ich dann auf ca. 75 Watt (0,0005Ohm x 75 Stück x 3,2V2 x 25A)
Das ist sicherlich nicht viel, aber der Raum ist auch sehr klein bzw. das Gehäuse ist auch nicht sonderlich groß.

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 Olfi
(@olfi)
Batterielecker
Beigetreten: Vor 3 Jahren
Beiträge: 207
 

Okay, dann muss ich mir doch noch Gedanken über die Kühlung machen, denn in Summe komme ich dann auf ca. 75 Watt (0,0005Ohm x 75 Stück x 3,2V2 x 25A)
Das ist sicherlich nicht viel, aber der Raum ist auch sehr klein bzw. das Gehäuse ist auch nicht sonderlich groß.

P=I²*R*75=25²A²*0,5Ohm/1000*75 -> etwa 25W. Bisschen kommt durch Kabel und Verbindungen noch hinzu.

Aber dein Rittalschrank ist doch sowieso zu klein, ich sehe nicht, wie du die Zellen da hineinbekommen und zusammenschrauben willst ohne dir die Finger zu brechen.
Hast du eine Skizze?

Warum überhaupt ein geschlossenes Gehäüse?

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UserChristian
(@userchristian)
Vorsichtiger Stromfühler
Beigetreten: Vor 1 Jahr
Beiträge: 44
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Platztechnisch passen die Batterien sehr gut in den Schrank.
Leider bin ich gerade im Büro, daher kann ich auf meine Fotos nicht zugreifen, aber hier ein Bild meiner Planungsunterlagen.
Die senkrechten braunen Linien sind die Spannbretter und die grauen Linien Quer sind die Isolierplatten.
Auf der Unterseite habe ich aktuell drei eingebaut, damit ich über die Wulst des Schrankes komme.

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Carolus
(@carolus)
Famous Member Admin
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Beiträge: 6198
 

25 A Mal 0,5 mOhm Mal 75 Zellen ist:

Ein erstaunliches Watt.

Das ist ein sehr erstaunliches Watt.
In der Formel müsste der Strom quadriert werden.

Uff!!
99 Punkte!

Wie schon oben von den netten ermittelt, sind es also 25 W.

Hatte mich schon über den niedrigen wert gewundert.

Übrigens für den TE, die Leistung ist mit dem Strom quadratisch :geek:
Also bei halbem Strom ein Viertel der Leistung.

Trotzdem kommst du ohne Kühlung aus.
Aus dem Womo Bereich kenne ich folgende Eckdaten, für einen 4s 280 Ah Akku.
Gewicht um 30 kg, du hast das dreifache.

Für den Womo Akku gibt es die grobe Abschätzung, dass an die Temperatur des Akkus mit 100 W Heizleistung in 2 Stunden um 10 Grad anheben kann. In dieser Zeit wärmt der Akku auch durch, die Zeitkonstante ist in der Größe, also auch die der Abkühlung.
Mein eigener 100 Ah, 24 V ist etwas leichter, hat trotzdem 3 h Zeitkonstante, wohl wegen des Holzgehäuses.
Also, der Womo Akku kann etwa 50 W über das Gehäuse abgeben, bei 10 Grad Differenz. Meiner etwa 25 W.
Jetzt ist dein Schrank grob auch dreimal so gross bezüglich Volumen, also grob 2 Mal bezüglich Oberfläche, als Metallgehäuse.

Damit sollte dein Gehäuse bei 10 Grad Differenz 100W abgeben können.
Du hast aber nur 25 W. Maximal und zeitweise.

Weitere Überlegungen: die 100 W heizen 30 kg Akku in 2 h um 10 Grad auf.

Jetzt ein komplexer Dreisatz: also heizen 25 W die dreifache Masse........

In 24 h auf.

Bleib Mal schön bei deinem Gehäuse ohne Kielmassnahmen, und blase dir keine dreckige Luft mit Lüftern rein.

Du wirst im ungünstigsten Fall 2 oder 3 Grad Erhöhung haben, im Vollast Dauerbetrieb erst nach 24 h. Und DAS nur dann, wenn die 100 W Ableitung über das Gehäuse nicht funktioniert......

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UserChristian
(@userchristian)
Vorsichtiger Stromfühler
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Vielen Dank für die Erklärung, jetzt bin ich etwas beruhigt und werde meinen Plan ohne komplizierte Maßnahmen weiterverfolgen.
Mit den 3 Grad Temperaturüberhöhung im Gehäuse kann ich gut leben und die 5kW Leistung werden sicherlich auch nur kurzzeitig abverlangt.
Bezüglich des Projektes hatte ich noch vergessen zu erwähnen, dass ich aus Sicherheitsgründen noch einen 1 Zoll Metall-Wellschlauchanschluss aus dem Gehäuse in das Freie führe. Will nur vermeiden, falls widererwarten eine Zelle durchgehen sollte, dass giftigen Gase nicht ins Haus gelangen können.
Aus diesem Grunde habe ich auch einen dichten und stabilen Schrank gewählt. Über dem Schrank ist gleich das Kellerfenster, daher ist der Aufwand sehr überschaubar.
In die Metallverschraubung werden ich noch eine ganz dünne Folie einquetschen, damit keine feuchte Luft eindringen kann aber im Überdruckfall wird diese sofort weggeblasen.

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(@autoschrauberix)
Heroischer Stromgenerator
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Dann muss der Schrank aber dicht sein, was ich wegen der Kühlung nicht machen würde


   
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Carolus
(@carolus)
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Ich sehe, das meine Daten für geholfen haben.

Das ganze funktioniert übrigens deswegen, weil du im Strom nicht höher gehst. Auch da geht's quadratisch mit dem Strom, und bei 1 C wärst du schon bei 100 W, oder mehr wenn du wie oben gesagt noch weitere Verluste von Kabeln oder BMS betrachtest.

Bei deinem Wellschlauch: mach eine Gummihaut rein, damit dir kein Ungeziefer reinkrabbelt....
Update, ups, hab's gesehen, haste selber geschrieben.

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 Olfi
(@olfi)
Batterielecker
Beigetreten: Vor 3 Jahren
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Ich sehe es wie Carolus; der Schrank wird die Wärme abstrahlen die als Verlustleistung anfällt.
In deinem Keller wird es wohl nicht so warm sein, nehme ich an.

Nachdem du das Bild vom Aufbau gepostet hast, fällt mir noch ein: Die Zellen liegen auf der Seite, im Datenblatt steht nichts von Einbaulage. Oder legst du den Schrank auf den Rücken?

Berichte mal wenn es fertig ist.
Hochvolt ist ja hier nicht so verbreitet.
Cooles Projekt!

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UserChristian
(@userchristian)
Vorsichtiger Stromfühler
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Bezüglich der Einbaulage habe ich mir auch einige Gedanken gemacht und die meisten Hersteller von Batteriesystemen raten nur von der liegenden Montage ab.
Stehend und seitlich sollte angeblich kein Problem darstellen. Ich hoffe da wurde mir kein Bär aufgebunden Smile Falls ich mit der Montage fertig bin, stelle ich gerne die originalen Fotos ein.

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profantus
(@profantus)
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Hi, muss das BMS mit dem Goodwe Wechselrichter reden können z.B. damit der den Ladestrom reduziert bevor das BMS trennt?
Kann das BMS das?

HOWTO Wechselrichter Dimensionierung


   
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Hochvolt Batteriesy...
 
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