Ich starte hier mal ein paar Tipps zur Sicherheit beim Akku-Bau und Betrieb, bitte gerne korrigieren und ergänzen
- Bitte keine Akkus mit hoher Spannung oder hoher möglicher Stromstärke bauen, wenn man nicht weiß, was man tut! Niemand übernimmt die Verantwortung für Fehler, außer man selber.
- Vorsichtig arbeiten, Schutzbrille tragen.
- Alle neu gekauften Akkus auf Beschädigungen prüfen, Innenwiderstand und Spannung messen und grobe Ausreißer aussortieren. Ein Kapazitätstest schadet nicht.
- Gel-Feuerlöscher kaufen, die sind für Akkubrände konzipiert. Eventuell auch eine Rauchschutzmaske kaufen, sonst kommt man je Standort an den Brand nicht heran.
- Werkzeug isolieren, um unbeabsichtigte Kurzschlüsse zu vermeiden
- Kabel großzügig dimensionieren
- Auf geringen Widerstand bei Kontaktstellen achten, z.B. mit Leitpaste. Alle Muttern mit Drehmomentschlüssel anziehen.
- BMS nutzen, als "letzte Instanz"
- Inverter/Lader auf Parameterbereich "innerhalb" BMS-Parameterbereich einstellen (z.B. Abschaltspannung im Lader kleiner als Abschaltspannung im BMS einstellen). Damit muss das BMS im Normalbetrieb nicht eingreifen.
- Probebetrieb mit geringen und großen Strömen, dabei alle Parameter im Blick haben. Temperaturen an Kabeln und Verbindern messen (Wärmebildkamera hilft).
- Im Betrieb immer mal wieder alle Punkte kontrollieren / bestätigen.
4,5kWp Photovoltaik, Deye Hybrid WR
16s1p 280Ah Batterie, JK BMS
600Watt Balkonkraftwerk
Mitsubishi Electric MXZ-2F53VF + 2 x MSZ-AP35VGK LLWP
Ariston Lydos Hybrid 100 Wifi BWWP
Mitsubishi i-MiEV Elektroauto
Ich denke einen wichtigen Punkt hast du vergessen:
Überprüfen, ob die Schutzeinrichtungen (Überstrom, Überspannung und Unterspannung) vom BMS funktionieren
@oliverso ist normalerweise im Handbuch angeführt sein bzw. Wenn nicht an die gängigen Angaben zu den Gewindegrößen halten
@oliverso ist normalerweise im Handbuch angeführt sein bzw. Wenn nicht an die gängigen Angaben zu den Gewindegrößen halten
Muss meines Erachtens immer aus dem Datenblatt der Zellen genommen werden, das Moment aus den Tabellen ist meist zu hoch. Die Zellen sind ja aus Alu...
Ansonsten:
5 Sicherheitsregeln der Elektrotechnik:
- Freischalten
- Gegen Wiedereinschalten sichern
- Spannungsfreiheit allpolig feststellen
- Erden und kurzschließen
- Benachbarte, unter Spannung stehende Teile abdecken oder abschranken
4 kann man in dem Falle eher Ignorieren. 5 Ist WICHTIG. gern so ein Knippex Abdecktuch verwenden. Geht auch ne NBR Matte. Hauptsache da ist beim Arbeiten nix offen, wie schnell fällt einem ein Zellverbinder runter... Dann zeigen einem die Zellen wie viel Strom die Wirklich können!
Weiterhin würde ich nur schwer Entflammbares Material im Akku verbauen.
---
Grüße der Eddy
Aktuell im Aufbau einer 9,4 kWp Anlage mit 280Ah 16s LiFePo Speicher
Status: Alle Komponenten beschafft. Unterkonstruktion auf dem Dach, GAK Verkabelt
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Wenn nicht an die gängigen Angaben zu den Gewindegrößen halten
Die Drehmomentangabe ist nicht für das Gewinde, es gibt ja auch Zellen die ab Werk gar keins haben.
Es geht darum, die Kontaktplatten in der Zelle nicht zu drehen.
..,-
Nach dem Brand in Österreich denke ich, dass auch eine Rauchabluft wichtig sein kann.
Würde da gerne am Kellerfenster was einbauen. Gibt es Lösungen, die automatisch bei Rauch loslegen.
zusätzlich ist ein smarter Rauchmelder in der Nähe sicherlich schlau, damit nichts unentdeckt bleibt.
Hier im Forum gibt es einen sehr ausführlichen Thread zu dem Thema. Die Suche sollte da weiterhelfen.
Oliver
@oliverso ist normalerweise im Handbuch angeführt sein bzw. Wenn nicht an die gängigen Angaben zu den Gewindegrößen halten
was sind denn gängige Angaben zu Gewindegrössen??
Zwischen „Gewindegrösse“ und Drehmoment ist erst noch das Material und die Güteklasse: 4.6? 8.8? 10.4??
tatsächlich sind die Gewindestifte irgend ein Edelstahl (sonst gibts Stress mit dem Alu-Polen der Zelle). Dann wäre da noch die Einschraubtiefe der Gewindestifte.
Bei weniger als 12mm (pi x Daumen= 2x Gewindedurchmesser) reißen die gerne schon mal beim Nenndrehmoment aus dem Alu raus.
Nach fest kommt ab!
Drehmomente sind gut in der Automobilindustrie (da kann man sich auf die Gewinde belassen) oder wenn teileverzug droht.
An sonsten solch kleine Kalieber besser gefühlvoll von Hand mit einem gescheiten passende Schraubenschlüssel anziehen.
just my 2 cents aus 40 Jahren Schraubererfahrung
PotzBlitz - Großmeister der elektrischen Dunkelheit
Meine Rechtschreibung wird durch Apple verantwortet
How to - Akku China Shopping
Wissen ist Macht - Battery University
Battery Know how vom Ex-Tesla Developer - Makermax
Drehmomente sind gut in der Automobilindustrie (da kann man sich auf die Gewinde belassen) oder wenn teileverzug droht.
An sonsten solch kleine Kalieber besser gefühlvoll von Hand mit einem gescheiten passende Schraubenschlüssel anziehen.
just my 2 cents aus 40 Jahren Schraubererfahrung
Versuch mal jemanden, der keine 40 Jahre Schraubererfahrung hat, beizubringen, was "gefühlvoll festziehen" heißt. Da gibt es teils Null Erfahrung und deshalb sollte man da besser nach genauen Spezifikationen arbeiten, die man mit einem Werkzeug genau einstellen kann. Ich bilde ab und zu Neulinge aus, da staunt man immer wieder, was da rauskommt.
Ich habe auch jede Woche Feinmechanik auf dem Tisch liegen, wo Schrauben mit Drehmomentschlüssel angezogen werden, weil es bei den Schrauben genau drauf ankommt. Auch mit viel Erfahrung verlasse ich mich nicht auf meine gefühlvolle Hand, weil mir aufgefallen ist, dass die doch deutlich ungenauer arbeitet, als vermutet. Das hängt stark von der Tagesform ab. Es schafft auch einfach mehr Sicherheit, wenn ein Drehmomentschlüssel "Klack" macht. Dann weiß man mit Sicherheit, dass hier alles 100 % ok ist.
Wir arbeiten mit Wiha EasyTorque.
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Mitsubishi Heavy SRC/SRK20-ZS-W (SCOP 4,6)
Mitsubishi Heavy SRC/SRK25-ZS-W (SCOP 4,7)
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@win tja, die Sache mit Anfängern ist inhaltlich erst mal nicht falsch. Das Schrauben lernst trotzdem ohne teures Sonderwerkzeug. in der vor-China-liefert-alles-Zeit waren drehmomemt Schlüssel entweder Sau-teuer oder unkalibrierte Biegenbalken.
Sa hat man als privatsvhrauber bis zur ersten Zylinderkopfdichtung, die man verheizt hatte, noch ohne Drehmtschlüssel überleben.
wenn ich meinen Armmuskulatur auf eine M6 Schraube „nachkalibriern“ will nehmen ich mir ein paar M6 Schrauben und muttern, geh an den Schraubstock Spanne eine Schraube ein, drehe eine Mutter drauf und ziehe die gaaanz langsam an bis Fest und dann weiter bis es wieder leichter geht.
das wist dann die absolute streckgrenze für diese Festigkeitsklasse, das ist der Buckel auf der Hook’schen gerade. Da merkt man das über ein paar Grad das Drehmoment nicht mehr ansteigen. da ist sie gerade noch nicht überdehnt. ein paar grad drehwinkel weiter wird’s immer leichter und dann ist sie ist ab.
Normalerweise bleibt deutlich unter diesem Punkt. Das notwendige Anzugsmoment einer ‚normale’ Schraube (also nix Dehn- oder hochgestellt) liegt deutlich darunter.
Das ist das was gemeint ist mit gefühlvoll anziehen und nennt sich dann ‘Erfahrung’
das machst du ein paar mal und du glaubst wie gut man sich damit selbst kalibriert kann.
ich hatte in der Ausbildung noch eine Meister der auf solche Grundfertigkeiten wert gelegt hat.
Nach 10 Schrauben Schrauben konnte jeder Grobmotoriker den Punkt des maximalen Drehmoments finden. Das ist ne Fähigkeit die bleibt ein Leben lang.
(Bei M10 brauchts dann schon ein Rohr als Verlängerung um die Schraube abzureißen)
das ist zwar alles nicht ‚normgerecht‘, hat aber gereicht um aus Pferdekutschen Autos zu machen.😜
mal ganz davon abgesehen kann man auch mit einem richtig eingestellten Drehmomentschluessel ein Schraube falsch anziehen. Siehe Wikipedia zum Thema Haftreibung und Gleitreibung.
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Ich fände es gut, wenn wir hier kompakt weitere Punkte ergänzen könnten, statt ausführlich zu diskutieren. Dafür könntet ihr einen neuen Faden aufmachen.
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@solarfuchs so etwas würde mich auch interessieren. In dem Kellerraum, in dem der Akku stehen soll, haben wir blöderweise keinen Lüfter vorgesehen. Also entweder eine Lösung über das Fenster oder eine Bohrung durch die Beton Wand 
Hallo .
Ich habe gerade diesen Artikel verfasst, da sehe ich, dass da ja schon jemand vor mir aktiv war Danke datom 😀. Ich hänge meinen Text jetzt also mal hier unten an.
Vielleicht habt Ihr auch Andreas Video über den Brand von LiefePo4 Zellen gesehen und habt als Akku DIY‘er womöglich auch plötzlich ein flaues Gefühl im Magen. Ich denke, das ist ein wirklich wichtiges Video, das uns aber nicht abschrecken, sondern über das Thema Sicherheit noch einmal nachdenken lassen sollte.
Ich möchte an dieser Stelle einmal meine Erkenntnisse dazu zusammentragen zu dem was man tun kann, um die Gefahr die im Umgang mit LifePo4 Zellen ausgehen kann, so gering wie möglich zu halten. Ich bin schon der Ansicht, dass man DIY Akkus durchaus sicher betreiben kann, wenn man es richtig macht. Bei unseren Fahrradakkus habe ich da schon mehr Bedenken. Aber auch für diese gibt es feuerfeste Lade- und Aufbewahrungstaschen, die schon mal ein gewisses Maß an Sicherheit bringen.
Ein Wort vorab: ich bin zwar in einem technischen Beruf unterwegs, ein ausgewiesener Akku-Experte bin ich aber nicht! Ich trage hier lediglich zusammen, was ich beim Akkuselbstbau so gelernt habe. Ihr seid alle eingeladen, sogar aufgefordert, diesen Leitfaden konstruktiv zu ergänzen oder ggf. zu korrigieren. Er erhebt keinen Anspruch auf absolute Korrektheit und / oder Vollständigkeit! Er soll auch keine Anleitung zum Bau sein, sondern hebt lediglich einige Punkte bzgl. Sicherheit hervor. Je mehr Ihr also dazu beitragen könnt, desto besser.
Und, ganz wichtig: Ihr handelt natürlich immer in eigener Verantwortung.
Okay, as können wir also tun damit unser Lifepo4 Akku so sicher wie möglich wird und worauf kommt es an?
So wie ich das gelesen habe, können auch LifePo4 Zellen bei bis zu 400°C ausgasen bei / nach:
- Überladung
- Tiefentladung
- Mechanischer Beschädigung
- Überhitzung
All dies gilt es also zu vermeiden, durch z.B:
1. Auslegung
Macht Euch Gedanken, mit wieviel Ampere Ihr Euer System später maximal belasten wollt. Legt eine gute Schippe Sicherheit drauf. Ich empfehle 30% - 50% Aufschlag. Denkt dran, dass z.B. ein 100A Daly-BMS zwar mit 100A entladen, aber mit weitaus weniger Ampere beladen werden kann. Auch hier gilt: überdimensionieren.
Auch sämtliche betroffenen Kabel / Verbinder sollten mindestens eine Dauerbelastung des gewählten, und dann durch die Sicherung bestimmten Maximalstromes sicher aushalten können.
Ich habe z.B. einen 100A Sicherungsschalter, dann aber noch (für wirklich alle Fälle) eine 200A Schmelzsicherung nachgeschaltet.
2. Auswahl der Komponenten
Die Akkuzellen würde ich nicht im absoluten Discount kaufen, sondern bei Händlern die sich, z.B. hier in der Community, einen Namen gemacht haben. Ich selbst habe meine Zellen bei Gobelpower gekauft und denke, das war eine gute Wahl. Die Zellen werden bei Gobelpower geprüft und getestet und meine Messergebnisse zeigen, dass die Zellen innerhalb der angegeben Parameter liegen. Aber auch Basengreen und Tywacell machen auf mich (ganz persönlich) einen guten Eindruck.
Das BMS ist ebenso eine wichtige Komponente. Sehr wichtig hierbei die korrekte Eingabe der Batterie-Parameter. Ansonsten kann es schnell zu Überladungen von (einzelnen) Zellen kommen. Macht Euch schlau, was Ihr im jeweiligen BMS, passend zu Eurem System einzugeben habt.
3. Korrekte Verspannung
Bei der Verspannung kommt es darauf an, den Akku nicht zu sehr zu verpressen. Ansonsten drohen innere Beschädigungen = Gefahr. Einfach mit Spanngurten oder Gewindestangen und Muttern zu arbeiten halte ich für keinen guten Weg, da sich die Spannkraft damit überhaupt nicht bestimmen lässt. Es gibt hier im Forum aber Wege, die Spannkraft mit Federn auf die in den vom Zellherstellern empfohlenen Spannkräfte zu bringen. Ansonsten würde ich die Verspannung lieber bleiben lassen, als Gefahr zu laufen, den Zellen zu beschädigen. Denn durch innere Beschädigungen kann es zu Kurzschlüssen und somit zu punktuell hohen Temperaturen innerhalb der Zelle kommen. Hier zwei Beispiele:
https://www.akkudoktor.net/forum/anleitungen-tutorials/neues-thema-akku-aufbau-mechanik/paged/1/
https://www.akkudoktor.net/forum/neue-ideen/liefepo4-zellen-mit-300-kg-verspannen-so-gehts/
Ich war übrigens sehr erschrocken, asl ich nach einigen Wochen noch mal die Federn gemessen habe. Von den 7mm Federweg waren nur noch 2mm übriggeblieben! Ich erkläre mir das damit, dass die Zellen denn doch ihre Form geändert haben. Anfangs waren die Flächen nicht flach, sondern leicht konvex. Somit gab es an den Außenseiten doch noch einen mm Spalt. Der hat sich jetzt gesetzt.
Zwei Dinge, die man tun kann:
- Flexible Busbars. Zu denen würde ich jetzt definitiv raten. Somit habt Ihr kein Problem mehr an den Kontaktgewinden Eurer Zellen und Ihr gebt den Zellen die Freiheit, sich auszudehnen / zusammenzuziehen ohne das Ihr eine Kraft auf die Pins ausübt. Das macht die Zellen definitiv sicherer! Allzuteuer sind sie nicht, und wenn bei den Zellen womöglich eh keine dabei sind, dann sind das nur ein ganz paar Euro mehr. Bei der Bestellung darauf achten, dass die Zellendicke im Operationsbereich liegt und der Gewindedurchmesser stimmt.
- Überprüft, insbesondere nach der ersten Ladung/Entladung, den eingestellten Federweg und regelt frühzeitig nach. Am Besten trennt Ihr dazu das BMS von den Zellen und löst die Muttern an den Pins. Bei sehr geringen Korrekturen kann man darauf womöglich verzichten.
4. Gehäuse
Auch ich habe meinen Akku in einem Holzkasten verbaut. Eigentlich nicht wirklich eine gute Idee, das müssen wir in Punkto Brandschutz wohl zugeben.
Allerdings habe ich meinen Kasten nun noch mit Keramikfaserpapier ausgelegt. Auch den Deckel!. Keramikfaserpapier ist nicht entflammbar und hält, je nach Fabrikat, gerne über 1000°C stand. Das macht die Sache immerhin etwas sicherer und gibt mehr Zeit zum handeln, bevor der Kasten doch noch Feuer fängt.
Ich habe mir übrigens noch einen Wifi-Feuermelder in den Kasten eingeklebt. Somit sollte ich schon über ein Rauchentwicklung informiert werden, bevor der gesamte Wohnraum eingenebelt ist.
Griffe / Rollen anbringen, sodass der Kasten im Brandfall schnell, und möglichst ins Freie zu bewegen ist. Dabei sollte die Kabelage einfach zu trennen sein.
5. Zusammenbau.
Achtet bei Kabeln, Verbindern, Sicherungen etc. auf gute Qualität.
Es versteht sich von selbst, dass die Batterie möglichst nahe des Minus- oder Pluspols mit min einer Sicherung versehen sein muss.
Wichtig ist die Reihenfolge der Schritte beim Zusammenbau. Ich empfehle:
- Topbalancing! Denn hierdurch lässt sich die Wahrscheinlichkeit veringern, dass beim Laden einzelne Zellen „nach oben abhauen“. Ein korrekt eingestelltes BMS sollte das detektieren und den Ladevorgang bei Erreichen der maximalen Zellspannung abbrechen. Das gilt es nach Inbetriebnahme aufmerksam im Auge zu behalten!
- Zellen anordnen und ggf. Brandschutz anbringen
- Auf vom Hersteller der empfohlenen Anpressdruck verspannen
- Busbars auflegen
- Die vom BMS / Active Balancer noch getrennten(!) Kabel verlegen
- Muttern an den Kontakten handfest anziehen
- Mit einem Voltmeter minus an schwarz, und plus an die einzelnen Kontake der Stecker des BMS / Balancer und die Spannungen messen. Die Spannungen müssen sich, asugehend vom ersten Kontakt neben dem Minuskontakt, jeweils um eine Zellspannung erhöhen. Noch könnt Ihr hier Fehler korrigieren. Versieht man sich und steckt dann den Stecker zum Beispiel ins Daly-BMS, geht es (so wie ich gelesen habe) sofort kaputt.
- Erst dann den / die Stecker in sicher montiertes BMS / Balancer stecken. Bei einer Demontage entsprechend umgekehrt verfahren.
6. Batterie sichern
Natürlich braucht die Batterie einen Sicherungsschalter oder eine SIcherung, die sie gegen überlasung oder Kurzschluss schützt. Wer eine Schutzeinrichtung wie den Victron Energy Battery Protect o.ä. einbaut macht dabei auch nichts falsch. Mein Wechselrichter wird durch ein Pythinskript gesteuert, welches das Daly-BMS über ein VenusOS ausließt. Der WR wurd nur angeschaltet, wenn Werte aus der Batterie kommen. Ich verlasse mich dabei nicht auf den prozentualen Ladezustand, ondern auch auf die minimale und maximale Ladespannung der Zellen. Werden diese unter- bzw. überschritten, dann schaltet der WR gar nicht erst an. Andere DC Verbraucher laufen bei mir über den Lastausgang des Ladereglers, den ich auch entsprechend programmieren kann.
Auch weitergehende Überlegungen, sich gegen Über- oder Tiefentladung zu schützen können nicht schaden. Beides kann im Extremfall zur Zerstörung oder zum Ausgasen der Batterie oder zum Brand führen.
7. Test des Systems.
Wie bei vielen technischen Einrichtungen ist gerade hier der Test des Systems sehr wichtig. Gerade unter Vollast bei Laden oder Entladen sollte man dabei sein.
Wie oben erwähnt, können hohe Temperaturen den Akku zum Brennen bringen. Das kann z.B. passieren, wenn die Busbars schlechter Qualität sind oder die Verbindungen zwischen den Bars und den Zellen, aus welchen Gründen auch immer, schlecht sind. An diesen Stellen haben wir einen erhöhten Widerstand der zur Erwärmung im betroffenen Bereich führen kann. Wir müssen bei unseren Akkus mit sehr hohen Strömen rechnen die bei Widerstanden auch zu hohen Temperaturen führen können. Diese können sich durch die Gewinde bis ins Innere der Zellen ableiten.
Wie prüfe ich das also?
Erst einmal müssen wir das System durch Laden oder Entladen auf eine halbwegs hohe Last bringen. Da der Akku nach dem ersten Zusammenbau durch das Topbalancing noch voll geladen sein dürfte kommt vermutlich eher Entladen in Betracht.
Ein probates Mittel ist nun das Beobachten mit einer Wärmebildkamera. Ist ziemlich teuer, hat nicht jeder, und: mal sollte die Bilder auch zu deuten wissen. Kommt also nicht für jeden infage.
Alternative (kein Witz!): ein optisches Fiebertermometer. Z.B. ein solches:
https://www.amazon.de/gp/product/B0865RL4PH/ref=ppx_yo_dt_b_search_asin_title?ie=UTF8&psc=1
Die Dinger messen ziemlich genau, sonst wären sie kaum für den medizinischen Gebrauch zugelassen. Wichtig ist dabei, dass es umschaltbar auf direkte Temperaturmessung ist. Den bei der Fiebermessung wird die Hauttemperatur gemessen und mittel eines Algorithmus erst dann die innere Körpertemperatur berechnet. Das brauchen wir nicht. Bei o.g. Thermometer gehen wir also auf den Gegenstandsmodus. Man kann dann jeden beliebigen Punkt anvisieren und bei Druck auf den Start-Knopf wird die angepeilte Oberflächentemperatur angezeigt. Wie gesagt, ziemlich genau.
Wir lassen unser System also eine Weile auf Last laufen und messen dann alle neuralgischen Punkte ab. Insbesondere die Pole der Zellen. Dort sollten sich keine signifikanten Temperaturerhöhungen ergeben haben. Falls doch besteht hier Handlungsbedarf!!!
Ich halte dies für mit den wichtigsten Punkt dieses „Leitfadens“.
Auch Kabelverbindungen, Crimpungen etc. sollte man bei der Gelegenheit messen.
Es empfiehlt sich, das Ganze bei Gelegenheit zu wiederholen.
Es empfiehlt sich außerdem, nach hinreichender Entladung, die erste Vollladung zu überwachen und die Zellspannungen im Auge zu behalten. Spannungen von über 3,65 Volt sollten schon im Hinblick auf die Lebensdauer der Zellen nicht erreicht werden.
ChatGPT meint zu dem Thema:
„Im Allgemeinen wird angenommen, dass LiFePO4-Zellen bei einer Ladespannung von mehr als 4,2 Volt pro Zelle oder einer Entladespannung von weniger als 2,5 Volt pro Zelle instabil werden und zu einer thermischen Reaktion führen können. Dies könnte zur Überhitzung, Entzündung oder sogar Explosion der Zelle führen.“
Vielleicht kann das jemand bestätigen / korrigieren… Generell gilt aber: das BMS tut nur das was wir eingestellt haben! Also: please double check!
Ok, wie oben schon gesagt. Helft gerne mit, diesen Leitfaden zu ergänzen. Je mehr wir über das Thema Sicherheit beim Akkubau wissen, desto besser, ist ja klar.