Konzeptplanung - DIY LFP-Batterie mit Heizfolie

Hallo liebe Mitglieder,

hier hatte ich bereits Gedanken zur Aufrüstung eines batterieelektrischen Leichtfahrzeugs mit einer zusätzlichen Batterie geäußert. Da die LFP-Technik mit (Außen)temparaturen um den Gefrierpunkt so ihre Probleme (beim Laden) hat, habe ich nach beheizbaren Batterien geschaut. Amperetime.de bietet dafür fertige 12V 100Ah LFP-Batterien mit integriertem BMS und Heizmodul an. Preislich würde die beheizte Variante jedoch mit 2.900€ für (m)ein 48V System deutlich teurer ausfallen als die unbeheizte, bei der käme ich auf 1.900€. Grobe Preisangaben, geht nur darum, dass die Heizung mit 1.000€ zusätzlich zu Buche schlagen würde bei einer fertigen Batterie, die nur noch angeklemmt werden muss.

Daher nun diese (gemeinsame) Konzeptplanung zum Eigenbau, mit dem Schwerpunkt "Heizsystem". Ihr seid also herzlich eingeladen, eure Gedanken beizutragen und auch gerne andere Konzepte vorzustellen oder einfach nur auf mögliche Probleme hinzuweisen. Auch hierbei geht es mir eher um den Meinungs- und Erfahrungsaustausch für einen Planungsansatz, als um eine konkrete Anleitung.

Natürlich will man dabei so wenig Energie wie möglich verschwenden, also sollte sich die Heizleistung auf die Zellen konzentrieren. Unter infrarot-fussboden.de bekommt man beispielsweise Heizfolie für 12V mit 14cm Bahnbreite als Meterware, trennbar alle 3,5cm. Gibt natürlich noch diverse andere Maße. Max. 110 Watt pro m².

Ich habe exemplarisch die 230Ah-Zellen von EVE mit 20*17*5,5cm (H/B/T) ausgewählt.

Möglichkeit 1: Heizmatte unter die Zellen, wie eine Fußbodenheizung. 0,17m Breite * 0,055m Tiefe * 16 Zellen für 48V = 0,15m². Sind also grade mal 16,5 Watt für die Heizleistung, die nebst dem Ladestrom fließen würden. Von der Energiemenge also durchaus annehmbar, wenn man nur während des Ladevorgangs heizt.

Möglichkeit 2: Minimum je ein Streifen Heizmatte zwischen zwei Zellen, damit jede Zelle von einer Seite beheizt wird. Bei 16 Zellen wären das 8 Streifen. Bei n*3,5cm Streifenlänge brauche ich 17,5cm Streifenlänge für die 17cm Zellenlänge, wenn noch ein Zipfel für die Kontaktfläche seitlich an der Zelle rausschauen soll. 0,175m Streifenlänge * 0,14m Bahnbreite * 8 Streifen = 0,196m² mit 21,6 Watt Heizleistung.

Will man alle Zellen von beiden Seiten beheizen, kommen nochmal 9 Streifen dazu, die Heizleistung dafür steigt auf 46 Watt. Natürlich nur, wenn diese 16 Zellen dann auch in Reihe stehen wie die Königswache. Bei anderer Anordnung kann auch eine andere Anzahl an benötigten Streifen gegeben sein.

Bei 1,50m Länge und den 14cm Bahnbreite würde die Heizmatte inkl. 6€ Versand etwa 25€ kosten. Selbst wenn die beheizten Zellen dann noch ein paar Kabel, Schalttechnik und eine (isolierte) Pressschalung für die Zellen benötigen, sollte der Eigenbau bis zu diesem Punkt deutlich günstiger sein, als der 1.000€ Aufschlag beim Fertigbau vom Händler. Der einzige Faktor, der den Selbstbaupreis dann wieder in die Nähe des Händlerspreises bringen könnte, wäre das BMS für ein 16S 200A LFP-System, das ich exemplarisch mit 300€ veranschlage.

Jedoch wirft der Eigenbau natürlich auch noch einige Fragen auf, die ich (teilweise) nur durch ausprobieren beantworten könnte, aber vielleicht hat da ja jemand schonmal was ähnliches getan und kann etwas dazu sagen:

- Wie bringt man die 12V Heizung dazu, nur beim Ladevorgang zu heizen, wenn man nicht grade manuell an/ausschalten will?
- Wieviel Heizleistung wird überhaupt benötigt, um die fertige LFP-Batterie bei z.B. -5°C Außentemparatur auf eine akzeptable Ladetemparatur zu bringen?
- Wie lange muss ggfls. vorgeheizt werden, bevor der Ladeprozess überhaupt gestartet werden kann?