STATUS: LTO-Prototyp-01 ist fertig und „Labor-Test“ ist beendet.
Feldtest steht. Gehäuse ist zu tief. Krieg den Akku so mit dem Gehäuse nicht eingebaut.
Hab‘ Mist gemessen, als ich das Gehäuse ausgewählt hab‘! Neues Gehäuse ist bestellt.
Es ist noch unklar, ob das Alles im Model3 läuft!
AUSGABEN (6 Zellen für LTO-Prototyp-01) bisher: 473,- €
Nachbaukosten (ohne die „Optional“ gekennzeichneten): 278,73€ (Preise können variieren).
STAND: 2024-05-28
Teaser:
Ich werde hier den Eingangsthread noch mit Fakten anreichern und dann im Laufe des Projekts versuchen immer zeitnah aktuell zu halten.
*** DISCLAIMER ***: Das Projekt wurde finanziell nicht durch Firmen unterstützt.
Es haben jedoch Leute mit Rat und Tat zur Seite gestanden. Diese habe ich in einer Danksagungsliste aufgeführt!
Noch ein *** DISCLAIMER ***: Das ist kein „NACHBAUPROJEKT“. Alle Angaben dienen der Nachvollziehbarkeit. Baut jemand dieses Projekt aufgrund der Angaben nach, dann geschieht dies auf EIGENE VERANWORTUNG! Alle Angaben entbehren der Vollständigkeit!
*** HINWEIS ***: Wer den 12V Blei-Säure-Akku bei seinem Tesla ersetzt, riskiert u.U. den Verlust jeglicher Garantieleistungen seitens Teslas.
Bis auf Weiteres wird dringend angeraten, Umbauten am eigenen Fahrzeug nur durch einen Fachmann vornehmen zu lassen, um ggf. sowohl Garantie als auch Versicherungsschutz des KfZ zu erhalten.
Was bisher geschah (To be cont'd!)
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2021-10 LFYP (Winston) ohne BMS verbaut. Ähnliche „Lernkurve“ wie @Mittelhesse in seinem Post mit Problemen im ab ca. -5°C.
Kosten: ca. 230€ -
zwischenzeitlich dann seit 2022-04 wieder mit der alten ATLAS-BX gefahren.
Es ist noch die erste seit Lieferung des Wagens am 2019-04-01.
(Anmerkung: Ja, Abholung und Zulassung unseres Model 3 Performance am Foolsday war volle Absicht!) -
2024-03: Auf AliExpress LTO-Akkus für einen günstigen Preis gesichtet (siehe Teileliste(kommt Morgen!), ich habe die Akkus dann tatsächlich bestellt).
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zwischenzeitlich packen mich Zweifel, ob das WIRKLICH LTO-Akkus sind für den Preis!
Bei Akkudoktor lese ich im Forum, dass SÄMTLICH YINLONG-Akkus, die auf dem europäischen Markt angeboten werden, gebrauchte Akkus sind… -
2024-04: nach ein paar alkoholfreien Bier und endlosen Chats, Gesprächen, Telefonaten später Startschuß für den LTO-Piloten. Erst einmal die Akkus bestellen und durchmessen. Dankenswerterweise bekomme ich das Labor-Netzteil und ein Coulombmeter von @Mittelhesse zum „Vermessen“ der Kapazität.
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Kapazität messen ist nicht alles. Um Akkus vergleichen zu können, muss man deren Innenwiderstand kennen und (optimalerweise) eine Kennlinie zur Alterung haben (mehr dazu im Projekt LiLi)
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erste Tests ergeben: die Akkus haben tatsächlich 22Ah. Allerdings muss man etwas vorsichtiger mit den LTO-Akkus umgehen und sollte sie nicht so stressen, wie diverse Verkäufer die LTO-Zellen feilbieten (500A Entladestrom werden die wohl schaffen… genau einmal!
)
Getestete Werte: OVP: 2,70V/LVP: 1,85V → 22Ah
Test mit 1 Zelle, vollgeladen, mehrere Stunden bei -16°C gelagert. Bei -16°C entladen: noch 18,19Ah / → 82% Kapazität. -
2024-05: das Ausmessen der Akkus, alle mindestens 3x daden und entladen um die Kapazität zu bestimmen, dauert recht lange. Meine
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Ich finde Unterlagen von Toshiba, die darauf hin deuten, dass „meine“ LTO-Akkus die Toshiba High-Kapacity mit 23Ah, vom Gewicht her eher die 20Ah-HP sein könnten (die Anschlußgewinde sind bei den Toshiba-Zellen nicht mit ins Gewicht eingerechnet).
Das gibt mir dann aber direkt Mut, denn die Parameter, die ich da sehe, passen zu den, die ich mit 3 Entladezyklen ermittelt habe.
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2024-05-15: die 1. Atlax-BX schwächelt und muss getauscht werden. Da das LTO-Projekt gerade erst angelaufen ist und der Akku noch nicht verbaut werden kann, kaufen wir Wohl oder Übel eine neue Atlas-BX. Kosten (bei Selbsteinbau): 120,22€
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2024-05-18: war ja klar: wir sind 3 Tage auf Tagung und genau dann kommen alle Pakete auf einmal von AliExpress… (Danke, Zorica, für’s Pakete annehmen!)
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2024-05-19:
Teile, die ich unbedingt brauche (fast) vollständig:
° 6 LTO-Akkus 22Ah / 515g
° Gehäuse mit M6 Gewinde in den Polen (innen/außen)
° Batteriepole M6 (ich Dussel hab M8 bestellt… die M6 kommen dieser Tage noch!)
° JinKong-BMS B1A8S10P-HC
° Presswerkzeug für die Rohrstecker (das „kleine Teil“)
° Rohrstecker für 10mm² (=8 AWG) und 5,3mm Bohrloch, Kupfer, 2mm dick
° Rohrstecker für 10mm² (=8 AWG) und 6,3mm Bohrloch, Kupfer, 2mm dick
° Silikonstrippen 8 AWG 1m rot/schwarz/blau
° bzw. vorkonfektionierte Kabel 1x 5cm, 2x 30cm (blau, rot, schwarz)
sind da
Einstellungen JK-BMS:
OVP (Over Voltage Protection): 2,70V
UVP (Under Voltage Protection): 1,80V
Ladeschluss/SoC100% bei 2,65V/Zelle, also bei 15,9V
Entladen/SoC0% bei 1,85V/Zelle, also bei 11,1V (mal sehen, ob das so passt…)
Continued Charge: 44,0A (also 2C, mal sehen, ob das so passt…)
Continued Discharge: 66,0A (also 3C, mal sehen, ob das so passt…)
Anfänglich hagelt es Fehler, da die Zellanzahl default 8 Zellen und Li-Ion eingestellt ist. Es gibt einen Button im Menü, default-Werte für LTO zu laden.
Lediglich die Lade-/Entladeströme anpassen, 6 statt 8 Zellen. Passt. Läuft.
kompletter Bau Schritt für Schritt (Keine Bauanleitung! OHNE GEWÄHR! Nur zu Schulungszwecken!) - Testfahrt im Tesla fehlt noch!
2024-05-19:
Seit Gestern sind also die Pakete da und heute kann ich loslegen mit dem Bau der LTO-Batterie.
Vorausgegangen waren Tests mit den einzelnen Zellen und ein Versuch, ein Daly-LTO-BMS zu verschalten, aber die Parameter des BMS waren nicht veränderbar (kein „SMART-BMS“) und nur der SMART-Balancer war per BT-Dongle zu erreichen.
Also wurde kurzerhand ein anderes BMS bestellt, was BT, Active-Balanacer mind. 1A und möglichst 100A charge/discharge kann: Das JK-B1A8S10P-HC kann das (und noch mehr).
Was ich mittlerweile schon erledigt hatte, da der Schrumpfschlauch zuvor ankam:
…alle 6 Akkus als Batterie montieren, die „Busbars“ einlegen und anschrauben, Epoxyplatten zuschneiden (geht mit einer alten, stabilen Küchenschere sehr gut)…
… und einen Gesamt-Test machen, wie heiß es innen drin wird bei ordentlich Beladung mit 20A.
Hier der Batterie-Pack:
Hier der alte Testaufbau mit dem Daly BMS und davor das JK-BMS:
Doch das Wichtigste überhaupt, das Batteriegehäuse, kam erst Gestern zusmmen mit dem restlichen Material an:
Hier verlege ich den „Cable-Harness“ für die einzelnen Messstrippen, die zu den einhelnen Polen (7x (+)-Pol und einmal (-)-Pol) gehen:
Die Kabel sind so abgelängt, dass sie eine Schlaufe bilden (dann sind die Kabelschuhe leichter anzubringen).
Das JK-BMS soll denn mit einer Glasfaserplatte oben auf den Akku montiert werden. Unter dem Akku halte ich mechanisch für bedenklich, wenn das ins Auto soll, da im Gehäuse des BMS eingelassene Schraubnieten durchbrechen oder in den Akku durchschlagen könnten, wenn dieser mit seinem Gewicht drauf schlägt.
Apropos „Kabelschuhe“ und „Quetschverbinder“:
Probiert unbedingt an ein paar Kabelstücken das einmal aus, bevor Ihr auf die volle Länge geht.
So so war der Kabelschuh zu groß/das Kabel zu dünn (es darf keinen „Bauch“ geben):
Angeblich halten diese beiden Kabelschuhe die gleiche Belastung aus (der eine wirkt wie Blech, die komplette Schachtel kann weg bzw. für weniger belastete Verbindugen genommen werden, aber bei 100A möchte ich den „Dünnen“ lieber nicht einsetzen):
Das ist ein „Kaufkabel“; wäre ok, wenn ich M6 Verschraubung hätte…
… ich hatte kein vorkonfektioniertes Kabel gefunden mit M5 und 10mm², dann quetsche ich halt selbst, sieht so aus:
Und natürlich braucht man für die dicken Kabelschuhe auch eine „kleine Quetschzange“ (nein, da gibt es kein wenn und aber, ohne das kann man keine Kabel selbst machen!):
*** Sicherheitshinweis ***
Beim Arbeiten an Akkus IMMER jeglichen Schmuck, Ringe, Uhren ABLEGEN!
Das ist mir einmal passiert und das hinterlässt im weniger schlimmen Fall Narben…
BEVOR das BMS angeschlossen wird, messe ich die einzelnen Messleitungen durch. Eine Verpolung oder falsche Reihenfolge der Zellen wäre fatal und zerstört oft das BMS. Und möglichst nicht mit 2 Messspitzen an den XH-Connector gehen, wenn das einen Kurzschluss gibt, dann sind die Messleitungen futsch und die Messspitzen ebefalls.
Deswegen schließe ich eine isolierte Krokoklemme an den Minuspol und messe dann mit einer einzelnen, bis auf die Spitze isolierten Messspitze an den Kontakten des Steckers.
Und spätestens JETZT sollte man nochmal den Sitz der Muttern prüfen (oha, 2 vergessen!):
Und dann werden diese Muttern gesichert mit mittelfester Schraubensicherung gesichert:
Ich montiere jetzt die dicken Strippen, und schließe das BMS an, bevor ich die Batterie und das BMS „einpacke“:
Wichtig: jetzt einmal das BMS mit dem angeschlossenen Schalter hochfahren. LTO-Settings einstellen und schauen, ob es Warnings gibt.
Jetzt schlage ich das Ganze erst einmal in eine Wicklung Phenolharzpapier ein. Dann kann erst einmal nichts mehr verrutschen und das „viele Metall“ vom BMS ist erst einmal weg und kann nicht aus Versehen durch irgendwas Metallisches berührt werden. Was nicht schlimm wäre, aber „einige metallische Sachen“ stehen hier grad unter Strom. Ne Mutter, die querschlägt weil man tüttelig ist, hat schon so manchen Kurzschluß verursacht. Muss nicht sein.
- Seite auch noch einpacken:
Und nochmal eine Anprobe, diesmal mit „Deckel schließen“… Vorsicht, da sind blanke Pole, oh da müssen die Anschlüsse noch 90Grad gedreht werden, so dass die Kabel nicht in die Schmalseite laufen, sondern auf der Längsseite vor dem Batteriepack zu liegen kommen…
Und ich muss noch hinten an der Langseite mehr „Abstandholz“ rein tun und vorne etwas weg nehmen, damit der Batterieblock etwas nach vorne rutscht, damit die Epoxiplatte die Pole überdecken kann und der Deckel dann noch schließt (leider hier nicht im Bild).
Nun am Stück entladen und mit 1C laden (20A, eigentlich 22A, aber mein Netzteil gibt nicht mehr her) und Messung, ob das System sich erwärmt:
Hier ist außen noch ein Shunt angeschlossen um abwägen zu können, ob das BMS keinen Mist mist. Das passt soweit alles.
Mittlerweile hat die Batterie einen vollen Zyklus durchlaufen, das sind die Daten:
Ladeschlussspannung: 15,9V (= 2,65V Zellspannung / Zellschutz bei 2,70V)
Entladeschlussspannung: 11,1V (= 1.85V Zellspannung / Zellschutz bei 1,80V / Notaus bei 1,70V )
Kapazität gemessen: 22Ah
Kapazität innherhalb eines Cycles(15,9V - 11,1V): 18,4Ah
82% Cycle („Winterkapazität“) wären dann geschätzt: 15,1Ah (das entsprächen etwas 30Ah Blei-Säure bei 25°C, das ist extrem gut!).
Erst der Praxistest wird zeigen, ob das ausreicht, eine Atlas-BX zu ersezten.
*** ENDE Bau- und Labortest-Phase ***
*** Feldtest steht erst mal: Gehäuse ist zu tief, hab‘ mich vermessen und falsches Gehäuse gekauft!
Neues Gehäuse ist bestellt!
Da fehlt was…
Logo, nur mit Logo! …
Nach kleinem „Malheure“, M6 Gewinde am Messingpfosten abgerissen, weil Zuviel Kraft eingesetzt…
Die Atlas ist nicht sonstiger und insgesamt höher!
Bauteileliste / Bezugsquellennachweis - soweit schon mal komplett
Alle Angaben inkl. Versand!
6xAkkus LTO „Small Den“ 22Ah
Zellen sind tatsächlich mit 22Ah gemessen und es sind von der Spannungskurve her LTO-Akkus. Innenwiderstand teilweise → 1mOhm → d.h. es sind gebrauchte Akkus.
(Innenwiederstand wurde mit DC während des Ladens errechnet und ist daher nicht aussagekräftig! Meßgerät dazu ist derzeit noch unterwegs!)
Die „M4 Nuts“ sind eine falsche Angabe, die Schraubanschlüsse sind tatsächlich M5. (Auffällig ist, dass das bei ALLEN angeboten auf AliExpress so ist…)
*** ACHTUNG!
Es gibt Akkus, die werden nicht mit 10C Entladestrom, sondern mit 10Ah Kapazität beworben! Toshiba fertigt auch solche 10Ah-Akkus bei gleichen Abmessungen!
Es gibt auch kleinere 6Ah und 2,9Ah Akkus. Also genau hinschauen und nicht verwechseln!
Die 23Ah müsste eigentlich laut Toshiba 550g schwer sein. Die LTO-Zellen von AliEx sind aber nur 515g schwer. Das kann damit zusammenhängen, dass Toshiba die Zellen mit niedriegerer Lade-End-Spannung lädt.
147,03€
https://a.aliexpress.com/_EQs0T9Z
bzw.
12xAkkus LTO „Small Den“ 22Ah
276,77€
Ji-Kong / JK-BMS mit CAN-Bus und Heat-Option, 1A Balancing, (bis)8S und 100A Ladestrom
https://de.aliexpress.com/item/1005006825212182.html
64,44€
JK-BMs ohne Can/Heating grade im „Angebot“:
Elektronische Last mit Lade-/Entlade-Eckwerten (Low Volage Protection LVP/Over Voltage Protection OVP/ Over Current Protection OCP)
17,99€
https://www.amazon.de/dp/B07TTGLFVZ
„Kleine“ Quetschzange mit Kabelschneider und Rohrschuhen (Optional)
Zange und Kabelschneider Top! Rohrschuhe ist dünnes Blech, nicht zu gebrauchen!
Einer der Kerbenringe (diese "Drehrädchen mit der Hälfte eines Hexagons zum Quetschen) ist falsch beschriftet. Ich komme damit klar, da der linke richtig ist und man die rechte Kerbe passend dazusuchen kann.
Die kleine Zange allein sollte man schon für 20€ bekommen können oder man kauft vorkonfektionierte Kabel.
48,99€
https://www.amazon.de/dp/B093W8RM3L
Daly-BMS (ausgemustert) für LTO, Anzahl der Zellen: 6S (fest verdrahtet)
Mit einen Wort: für das Projekt unbrauchbar. Man kann nämlich keine Parameter einstellen/auslesen/kein BT-Dongle. Kann gerne jemand haben, der sich für sein Moped eine 12V LTO-Starter Batterie bauen weill. Benötigt mindestens 6 LTO-Zellen, 6V-Anlage geht also nicht…)
33,57€
Daly Active Smart Balancer 6S (ausgemustert)
Irgendwie läuft der Balancer kaum mit und startet zu spät mit dem Balancing. Werte laufen auseinander. Settings sind nicht grad sprechend.
Ein BT-Dongle war mit bei. Ich hab’ mir einen extra gekauft, weil ich dachte, der beigelegte ist defekt. Kann alles weg. jetzt. Brauch ich nicht mehr…
31,00€
Coulombmeter mit 100A Shunt (Optional)
Fehlkauf alleine schon des offenen Shunt wegens. Stellt sich hereus, dass Innenwiderstand über DC-Stromt/Spannung gerechnet wird. Ungeeignet, um wirklich die Alterung der Zellen zu bestimmen (zu ungenau bei Werten um 1mOhm oder drunter).
21,69€
https://www.amazon.de/dp/B09KLJXDSH
M5 gezahnte Flanschmuttern (mir ging mehr als 1 verloren und die Muttern bei den Akkus sind abgezählt…) (Optional)
2,16€
Polkappen
1,95€
Busbar Kupfer (Optional)
1x10x100 + (optional: Busbar Minuspol nach BMS)
3,29€
und (Optional)
3x25x250 (optional: 2x Kühlplatte BMS)
8,17€
Busbar Pitch 22mm (Optional)
die Einzigen, die ich in der Größe gefunden habe, die nicht länger als 35mm waren
8,47€
Akku-Messgerät YR1035 (Optional: Innenwiderstand messen. Siehe Akkudoktor LiLi-Projekt, Datenspende, Vermerk in der Excel-Liste).
31,74€
Silikonkabel 8AWG je 1m rot/blau/schwarz
oder entsprechende vorkonfektionierte Kabel (3 Stück a ca. 1x20cm, 2x 30cm)
14,82€
https://a.aliexpress.com/_EjILrKx
Gewinkelter Rohrsteckschuh (Optional)
den einzigen mit M5 Loch, den ich finden konnte…
10qmm(8 AWG)/M5 Loch
5,10€
*** ACHTUNG NICHT DIESEN KAUFEN FÜR Model3!***
*** FALSCHES MASS!!!***
Batteriekasten HxBxT: 169x197x161mm
an allen seiten stützen auf Passung gesägte Holzstücke den Akkublock
fast 11€ Versand!
31,47€
*** NICHT BENÖTIGT MIT BATTERIEKASTEN „45“***
M6 Batteriepole aus Messing
5,02€
Batteriekasten „45“ mit Polbolzen Messing
238x133x198mm
Innen: 224x133x198mm (puh, knapp!)
Epoxyboards 7 Stck. 0,5x118x160mm (emfpohlen für Insolation zwischen den Zellen)
4,99€
0.92€ 88% OFF|3240 Isolierung Epoxid platte Isolator 203*172*0,5mm 118*160*0,5mm für 280ah 320ah 310ah 90ah 100ah Lifepo4 Batterie pack DIY Lipo| | - AliExpress
Epoxyboards 7 Stck. 0,5x172x203mm (dringend empfohlen wg. Isolation des BMS)
3 Stück hätten gereicht. Zerbrechen aber sehr leicht…
7,15€
0.93€ 86% OFF|3240 Isolierung Epoxid platte Isolator platine 0,5x3,2x12,8mm für V 280ah 320ah 310ah 90ah V Lifepo4 Batterie pack DIY Verwendung| | - AliExpress
Phenolharzpapier, selbstklebend 180x1000mm (Optional, aber fast ein „must have“)
2,73€
Glasfaserverstärktes Klebeband (Optional; klebt wie Holler! )
8,89€
Schrumpfschlauch 250x1000mm (Must Have! Zieht die Zellen zu einem festen Block zusammen!)
3,81€
Danksagungen
-
RedLionEster:
Danke, dass ich das Projekt zu Ende bauen und testen durfte! -
@Mittelhesse:
Ja, Buddies und so! Ohne Dich gäbe es dieses Projekt gar nicht! Danke Mann, dass Du meiner alten Winston ein gute Zuhause gegeben hast und mit Deinem Obulus und Tipps den „Grundstein“ für dieses Projekt gelegt hast! -
Zorica:
Danke für’s Paketeannehmen!
