DIY Thermomgmt für den Spring - Gedankenaustausch

launacorp

eDacia-Liebhaber
Ort
Heinsberg
Modell
Extreme
Modelljahr
2024
Motor
48kW
Batterie
1. Batterie
Details
CCS Armlehne Ladekantenshutz
Motor (alt)
65 PS (48kW)
Version (alt)
Extreme
Weil @Don Spring Leute wie mich ständig "anstachelt" hab ich den Thread mal ins Leben gerufen. 🤪

Hier soll es primär mal um Ideen und theoretischen Konstruktionen gehen.



Was ich mir also instant mal vorstellen könnte:

  • Peltier-Elemente
  • Wasserkühlung
  • Heizmatten

Zuerst einmal möchte ich meine Erfahrung aus dem Thread "LFP / Li-Ion Starterbatterie" hier einfließen lassen:

Gemessen hab ich die Sony Konion´s mit ~10mOhm. Sagen wir mal eher 15mOhm.
Jetzt wird das ganze doch etwas technischer:

In einer Reihenschaltung von Widerständen (in dem Fall die Innenwiderstände der 72 Zellen im Spring) addieren die sich zu einem Gesamtwiderstand.
72x 0,015Ohm -> 1,08Ohm -> Also 1,1 Ohm.
Dazu noch Busbars/Kabel/etc. die in der Batterie verwendet wurden. Ich nehme das jetzt mal Faktor 3.
Warum?

  • Cinesen können gerne mal sehr stark an der Grenze des techn. machbaren "Rechnen", erst recht, wenn es günstig sein muss und der kleine ist dort GÜNSTIG
  • Ich kenne aktuell weder verbaute Mateialien noch deren Konstruktion/Design/Auslegung
  • Lieber etwas zu groß dimensionieren. Soll ja bestmöglich nur einmal verbaut werden.

Sind wir also bei 3Ohm. Bei 300V und max ~33KW Ladeleistung ergibt das in meinem Taschenrechner ~110A. 110A an 3Ohm -> 330W Verlustleistung.

Das soweit zu meinem gedanklichen Werdegang.


Fangen wir mal in der Mitte meiner Ideen an:
330W als Wasserkühlung bekommt man nahezu von der Stange als Lösung aus dem PC Bereich. Die Kühlt aber nur und heizt nicht. Also auch nur im Sommer geil.

Zum letzten Punkt meiner Ideen:
Heizmatten sind max Flach und einfach in so ein Pack zu Integrieren. Nützlich im Winter. Im Sommer aber auch max überflüssig.


Beide Systeme sollten aus meiner Sicht recht einfach abzubilden sein. letzteres vermutlich sogar am einfachsten. Die Erfahrung hier zeigt aber, dass man im Winter bei Langstrecke, und nur dafür tut man sich das ja mMn auch nur an, der Sommer problematsicher ist als der Winter. Im Winter lädt man auf Langstrecke max 1x langsam, ab dann geht´s schnell. Hey, Wer im Winter mit 50km/h "Langstrecke fährt" hat halt pesch oder ist einfach nur bekloppter wie alle anderen hier zusammen!


Man wäre also gezwungen, falls das nicht eh schon klar ist für alle Varianten, den HV-Akku anzupassen!

Also entweder du hast nen abgeschlossenen Master im Bereich der Elektronik samt 10 Jahren Berufserfahrung oder aber du schaust dir andere Themen hier im Forum an ! ! !


Mein Gedankengang zum Sommer mit Option 3:
Man baut alle Zellen aus dem Trägerboden heraus und legt darunter entsprechend Heizmatten. Z.B. aus dem Bereich der LFP-DIY Batterien.
Steuern könnte man das ganze dann per µC samt FET und n bissl Hühnerfutter. Eine Hand voll DS1820 im Bus könnten da schon ganz gut sein um die Temperatur der Zellen an diversen Stellen zu Messen.


Lassen wir es mal was "enger" werden im HV-Gehäuse mit der ersten Option:
Man mus halt mal schauen, wie viel Platz man hat. Meine Idee wäre grade so auf Anhieb, das man die Wärme der Zellen nach unten an die Wanne abgibt.
Dazu die guten alten 12V Peltiermodule. Die müssten halt zuerst einmal unter die Zellen passen. Also Zellenboden (?) gegen Wanne. Dann ist da natürlich noch ne Menge an Matschepampe aka Wärmeleitpaste notwendig. Genau so, wie auch eine µC Steuerung und ne ganze Menge Temperatursensoren. Heizen/Kühlen könnte man da relativ easy mit einer H-Bridge steuern. So gesehen kein Hexenwerk. Alles bekannte Technik.
Ich kenne halt nur die Platzverhältnisse nicht. Zudem müsste man schon Fahrtwind am Unterboden des Spring haben um den akku Kühlen zu können. Alternativ oder sogar ergänzend könnte man den Trägerboden längs einfräsen, so das eine Kühlrippenähnliche Struktur entsteht.

Wie wir ja alle hoffentlich mal gehört haben, kann ein Peltierelement max ~20°k Temperaturdifferenz schaffen, wenn die Rahmenbedingungen passen. Wird also echt heiß am Unterboden! Der Wirkungsgrad eben jener ist nämlich auch mal wirklich unterirdisch. Ich sehe da bei 330W Verlustleistung (=Abwärme) durchaus ~1,2kW Abwärme am Unterboden. Also Trägerboden außenseitig Fräsen scheint mir gar nicht so unnütz...

Bleiben aber immer noch knapp 700W, die man den Peltier´s an Strom breitstellen muss. Bei 12V (was so die 0815 günstigen Plättchen sind) sind das auch immerhin geschmeidige 60A. Warum also nicht aus dem HV-Akku? Weil hier 99,9% DC-Spannungen größer 48V einfach nicht anpacken sollten! Ist kein Spaß mehr. Wie 0Brain immer sagt: "Kann euch potenziell lebensgefährlich umbringen".
Müsste man aber immer noch zusehen, ob der Onboard DC/DC überhaupt konstant 60A+++ über SAtunden bereitstellen kann ohne den Hitzetod zu Sterben.
Geht dann im Zweifel auch nur während der Fahrt oder aber mit Wasserkühlungs-Mod. Auf jeden Fall darf die Kühlung/Heizung nicht laufen, wenn der Spring nicht aktiv die 13,5V Boardnetz bereitstellt. Soviel ist klar.

Bliebe noch der Winter, wo man die 1,2kW an Kühlleistung am Unterboden hat. Wie "effektiv" das ganze da ist will ich gar nicht dran Denken:ROFLMAO:


Falls ich da grundlegend in der Physik der Peltier´s was falsch verstanden habe, bitte korrigiert mich. Ich bin nicht allwissend. Ich bin zwar nicht Blöde, aber weder Dipl. Ing., noch Dr.
 
Zuletzt bearbeitet:
Vielleicht noch so als gedanklichen Nachtrag:

Um die Zellen möglichst gleichmäßig zu Kühlen/Heizen sollte man das nicht nur von unten machen. Mir fällt da grade Kupfer als ausgezeichneter Wärmeleiter ein. Ob man sich allerdings dünne Kupferbleche zwischen die Zellen Packen will sei mal dahin gestellt.
Schließlich sind die ja nun nicht grade der beste Isolator aus elektrischer Sicht und dann müsste man ja noch das Problem lösen, wie man die thermisch gut mit der eigentlichen Kühlung/Heizung verbindet.

Mal abgesehen davon das ich denke, dass das irgendwie alles nicht so sinnhaftig ist. Die akkugarantie bei Dacia beträgt im besten Fall 8 Jahre. Vorher Hand anlegen ist eher so ein No-go. Danach... Ja, danach hat man vermutlich mit Rost an der Karre so viel umme Ohren, das sich das vermutlich nicht mehr lohnen wird.

Aber hey, das Dosenblech könnte ja auch unerwartet lange halten. Ich geb dem trotzdem max 15 Jahre mit Konservierung. Immerhin hab ich ja schon 3 kleine Dellen in der Türe, weil der Mülleimer in der Garage nun mal da steht, wo er steht. Der Kofferraum verformt sich auch immer so unangenehm beim Schließen (Danke Dacia für das max bescheuerte Design der Hutablage!!!!) das ich schon drauf und dran bin da PU-Schaum rein zu spritzen.
 
Gute Gedanken und diese Überlegungen in einem eigenen Kapitel ist sicher lohnend!
Meine Überlegungen würden erst mal mit Messungen beginnen. Überall- vorne, hinten, seitlich, oben und unten am Akku Remperatursensoren. Einfach um zu sehen, ob äußerlich Konstruktionen (Leitbleche) was bringen könnten umd ob die jetzigen Befestigungen ein Störfaktor für die Luftströmung sind. Klar sind Eingriffe in den Akku wohl am effektivsten, aber auch am schwierigsten, da vermutlich Platzmangel pur herrscht. Andererseits hat wohl noch keiner von uns da rein geschaut. Alles graue Theorie. Also mein Vorschlag: Messungen der Temperaturen.
 
Dacia Spring Akku Tank Gehäuse...mit vielen Details, Anschlüssen...und Technik...
Lg🌲
 

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Hier gibt es ein paar Bilder und weiter unten auch ein Video mit geöffneten Spring Akku.

 
Kann das sein, das da 6 x 48V (51,2V) 50Ah Akkus sind, die bei dem Kleinen in Reihe geschaltet sind?
 
72 Zellen zu je 100Ah oder 144Stk zu je 50Ah
3,7V x 72 = 266,4V x 100Ah = 26,6kWh
Ob nun in 6 Packs oder 12 Packs verbaut.

Es konnten aber tatsächlich 12 Packs sein, da über CanZE ja 12 Temperaturen angezeigt werden.
 
Ich fände vor allem eine effiziente Kühlung des Akkus interessant.
Thermomangement braucht man ja eigentlich nur auf längeren Strecken, um zügig zwischenladen zu können.
Im Winter bekommt man das ganz gut hin, wenn man mit (nahezu) vollgeladenem Akku bis zur ersten Zwischenladung recht zügig fährt: der Innenwiderstand des Akkus dient dann quasi als Heizung.

Im Sommer hat man auf Langstrecke eher verloren, wenn der Akku sehr warm ist.
Und das Problem wird mit steigender AkkuDegeneration noch größer, weil der Innenwiderstand ansteigt.

Wahrscheinlich sollte man den ganzen Akkublock mit nicht-stromleitendem Thermofluid (Silikonöl?) befüllen und nur einen kleinen Hohlraum für die Wärmeausdehnung belassen.:ROFLMAO:
Dadurch könnte die Wärme der Akkus gleichmäßig und besser an die Gehäusewand übertragen und durch Fahrtwind abgeführt werden.
Im Winter bei Bedarf dann eine isolierende Matte am Unterboden anbringen.

Ein Teil des Gehäuses liegt ja im Innenraum des Springs, unter der Rücksitzbank.
Die Innenraumtemperatur hätte dadurch auch noch einen geringen, ausgleichenden Effekt auf die Akkutemperatur (sowohl im Sommer wie im Winter).

Aber das wäre ein recht mutiges Projekt, das ich mir bisher verwehrte…🤓
Und ohne BodenablassÖffnung wäre ein fürchterliches Gematsche zu erwarten, wenn der Akku mal geöffnet werden muss.

Zur praktischen Umsetzung wäre eine Hohlraumermittlung nicht notwendig.
Die maxTemperatur der Akkus beträgt bei Betrieb 60Grad. Dann nimmt der Spring die Leistung weg.
Also Akku durch Langstrecke/ DC-Ladung im Sommer auf grenzwertig hohe Temperatur von 50-55Grad bringen, um einen Temperaturschock zu vermeiden und dann auf 60Grad erwärmtes Thermofluid randvoll in das Akkugehäuse schütten.
Während des Abkühlens bildet sich dann der nötige Hohlraum für zukünftige Wärmeausdehnungen.

Das wäre so meine Theorie.
Aber das mache ich frühestens nach Ablauf der Garantie. Zu dem Zeitpunkt wird der InnenWiderstand evtl auch bereits soweit angestiegen sein, das sich eine Akkukühlung noch stärker lohnt.
 
Den Ansatz finde ich auch recht spannend.

Bei nem PC in Öl versenkt hätte ich allerdings etwas weniger Bauchweh.

Ich hab da keine Ahnung, wie sich das mit der Zeit verhält.
Halten die Dichtungen?
Findet kein Abrieb iwo innerhalb des HV Akkus statt, der das Öl Leitfähigkeit werden lassen könnte.

Ansonsten hat man bei deiner Lösung zumindest keine großen Probleme mit ungleicher Temperatur.

Zumindest weiß ich das bei VW es wohl Motoren gibt, wo ein Riemen innerhalb des Öls dreht und der lässt recht schnell nach.

Da müsste man mal schauen, wie sich das mit der Isolierung der Kabel so verhält. Nicht das die auch dazu neigen spröde zu werden, wenn in Öl gelegt.
 
Den Ansatz finde ich auch recht spannend.

Bei nem PC in Öl versenkt hätte ich allerdings etwas weniger Bauchweh.

Ich hab da keine Ahnung, wie sich das mit der Zeit verhält.
Halten die Dichtungen?
Findet kein Abrieb iwo innerhalb des HV Akkus statt, der das Öl Leitfähigkeit werden lassen könnte.

Ansonsten hat man bei deiner Lösung zumindest keine großen Probleme mit ungleicher Temperatur.

Zumindest weiß ich das bei VW es wohl Motoren gibt, wo ein Riemen innerhalb des Öls dreht und der lässt recht schnell nach.

Da müsste man mal schauen, wie sich das mit der Isolierung der Kabel so verhält. Nicht das die auch dazu neigen spröde zu werden, wenn in Öl gelegt.
Kühlmedium: Nieder/ Hochspannung...Bewährt sind/ waren Transformatoren , gekühlt mit "Trafoölen" um/ zwischen den Windungen, um hohe Umspannleistungen zu ermöglichen als weiteren Denkansatz...
 
Ich weiß nicht ob das Akkugehäuse "öldicht" ist. Auf alle Fälle wären so Korrosionsprobleme kein Thema mehr.
 
Ja.
Da sind sehr viele Fragezeichen für das Konzept auch in meinem Kopf…
Silikonöl verhält sich zumindest inert, leitet Wärme deutlich besser als Luft, ist nicht brennbar, wirkt branderstickend, es bindet kein (Kondens-)Wasser und es greift keine Gummidichtungen an…
Aber ich habe keine Ahnung wie es sich auf lange Sicht mit elektronischen und elektrischen Bauteilen und auch deren Klebeverbindungen verhält, wie dicht das Akkugehäuse wirklich ist (wird eindringende Luftfeuchtigkeit evtl durch die regelmäßige AkkuErwärmung verdrängt?) usw usw…

Und: bei Undichtigkeit oder Reparaturbedarf wäre Silikonöl halt echt ein Elend - auch, wenn man den Großteil über einen Bodenablass gezielt entfernen könnte.
 
Die Frsge ist ja in wie weit man die Wärme aus den Akkublöcken, die man auf @Spring-zula*161123 's Bilder sieht überhaupt herausbekommt, ohne das der kern immer noch heißer ist als der Rand der gekühlt wird.
Ich denke das für einen gekühlten Akku ein ganz anderer Aufbau nötig ist.

Haben wir eigentlich Bilder von offenen Akkus mit Temperaturmanagement wo man sehen kann wie das da realisiert wird?
 
Videos von Reparaturbetrieben lassen schon tiefe Einblicke zu. Allerdings sind es meist Teslaakkus. Sind nun mal die häufigsten Vertreter der Elektrozunft mit den höchsten Kilometerzahlen.
 
Interessantes Thema, spannende Ansätze usw. sehr gerne lese ich mit, hatte irgendwo anders auch schon Überlegungen geäußert bez. Akku Temperierung. Allerdings wird nie und nimmer, never ever jemand von uns hier den Akku jemals öffnen und etwas daran ändern, auch nicht wenn er defekt sein sollte 😁
 
Interessantes Thema, spannende Ansätze usw. sehr gerne lese ich mit, hatte irgendwo anders auch schon Überlegungen geäußert bez. Akku Temperierung. Allerdings wird nie und nimmer, never ever jemand von uns hier den Akku jemals öffnen und etwas daran ändern, auch nicht wenn er defekt sein sollte 😁
Vorsicht du sein musst mit deinen Aussagen junger Padawan.

Die Macht sehr stark ist hier.

Der Akku vom Leasing e-Bike hat kein Jahr geschafft. Danach hatte er ein BMS mit Bluetooth verbaut.

Der ONT von meinem Glasfaseranschluss hat nicht mal 5 Tage am Kabel verbracht, bevor er in det Entwicklung unserer Firma gelandet ist (das Ding kommt halt von nem Mitbewerber und wer zahlt mein Gehalt? 😉)

Ich bin da relativ frei mit dem, was ich tun möchte. Hab ich Bock drauf, dann mach ich das gerne schon mal, auch wenn ich es eigentlich nicht darf...
 
Allerdings wird nie und nimmer, never ever jemand von uns hier den Akku jemals öffnen und etwas daran ändern, auch nicht wenn er defekt sein sollte
Da bin ich nicht so sicher. Wenn Dacia/Renault mich mit defektem Akku im Regen stehen lässt, bin ich da blitzschnell dran. Da lasse ich nicht das Auto monatelang in einer Werkstatt stehen.
 
Interessantes Thema, spannende Ansätze usw. sehr gerne lese ich mit, hatte irgendwo anders auch schon Überlegungen geäußert bez. Akku Temperierung. Allerdings wird nie und nimmer, never ever jemand von uns hier den Akku jemals öffnen und etwas daran ändern, auch nicht wenn er defekt sein sollte 😁
Also bei mir ist der Akku fest als Erweiterung des Hauspeichers eingeplant.
Zu der Zeit als der Spring angeschafft wurde waren die Batteriepreise aber auch noch deutlich höher.
Da wäre sogar ein Tesla den man einfach wegschmeißt und nur den Akku verwendet fast noch vertretbar gewesen...
 
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