2020 - KW52 - DIY Tesla-Powerwall 16s100p Mounting System

zu den anderen Teilen der DIY 18650 Tesla Powerwall:

1. KW51 - Duosida Wallbox
2. KW52 - DIY Tesla-Powerwall 16s100p Mounting System
3. KW53 - Aiways U5, DIY Tesla-Powerwall 16s100p
4. KW01 - DIY 18650 Powerwall verkabeln
5. KW02 - DIY 18650 Tesla Powerwall fertig
6. KW10 - Garagendach PV
7. KW11 - neuer MPPT Laderegler
8. KW19 - Erweiterung mit ATS

 

Mittlerweile gibt es hier auch einen eigenen Bereich zum Thema Akku-Selbstbau mit vielen Tipps, Anregungen und Anleitungen -> DIY 18650 Powerwall

 

Das das Elektroauto Aiways U5 bald kommt und ich dafür die günstige Duosida Wallbox mit Appsteuerung gerne mit Strom von unserer PV-Anlage versorgen möchte steht auf dem Plan, zusätzlich einen Akku im Stil der Tesla-Powerwall selbst zu bauen, und zwar aus gebrauchten LiIon AKkuzellen die ich aus defekten Laptopakkus ausgebaut und getestet habe

 

Der Plan im Überblick:

• 60V Akkusystem
• 1.600 gebrauchte Laptopakkus
• 16s100p System
• Zellen zwischen 1.500mAh und <2.000mAh benutzen
• MPPT Solarladeregler + Wechselrichter mit Limiter-Funktion

 

 

los geht`s mit dem Zusammenbau der 20er Zellhalter zu 100ern, danach wird eine neue Biegeschablone für die Kupferbusbars gebastelt, aus einem OSB Reststück in 15mm

 

die Busbars sind die Hauptverbindungen zwischen den einzelnen Lithiumbatterien. Ich mache sie selbst aus 2,5mm² Einzeladerdraht. Der wird in 120cm Stücke geschnitten, mit dem Teppichmesser im Schraubstock entmantelt...

 

und zu je drei Adern verdrillt

 

so sieht das dann erstmal aus

 

fertig gebogen. Da die Busbar doppelt genommen wird sind das dann effektiv 15mm² Gesamtdurchmesser. Das ist ausreichend für 60A, doch für dieses Projekt werden maximal 40A fließen, also bleibt genug Reserve

 

so liegt die Busbar dann später auf

 

zum Verbinden der Ende nehme ich wie immer Ringkabelschuhe in 16mm als SD16-6. Zuerst verlöte ich die Terminals, dann werden sie zusätzlich gecrimpt, das ergibt eine perfekte Verbindung

 

dann kommt Schrumpfschlauch drüber zur farblichen Unterscheidung

 

bevor es an den Bau der Akkupacks geht muss ich allerdings erst noch einige 18650er Akkus fertig testen da ich noch nicht genügend beisammen habe.

In der Zwischenzeit versuche ich mal was neues. Und zwar will ich dieses Mal die Powerwall nicht wie bei den bisher gebauten in eine feuerfest ausgekleidete Metallkiste einbauen, sondern offen an die Wand montieren. Dazu möchte ich das "Mounting System" von HBpowerwall versuchen nachzubauen.

 

Dieser lässt das auf einer CNC Maschine fertigen.

 

Das hatte ich zunächst auch überlegt das so machen zu lassen, aber erstens sind mir 400€ zu teuer, und zweitens wäre das die ideale Möglichkeit, mal mit meinem Plasmaschneider ein wenig zu üben.

Ausgangsmaterial ist ein altes Stahlblech in 2mm Stärke

 

hier der Plan mit Maßen, den ich für meine Zwecke dann allerdings noch ein wenig modifizieren werde

 

{phocadownload view=file|id=1|target=b}

 

-> zum Thread von HBpowerwall @ Secondlifestorage inkl. CAD Dateien

 

los geht's

 

zum Einstellen der Stromstärke am Plasmaschneider habe ich mir eine Ecke der Blechtafel abgeflext und übe erstmal damit an der Werkbank

 

an der Luftmenge kann man nichts einstellen, die wird durch ein Ventil automatisch reguliert - das ist schonmal gut. Bleibt noch die Ampèrezahl. Zu wenig = der Plasmaschneider kommt nicht durch das Blech durch, zu viel = der Schnitt wird zu breit und die Kanten unsauber weggeschmolzen. Die STromstärke muss für jedes Material, für jede Stärke genau passend eingestellt werden. Nach Gefühl und mit Übung.

 

nach ein paar unschönen Versuchen klappt das dann schließlich

 

 

 

dann zeichne ich die Maße auf der Blechtafel an und lege los

 

da das immer dieselben Ausschnitte sind gehe ich schnell dazu über, mir eine passende Schablone zu basteln, an der ich mit dem Plasmaschneider entlang fahren kann

 

so kann ich die Zwischenräume immer gleich ausschneiden

 

 

noch nicht perfekt...

 

...wird aber besser mit jedem Schnitt

 

 

das wird die untere Hälfte eines Montagesystems für 8 Akkupacks

 

 

noch immer nicht perfekt aber tausend Mal besser, als mit der Flex ausgeschnitten

 

https://www.youtube.com/watch?v=5rQ4SjA3dag

 

 

für die obere Hälfte bastele ich mir eine zweite Schablone

 

 

 

 

mit der Schablone geht das viel schneller als jedes Mal aufs Neue ausmessen und anzeichnen und "Lineal" festklemmen

 

https://www.youtube.com/watch?v=Jd8iTljkKwU

 

 

von oben sind die Schnittkanten zumeist sauber, von unten hängt immer noch Schlacke dran. Also wird mit der Flex + Fächerscheibe noch nachgearbeitet. Dabei runde ich gerade noch alle Kanten ab

 

 

das Ganze dann noch ein weiteres Mal, da ich ja 16 Akkupacks bauen werde

 

da die Schablonen ja schon fertig sind und ich nun auch weiß, wie es geht ist das viel schneller fertig

 

jaaa..... deswegen benutzt man beim chweißen / Schneidbrennen / Plasmaschneiden in der Regel wohl Metallwerkzeuge und Untergestelle  ?

 

die Rohlinge sind fertig

 

 

 

 

Oberseite

 

Unterseite

 

 vor dem Biegen werden noch die Befestigungslöcher angezeichnet und...

 

... mit der Tischbohrmaschine vorgebohrt

 

dann geht es ans Biegen der Haltezapfen

 

 

 

sitzt, passt, wackelt nicht

 

durch die Zweiteilung ist die Halterung modular und kann benutzt werden für alle möglichen Längen von 40p - xxxp Akkupacks

 

fertig zum Lackieren

 

ich nehme wieder Metallschutzlack mit Hammerschlagoptik in Anhtrazit. .

 

Die Farbe von Baufix lässt sich gut verarbeiten und deckt gut, ist zudem Grundierung und Hauptanstrich mit Rostschutz in einem

 

der Hammerschlageffekt gefällt mir sehr gut

 

da es sehr feucht und kalt draussen ist wird das Trocknen wohl drei bis vier Tage dauern

 

an die freie Stelle der OSB-Platte soll die Powerwall hin, dort passt eine Halterung für 8 Akkupacks hin

 

die zweite Halterung kommt darunter

 

so

 

mittlerweile ist die Halterung durchgetrocknet

 

 

 

 

 

schließlich sind auch alle zerlegten Laptopakkus in der Kapazität durchgetestet und beschriftet

 

was noch fehlt ist die Innenwiderstandsmessung

 

bei dieser Powerwall werde ich ein wenig Resteverwertung machen und nur Zellen mit niedriger Kapazität benutzen, ab 1.500mAh...

 

...und bis unterhalb von 2.000mAh

 

Ausnahme:  diese hier zwischen 2.000 und 2.400mAh haben einen Innenwiderstand zwischen 70mOhm und 150mOhm. Die hätte ich normalerweise aussortiert, hier aber werde ich sie testweise benutzen

 

dann geht es an den Bau der Akkupacks

 

 

angefangen mit den 1.500ern und 1.600ern

 

damit die Akkupacks später farblich etwas einheitlich sind versuche ich, die roten Sanyo Zellen außenrum zu stecken

 

 

 

1.700er und 1.800er

 

fertig - das sind nun 1.600 Zellen im 18650 Format

 

100 Stück je Akkupack werden parallel geschaltet, 16 Akkupacks dann in Serie geschaltet -> 16s100p

 

 

dann die Deckel drauf

 

 

mal "Probesitzen" - passt

 

 

die einzelnen Akkupacks werden von unten nach oben eingeschoben und dann untene ingeklippst. Von alleine fallen die nicht mehr raus, man muss sie schon mit etwas Nachdruck wieder aus der Halterung herausnehmen

 

 

so ähnlich wird das später dann also aussehen, fehlt nur noch die Verkabelung

 

 

 

 

 

fast fertig, naja die Akkupacks müssen noch fertig gebaut werden

 

also los geht's mit dem weiteren Akkupackbau

 

das Vorlöten geht recht fix trotz Temperaturen um 0°C

 

 

vorbohren und dicke Kabelbinder einziehen

 

dann die Busbar fixieren

 

da die 100p Akkupacks so lang sind werden die beiden Pole entgegengesetzt montiert...

 

...damit alle Zellen gleichmäßig vom Strom durchflossen werden

 

dann wird Sicherungsdraht in 0,2mm / 5A aufgelötet. Ich benutze dazu eine billige Lötstation von eBay und stelle für die Pluspole 370°C ein, an den Minuspolen dann 390°C. Bei den aktuellen Temperaturen um -1°C kann man auch ruhig mal 5° Löttemperatur dazupacken

 

für das Verlöten des Sicherungsdrahtes an den Kupferbusbars braucht es dann einen Lötkolben mit Power, der Ersa S150 macht das super

 

 

fertig

 

 

 

 

 

 

langweilig anzusehen, aber ohne Zeitraffer sieht man in Echtzeit, wie lange sowas dauert.

https://www.youtube.com/watch?v=-hEi0np0fAY

 

danach werdenh die fertigen Akkupacks gebalanced und mit dem DPS5008 aufgeladen auf 4,05V, bevor sie zum Kapazitätstest gehen

 

in der Zwischenzeit warten noch einige Zellen auf eine neue Hülle

 

dafür gibt es extra fertig vorgeschnittene Schrumpfschlauchstücke und Isolierringe

 

mit der Heißluftpistole erwärmen, dann schmiegt sich die neue Hülle an die Zelle an

 

Tadaaa

 

 

nächste Woche kann es dann weiter gehen

 

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