Portable SV auf Basis der 32650 LiFePo4 Akku-Zelle

Hier beschreibe ich kurz den Aufbau meiner portablen SV auf Basis der LiFePo4 Akkus. Wer mag kann sie gerne nachbauen oder sich einfach für ein eigenes Konzept inspirieren lassen

• Abflußrohr (HT 110mm x 2,7mm) mind. 500m lang
• 20x Akku 32650 mit Schraubkontakten (4mm)
• Selbst sichernde Muttern M4 (40 Stk., sofern keine an den Akkus)
• 4x Powerpole Stecker
• 2x Powerpole Steckergehäuse Schwarz
• 2x Powerpole Steckergehäuse Rot
• 1x KFZ Sicherungshalter
• 1x Gewindestange M10; 1000mm lang
• 10x M10 Muttern (nicht selbst sichernd)
• 1x Kupferblech (mind. 200mm x 500mm); zw. 0,5mm und 1,0mm dick
• Optional: 1x BMS, zB: BMS Board Module 4 S 100A 12 V LiFePO4 (Amazon)
• Optional: 5-Pol Steckverbinder Paar, zB: ebay 323702776129

Muttern, Gewindestange, HT-Rohr und das Kupferblech habe ich im lokalen Baumarkt erworben. Das Kupferblech war relativ teuer. Es lohnt sich da bestimmt mal bei den einschlägigen „Lieferanten“ zu schauen.
Bei meiner SV habe ich auf ein BMS verzichtet da ich zum Laden das BMS in meiner Akkulader nutze und ich im portable Betrieb die Zellen eh nicht Tiefentlade.

Folgende Teile werden 3D gedruckt:

• 8x Zellenfixierer (Je 2x pro Akkublock); benötigen noch manuelle Bearbeitung (Bohrungen) nach dem Druck
• 1x Endkappe geschlossen
• 1x Endkappe mit Konnektoren / Sicherungshalter
• 2x Standfuß
• 1x Schablone für die Kupferbleche

portable_sv_stl-files.zip / freecad_files.zip

Wer die Dateien genau so drucken möchte braucht sich nur das Zip-File „portable_sv_stl-files.zip“ herunter zu laden. Das Zip-File „freecad_files.zip“ beinhaltet alle notwendigen Dateien um die Teile nach den eigenen Wünschen in FreeCAD anzupassen.

Zuerst sollten die 8x Akkufixierer ausgedruckt werden und probeweise mit den Akku's verschraubt werden. Jede „Fixierplatte“ muß noch mit 2 Bohrungen für Kabel versehen werden. Eine für den Haupt Plus/Minus Pol (Je nach Einbaurichtung der Akku's) und eine weitere für die Abgriffe zwischen den Zellpacks (für das BMS bwz. den Akkulader mit integriertem BMS). Wer die Gewindestange als Haupt Plus/Minus Leitung missbraucht kann sich hier eine Bohrung in allen Akkufixierern sparen .
Nun die Schablone für den Kupferring ausdrucken und 3x eine Kopie der Schablone aus dem Kupferblech herstellen

Die fertigen Kupferringe werden nun in der Mitte des Steges quasi aufeinander geplappt. Darauf achten das der Abstand der beiden Ringhälften der Dicke einer M10 Mutter entsprechen muß. Kann man entweder rechtwinklig Biegen oder mit einer Rundung (Bohrer-∅ == dicke der Mutter !!).
An diesen „Stegen“ werden dann später die Kabel für das BMS gelötet.
Für den Anfang und das Ende des Akkustrangs werden jeweils 2x halbe Kupferringe mit Steg benötigt.

An dem Steg wird dann der Haupt Plus/Minus sowie das BMS gelötet.

Ich habe mir an diesem Kupferring den Luxus eines 2. Abgriffs (Steg) gegönnt . Dazu habe ich einfach die Schablone beim Anzeichnen um zwei Bohrungen weiter gedreht. Das Ausschneiden der Kupferringe ist mir mit der Blechschere nur mäßig (eher schlecht, ganz schlecht…) gelungen .

Testmontage der Akkupacks…

Wie man sehen kann ist mir hier bei den Bohrungen der Löcher für die Haupt Minusleitung ein Fehler passiert. Die Akkufixierer waren beim Bohren nicht Lagerichtig zusammen gelegt… Das Kabel macht zwischen dem zweiten und dem dritten Akkupack einen seitlichen Sprung (Shit happens). Die Kabel für das BMS sind hier nicht zu sehen (Deckel störte…)
Beim Bohren der Löcher für die Kabel darauf achten das sie außerhalb des Kupferrings liegen !!!

Nun wieder alles bis auf die vier Akkustränge zerlegen. An drei der vier Strängen jetzt die gebogenen Kupfer schrauben. Dann den ersten Strang auf die Gewindestange schieben und mit einer M10 Mutter fixieren. Den nächsten Strang auf die Gewindestange schieben (Muttern M4 entfernen) und mit dem offenen Ende des Kupferrings verschrauben. Nun wieder eine M10 Mutter usw. bis alle 4 Stränge auf der Gewindestange montiert sind. Nun die beiden halben Kupferringe an den Enden des Strangs montieren.

Zum besseren Verständnis hier erst einmal eine Schaltung mit BMS

Damit das BMS (intern oder extern im Akkulader) die Spannungen der einzelnen Stränge auch möglichst korrekt misst, sollte die Kabel so kurz wie möglich gehalten werden. Allerdings sollte sie dabei alle gleich lang sein !!!

Montage ohne BMS
Bei meiner SV habe ich ja auf das BMS verzichtet. Die 5 Kabel die hier von den 4 Akkusträngen zum BMS gehen, gehen bei mir auf die 5-Pol Buchse. Zum Laden dann von der 5-Pol Buchse an das BMS meines Akkulades. Der Haupt-Pluspol wird über die KFZ-Sicherung an die beiden Powerpole Stecker geschaltet. Der Haupt-Minuspol geht dann direkt an die beiden Powerpole Stecker. Mein HT-Rohr habe ich auf 41cm Länge gebracht. Da ist noch etwas Luft in der Röhre. Damit sich der Akkustrang nicht in der Röhre bewegt kann man ihn entweder mit einem Stück Papier/Pappe verklemmen oder ein paar Tropfen Heißkleber verwenden.

Montage mit BMS
Auf die 5-Pol Buchse kann verzichtet werden, da ja das BMS in der Röhre sitzt. Möchte man allerdings die Spannungen der einzelnen Stränge / die Gesamtspannung im laufenden Betrieb sehen, wird die Buchse parallel zum BMS geschaltet. Der Haupt-Pluspol geht wieder direkt vom Akkustrang über die Sicherung an die beiden Powerpol Buchsen. Die Änderungen sind im Haupt-Minuspol denn der wird direkt mit dem BMS verbunden. Vom BMS geht dann ein Kabel zum Laden auf einem der Powerpole Paare und ein weiteres Kabel auf das anderen Powerpole Paar zum Verbraucher. Wir haben hier als nur einen Ausgang zur Verfügung. Wie ihr nun das BMS im Rohr befestigt bleibt euch überlassen. Eventuell mit einem großen Schrumpfschlauch überziehen ?

Diese kleine Modul sowie das Kabel gibt es für kleines Geld auf z.B. auf Amazon zu kaufen. Wer mit BMS baut wird das Kabel zwischen den Akkusträngen und dem BMS klemmen.
Dieses Modul misst die Spannung aller Stränge sowie die Gesamtspannung und zeigt diese nacheinander an (Kette 1 > Spannung 1; Kette 2 > Spannung 2; … ; Alle Ketten > Gesamtspannung) Über dem LED-Modul befinden sich kleine „Alarmgeber“. Die Spannung ab wann ein akustischer Alarm ausgegeben wird kann in bestimmten Grenzen gesetzt werden. Kann man auch deaktivieren .

Ob ich diese Anzeige im portable Betrieb nutzen werde, ist noch unklar. Die meisten Funkgeräte schalten lange ab bevor die Restspannung der Zellen kritisch wird. Eventuell wird mal ein kleines Gehäuse für das Modul gedruckt das auf das Rohr geklebt wird…. oder ich lassen es einfach in der Luft baumeln….

PS: Die Füße habe ich mit Heißkleber an das Rohr geklebt. Kann man auch von innen verschrauben. Dann müssen aber evtl. kleine Auskerbungen in runden Zellhalter gefeilt werden….

Viel Spaß beim Nachbauen
73, Andreas DL5APR