Tesla batterijen puzzel – wie helpt er mee?

Na een initiële verkenning voor betere batterijen ben ik inmiddels een aantal stappen verder. Mijn top 3 van batterij opties is nu:

  1. 8 gemodificeerde Tesla Model S 85D modules
  2. 12 Tesla Smart modules (in 2 parallel, 6 serie configuratie)
  3. 90 CALB 100 Ah

Inmiddels ben ik ook bij Anne van New Electric geweest om over dit idee te sparren. De uitkomst samenvat: technisch uitdagender, maar zeker interessant. Met Lithium Ion cellen is het monitoren van de cellen erg belangrijk. Je wilt niet dat er een paar cellen kapot gaan zonder dat je het merkt, want dan ga je de overige cellen overbelasten met alle mogelijke gevolgen van dien.

Dit leidde tot mooie ‘back of the enveloppe’ gesprekken over parallel en serie.

enveloppe   schets

Na het gesprek dacht ik “laat ik maar even conservatief kiezen” en eerst eens een rijdende auto hebben, dan zien we daarna wel weer verder.

Follow your dream

Die avond was ik echter bij het concert van Passenger. Als introductie op een liedje vertelde hij een persoonlijk verhaal over het begin van zijn carrière als muzikant. Vaak genoeg speelde hij in zaaltjes met een handjevol mensen die niet zozeer voor hem kwamen, maar daar toevallig waren. Nu stond hij in de Ziggo Dome te spelen voor 14 duizend mensen die voor hem kwamen.

passenger   follow   your   dream

Hij deelde zijn gevoel van het begin van zijn carrière en zei:

It does not matter whether you are a musician, an artist, a scientist or anything, just follow your dream!

Toen dacht ik bij mezelf, ik bouw niet alleen een elektrische auto omdat ik elektrisch wil rijden, maar ook omdat het een uitdaging is en om nieuwe dingen te leren en dacht ik JA de lat mag ook hoog, niet te snel conservatief kiezen. Ik ga dus toch echt de opties met de Tesla batterijen verder verkennen, maar daar heb ik wel wat hulp bij nodig.

Denktank hulp gezocht

Om Tesla modules in te kunnen zetten is er nog wel wat aanvullende ontwikkeling nodig en die kennis heb ik zelf niet. Daarom ben ik op zoek naar mensen die mij hiermee willen helpen. Het vraagstuk (nu) betreft het volgende:

1. Monitoring batterij modules

Om te weten of de batterijen in goede toestand zijn, spelen er twee parameters: spanning en temperatuur. Alleen overall pack voltage in de gaten houden is echter niet voldoende.

Als je alle modules in serie zet kun je volstaan met een regulier Battery Management Systeem (BMS) die de spanning per module in de gaten houdt. In geval van de Tesla Smart modules komt er echter een combinatie van modules in serie en parallel uit om op de juiste voltages uit te komen.

Vraagstuk: Er moet een controller komen die van een x-aantal modules de spanning en temperatuur onderling vergelijkt. Complicatie hierbij is dat deze spanning en temperaturen een range vormen,  dus geen vaste te monitoren waarde. Er moeten twee resultaten uitkomen: waarschuwing weergeven & ingrijpen (contact openen). Die waarschuwing of ingrijpen moet getriggerd worden als of het onderlinge verschil tussen de modules te groot is en/of de waarden boven of onder bepaalde drempelwaardes komen.

Daarnaast speelt er nog een vraagstuk:

2. Monitoring / balancing celgroepen binnen een module

De gebruikte individuele 18650 cellen in de batterij modules zijn van hoge kwaliteit. Toch kunnen ook hier kleine onderlingen spanningsverschillen ontstaan. Voor de levensduur en stabiliteit van de module is het van belang om de spanningsverschillen binnen de cellen groepen van de module te kunnen detecteren en vereffenen. Hiervoor wordt door Tesla geen BMS gebruikt, maar een op zich staande module. Deze is echter niet herbruikbaar.

Vraagstuk: Er moet dus een batterij management systeem komen die de 1s strings binnen een module vergelijkt en indien er verschillen optreden deze gelijk trekt door via een resistor wat spanning/vermogen af te voeren.

Ik heb online al diverse voorbeelden gevonden van mensen die hier verregaande stappen mee gemaakt hebben. Meest indrukwekkende voorbeeld vind ik het project van WK057 Solar (ofwel Jason Hughes).

Heb je ervaring met dergelijke systemen en lijkt het je leuk om mee te helpen? Stuur dan een mailtje.

Indeling modules

Voor de CALB cellen had ik al een indeling bepaald en paste het precies. De Tesla model S 85D modules hebben wat gunstigere afmetingen en staan bovenaan mijn lijst, dus die werk ik nu als tweede optie uit. De 4 modules achterin past makkelijk. Voorin wordt het erg krap. Het is nog maar de vraag of ik daar wel vier modules kwijt kan, of dat het er 3 en dus 7 totaal moeten worden. De zijn per module 30 cm breed, 68,5 cm lang en 7,5 cm hoog, maar dat is nog zonder behuizing. Met vier modules zouden het twee stapels moeten worden.

tesla   85d   module   positionering

Vraag is dan wel waar de controller moet, dus wellicht moet het dan worden module 2, 3 en 4 aan de buitenkant en in het midden de controller en module 1. Het wordt dan wel vol onder de motorkap. Andere optie is om er maar drie te plaatsen en die kunnen dan gewoon als stapel in de breedte.

tesla   85d   module   positionering   optie   2

Dan blijft er voldoende ruimte over voor de controller en andere componenten. Met vier modules is de spanning hoger (dus lagere stroom om veel vermogen te leveren en bij snelladen) en de capaciteit natuurlijk ook. Met vier modules zou de range uitkomen op circa 153 km en anders op 134 km.

CHAdeMO tankklep

Na mijn blogpost Concept ontwerp hoogspanning schema en laadstekkers ontstond er op het VolvoKV forum een leuke brainstorm over mogelijkheden voor het plaatsen van de CHAdeMO socket. De conclusie was dat de mooiste oplossing toch was om hem in het voorscherm te maken net zoals ik bij de Volvo V60 Plug-in Hybrid had gezien. Daarom even bij de lokale autosloop geweest om eens rond te struinen.

autosloop

Er waren veel auto’s met een kunststof benzineklep dus die vielen sowieso af. Het mooiste zou natuurlijk zijn om er een van een Volvo te nemen en die van een 850 leek nog wel geschikt, maar uiteindelijk ben ik bij twee andere uitgekomen. Een hele makkelijke platte van een Volkswagen Golf 2.

tankklep   volkswagen   golf2

En eentje van een Saab 93 (in elk geval ook Zweeds).

tankklep   saab   93

Beide bieden ze genoeg ruimte aan de CHAdeMo socket. Wel zou ik het opstaande randje van die van de Saab nog wat vlakker willen maken.

opties   tankklep   chademo   socket

Beide zouden ze aan te passen zijn zodat ze zowel in een vlak deel als een rond deel van het voorscherm te gebruiken zijn.

welke   tankklep   en   waar

Poll

Bedankt voor het stemmen en de suggesties, hier zijn de uitkomsten van de poll.

poll chademo resultaten

Hoe en wat het precies gaat worden uiteindelijk volgt binnenkort.

Voorbereiding sprint 3-daagse

Tot slot nog een klein beetje laswerk links vooraan gedaan. Om de uitlijning van de neus goed te krijgen moest het linker binnenscherm namelijk iets naar buiten. Dat zit nu weer goed vast.

binnenscherm   linksvoor   gelast

Daarna heb ik de auto ingepakt in folie omdat ik deze week weer drie dagen naar Jacco van Wel ga (waar ik eerder de restauratiecursus volgde) om samen met hem aan de auto te werken. Er is voor komende week wat slechter weer voorspeld en zo kan hij er dan wat beter tegen.

klaargemaakt   voor   transport[/fusion_builder_column][/fusion_builder_row][/fusion_builder_container]

13 gedachten over “Tesla batterijen puzzel – wie helpt er mee?”

  1. Al eens gedacht aan een scharnierende nummerplaat ? Dat hebben meerdere klassiekers (DAF, Opel, Mercedes) aan de achterzijde. Maar zou aan de voorkant misschien ook een optie zijn?

    Beantwoorden
  2. Kijk dit is leuk om zo mee te denken. Ik denk dat de ronde klep best wel trots in het ronde deel van het scherm mag zitten. Het mag gezien worden dat je elektrisch rijdt. De ronde vorm zou mijn voorkeur hebben omdat de hele wagen veel ronde vormen heeft, vierkant zou daarom naar mijn mening minder mooi zijn.
    Misschien nog een tip. Als het mogelijk is dan zou ik bij die Saab het plaatwerk rondom de klep ruim uitslijpen en het geheel in het scherm inwerken. Je krijgt dan een heel mooi passend en sluitend geheel. ( Ik heb het zelfde gedaan met de tankdop voor mijn wagen)

    Beantwoorden
    • Dankje Rob, ik zit in diezelfde hoek. De originele tankdop achter is ook rond, dus daarmee vind ik dat die ronde van Saab een streepje voor heeft. Qua positie ben ik wel geinspireerd door de Volvo V60 Plug-in hybrid.
      Volvo V60 plug-in
      Die heeft hem ook in de ronding in het voorscherm.

      Ik twijfelde even of ik het plaatwerk uit de Saab (of Golf) erbij nodig zou hebben, maar je hebt gelijk dat dat het wel makkelijker maakt. Wel is de ronding van het Saab én Golf paneel anders dus dat zou dan een aanpassing van zowel de klep als het in te lassen deel vragen. Zeker in de ronding bovenaan is dat nog een aardige aanpassing, maar ook mijns inziens wel de moeite waard.

      Beantwoorden
  3. Weet je, dit lijkt me nu heel leuk om te maken. Kun je het deel niet uit die Saab slijpen en een postzegel op het scherm en het Saab deel plakken richting Geleen. Volgens mij kun je hier iets heel leuks van maken 🙂

    Beantwoorden
  4. de ronde is lekker klassiek, maar dan wel onder de sierstrip (ook gemakkelijker vanwege redelijk vlak plaatwerk).
    tis jammer dat er nog weinig V60 plug-in hybrides op de sloop staan, want die complete socket is natuurlijk het neusje van de zalm 😉

    Beantwoorden
  5. Die stekker laat me nog niet helemaal los Lars 🙂 . Is er een bepaalde rede dat je deze rechts wilt zetten? Volvo heeft hem links zitten en volgens mij is daar een stukje ergonomie op los gelaten. Als bestuurder zit je ook links en loop je ook als eerste aan de linker kant van de wagen. Het zou dan misschien ook voor de hand liggen dat je alle aansluitingen aan de linker kant houdt ipv steeds om de auto heen te moeten lopen. Ik heb laatst mijn broer gevolgd, hij heeft een V60 en ik moet zeggen dat de beweging rond de linker kant van de wagen er heel natuurlijk uit ziet. Natuurlijk heb je het bij parkeerplaatsen met laadpunten niet voor het uitzoeken, de “laadpaal” zou uiteindelijk ook rechts van de wagen kunnen staan. In ons geval had hij de keuze en nam hij de plek waar de paal aan de linker kant uitkwam wat misschien wel weer logisch gevolg is.
    Ik ben benieuwd wat jij van deze theorie vindt

    Beantwoorden
    • Dank Rob, dat aspect had ik totaal nog niet meegenomen! De insteek voor rechts kwam voort uit het feit dat daar meer ruimte is onder de motorkap. Aan de rechterkant zit ook al de draaiende stuurstang en de hoofdremcilinder.
      Wel goed om de ergonomische insteek ook even expliciet mee te nemen.
      Nu scheelt het misschien wel wat het laadstekker vooraan in mijn geval die voor snelladen is. Dat is dus doorgaans bij de laadstations van Fastned langs de snelweg. Bij de V60 betreft het de type 2 socket. Deze zit bij mij achteraan links.
      Dat gezegd hebbende is het misschien inderdaad wel zo handig om alles aan dezelfde kant te hebben. Dat is ook nog eens de kant van de bestuurder, dus het minst om de auto heen lopen. Gelukkig zat hij er nog niet in. Ik ga eens kijken of ik met de bekabeling goed weg kom en dan neig ik er nu naar om jouw suggestie te volgen en de snellaad socket links te zetten, dank!

      Beantwoorden

Plaats een reactie

OudeVolvo

OudeVolvo is een klassieke Volvo hobby blog van Lars Rengersen.

Ook elektrisch?

Wil je jouw auto (Volvo of een ander merk) ook ombouwen naar volledig elektrische aandrijving? Als spin-off van mijn eigen EV conversie project ben ik EVcreate begonnen voor 'Hulp bij ombouw naar elektrisch'

Zie www.evcreate.nl

EVcreate