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^[[:Kategorien]]: [[:CityEl Umbauten]] und [[:CityEl Elektrik]]^

Angelegt: 2013-10-05\\
von: Jan (Schrauber601)\\
Zweck: LiFePO4 Umbau am Fact4 vorstellen

====== Fact4 Hinterrahmen und LiFePO4 Umbau ======
Der hier beschriebene Umbau bezieht sich speziell auf das Fact4 Modell. Umbau-Seiten für's EL mit 'Mittelmotor' siehe [[:cityel_lithiumumbau_16x60ah]].

Erworben wurde ein CityEl Fact4 BJ. 2003, welches für 4 Blei-Batterien (3 hinten + Aussparung vorn im Boden) ausgerüstet war. Der Hinterrahmen war in diesem Fall ein vom Hersteller umgearbeitetes Exemplar. Spätere Fahrzeuge bekamen leicht geänderte Rahmen.

===== Überlegungen zur Anschaffung der LiFePO4 Blöcke =====
Bei der Auswahl der Bauart, Herstellers, Kapazität und Zellenanzahl sind viele Varianten möglich. Die Wahl ist auf die Winston WB-LYP90AHA aufgrund folgender Überlegungen gefallen:
  * Wintertauglichkeit (Laden soll unter 0°C möglich sein, dies wird durch die Yttrium-Zugabe gewährleistet)
  * Dauerbelastung möglichst immer unter 1C - bei 60Ah z.B. nicht immer gewährleistet
  * gutes Kapazitäts-Gewichtsverhältnis: 60Ah = 83.5, 90Ah = 96.0, 100Ah (A-Version) = 96.7, 100Ah = 91.4 Wh/kg
  * rund 50km Reichweite mit 70-80% Kapazität
  * flottes Fahren (= möglichst hohe Spannung) daher 16 statt 15 Blöcke

===== Materialliste =====

  * Einlegeböden aus altem Blech-Regal
  * 80mm stabiles Vierkant-Profil
  * Styrodur (PU-Hardschaum) Platten 20mm stark, ggf. 10mm Styrophor
  * 2 PG11 Kabeldurchführungen
  * 1.5m 35mm² Kabel, M8 und M6 Kabelschuhe, Schrumpfschlauch
  * 16 Blöcke Winston WB-LYB90AHA Akkus (ehem. 'Thundersky') mit M8 Schraubensatz
  * 15 Polverbinder (flexible Kupferblechstapel für o.g. Akkus)
  * (optional) 16 Bimetall-Unterlegscheiben (Cu/Alu)
  * 16 Einzel-Balancer, S16-Balancer-Board oder BMS
    * (bei Zentral-Board-Lösung) 16 M8 Kabelschuhe und silikon-ummantelte Litze (1mm² - 2.5mm²)

===== Werkzeugliste (unvollständig) =====
Nur Werkzeuge für (De-)Montage aufgeführt.

  * Ratsche mit Verlängerung, 13mm und 17mm Nuss
  * 24mm Nuss (Achsmutter)
  * 10mm Ring- oder Maulschlüssel
  * Bremsleitungsschlüssel
  * Rostlöser wie z.B. WD40
  * Drehmomentschlüssel

===== Hinterrahmen =====
==== Ausbau ====
Zuerst müssen die Räder (24mm Achsmutter) und die Radkasten-Verkleidungen demontiert werden. Nun wird der Überroll-Bügel abgeschraubt. Beide Handbremsseile werden losgeschraubt und ausgefädelt. Der Perm Motor wird 'abgekabelt' sowie das Motorlager losgeschraubt. Im belasteten Zustand (CityEl steht auf dem Stabilisator) werden beide Stoßdämpfer oben abgeschraubt. Nachdem das CityEl auf der Wanne steht werden zuerst die Bremsschäuche und dann die Bremsleitung für die Fahrerseite abgebaut. Jetzt können die Blattfedern vom Hinterrahmen geschraubt werden und der gesamte Antrieb heraus genommen werden.

Bevor die (teure) Silikon-Bremsflüssigkeit weiter heraus tropft, sollte der Abzweigblock auf der rechten Seite abgeschraubt und die Zuleitung (vom HBZ) mit einem Gummi-Stopfen verschlossen werden.

Der Hinterrahen kann nun von den 10 M8 Bolzen geschraubt werden. Ein Helfer sollte Kabel und die Bremsleitung, Bowdenzüge dabei ausfädeln.

==== Aufbereitung ====
{{ cityel_f4_hinterrahmen_zerlegt.jpg?400| Fact4 Hinterrahmen zerlegt}}
Leider ist der Rahmen eines der wenigen größeren Rost-anfälligen Teile des CityEl. Auch der mögliche Kontakt mit Batteriesäure wird Spuren hinterlassen haben. So ist der Rahmen des 10 Jahre alten Els bereits sehr korrodiert. Teilweise mussten Blechteile (an Stellen wo doppelt aneinander-liegend) entfernt werden.

Um beim Fact4 einen möglichst kompakten Akku-Block einbauen zu können, muss erst einmal rechte dreieckige Trennwand entfernt werden - andernfalls lassen sich die 16 90Ah Blöcke nicht gut unterbringen. Aus Gründen der Stabilität wird eine geschlossene Akku-Kiste (Blech-Boden und Seitenwand) empfohlen.


Die linke Trennwand (zum Motor hin) wurde ebenfalls zum Teil entfernt und zur Seite gebogen. Somit entsteht Platz für alternative Motoren (z.B. Motenergy ME1003).
==== Dimension der Akkukiste ====
Für die verwendeten 90Ah Blöcke bietet sich eine Konfiguration mit 430 x 330 Millimeter Grundfläche an. Da die Kiste mit 20mm PU-Platten ausgekleidet werden soll, muss die neue Seitenwand eine Fläche von 470 x 350 umschließen. Falls geplant ist, anstatt dem Perm einen Motenergy ME1003 einzubauen (64mm tiefer) so sollte die Akkukiste nur 460 x 350 groß sein (eine Seitenwand mit 10mm Styrophor).
Die neue Seitenwand nutzt mit 260mm Höhe fast die Gesamthöhe von rund 280mm aus (10mm für Motorraumdeckel-Lippe nötig). Es wäre auch möglich den Spalt bis zum Deckel mit einer Gummidichtung zu versehen, so das sich überhaupt kein Schmutz hier rein verirren kann. Nach den ersten Erfahrungen ist dies jedoch nicht nötig; bei späterer Montage eines Unterbodens sowieso nicht.

==== Zusammenbau ====
Aus alten Regal-Einlegeböden entstehen Seitenwand sowie ein durchgehender Boden (bis auch rechte Ecke = Wasserablauf). Die gekanteten Seiten dieser Böden bringen zusätzliche Stabilität. Auch am neuen Boden befindet sich daher so ein Ende (hinten; direkt vor 'Original' 4kant Strebe).
Da auch die linkte Trennwand entfernt wurde, ist ein kleines Stück Profil als Verstärkung der Rückwand zwischen Bolzen-Loch und neuer Seitenwand eingeschweißt.

Die Rückwand zum Sitz hin knickt in den oberen 50mm leicht ein. Die hoch stehende Seitenwand sollte hier auch passend schräg sein.

Für die spätere Montage eines Unterbodens bieten sich 6.5mm Bohrungen an der Unterseite an. Nach dem Korrosionsschutz setzt man M6 V2A Schrauben ein und erhält somit Montagebolzen. Die gleiche Vorgehensweise bietet sich auf der neuen hinteren Seitenwand an. Der Motorcontroller kann nun auf einer stabilen (Alu) Platte sitzend an den Hinterrahmen montiert werden (auf den Bildern noch nicht realisiert).

Optional: 2 Bohrungen für PG11 Verschraubungen zur Durchführung der Anschlusskabel (Stabilität).
==== Korrosionsschutz ====
Wenn man nicht willens ist, nach 5-10 Jahren wieder das El zu zerlegen, um den Rost zu beseitigen, sollte bei dieser Gelegenheit das ganze Schutzprogramm in Erwägung ziehen. Dies sah im Beispiel so aus:
  * mechanisches Entrosten mittels Schrubb-Scheibe
  * Sandstrahlen des fertig montierten Hinterrahmens
  * galvanisch Verzinken oder Feuer-Verzinken
  * Nahtabdichtung an Blechstößen auftragen
  * Lackieren
Vorher sollte man sich 6 (alte) M10 Schrauben besorgen, die in die Gewinde gedreht werden.
Nach dem Einbau sinnvoll:
  * neue Schrauben / U-Scheiben / Muttern (Blattfedern, Stoßdämpfer, Überrollbügel mit Festigkeit 8.8)
  * Hohlraum-Wachs auf Gewinde und in die Ecken über den Blattfedern
Im Beispiel sind Kosten von 130,- Euro für Sandstrahlen, galv. Verzinken und Lackieren entstanden.

{{cityel_f4_hinterrahmen_verzinkt.jpg?400|Fact4 Hinterrahmen umgebaut und verzinkt}} <- verzinkt ... lackiert -> {{cityel_f4_hinterrahmen_lackiert.jpg?400|Fact4 Hinterrahmen umgebaut und einbaufertig lackiert}}}

==== Konstruktionsnachteile ====
Durch die hohe hintere Seitenwand, kann der Curtis Controller beim Aus- und Einbau nicht mehr nach oben entnommen werden. er muss jetzt von unten am Stabilisator vorbei gefädelt werden. Auch die (De-)Montage der Zuleitungen ist nicht mehr komfortabel von oben machbar.

===== Montage der Akkus =====
{{ cityel_f4_akkukiste_leer.jpg?400|Fact4 Leere LiFePO4 Akkukiste}}
Da die Akkus (hoffentlich) sehr lange halten, ist für eine möglichst geschützten Einbau zu sorgen. Dies wird durch den Blech-Boden und einer 20mm PU-Platte als Einlege-Boden erreicht. Die Seiten sind ebenfalls mit diesen dünnen (Baumarkt) Dämmplatten ausgekleidet. Die Blöcke stehen stabil und geschützt.

Da in diesem Fall die Abmessungen rund einen Zentimeter enger geplant wurden, ist die linke Seite mit einer Styropor-Platte sowie einer ca. 4mm starken Isolierplatte verkleidet. Da Styropor nicht sehr druckfest ist, gleicht es gut Ungenauigkeiten aus.

Für die Bolzen an der Rückwand des Els, sowie für die V2A Schrauben kann man sehr leicht Aussparungen in die PU-Platten schneiden. Spalten wurden mit der Nahtabdichtung (da vorhanden und auch auf PU-Basis) zugeschmiert.
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{{cityel_f4_lfpakku_s16_schraegsicht.jpg?400|Fact4 Akkus eingebaut Schrägsicht}} Winston WB-LYP90AHA {{cityel_f4_lfpakku_s16_winston90ah.jpg?400|Fact4 Akkus eingebaut}}

====== Ladetechnik und BMS ======
{{ :cityel:umbauten:fact4:cityel_f4_selbstbau_bms_a.jpg?400|Einfaches Selbstbau BMS provisorisch im El}}
Es ist nicht leicht, ein passendes BMS (Batteriemanagementsystem) heraus zu suchen...

In diesem Fall wurde eine Balancer/BMS Platine selbst entwickelt. Eckdaten:
  * 16 Balancer-Module 2.4A Laststrom ab 3.63V Zellenspannung
  * 16 Unterspannungs-Ausgänge (2.60V)
  * Integration von 2 Junsi CellLog 8S (genutzt für Überspannungs- / Differenzalarm beim Laden)
  * Unterspannungs-Relais (unabhängig von den CellLog) zur Abschaltung des Motorcontrollers im Fall der Fälle
  * Überspannungs-Relais (CellLog-Alarm) zum Abschalten des internen (externen) Ladegerätes
  * Piezo Summer zum Aufmerksam-Machen

Das Foto zeigt die BMS Platine provisorisch montiert im CityEl. Angedacht ist ein Plexiglas Sandwich mit Aussparungen (Kühlung für die max. 140W Wärme) das auf der Akkukiste aufliegt.

====== Siehe auch ======

  * **[[:CityEl Lithium|LiFePo4 Akkus im Cityel, Bildbeispiele]]**
  * **[[:cityel_lithiumumbau_16x60ah|Umbau CityEl auf 16x60Ah LiFePO4 Akkus]]**
  * **[[:lithium-polymer-akku]]**
  * **[[:lithium-akkumulator]]**
  * **[[:lithium-ionen-akku]]**

  * **[[:CityEl Umbauten48V]]**
  * **[[:cityel_umbaunicdsaft]]**
  * **[[:Cityelumbau auf NiCd Monozellen]]**
  * **[[:NICD 50Ah 48V Umbau]]**
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