• Ich möchte eindringlich darauf hinweisen, dass Diskussionen, die sich um die Corana-Krise drehen, ausschließlich im folgenden Faden diskutiert werden: Corona-Diskussion. User, die in anderen Themen damit anfangen / sich beteiligen, werden ohne weiteren Hinweis beurlaubt. Ich habe keine Lust, in zig Themen potentiell kontroverse Corona-Diskussionen zu lesen und ständig irgendwo einschreiten zu müssen ... - Reinhard -

elektrische Akkuheizung

Beiträge
2.808
Ort
22043 Hamburg
Velomobil
Milan
Trike
ICE Vortex
Zwischenbericht:
Akkus und Heizfolie sind bestellt. Passende Temperaturfühler und Thermoschalter hab ich noch nicht rausgesucht.
Die nackten Akkus sollen Anfang nächster Woche kommen. Dann brauch ich noch ein paar Tage zum verkabeln der BMS und der anschliessenden Duct-Tape-Orgie und dann mal schauen wie (und ob!) das ganze funktioniert.
 

Gear7Lover

gewerblich
Beiträge
7.152
Ort
CH-4556 Steinhof
Velomobil
Milan SL
Liegerad
HP GrassHopper
Es hilft bei jeder Temperatur. Doppelte Kapazität halbiert den Innenwiderstand. Macht mehr Wh/kg. Höhere Energiedichte. Ausserdem drehen Motoren entspechend ihrer Kennzahl RPM/V schneller, wenn die Spannung weniger einbricht. Verdoppelt aber auch die Kosten und das Eigengewicht. Aber das war glaub ich nicht das Ziel sondern den eigentlich bereits ausreichend grossen Akku bei Laune zu halten.
 
Beiträge
214
Ort
13505 Berlin
Velomobil
Leiba x-stream
Strenggenommen nimmt ja nicht die Kapazität bei Kälte ab, sondern die Spannungslage verschlechtert sich, so dass die Entladeschlussspannung einfach früher erreicht wird.
(...)
Ich hatte einen ähnlichen anknüpfenden Gedanken. Muss aber zugeben, dass ich die von @Gear7Lover verklinkten Dokumente
nur kurz überflogen habe und traute mich daher erst nicht, das zu posten.
Nun also trotzdem:

Angenommen, bei Kälte ändert sich nur der Akku-Innenwiderstand, nicht jedoch die Kapazität, nicht der Alterungsprozess,...
Dann würde so oder so die Akku-Lademenge zum Heizen verwendet werden, ob nun über irgendwelche Heizfolien, extra Widerstände oder eben schlichtweg über die Akkuzellen-Widerstände.
Wozu dann also noch seperat heizen? Dann wären die Akkuwiderstände doch die besten überhaupt, gleichmäßiger kann man den Akku ja gar nicht mehr erwärmen! Dort wo die Zellen schon/noch wärmer sind wäre entsprechend auch der Innenwiderstand geringer.
Wenn das also so stimmen würde, würde es vollkommen ausreichen, den Akku möglichst gut wäremezuisolieren und gut ist. :)
 

Gear7Lover

gewerblich
Beiträge
7.152
Ort
CH-4556 Steinhof
Velomobil
Milan SL
Liegerad
HP GrassHopper
Die chinesischen Autoren gingen halt von einem E-Auto aus was über Nacht draussen stand und nicht am Ladegerät hängt. Also hast Du kalte Zelle mit "zähem" Elektrolyt was die Lithium-Ionen wie durch Honig wandern lässt. Da bringt das isolieren nix ausser dass die Kälte drin bleibt. Die Zellen sind so effizient dass sie vom normalen Entladen nicht warm werden. Es braucht eine Zellheizung, die aus den Zellen selbst gespeisst wird. Warme Luft und Wasser schneiden logischerweise schlechter ab wegen Umwälzpumpe und schlechtem Wärmeübergang vom Heizmedium in die Zellen. Heizfolien die mit in die Zellen eingewickelt sind sind ebenfalls schlechter und erhöhen das Gewicht. Kurzschliessen geht auch nicht, Strom zu hoch. Also haben sie einen anderen Weg gefunden wie sie hohe Ströme ohne externen Verbraucher hinbekommen.
 
Beiträge
214
Ort
13505 Berlin
Velomobil
Leiba x-stream
Hm, deine letzteren Schilderungen kann ich alle nachvollziehen, nicht jedoch:

Also hast Du kalte Zelle mit "zähem" Elektrolyt was die Lithium-Ionen wie durch Honig wandern lässt. Da bringt das isolieren nix ausser dass die Kälte drin bleibt. Die Zellen sind so effizient dass sie vom normalen Entladen nicht warm werden.
Wenn die Zellen ach so effizient sind und nicht warm werden, wo ist denn noch das Problem?
Ich dachte das Problem wäre der erhöhte Innenwiderstand der Zellen. Wenn der aber hoch ist, sollten sich die Zellen bei entsprechenden Strömen auch selbst erwärmen. Je wärmer sie werden, desto geringer wird der Innenwiderstand, bis irgendwann ein Gleichgewicht eintritt. :)
Wo ist mein Denkfehler?
 
Beiträge
2.008
Velomobil
DF XL
...
Wozu dann also noch seperat heizen? Dann wären die Akkuwiderstände doch die besten überhaupt, gleichmäßiger kann man den Akku ja gar nicht mehr erwärmen! Dort wo die Zellen schon/noch wärmer sind wäre entsprechend auch der Innenwiderstand geringer.
Wenn das also so stimmen würde, würde es vollkommen ausreichen, den Akku möglichst gut wäremezuisolieren und gut ist. :)
Grundsätzlich ist das so, nur, bevor man den Punkt erreicht, dass der Akku sich selbst erwärmt, besteht die Gefahr, dass bis dahin schon die Spannung so tief einbricht und irreversible Schäden entstehen. Wenn man vorsichtig ist, sollte es aber funktionieren.
 
Beiträge
214
Ort
13505 Berlin
Velomobil
Leiba x-stream
Ah ok, verstehe. Es geht also eig. um eine sofortige vollständige Verfügbarkeit der maximalen Entladeleistung und damit um einen Schutz vor Abschalten des BMS. Oder wenn man kein BMS hat um einen Schutz vor Tiefentladung.
Das ist dann ja doch was ganz anderes, als die Kapazität bzw. "die Reichweite" zu erhöhen, denn das müsste dann ja auch mit einer Wärmeisolierung gehen.
Unter dem Vorbehalt, dass die (niedere) Temperatur wirklich keinen nennenswerten Einfluss auf den Alterungsprozess hat.
 
Beiträge
7.257
Ort
81249 München
Liegerad
Optima Cheetah
Trike
HP Gekko
Angenommen, bei Kälte ändert sich nur der Akku-Innenwiderstand, nicht jedoch die Kapazität, nicht der Alterungsprozess,...
Für die Spannungen an den Doppelschichten zwischen Elektroden und Elektrolyten gilt meines Wissens immer noch die Nernst-Gleichung, und in der steckt die absolute Temperatur als Faktor drin. Für diesen Teil des Spannungseinbruchs gilt also: Bei Abkühlung verschwindet etwas gespeicherte Energie im "Nichts", und bei Erwärmung kommt sie auch wieder aus dem "Nichts". Den Energieerhaltungssatz kann auch ein Akku natürlich nicht außer Kraft setzen, vermutlich ist die Wärmekapazität der Zelle im geladenen Zustand etwas höher als im entladenen.
Aber der Effekt ist zu klein, als dass er allein die Spannungseinbrüche der Zellen im Betrieb erklären könnte.
 
Beiträge
214
Ort
13505 Berlin
Velomobil
Leiba x-stream
Aber der Effekt ist zu klein, als dass er allein die Spannungseinbrüche der Zellen im Betrieb erklären könnte.
Danke! :)

Müsste mich da erst einarbeiten (wozu ich gerade nicht die Muße habe), aber auf dem ersten Blick siehts so aus, als wäre das nicht wirklich ausschlaggebend.
Laut wikipedia gilt:
1580884073605.png

1580884100898.png


Nimmt man einen Unterschied von 35K an, von ca. +25°C zu -10°C würden beim zweiten Summanden, in dem die Temperatur ja linear eingeht, noch 263÷298 = 88% der Spannung bleiben. Das ist schon merklich weniger, aber auch kein Drama.
Jetzt wäre noch zu klären, wie hoch E_0 ist, aber um ehrlich zu sein ist mir das gerade etwas zu viel, trägt hier wohl auch wenig zum eig. Thema bei.
 
Beiträge
7.257
Ort
81249 München
Liegerad
Optima Cheetah
Trike
HP Gekko
Wenn du an beiden Elektroden die gleichen Redoxpartner hast (hier m.W. beide Male Li-Ion/Li-Atom), ist das Standardelektrodenpotential auf beiden Seiten gleich, in der Zellspannung hebt es sich dann heraus. Die Leerlaufspannung zur Abschätzung des Ladezustands sollte sich damit ganz gut umrechnen lassen, aber für die Vorgänge bei Stromfluss hilft es nicht weiter.

Ein Stichwort zum Weiterlesen in der Elektrochemie wäre noch "Galvanispannung". Weil man die prinzipiell nicht messen kann, rechnet man mit dem (Standard-)Potential gegenüber einer Wasserstoffelektrode.
Man schaltet in einer Zelle - egal ob Primärelement, Akku, Sensor oder sonstwas - zwangsläufig immer zwei Elektroden gegeneinander, deshalb sieht man es der Zellspannung Leerlaufspannung nicht an, wenn z.B. die Aktivität der Ionen im Elektrolyt absinkt und daher an den Elektroden Konkurrenzreaktionen bevorzugt werden, die die Chemie kaputtmachen. Ein Hinweis auf sowas wären eher Änderungen im Innenwiderstand, oder allgemeiner Änderungen (Knicke?) in der U/I-Kennlinie unter Stromfluss.
Was da konkret bei Lithium-Akkus alles vorkommt, weiß ich allerdings nicht. Meine Erfahrungen zu dem Thema stammen nicht von Akkus, sondern von Lambdasensoren aus dem Auto.
 
Zuletzt bearbeitet:
Beiträge
214
Ort
13505 Berlin
Velomobil
Leiba x-stream
Danke Dir!
Um ehrlich zu sein wird aus mir wohl eher kein Elektrochemiker mehr, aber ich behalte es im Hinterkopf, falls ich mich doch mal etwas einarbeiten möchte :)
 
Beiträge
465
Ort
Saint Jean de Luz, Basque Country
Trike
Azub T-Tris 26
Say for example you go to the supermarket on a very cold day - you aren't going to remove the battery and take it inside. So it is sitting parked out there in -5ºC for 15 minutes, when you go to drive back home you will notice the battery is weaker, trust me.

In my case I like to use assistance level 5 in town, it means I pull away from stop signs or red lights at about the same acceleration as cars around me and it annoys the hell out of kids two up on 45 cc mopeds :rolleyes: So I am asking my battery for 540 to 660 Watts of power over the few seconds it takes to accelerate to 25 km/h. If the weather is very cold, -3ºC for example I will be very lucky to get much over 25 km* out of a 10 Ah battery. That is 11.25 Wh/km average to be compared to the 7.5 Wh/km average when the temperature is normal... And on the very steep hills to get home I will average at least 15 Wh/km.

* I don't like taking the battery much below 35-36 volts. These are real numbers I know because I always ride with a Watt meter inline on the battery.
 
Beiträge
2.808
Ort
22043 Hamburg
Velomobil
Milan
Trike
ICE Vortex
Die 42V Heizfolie ist angekommen. Sie kam mit angelötetem ((y)) Kabel und ist relativ steif.
Ich hatte einen Meter bestellt und sie mit der Schere in zwei 50cm Stücke geteilt.

Erster Test:
Die 50cm Heizfolie mit dem Anschlußkabel lose um einen der alten 36V Akkus gewickelt, Akku zurück in die Tenba-Fototasche, Modellbau-Meßgerät dran und geschaut was passiert.



0,2A Stromstärke bei 8,4W Stromverbrauch. Die Folie wird in der Tasche grad mal handwarm. (y)
Das muss vorerst reichen, der (noch nie benutzte) Temperaturfühler meines Multimeter funktioniert natürlich nicht. :mad:

Ich glaube eine Temperaturregelung kann ich mir sparen. Das 36V BMS hat einen Temperatursensor und schaltet den Akku >60°C ab. Das sollte als Sicherheitsfeature reichen. Über 15°C Aussentemperatur werd ich die Heizung eh nicht zuschalten.
 
Zuletzt bearbeitet:

1Hz

Beiträge
3.553
Ort
Berlin
Trike
Velomo HiTrike GT
Lass mal was von Praxiserfahrungen hören.
Lustig, dass man die Folie einfach zerschneiden kann. Hört sich ja nach einfacher Umsetzung an.
Was für einen Anschluss braucht es da am Akku?
 
Oben