Neuer Akku fĂŒr Elektrofahrzeuge mit 250 Wh/kg

Am 07.03.2011 15:07, schrieb Christoph MĂŒller:


Mir ist es reichlich egal, ob ich von außen nach innen verbrenne oder bei der Explosion gleich draufgehe. Propan und Butan ist ja auch nicht so kritisch, da die DrĂŒcke niedrig sind. Erdgas sehe ich da als kritischer an. Aber man scheint die Tanks in KFZ ja im Griff zu haben. Das sollte bei Akkus dann wohl auch machbar sein.
Michael
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Am 07.03.2011 15:24, schrieb Michael S:

Wenn 100 kW abrufbar sein sollen, dann werden sie auch 100 kW liefern mĂŒssen. Das tun sie mit Lichtgeschwindigkeit in Form von elektrischem Strom. Schon deshalb, weil sie genau dafĂŒr gebaut werden. Diese Leistung kann dich binnen kĂŒrzester Zeit zum Kochen bringen, ohne dass deshalb irgendeine eine Sicherung rausfliegen muss. Unfall ist Unfall. Da kann man nicht mehr sagen, wo welches Kabel hinfĂŒhren wird. Gleichstrom mit Lichtbogen ist dann nochmal ein ganz spezielles Thema. Wie man das alles in den Griff kriegen soll, ist mir im Moment noch nicht recht klar. Die chemische Komponente kommt noch hinzu.
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Christoph MĂŒller
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Christoph MĂŒller wrote:

Mit der Gleichen Logik mĂŒssten Atomkraftwerke sowas von verboten sein, verbotener gehts gar nicht mehr.
Nicht dass ich fĂŒr Atomkraft wĂ€re. Aber wenn Akkus mit der selben hĂ€ufigkeit in die Luft fliegen wie AKWs dann wĂŒrde mir das reichen.
Beste GrĂŒĂŸe, Andy
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Am 07.03.2011 16:57, schrieb Christoph MĂŒller:

Das kann bei einem Megawatt oder mehr bei Benzin oder Gasfeuern genausoschnell passieren, ich sehe da den Unterschied nicht.
Wenn ein 10l Gastank undicht wird und vollstÀndig abbrennt, dann werden ca. 100kW/h also eine Sekunde lang 36MW oder 5 Sekunden lang 7MW freigesetzt. Das muss ein Akku erstmal schaffen.

Ein Akku hat einen Innenwiderstand und kann seinen kompletten Energieinhalt nicht in einer Sekunde abgeben. Ein Gastank kann das. Die rein elektrische vollstĂ€ndige Energieabgabe eines Akkus dauert mindestens einige Sekunden oder Minuten, auch wenn der Akku mechanisch defekt ist. Denn der Innenwiderstand ist verteilt und kann nicht einfach gebrĂŒckt werden.
Ein Akku besteht aus vielen Zellen. Werden einige davon verletzt, werden die warm und brennen ab, was dazu fĂŒhren kann, dass die nĂ€chsten auch warm werden und auch abbrennen. Das ist aber keine Explosion sondern einfach nur ein Feuer, wie es bei jedem anderen chemischen EnergietrĂ€ger auch vorkommen kann.
Ich habe mal bei Youtube nach explodierenden LiIon-Akkus gesucht und nichts gefunden, was irgendwie spektakulÀrer war als brennendes Gas. Die Dinger brennen halt und blasen in irgendeine Richtung ab, was mehrere Sekunden dauert. Geknallt hats in keinem Video. Du kannst mir aber gerne ein Video eines explodierenden Akkus zeigen, solltest Du erfolgreicher bei der Suche sein.
Ich hatte mal einen NiCd-Akku so ĂŒberladen, dass die Isolation außenrum geschmolzen ist. Der hatte wohl kein (funktionierendes) Überdruckventil und ist richtig explodiert (allerdings ohne Flammen, nur durch Überdruck). Das tat er aber auch nur deshalb, weil er quasi verdĂ€mmt war. Das darf man bei einem Akku fĂŒr Autos einfach nicht tun.
Wenn man sich mal andere Feststoffe mit hohem Energiegehalt anschaut: Es gibt nur wenige, die ohne VerdĂ€mmung wirklich explodieren. Schwarzpulver, Feststoffraketen, viele Sprengstoffe... brennen ohne VerdĂ€mmung einfach nur ab, da explodiert nichts. Es gibt nur wenige Stoffe, bei denen die Flammfront/Schockwelle schnell genug ist, dass es auch ohne VerdĂ€mmung knallt. Man kann einen Akku sicherlich so konstruieren, dass diese Bedingung nicht erfĂŒllt ist.
Dein Argument mit dem fehlenden Oxidator bei Benzin und Gas ist zwar richtig, hat aber fĂŒr die Praxis offenbar nicht so richtig die Bedeutung.
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Michael

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Am 07.03.2011 22:23, schrieb Michael S:

natĂŒrlich 100kWh
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Michael

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Michael S schrieb:

Sind das dann nicht 360 MWs? Die Leistungsdichten und Leistungen, die mit chemischen EnergietrÀgern erreicht werden, werden generell unterschÀtzt. Ein berner Bauernhaus, das im Vollbrand innert weniger Minuten den grössten Teil des Holzinventars abfackelt, entwickelt die Heizleistung eines AKWs. So was kann man nicht löschen, aber erklÀr das mal der Dorffeuerwehr...
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mfg Rolf Bombach

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Am 08.03.2011 22:19, schrieb Rolf Bombach:

stimmt, da habe ich mich um ne Zehnerpotenz vertan.

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Michael

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Am 07.03.2011 22:23, schrieb Michael S:

Der Unterschied ist, das zur Energiefreisetzung erst mal GENUG Sauerstoff mit dem Benzin oder Gas in Verbindung gebracht werden muss. Diesen Umstand nutzt man zur Tankkonstruktion durchaus aus um diese sicherer zu machen. Um die ganze Energie schlagartig freizusetzen, mĂŒsste erst mal das Benzin oder Gas fein in der Luft verteilt und dann gezĂŒndet werden. Sowas passiert nur höchst selten.

Setze das mal in Relation zum Volumen. Ein Lichtbogen kriegt man mit Gas oder Benzin nicht so schnell hin.

Das ist richtig. Allerdings kann hochwertige Energie (Strom ist hochwertige Energieform) auf sehr kleinem Volumen enorm hohe Temperaturen produzieren, die jeden irdisch bekannten Werkstoff versagen lassen. DafĂŒr braucht man nicht mal High-Tech - dafĂŒr reicht ein Kurzschluss.

Mit der Explosion wollte ich eigentlich eher auf die schnell Energiefreisetzung abheben, sobald es zu einem Kurzschluss kommt.

Klar. Aber wenn die Elektrolyte auslaufen, dann enthalten sie ja noch immer die geladene Energie, die sich prinzipiell blitzschnell entladen kann.

Noch ist die Energiedichte und der Energieinhalt auch noch bescheiden. FĂŒr die MobilitĂ€t braucht man noch eine ganze Ecke mehr, wenn man nicht eine Synergie mit der Schiene bilden will.
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Servus
Christoph MĂŒller
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Am 08.03.2011 09:27, schrieb Christoph MĂŒller:

Wenn der Tank aufreißt, dann brennt zumindest ein Gastank in wenigen Sekunden komplett ab. Passiert selten aber ist möglich.

Mir ist das ziemlich egal, ob ich bei einem Unfall in einer riesigen Feuerwolke sitze (Gastank) oder ob unter der RĂŒckbank ein Lichtbogen zĂŒndet.

Das ist extrem theoretisch gedacht. Klar, bei Akkus gibt es andere Unfallszenarien. Ich sehe das aber nicht als Problem an, denn die Auswirkungen sind Ă€hnlich wie bei einem Gastank-Unfall. Die Leute im Auto verbrennen. Ob ich nun in 1000°C heißem Gas verbrenne oder in einem 100000°C heißen Plasma, ist mir dabei ziemlich egal. Der Lichtbogen wird wohl kaum ziemlich genau durch den Fahrersitz gehen, sondern im Akku bleiben oder im Bereich der Leitungen bleiben.

Die Zeitdauer dieser Energiefreisetzung liegt in der gleichen GrĂ¶ĂŸenordnung wie bei einem chemischen Unfall mit Sauerstoff als Reaktionspartner.

Aber eben nicht explosiv. Es brennt einfach ab. Der Reaktionspartner ist im Elektrolyt enthalten, das bedeutet aber noch lange nicht, dass die Reaktion schneller ablÀuft als bei Umgebungsluft als Oxidator.

Man wird nie so viel Energieinhalt benötigen wie bei derzeitigen Autos, da die Effizienz des Antriebs mindestens Faktor 3 besser ist (bezogen auf auf den Energiespeicher, den man mitnimmt, nicht bezogen auf die eingesetzte PrimÀrenergie)
Michael
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Am 08.03.2011 10:13, schrieb Michael S:

Wenn der Lichtbogen in deinem Kopf zĂŒndet, merkst du das vielleicht nicht mal, weil's einfach viel zu schnell geht. Bis die Verbrennungen deinen Körper fressen, kann es sehr lange dauern...

Wo die Leitungen nach einem Unfall liegen, weiß keiner.

eben deshalb ist das auch mit dem Löschen nicht so leicht möglich.

Ohne Synergie mit der Schiene wird man mit etwa 20% des Energieinhalts eines Benzintanks zufrieden sein. Dann kommt man damit genauso weit. Mit Synergie zur Schiene reicht zur Zufriedenheit ein kleiner Bruchteil - etwa 1/10tel - an mitgefĂŒhrter Energie. Dann braucht man auch nur 1/10tel AkkukapazitĂ€t fĂŒr die gleiche MobilitĂ€t. Das spart nicht nur erheblich Rohstoffe, sondern macht die Autos durch mehr Nutzlast und -raum auch noch alltagstauglicher.
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Christoph MĂŒller
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Am 08.03.2011 15:13, schrieb Christoph MĂŒller:

Die Wahrscheinlichkeit möchte ich sehen, dass die beiden Zuleitungen des Akkus rechts und links von meinem SchÀdel enden, ohne durchtrennt worden zu sein. EV-Akkus sind bei allen mir bekannten Fahrzeug galvanisch von der Fahrzeugmasse getrennt. Bei einem Unfall kann einer oder beide Pole Kontakt mit der Karosserie bekommen. Allerdings wird, wenn das entfernt von der Batterie geschieht, entweder die Sicherung oder die Zuelitung durchbrennen(schmelzen). Der Widerstand der Leitung lÀsst also gar keine beliebig hohe Leistung zu.

Wo der Gastank oder das Ende der Gasleitung nach einem Unfall liegt, weiß auch keiner. Es gibt keine absolute Sicherheit, nirgends. Trotzdem kann man moderne Autos so bauen, dass bei den meisten UnfĂ€llen die LenksĂ€ule eben nicht durch die Brust geht, das Gaspedal nicht im Schienbein steckt und die ZĂŒndkerze nicht im SchĂ€del des Fahrers. Es gibt wenige HochgeschwindigkeitsunfĂ€lle, bei denen man nicht mehr vorhersehen kann, wo welches Teil sich anschließend befindet. Aber das ist dann auch egal, denn solch ein Unfall ist eh nicht mehr ĂŒberlebbar.

Wenn der Gastank abbrennt, löscht auch keiner, so schnell wie das geht, reagiert niemand.
Michael
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Am 08.03.2011 18:00, schrieb Michael S:

Wer sagt denn, dass diese NICHT durchtrennt wÀren. Hier geht's um Störfall sprich Unfall. Aus welchen Grund sollte es NICHT möglich sein, dass im Zuge dessen Kabel durchtrennt werden?

Bis dahin kannst du schon tot sein.

Zum "Braten" sollt's allemal reichen. Wir reden hier von 100 kW. Eine Herdplatte hat um 1 kW.

U.a. deshalb hat man durchaus großen Respekt vor solchen Leitungen. Zumindest, wer was von der Sache versteht.

Das ist klar. Fortschritt heißt aber meistens schon, dass die Sicherheit wenigstens etwas verbessert wird und man keine RĂŒckschritte macht.
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Christoph MĂŒller
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Am 07.03.2011 15:24 schrieb Michael S:

Propan und Butan sind genauso kritisch. Wenn soviel WĂ€rme eingetragen wird das das SV nicht mehr nachkommt schepperts.
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Michael S schrieb:

Erdgas mĂŒsste man auf 300°C erwĂ€rmen, um den Druck zu verdoppeln. Propan hingegen ist ein FlĂŒssiggas, dass den Druck exponentiell mit der Temperatur ansteigen lĂ€sst. Bei 100°C hat man schon 40bar; der PrĂŒfdruck einer typischen FlĂŒssiggasflasche liegt bei 30 bar.... Klar, heutige Flaschen /sollten/ ein Sicherheitsventil haben. Die Explosion einer Propangasflasche im Brandfall ist enorm, gehört zu dem lautesten Knall, den ich bis jetzt gehört habe :-)
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mfg Rolf Bombach

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Am 07.03.2011 13:25 schrieb Christoph MĂŒller:

Vorsicht. Ein BLEVE ist bei FlĂŒssiggas immer möglich wenn der (Druck)BehĂ€lter stark erwĂ€rmt wird. Das kommt einer thermobarischen Waffe schon sehr nahe. GlĂŒcklicherweise sind starke, fröhlich bei x-hundert Grad brennende Feuerchen ĂŒber einen LĂ€ngeren Zeitraum sehr selten bei VerkehrsunfĂ€llen. Alles geringere kann das hoffentlich vorhandene SV dann noch abfangen. Dessen Auslegung ist natĂŒrlich kritisch.
Kristian
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Emil Naepflein tut geschreibselt haben:

Lithium-Schwefel klingt fĂŒr mich Ă€hnlich wie Natrium-Schwefel, vertragen die LiS-Akkus tiefe Temperaturen?
Matthias
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