Schnellladen von Elektrofahrzeugen in nur 5 Minuten

Irrtum, sie ist *notwendige* angabe bei diversen Akkutypen zur Bestimmung des Ladestroms. Deine Angabe in kWh sagt nämlich exakt nichts darüber aus, welche Ladestrom dem Akku zugeführt wird.

Kannst du aber trotzdem vergessen. einen LiPo oder LiIon Akku kannst du überlicheweise Schnelladen; aktuell mit bis zu 4C, LiFePo erlauben teilweise schon Schnelladungen mit 10C. einen NiMh-akku aber nur mit

1/10C. Nur: was heisst das jetzt "1/10C" "4C" oder "10C"? Siehste, also brauchste doch die Ah-angabe.

Dann müsste man aber umgekehrt mindestens die kWh und die Spannung wissen. Ok, ist meist gegeben.

Ich habs mal für den NiMh-akku meines Prius nachgerechnet - 1,3kWh bei

201,6V - macht also 6,45Ah. Für eine Schnelladung in 15min wären also ein Ladestrom von 25,79A nötig

-- wenn er es denn vertrüge ;-) (mal davon abgesehen, das meiner kein plugIn ist); macht 5200W oder 5,2Kw An einer 230V-leitung nicht machbar bzw. nur mit Ladegeräten ahnlich denen von E-Staplern, will man die Vorschriften zur max. Absicherung einhalten (bei 230V AFAIK 16A) - und bei größeren Akkus dann nur noch über einen 400V anschluss Volker

Reply to
Volker Neurath
Loading thread data ...

Ist mir neu. Ich dachte immer, dass es dabei um Energie ginge.

Reply to
Christoph Müller

Am 23.09.2010, 09:04 Uhr, schrieb Volker Neurath =

:

Nein. "Rechne" es nochmal nach. kWh ist die Einheit f=FCr eine Energieme= nge. =

Sowas wie Joule oder Kalorien.

Siehst du zum Beispiel auf deiner Stromrechnung. Du bezahlst was wei=DF = ich =

2000 bis 4000 kWh im Jahr. Also eine Energiemenge, keine Leistung. Dein = =

Stromz=E4hler z=E4hlt entsprechend auch kWh. An einem Hausanschluss mit = einer =

Anschluss*leistung* von ca. 11 kW (ohne "h").

Nein, Kapazit=E4t durch Ladeleistung liefert eine untere Schranke, wie l= ange =

das Laden mindestens dauern muss. Der wahre Wert der Ladedauer beim real= en =

Laden eines realen Akku an einem realen Ladeger=E4t kann dann nur nach o= ben =

abweichen (es dauert l=E4nger), von mir aus auch recht weit, aber es kan= n =

nicht schneller gehen.

Das ist wie mit einem Eimer und einem Wasserschlauch. Wenn man wissen =

will, wie lange es dauert, bis der Eimer voll ist, bracht man das Volume= n =

des leeren Eimers (entspricht Kapazit=E4t des Akkus). Und wieviel Wassse= r in =

Liter pro Stunde da maximal vorne rauskommt (entspricht Leistung des =

Laders). Der Rest ist dann egal.

Dieses einfache Modell =FCbertr=E4gt man auf Akkus als vereinfachendes =

Ideal-Modell. Real gibt es bei Akkus mehr Einfl=FCsse (Ladestrom und dam= it =

die Ladeleistung muss f=FCrs Schnellladen am Ende adaptiv sein, =

Temperatureinfl=FCsse), aber dadurch kann's nicht schneller gehen.

Ralf

Reply to
Ralf Koenig

Volker Neurath schrieb:

Das ist ja ganz was neues, wodurch unterscheidet sich denn die Ladedauer zweier beliebiger Accus, die mit jeweils 1C geladen werden?

Siegfried

Reply to
Siegfried Schmidt

Am 23.09.2010, 09:21 Uhr, schrieb Volker Neurath =

:

Das ist wieder alles Vereinfachung. Es wird einfach konsequent angenomme= n: =

die Spannung ist immer die Nennspannung.

Kleines Beispiel: Ein NiMH-Mignon Akku. Nennspannung: 1,2V Kapazit=E4t: 2000 mAh (so steht's drauf) Also: 2,4 Wh sind da drin.

Laden mit z.B. "1C" hei=DFt hier: Laden mit 2A. (hier werden einfach die= =

Stunden weggelassen, ein komischer Kniff)

Also: Ladeleistung: 2A * 1,2V =3D 2,4 Watt Um 2,4 Wh mit 2,4W Ladeleistung zu f=FCllen, braucht man: 1h. So wie bei 2 Ah, die man mit 2A f=FCllt.

Warum geht das alles so gut: Weil die Ladespannung des Laders 1,2V der =

Zellspannung des Akkus entspricht.

Wann reicht die Betrachtung nciht mehr? Wenn sich die Nennspannung von =

Akkus unterscheidet, die man miteinander vergleicht. Oder wenn man vor d= en =

eigentlichen DC-Lader eben noch Konvertierungssachen h=E4ngt: wie eine =

AC-Steckdose (Haushaltssteckdose oder AC-Lades=E4ule).

Die kWh und kW k=FCmmern sich auch erstmal nicht um die interne Organisa= tion =

eines Akku-Packs (was wie parallel oder seriell verschaltet ist).

Kommt drauf an, was du betrachten willst.

Eben das geht auch ohne Betrachten der Spannung nach der =

"Wassereimer-Vereinfachung": * 1,3 kWh sind zu f=FCllen. * 15 min darfs dauern. * Also 1,3 kWh / (1/4 h) =3D 5,2 kW sind mind. n=F6tig.

Das vereinfachende Modell geht davon aus, dass es "unterwegs" keine =

Beschr=E4nkungen gibt. Z.B. maximalen Ladestrom der Akkuzellen. Die gena= ue =

Betrachtung m=FCsste die Verschaltung der Zellen und die Beschr=E4nkunge= n bei =

der Ladung (max. erlaubte Temperatur, max. Ladestrom bei Zellspannung, =

Ladeverluste durch Erw=E4rmung der Kabel und Akkus, Konvertierungsverlus= te, =

etc.) dazunehmen.

Klar sind 5,2 kW an 230V machbar, nur halt mit genug Ampere. Nur die =

Betrachtung der Spannung eines Stromkreises reicht nicht.

Kann man wieder ausrechnen: 230 V * 16 A =3D 3680 W

Das ist das Maximum, was man an 230V an einem mit 16A abgesicherten =

Stromkreis rausholen kann. Egal mit welchem Ladeger=E4t, egal ob f=FCr e= in =

E-Auto oder einen E-Stapler.

Was aber geht: 230V, 32A abgesicherter Stromkreis: Flupp, schon kann man= =

das doppelte rausholen (die Energieversorgung dahinter muss nat=FCrlich = =

gegeben sein).

Du kannst auch f=FCr "gro=DFe" Akkus (also hohe Kapazit=E4t) das Ladeger= =E4t an =

einen 230V AC-Stromkreis, 16A h=E4ngen. Also z.B. den 50 kWh-Akku im Tes= la =

Roadster an 3,6 kW Haushaltsstrom komplett aufladen. Es dauert nur lange= . =

Mindestens: 50 kWh/3,6 kW =3D 13,8h.

400V (eigentlich eine Vereinfachung f=FCr 3 Phasen a 230 V, 230V * Wurze= l(3) =

=3D 400V) an 16A liefert immerhin schon 230V * 3 * 16A =3D 11040 W. Wenn= ein =

Ladeger=E4t das nutzen kann und die Akkus es vertragen, verk=FCrzt sich = die =

Ladezeit deutlich.

Und nochmal: Das vereinfachende Modell geht davon aus, dass mit konstant= em =

Strom geladen wird und es "unterwegs" keine Beschr=E4nkungen gibt. Z.B. = =

maximalen Ladestrom der Akkuzellen. Die genaue Betrachtung m=FCsste die = =

Verschaltung der Zellen und die Beschr=E4nkungen bei der Ladung (max. =

erlaubte Temperatur, max. Ladestrom bei Zellspannung, Ladeverluste durch= =

Erw=E4rmung der Kabel und Akkus, Konvertierungsverluste, etc.) muss man = dann =

bei immer schnellerer Ladung dazunehmen. Dadurch ergibt sich eine immer = =

gr=F6=DFere Abweichung der realen Ladedauer (l=E4nger) von der theoretis= chen =

Ladedauer (k=FCrzer).

Ralf

Reply to
Ralf Koenig

Gegenfrage: wie ermittelst du denn die Höhe von 1C ohne Kenntnis der kapazität in Ah?

Volker

Reply to
Volker Neurath

wiesò?

Das ist aber doch korrekt.

Hast du schon mal z.B. NiMh mit einer anderen Zellspannung als 1,2V gesehen?

korrekt, aber ich glaube, wir reden aneinander vorbei.

1,3kWh sind zu füllen. wie hoch muss der Ladestrom des Akkus sein, damit das in max. 15min erledigt ist? Das ist doch die wirklich interessante Frage. Zumindest nach meinem Verständnis.

Schon klar. Jetzt sag mir nur bitte, welcher Haushalt so ausgelegt ist, dass ich die 230V Steckdosen mit 32A absichern und trotzdem ruhig schlafen kann ;-)

Das ist mir, als aktivem modellbauer, latür bekannt. Und aus dem Modellbau heraus rührt halt auch meine Irritation ob deiner Betrachtungsweise, die die Ah des Akkus völlig unberücksichtigt lässt.

Normalerweise lade ich meine LiPos mit 1C. Meine LiPos haben eine Nennleistung von 11,1Wh.

Sag mir doch bitte: wie hoch ist nun 1C?

Und wie hoch ist hier 4C?

Das sind die Werte, die mich als Modellbauer interessieren - interessieren *müssen*, weil mein Akku ansonsten gegen die Fehlbehandlung protestiert, im Extremfall lautstark.

Was ist daran vereinfachend?

Hm... bei mir ist die Ladedauer in der Regel sogar kürzer. wohl deshalb, weil die Akkus niemals auf 0% entladen werden, was für nahezu jeden Akkutyp tödlich wäre (sag mir einen akkutyp, der eine solche Entladung überleben würde..)

Volker

Reply to
Volker Neurath

Volker Neurath schrieb:

I = E / U / t

Siegfried

Reply to
Siegfried Schmidt

Am 23.09.2010, 13:46 Uhr, schrieb Volker Neurath =

:

Von wegen "Nennleistung von 11,1 Wh". Ich geb's auf.

Und unsere unterschiedliche Betrachtung kann ich dir nochmal deutlich =

machen:

------------------------------------------------------------------------=

-------- Du siehst nur den Akku-Pack und den DC-Lader davor, der schon direkt die= =

richtige Ladespannung hat.

Also: DC-Lader mit Akku-Nennspannung Akku Auf dem St=FCck ist die Spannung klar. Man kann sch=F6n in Ah und Ampere= =

denken.

------------------------------------------------------------------------=

--------

Aber diese Sicht hat man erstmal als E-Auto-Kunde nicht. Sondern folgend= e:

------------------------------------------------------------------------=

-------- Lades=E4ule (AC-Ausgang)

Gleichrichter AC->DC Spannungswandler DC-Lader mit Akku-Nennspannung

Akku

Gleichrichter, Spannungswandler und DC-Lader mit Akku-Nennspannung sind= =

irgendwo: im Ladekabel, einem speziellen Ladeger=E4t oder im E-Auto. Der Akku ist immer im E-Auto.

Und hier (auf der gesamten Kette!) ist die Spannung nicht klar, sondern = =

verschieden.

Die Akku-Nennspannung der verschiedenen E-Autos ist immer unterschiedlic= h, =

je nachdem wie die halt gerade ihren Akkupack aus Zellen (Typ, Anordnung= ) =

zusammenbauen. Die Spannung am Ausgang der Lades=E4ule ist variabel: mal 120V (USA), ma= l =

230V, mal auch Drehstrom (3Phasen, 230V, landl=E4ufig 400V).

Genau deshalb kannst du hier nicht mehr durchg=E4ngig von A und Ah reden= .

Aber zwei Werte sind i.a. klar: Die Kapazit=E4t des Akkus in kWh. Und di= e =

max. Leistung der Lades=E4ule an ihrem Ausgang in kW. Und damit kann man= =

einfache Absch=E4tzungen machen.

Ralf

Reply to
Ralf Koenig

sich die =C2=A0

=C3=84hm nein! Das stimmt =C3=BCberhaupt nicht, was in diesem Absatz steht Wenn man 3 Phasen samt Nulleiter zur Verf=C3=BCgung hat, gelten die 3x16A bei 230 V nur f=C3=BCr die Sternschaltung. Schaltet man hingegen die Verbraucher zwischen die Au=C3=9Fenleiter, so hat man die 3 fache Leistung zur Verf=C3=BCgung: grunds=C3=A4tzlich gilt: P =3D U * I * =E2=88=9A3 * cos(phi) F=C3=BCr den Dreieck gilt: I =3DU * =E2=88=9A3 / R F=C3=BCr das Stern gilt: I =3D U / (=E2=88=9A3 * R)

Eingesetzt und Umgeformt ergibt, dass man mittels Drehstrom die 3 fache Leistung =C3=BCbertragen kann gegen=C3=BCber den =C3=BCblichen 230V.

Reply to
Lars Wilhelm

Wir sind uns also einig, dass entweder die Spannung oder gleich die Kapazität in Ah benötigt wird.

Volker

Reply to
Volker Neurath

--------------------------------------------------------------------------------

Ja und? sorry, aber ich versteh nicht, warum mich interessieren müsste, dass zwischen Ladesäule und Lader eine andere Spannung fliesst, als zwischen Lader und Akku.

Ok, jetzt weiss ich, was du meinst. War ne schwierige Geburt, aber DAS Problem hab ich als Modellbauer genau so...

Volker

Reply to
Volker Neurath

Am 23.09.2010, 15:57 Uhr, schrieb Lars Wilhelm =

:

Passt doch alles zusammen.

Normal: 230V * 16 A =3D 3680 W Und oben mit Drehstrom: 230V * 16 A * 3 =3D 11040 W

Also: 3 mal soviel Ladeleistung. Wie oben auch steht. Ich wollte nur noc= h =

dazu sagen, warum das Ding 400V-Drehstromanschluss hei=C3=9Ft.

Oder wo hab ich mich missverst=C3=A4ndlich ausgedr=C3=BCckt?

Ralf

Reply to
Ralf Koenig

Ich stand auf dem Schlauch. der gleiche Verbraucher in stern oder dreieck betrieben liefert unterschiedliche Leistungen. Aber wenn man die 16A als Limit nimmt, dann ist es wurscht, wie ich verschalte- es werden maximal 11 Kw geliefert. Denn wenn der Au=C3=9Fenleiter 16 A liefert, teilt der im Dreieck seinen Strom auf 2 Verbraucher auf. Geometrisch addiert liefert das eben einen Strom von 16A/sqrt(3) pro Verbraucher. Daher ist es wurscht, ob ich 3*230*16 oder 3*400/sqrt(3) *16 rechne.

/notier erst denken dann rechnen dann posten /notier

Reply to
Lars Wilhelm

Btw, auf der e-miglia Elektrofahrzeug Rallye vom 3. - 6.8.2010 quer durch die Alpen waren auch 6 Teslas dabei, welche sp=E4ter interviewt wurden, wieviel Strom den ihre Autos durchschnittlich so brauchen. Also ganz allgemein im normalen Fahrbetrieb, nicht jetzt bei der Rally. Der niedrigste Wert war um die 12 kWh/100km bei moderater Fahrweise, der von den meisten Teslas ben=F6tigte Wert war um die 15 kWh/

100km. Leistungsschw=E4chere Elektrofahrzeuge brauchen oft nicht weniger.

Das l=E4sst hofffen, dass in Zukunft leistungsstarke (Elektro-) Fahrzeuge nicht unbedingt mehr Energie verbrauchen werden, als leistungschwache. Zumindest mit einem vergleichbaren Fahrstil. Also nicht so wie bei den heutigen Verbrennungsmotorkarren, wo hohe Motorleistung nahezu zwangsl=E4ufig ein hoher Verbrauch nach sich zieht.

Reply to
Martin Kobil

Volker Neurath schrieb:

Weisst du noch worum es geht? Du hattest behauptet, die Akkukapazität bestimmt die Ladedauer. Du hattest nicht gesagt, dass du mit einem beschränkten Strom laden willst.

Harald

Reply to
Harald Hengel

Das wird Harald H. aber nicht gerne h=F6ren, denn er ist der Meinung, dass man NiCd und NiMh Schnelladen kann, das Li Geraffel dagegen nicht.

Reply to
Martin Kobil

Volker Neurath schrieb:

Wir sind uns bestenfalls einig, dass mit der Gegenfrage "für die Ladedauer ist die Akkukapazität der *einzige* interressante, weil ausschlaggebende Parameter" widerlegt ist - und dass beides rein gar nichts mit ursprünglichen angegriffenen Leistungsabschätzung aus Ladedauer und Energiebedarf zu tun hat, weil es dort nicht um Ströme von Accus ging sondern um Anschlussleistung einer Energieverteilung.

Siegfried

Reply to
Siegfried Schmidt

Am 23.09.2010, 17:56 Uhr, schrieb Martin Kobil :

Man muss da gut unterscheiden: ab Akku? ab Lades=E4ule? gemessen/gesch=E4tzt?

Naja, und das waren alles kleine Autos. Auch der Tesla ist als 2-Sitzer = =

ein kleines Auto.

Ein Twike schon.

Ja, die werden da dicht beeinander sein. Aber auch nur solange die Autos= =

vergleichbar sind. Ein Tesla ist ein Minimal-Auto. Sehr klein, sehr =

geringes Gewicht. Viel zu viel Leistung. Dort ist es dann weitgehend ega= l, =

ob man nun im Schnitt 20 kW E-Motorleistung nutzt oder 40 kW (von den =

angebotenen 185 kW).

Aber ein Obere rMittelklasse-E-Wagen (von mir aus auch mit 185 kW) wird = =

mehr ziehen. Das Gesamtfahrzeug z=E4hlt also, nicht nur die E-Motor-Leistung.

Das gilt in erster Linie f=FCr hubraumstarke Saugmotoren (Stichwort: =

Leerlaufverbrauch) in gro=DFen schweren Autos. Oder regelm=E4=DFige Nutz= ung des =

Turbos.

Es stimmt nicht mehr ganz seit Aufladung und Downsizing.

BMW 320d ed, 163 PS/120 kW, 4.1 Liter Diesel / 100 km im NEFZ. Also bei = =

verhaltener Fahrweise.

120 kW ist mehr als ordentlich motorisiert f=FCr einen Mittelklassewagen= , =

sparsam fahren l=E4sst er sich trotzdem (wenn man die 120 kW nur seltens= t =

nutzt.)

Oder leistungsstarke Motoren in kleinen Autos: Mini Cooper S, 184 PS/135kW, 1.6 Liter Hubraum, 5.8 Liter Super / 100 km= =

im NEFZ.

Aktuelle Polo-Benziner: von 60 PS bis 180 PS: alle zwischen 5,3 und 5,9 = =

Liter Super im NEFZ (!).

Ralf

Reply to
Ralf Koenig

PolyTech Forum website is not affiliated with any of the manufacturers or service providers discussed here. All logos and trade names are the property of their respective owners.