Wieviel Kühlung braucht der Akku?

[Jupiter642]

Nachdem in einem englischen Nissan Leaf forum sich selbst irgendjemand etwas gebastelt hat, um die AC in den Akku umzuleiten, wollte ich mal fragen, ob jemand weiß wieviel Kühlung ein Akku braucht?

Bei einer Zoe oder einem Tesla werden die Lüfter ja ganz schön laut und die nutzen aber glaub ich keinen AC Luftstrom ... kann dieser gekühlte Luftstrom tatsächlich den Akku abkühlen?

[energieingenieur]

Klar, wenn der Akku wärmer ist, als der Luftstrom, dann kann der Luftstrom Wärmeenergie vom Akku wegtragen. Je größer dabei die Temperaturdifferenz, desto weniger Luft wird dafür benötigt.

[Jupiter642]

Und wie kann man das berechnen? um wieviel dieser 10Grad Luftstrom eine 350kg abkühlt?
Kann sich ja nur um 1-2Grad handeln.

[UliZE40]

Die Wärmepumpe bei der ZOE verbrät so dauerhaft ca. 250 bis 350W nach eigener Aussage wenn der Akku gekühlt werden muss beim Laden mit 11 bis 22 kW. Dabei wird die Temperatur allerdings über die Zeit deutlich gesenkt und (leider) nicht nur gehalten.

[Wiese]

Ich bin zwar auch kein Physiker, aber die Temperaturdifferenz ist nur ein Faktor. Genau so wichtig ist die Kühlfläche. Einen 10 cm dicken Akkuklotz kann man anblasen wie man will, das bewirkt wenig. Da braucht man im Inneren viele Kühlkanäle, und das geht dann am Besten mit Wasser oder einer speziellen Flüssigkeit wie Kreisel sie verwendet. Damit kann man dann die Wärme von jeder einzelnen Zelle direkt nach außen transportieren und über einen Wärmetauscher wie beim Verbrennerkühler an die Luft abgeben.
Möglichkeiten gibt es viele, eine großeTauscherfläche ist aber immer notwendig, wenn man einen 50 Grad warmen Akku mit 30 Grad warmer Umgebungluft kühlen will. Wenn der Akkublock diese eingebauten Kühlkanäle nicht hat, dann geht nichts.

[300bar]

Nachdem in einem englischen Nissan Leaf forum sich selbst irgendjemand etwas gebastelt hat, um die AC in den Akku umzuleiten, wollte ich mal fragen, ob jemand weiß wieviel Kühlung ein Akku braucht?

Hast du dazu eine Quelle? Link?

[berrx]

Bei einer Zoe oder einem Tesla werden die Lüfter ja ganz schön laut und die nutzen aber glaub ich keinen AC Luftstrom ... kann dieser gekühlte Luftstrom tatsächlich den Akku abkühlen?

Ich weiß jetzt nicht wie es beim Zoe ist, aber beim Tesla ist der Akku flüssigkeitsgekühlt. D.h. ein Luftstrom geht dort sowieso nirgendswo vorbei. Ich bin mir nicht sicher, aber ich meine das die Flüssigkeit auch durch den Klimakompressor geht damit sie auch richtig kalt wird. Die Lüfter die man vorne hört sind einfach die vom Wärmetauscher. Genau wie wenn die Klimaanlage im Stand läuft oder im Winter die Wärmepumpe. Wenn ein Verbrenner zu lange im Stand läuft und kein Fahrtwind bekommt springt der Lüfter auch irgendwann an und das ist auch brutal laut.

[dst11]

Nehmen wir mal die Daten der 94Ah Zelle des i3:
https://pushevs.com/2018/04/05/samsung- ... fications/

Wichtig ist hier der Innenwiderstand - leider nur für 30s und Entladerichtung angegeben, ich nehme einfach mal das 1,5-fache für Laderichtung und dauerstrom, damit lande ich bei etwa 1,5mOhm.
Im i3 sind 96 Zellen in Reihe verbaut, der aktuell maximal nutzbare Ladestrom liegt bei ~125A.
Damit ist die Wärmeleistung bei etwa 2250W auf Batteriebene (125A²*0,0015Ohm*96 Zellen). Um die Temperatur zu halten wird also eine Kühlleistung von 2250W benötigt. Ohne Kühlung würde die Batterie dabei in einer halben Stunde um ~17,5°C erwärmt werden. (230kg, 1 kJ/kgK Wärmekapazität gerechnet)
Die 94Ah Zelle ist dabei aber recht konservativ ausgelegt. Für die Zelle im Leaf würde ich den doppelten Widerstand ansetzen (Die Energiedichte im Leaf scheint höher zu sein, der Innenwiderstand scheint auch deutlich höher zu sein), habe dafür aber leider keine Daten. Damit wird es dann natürlich eng mit vielen km am Stück mit häufigem nachladen...

[Thermo19]

Hallo,
ich hab mal eine Frage zu deiner Rechnung dst11:
Erstmal Danke für die Daten vom i3

Wieso nimmst du das 1,5 fache vom Entlade-Innenwiderstand für den Innenwiderstand-Laderichtung an?

Ich hätte jetzt gedacht, die benötigte Kühlleistung für die Batterie ist beim Entladen wesentlich höher, da hier ja auch höhere Entladeströme vorliegen als beim Laden und dadurch der Innenwiderstand beim Entladen höher ist als beim Laden.

[dst11]

Hi Thermo,

der Innenwiderstand sinkt typischerweise bei stärkerer Belastung (etwas zumindest) - aber er steigt je länger die Belastung geht (Je nach Auslegung der Zelle ist das Verhalten aber unterschiedlich stark ausgeprägt)
D.h. bei einer Pulsbelastung von 10s ist der Innenwiderstand deutlich geringer als bei einer Dauer von z.B. 5 Minuten. Je nach Energiedichte der Zelle und verwendeter Zelltechnologie (v.a. Sicherheitstechnischer Auslegung) geht das von ein paar Prozent Unterschied bis hin zu Faktoren.

Gruß