Porsche Taycan (ehemals Mission e)

[phonehoppy]

Du hast recht, die einzelnen Zellen können keine höhere Nennspannung haben, bei LiIon ist das immer zwischen 3,3 und 4 V.

Allerdings geht Dein Denkbeispiel davon aus, dass für die Temperaturentwicklung allein der Innenwiderstand verantwortlich ist.
In Wirklichkeit ist es aber der fließende Strom, der zusammen mit dem Widerstand die Temperatur ausmacht.
Natürlich ist der Innenwiderstand der Zellen gleich, egal wie das Akkupack ausgelegt ist.
Aber wenn ich doppelt so viele Zellen in Serie schalte, und eine gewisse Leistung abfordere, muss das Akkupack und damit jede Zelle nur halb soviel Strom abgeben, weil die Spannung doppelt so hoch ist.
Beim Ladevorgang gilt dann das gleiche, nur umgekehrt.

Das gilt übrigens nicht nur für die Batterie, sondern auch für den Motor, der ja bei Tesla das Hauptproblem mit der Temperatur hat. Bei Dauervollstrom überhitzt sich der Motor wesentlich schneller, als die Batterie...

[cpeter]

Aber wenn ich doppelt so viele Zellen in Serie schalte, und eine gewisse Leistung abfordere, muss das Akkupack und damit jede Zelle nur halb soviel Strom abgeben, weil die Spannung doppelt so hoch ist.
Beim Ladevorgang gilt dann das gleiche, nur umgekehrt.

Nein, da hast du einen Denkfehler: der Strom halbiert sich bei doppelter Akkupackspannung nur für das gesamte Akkupack, nicht für die einzelne Zelle.

Skizze dazu:

[Helfried]

Nein, da hast du einen Denkfehler: der Strom halbiert sich bei doppelter Akkupackspannung nur für das gesamte Akkupack, nicht für die einzelne Zelle.

Klar betrifft das jede einzelne Zelle!

[cpeter]

Nein, da hast du einen Denkfehler: der Strom halbiert sich bei doppelter Akkupackspannung nur für das gesamte Akkupack, nicht für die einzelne Zelle.

Klar betrifft das jede einzelne Zelle!

Helfried, nein, wenn ein Gesamtstrom durch vier parallel geschaltete Zellen fließt, dann muss eine Zelle nur ein Viertel des Gesamtstroms liefern/aufnehmen, wenn ein Gesamtstrom nur durch zwei parallel geschaltete Zellen fließt, dann muss jede Zelle die Hälfte des Gesamtstroms verkraften.

Siehe Zeichnung oben mit fiktiven Akkupacks denen jeweils 1,6 kW Leistung entnommen wird. Einmal fließen insgesamt 200 Ampere durch 4 parallel geschaltete Zellen, also pro Zelle 50 Ampere. Die andere Akkupackkonfiguration hat eine doppelt so hohe Akkuspannung, daher nur mehr jeweils zwei Zellen parallel (Gesamtzahl der Zellen noch immer 8): obwohl der Gesamtstrom, der durch das Akkupack fließt nur mehr 100 Ampere beträgt fließen trotzdem pro Zelle noch immer 50 Ampere.

Bei gleicher elektrischer Gesamteistung der Akkupacks und gleicher Anzahl von Akkuzellen in den Akkupacks ist die Leistung pro Akkuzelle auch immer gleich.

[Monkeyhead]

Alternative Betrachtung:

Gesamtleistung = X Watt
Leistung pro Zelle = X : [Anzahl der Zellen] Watt
Strom pro Zelle = Leistung : Spannung (konstant) = X : [Anzahl der Zellen] : [Spannung pro Zelle]

Die letzte Gleichung, die den Strom pro Zelle angibt ist unabhängig von der Verschaltung, sondern nur von Gesamtzahl und Spannung pro Zelle.

[eDEVIL]

Das gilt übrigens nicht nur für die Batterie, sondern auch für den Motor, der ja bei Tesla das Hauptproblem mit der Temperatur hat. Bei Dauervollstrom überhitzt sich der Motor wesentlich schneller, als die Batterie...

ja, dort kann es tatsächlcih etwas bringen. daher meine Nachfrage

[phonehoppy]

Alternative Betrachtung:

...

Ja, ihr habt natürlich recht, so lange die Anzahl der Zellen insgesamt gleich bleibt, ist auch die Belastung der einzelnen Zellen gleich.
Die höhere Nennspannung des Akkupacks verringert aber die thermische Belastung des gesamten elektrischen Systems.

[cpeter]

Ja, ihr habt natürlich recht, so lange die Anzahl der Zellen insgesamt gleich bleibt, ist auch die Belastung der einzelnen Zellen gleich.
Die höhere Nennspannung des Akkupacks verringert aber die thermische Belastung des gesamten elektrischen Systems.

Ob ich jetzt einen 150 kW Motor (im Vollastbestrieb) auf 400 Volt und 365 Ampere oder auf 800 Volt und 187,5 Ampere auslege sollte eigentlich keinen thermischen Unterschied machen. Wenn du davon ausgehst, das du ca. 5% der Energie als Verlustwärme handhaben musst, dann sind das bei beiden Spezifikationen 7,5 kW Wärme, die du thermisch loswerden (kühlen) musst.

Ja, der Leitungsquerschnitt zum Akku, BMS und Motor kann natürlich verringert werden, wenn man die doppelte Spannung verwendet. Bei korrekter Dimensionierung des Leitungsquerschnitts macht das aber keinen thermischen Unterschied.

Aus meiner Sicht hat Porsche die 800 V Technik hauptsächlich deswegen gewählt, um mit höherer Ladeleistung arbeiten zu können, ohne dass das CCS Ladekabel durch hohe Querschnitte unhandlich wird. Die im Vergleich reduzierten Leitungsquerschnitte machen auch die Verdrahtung im Auto einfacher.

[150kW]

Die 800V haben sie aber schon früher im 919 Hybrid eingesetzt. Und dort wird nicht extern geladen. Scheint also auch andere Vorteile zu haben.

[cpeter]

Ja, hat auch ohne externen Ladeanschluss Vorteile: auch intern im Auto sind die Kabel natürlich dünner - inkl. der Wicklungen im Motor, etc.