Wofür brauchen wir 350 kW Lader?

[iOnier]

Nehmen wir mal die max. 500 A des Standard HPC-Steckers und den Innenwiderstand von 0,2 Ohm/ Zelle. Das wären 100 Watt pro Zelle an Ladeverlusten durch Wärme.
Bei 130 Zellen also 100 Watt x 130 Zellen 13 kWh in 15 Minuten.....
Oder, beim halben Innenwiderstand noch immer 6,5 kWh, was eine heutige Standard- Kühlung noch hinbekommt.

Ein anderer Aspekt, warum mehr nicht immer einfach sein wird.

.
Ich komme bei 100 Watt * 130 Zellen auf 13 kW Verlustleistung, also 13 kWh "verlorene" Energie, wenn die Ladung bei dieser Leistung konstant über eine Stunde liefe, in den von Dir genannten 15 Minuten wären es 3,25 kWh.

Was einmal mehr die Notwendigkeit des korrekten Gebrauchs der Einheiten verdeutlicht, sorry ...

Ohm'sche Verluste (Leitungsverluste) sind natürlich auch beim langsameren Laden gegeben, steigen allerdings im Quadrat mit der Stromstärke. Schnelleres Laden allein durch mehr Strom würde also nicht nur höhere Verlustleistung, sondern tatsächlich auch mehr Energieverlust bedeuten.

Dem kann man aber durch Erhöhung der Spannung eben sehr wirksam begegnen.

Leistung ist Stromstärke mal Spannung (P=U*I bzw. kW=V*A). Mit doppelter Spannung bei gleichbleibender Stromstärkehabe ich genauso die doppelte Leistung, als wenn ich bei gleichbleibender Spannung die Stromstärke verdoppeln würde. Nur habe ich bei doppelter Stromstärke die vierfachen Leitungsverluste, bei doppelter Spannung nicht, da die Leitungsverluste eben allein an der Stromstärke hängen.

Blöd ist halt, dass man die Spannung nicht beliebig hochtreiben kann, irgendwann bekommt man Probleme mit der Isolation und nötigen Schutzvorrichtungen.

Nebenbei macht man sich genau diesen Effekt bei Fernleitungen zunutze. Da wird nicht umsonst mit 30.000 V gearbeitet. Bei 230 V müssten die Leitungen mal eben armdick sein. Oder mehr. Jedenfalls nicht sinnvoll handhabbar. So braucht man zwar Trafostationen, der Aufwand lohnt sich aber seh

[electic going]

Auch die "verlorene Energie" muss an der Ladesäule (teuer) bezahlt werden. Plus die Energie für die Klima: https://www.youtube.com/watch?v=1b9Hjn5R2Qw

[env20040]

@ electric going: Das lassen wir mal unter den Tisch fallen...

Das waren beim Tesla zusätzliche 7 kW, das Konklusio aus 13 Minuten Selbstdarstellung..

Wiewohl: Angeblich wird die DC-Leistung verrechnet, welche man bezieht.

Wär´s dann noch zusätzliche die AC-Leistung kommt dann die Kabel, und Halbleiterkühlung auch noch dazu..

[AbRiNgOi]

Wenn die Alternative zum 350kW CCS Lader der Diesel ist, weil man zwei mal im Jahr auf der Urlaubsfahrt nicht so lange an der Säule stehen will, dann ist der Verlust bei diesen paar mal 350kW CCS Laden nicht der Rede wert.
Ob man jede Woche die 350kW laden muss, Konzept Tankstelle ohne eigener Ladestation, sollte man diskutieren. Aber Anwendungen wo die 350kW Sinn machen gibt es alle mal. Schon alleine um den Stau zur Urlaubszeit an den Raststätten zu verkleinern. Weil auch wenn die Leute bereit sind auf der Urlaubsreise stunden lang zu warten, es wäre ein sehr großer Platzbedarf um solche CCS Ladeparks + Warte Zonen mit 100kW zu realisieren. Wenn einmal alle elektrisch Fahren, dann muss diese Fläche reduziert werden, sehr viel mehr als heute eine Tankstelle mit Anstellbereichen von vielleicht 100m werden da nicht möglich sein.

[Helfried]

Oder, beim halben Innenwiderstand noch immer 6,5 kWh, was eine heutige Standard- Kühlung noch hinbekommt.

Es sind nur 1,6 kWh in 15 min, nicht 6,5!

[Jens.P]

Leistung ist Stromstärke mal Spannung (P=U*I bzw. kW=V*A). Mit doppelter Spannung bei gleichbleibender Stromstärkehabe ich genauso die doppelte Leistung, als wenn ich bei gleichbleibender Spannung die Stromstärke verdoppeln würde. Nur habe ich bei doppelter Stromstärke die vierfachen Leitungsverluste, bei doppelter Spannung nicht, da die Leitungsverluste eben allein an der Stromstärke hängen.

Diesen Zusammenhang aus der Schulzeit haben viele nicht auf dem Schirm. Hyundai/ Kia laden mit 300A, Tesla am SuC mit 625A.

[env20040]

Na ja, nun sind wir von 3,25 auf 1,6.
Bald entsteht beim Laden ein Perpetum Mobile...aber,

Das Gegenteil ist der Fall.

Es gibt noch die Abwärme der Verbinder, und das sind viele, der Kabel, und ich gehe mal davon aus, dass kein 100mm² im Automobilbau zur Verwendung kommt, wenn ich die Drähtchen sehe, mit welchen Starter, Batteien und Lichtmaschinen beim Verbrenner angeschlossen sind, da keine Norm erfüllt werden muss..... ( Im Generatorbau ist´s definiert, hält sich aber auch keiner dran, da die verwendeten automotive-Starter gar nicht die Anschlussmöglichkeit haben.)

Dort müsste mind. ein 95mm² verlegt sein, und ist max.ein 25 mm² ist die Praxis.
Der Automobilbau ist kein Materialverschwender.

Mit der Folge in einer Batterieanlage, dass die Polbrücken und Verbindungsleitungen, Stecker, etc.warm werden, ( @rangarig, der heute nicht mal 100 kW laden kann), Ladeleistungen temperaturbedingt zurückgefahren werden, etc.etc.

Und, mitgekühlt werden müssen.
Mal abgesehen davon, dass die Innenwiderstände der Zellen mit fortschreitender Alterung steigen. 0,2 Ohm ist rein der Ohmsche Innewiderstand der Zelle.

Aber, darum geht ers erst einmal gar nicht.

Klassisch geht man im Betrieb vom 3-Fachen Wert aus, umso höher der Strom, umso höher der Innewiederstand des Speichers was, insbesonders Lithium nach wie vor nicht zur Idealen Speicherform für Hochstromentladungen, wie bei E-Auto´s stilisiert aber: es gibt aber Momentan nicht´s Sinnvolleres...

Gerne darf man sich hier:
https://de.large.net/news/95u43ks.html
darüber mal etwas einlesen.

Thermografien belegen leider, dass die Verbinder, wie auch die Anschlusstechnik immer eine klassische Schnitt, und Schwachstelle ist und gerne vergessen wird miteinzurechnen.
In Stationärbatterieanlagen mittels Thermokamera immer gut und einfach zu belegen. Beim Auto.. schwierig.

Dort erkennt man, wie die Wärme sich vom Pol ausgehend in den Zellen zu verteilen beginnt, auch da dort der Elektronenfluss, Anschlusseits beginnt.

Hohe Ströme und Lithium ist... ein chemisch-physisches Problem.

Erst andere Energiespeicher werden diese Ladeabhängigkeit weniger aufweisen. Erst einmal mit einer geringeren Energiedichte versehen, jedoch Systemisch mit höheren Strömen besser umgehend sind.

Also, rechnet herum was Ihr wollt, vom Faktor x 3 der Ladeverluste kommt man mit Lithium am Ende nicht weg. Und, Verlust ist in einem Speicher immer Wärme.

Was ist der Grund, warum man nur bis 80% laden soll. wieder mal, etwas anders erklärt.
Weil der Accu, wenn dieser voller wird, zum Faktor 3 hin tendiert, leerer eher bei 1,5 bis 2 "rumkrebst.

Daher: Braucht es eine mind. 7 kW Kühlleistung beim echten Starkladen.
Und noch mehr, wenn man die Leitungs-Anschluss etc. Verluste mitr runterkühlen möchte.

Beim 15 Min. laden hilft der Massespeicher der Zellen noch mit, beim Stellantis Kastenwagen, welcher 90 sec. nach der DC-Ladung keine Vollastanforderung annehmen dürfte( @ Rangarid) dürfte genau in diesen Zusammenhängen die Ursche liegen.

Strom (A) Innen-R klassisch P Verlust ( W) Stk. Pv Summe (W) Pv/ 15 min.(KW) P+-Faktor Lithium Pv/15 min.
500 0,2 100 130 13000 3250 3 9,75 kW

Das wäre die "richtige" Rechnung, allerdings, die Batterie hat leer einen besseren P+ Faktor, daher eher die "nur" 6,5 kW in 15 Minuten.
Geht so seit 20 Jahren einfacher , man liegt eigentlich immer richtig wenn man die Verlustleistung derart berechnet, weil, wenn der Ladestrom zurückgeht, ändern sich die Zusammenhänge der Abhängigkeiten.

Aber, ich erkläre mich gerne......

Gerne können wir dann auch noch über die Verbindertechnik und deren zu kühlenden Abwärme zusätzlich diskutieren.
Dann wären wir aber bald bei der Abwärme der Schütze, Elektroniken, Abstahlungswerte der Gehäuse, etc.etc.
Und, die Batterie steht öfter im Sommer über >50°C heissem Asphalt, Strahlungswärme, etc.etc.

Man sollte nicht so tun, dass das alles "nicht´s ist und hoffen, dass die 8 Jahre Garantie noch lange verkauft werden.
(Hierbei war zum Glück nicht die deutsche Automobillobby mit den 2 Jahren federführend. )

Fällt diese, kommen Lademonster auf den Markt welche in manch Nutzerhand keine 8 Jahren 70 oder 80% halten werden.
( Betreffend der Verbinder machten wir die Erfahrung, dass man uns sogar schriftlich auf Nachfrage die richtige Dimensionierung des Inverkehrbringers bestätigte).
Bei 800 Ampere Nennstrom ist dann einer abgeschmolzen. Die Ausreden waren mannigfaltig.

[iOnier]

Egal was Du alles rein- und rausrechnest, bei gleicher Leistung bedeutet die doppelte Spannung etwa die halben Verluste ... oder gleichbleibende Verluste bei doppelter Leistung.

Aber Anwendungen wo die 350kW Sinn machen gibt es alle mal. Schon alleine um den Stau zur Urlaubszeit an den Raststätten zu verkleinern. Weil auch wenn die Leute bereit sind auf der Urlaubsreise stunden lang zu warten, es wäre ein sehr großer Platzbedarf um solche CCS Ladeparks + Warte Zonen mit 100kW zu realisieren.

Absolut macht das Sinn, vor allem auch in Kombination mit einem Lastmanagement. Die Säule selbst auf 350kW im Vergleich zu vielleicht 150kW kostet ja nicht wirklich viel. Mehr Anschlussleistung braucht es deshalb noch lange nicht ... dass ist das was Geld kostet. Dann wird halt verteilt und das funktioniert sehr gut, ohne dass die Ladezeiten extrem steigen werden.

[tommywp]

Egal was Du alles rein- und rausrechnest, bei gleicher Leistung bedeutet die doppelte Spannung etwa die halben Verluste ... oder gleichbleibende Verluste bei doppelter Leistung.

Aber nicht aus Sicht der Zelle. Die hat eine Spannung , Innenwiderstand und so eine gewisse Abwärme beim laden.