Luftkühlung am Limit

Gute Frage, ich kann mir aber nicht vorstellen, dass der Temperaturunterschied groß ist. Der Akku ist ja kein dicker massiver Block mit einem Sensor an der Außenseite. Die dünnen Pouchzellen sind im Doppelpack mit Luft umspült

Hab aber keine Messwerte um das zu belegen

gekfsns hat geschrieben:mit Luft umspült

Diesen Ausdruck habe ich jetzt auch noch nirgendwo gelesen
So wie der Akkupack aufgebaut ist können wir echt froh sein, dass die Kühlung so gut funktioniert wie sie es tut.

Noch eine Frage: Gestern war ich testhalber am Hyper Charger (das versuche ich normal zu vermeiden), da kamen Temperaturdifferenzen zwischen den zwölf einzelnen Akku-Modulen von 11 Kelvin zustande. Die Differenz ist auch nur sehr langsam zurückgegangen, sogar langsamer als die Batterie-Temperatur selbst.
Ist das vernünftig?

Genau das wurde in diesem Thread doch auch schon diskutiert, dass das problematisch ist.

BMWi hat geschrieben:

Jens.P hat geschrieben:

BMWi hat geschrieben:Ja is klar, aber wie willst du denn einen Klumpen Akku anständig mit Luft kühlen?

Indem man die Luft mit Hilfe des Klimakompressor herunterkühlt. So wie bei der Zoe.

Luft ist auch ein fantastischer Isolator, das weisst du? Geh mal ins Schwimmbad und frag dich warum dir so kalt ist wenn du ins Wasser steigst.

"Gern. Die Luftkühlung des Ioniq ist unter bestimmten Bedingungen nicht ausreichend. Diese Bedingungen treffen nur bei wenigen Nutzern zu, aber das Ergebnis ist reproduzierbar. Da Ursache und Abhilfemöglichkeiten bekannt sind, besteht eigentlich kein weiterer Diskussionsbedarf."

^^Das triffts, Almrausch"

Ihr habt ja alle irgendwie rechht, aber ihr liegt trotzdem falsch was die Zusammenhänge angeht.

Luft ist ein guter Isolator => richtig - Wärmeleit- oder Wärmedurchgangsfähigkeit ist rel. gering.

Luft kann aber rel. viel Wärme transportieren => spezifische Wärmekapazität ist rel. hoch - besser als Alu
Wasser kann ungefähr das 4-fache an Wärme pro kg mitnehmen im Vergleich zu Luft. Und das nötige Volumen ist dann ca. 1000-mal kleiner als bei Luft...

Im Akku muss das Wasser erst durch enge Leitungen und kann meistens nicht durch Mini-Wärmetauscher/Rippen an den Einzel-Akku direkt ran. D.h. die Wasserkühlung muss erst weitere lokale Wärmeleit-Widerstände und Strömungswiderstände überwinden. Dazu kommen noch die Strömungsverluste in den ganzen Leitungen und Wärmetauschern. Am Ende wird die Wärme des Wassers über den Wärmetauscher (Kühler) auch wieder an die Luft abgeben.
Im Endeffekt ist eine "Wasserkühlung" auch nur eine "Luftkühlung"...

Wasserkühlung:
Vorteil ist die hohe und gezielte Wärmeabfuhr im Kühler mittels starker Luftströmungen (Kühlerlüfter) und die hohe Wärmekapazität pro Volumen. Temperaturgradienten können aufgrund der großen Wassermenge gut abgefangen werden.


Nachteil ist die komplexe Technik mit langen Leitungen und viel Wasser => ca. 10-20 ltr Wasser pro e-Auto Akku. Eher indirekte Kühlung der einzelnen Akku-Zellen darstellbar.

Luftkühlung:
Vorteil ist die einfache Technik mittels Lüfter. Luftstrom ist auch einfacher zu kühlen, da der Wärmetauscher der Klimaanlage mit verwendet werden kann. Einzelne Akkus können direkt im Luftstrom gekühlt werden.

Nachteil ist die komplexe Führung der Luftströmung im Akku. Auch die erforderlichen Luftmengen sind ein Problem.
Luft muss auch zwingend durch einen Filter, da ansonsten das Akku-Pack innen "verstaubt".


Bin mal gespannt, wann die erste Übersicht über alle Einzel-Temperatur-Meßwerte des Kona/e-Niro Akkupacks hier auftaucht. Beim Schnellladen im Hochsommer...

Die Wärmeübergänge sind bei einer Wasserkühlung bestimmt besser vorallem weil Luft der 2t beste Wärmeisolator nach Vakuum ist. Ich denke das Hyundai auch berücksichtigt das kein Kondensat anfällt, was ich mir ziemlich verheerend in so einem Akkus können vorstelle. Ab einer Differenz von 20 Kelvin ist bereits mit Kondensat Bildung zu rechnen. Also mit 20 Grad Luft auf ein 0 Grad Akkupack zu blasen ist eher kontraproduktiv...

Macht er ja auch nicht, da der Lüfter erst ab +30°C anfängt zu laufen.
Meines Wissens nach hat die Batteriekühlung übrigens keinen Luftfilter.

Naja, indirekt wird schon gefiltert. Die dem Innenraum zugeführte Luft wird ja zumindest über den Innenraumfilter gereinigt.
Der Dreck / Staub, der im Auto entsteht oder durch die offenen Fenster kommt, kann aber ohne weitere Filterung in den Akku kommen.
Rauchen sollte man im Ioniq also besser nicht, sonst setzt sich Teer und Kondensat im Akku ab - zumindest nicht, wenn der Akku >30°C hat

Einach zu sagen Luft ist ein Isolator --> Luftkühlung ist doof --> IONIQ ist doof... damit ist es meiner Meinung nach nicht getan.
Die spezifische Wärmekapazität von Wasser beträgt 4,19 kJ/(kg K). Die von Luft 1,2 kJ/(m³ K).
Folglich wird 3,5 m³ Luft benötigt, um die Wärme, die von einem kg Wasser abgeführt wird, mit Luft zu transportieren.
Da es sich um einen Wasserkreislauf handeln würde ist es letztlich egal wie viel kg Wasser sich im Kreislauf befinden. Im Wasserkreislauf muss aber ein Luftkühler verbaut sein, der die selbe Menge an Luft benötigt, um die Wärmemenge abzugeben.

Damit ist es aber immer noch nicht getan denn: Beim Wärmeübergang kommt es darauf an ob die Strömung laminar oder turbulent ist. Bei einer turbulenten Strömung ist der Wärmeübergang deutlich besser. In diesem Sinne stellt sich mir die Frage wie ich eine turbulente Strömung mit Wasser erreichen kann um den Aufwand nicht zu hoch zu treiben. Luft brauche ich sowieso viel. Und wenn die bläst wird das schon turbulent werden.

Weiterhin kommt noch hinzu dass bei einem Kreislauf mit Wasser, der Wärmeübergang zwei mal stattfinden muss. Das ist nicht zu vernachlässigen. Mit jedem Wärmeübergang verliert man etwas delta T dass man mit zusätzlichem Aufwand wieder ausgleichen muss (z.B. Kühlerfläche größer als Berührungsflache Wasser/Akku).

Zum Schluss ist zu sagen. Wasserkühlung ist nur dann sinnvoll wenn der Wasserkreislauf in die Klimaanlage integriert ist.

Die Auswirkungen die man hat wenn an einer Stelle keine Luft dran kommt kann man mit einer schlecht konstruierter Wasserkühlung genau so haben.

IO43 hat geschrieben:Macht er ja auch nicht, da der Lüfter erst ab +30°C anfängt zu laufen.
Meines Wissens nach hat die Batteriekühlung übrigens keinen Luftfilter.

Nein, aber es gibt sogar ein eigenes Verfahren, hat man mir per Email gesagt, wenn / wann zuviel Staub dort hineingelangt sein sollte