Die Zero-Batterie bei heissem Wetter

[otten.l]

Wie viele Ah müsste dann für eine ZF13 angezeigt werden?

Theoretisch 104Ah. Wenn du eine von den instabilen Firmwareversionen hast kann das aber auch durchaus massiv davon abweichen.

[Christian J]

3) Was passiert wenn man fortwährend fährt und lädt und fährt und lädt...? Hat da schon mal jemand genauer hingeschaut? Ist die Erwärmung beim Schnellladen größer?Viele Grüße, Jochen

Ich habe das am Wochenende mal gemacht. 24 Stunden. immer schön im Kreis. Bei konstant 100 km/h.

Also ganz grob kann man sagen: Die Batterietemperatur kühlt beim Fahren und steigt beim Schnellladen (~ 10 kW).

Im Detail sieht das so aus:

Beim Fahren wird natürlich auch Leistung aus der Batterie gezogen. Dadurch erwärmt sich die Batterie grundsätzlich. Aber normalerweise nicht so stark wie beim Laden.

Beim Laden mit hohen Leistungen wird die Batterie ohne Kühlung so warm, dass sie früher oder später an das thermische Limit von 50°C kommt. Dann wird die Ladung unterbrochen um die Batterie zu schützen.

Wenn man fährt wird durch die geringere Belastung (bei z.B. 100 km/h in der Ebene) und durch den Fahrtwind (Aussentemperatur 30°C) die Batterie wieder kühler.

Der begrenzende Faktor ist normalerweise die Temperatur beim Laden.

Da die Temperatur beim Laden allmählich steigt ist die Anfangstemperatur beim Start des Ladevorgangs ebenfalls wichtig. Wenn diese so niedrig ist, dass man die Batterie komplett voll bekommt bevor die 50°C erreicht sind kann man von einer perfekten Ladung sprechen.

Wenn man also vor hat möglichst effektiv zu fahren & zu laden (um z.B. möglichst weit innerhalb von 24 Stunden zu kommen), hat man mehrere Möglichkeiten:

1. Die Batterie beim Ladevorgang kühlen.
2. Die Anfangstemperatur vor dem Laden möglichst gering halten.

Kühlen kann man die Batterie von aussen z.B. mit Eis, Trockeneis, Wasserkühlung usw.
Die Anfangstemperatur kann man verringern indem man z.B. langsamer fährt oder den Luftwiderstand reduziert (z.B. durch eine Verkleidung)

Als Terry Hershner die 1600 km in 24 Stunden gefahren ist (1000 mi "Iron Butt" challenge) hat er vor allem den 2. Punkt optimiert: Er hat sich eine aerodynamische Verkleidung bauen lassen (von Craig Vetter). Dadurch konnte er die Batterietemperatur während der Fahrt niedrig halten und gleichzeitig die Reichweite verbessern.

[cn3boj00]

Hallo Christian, genau so hab ich mir das gedacht.
Letztlich ist die Temperatur immer vom Strom abhängig, der herausgezogen oder hineingepumpt wird. Beim Fahren kommt es vor allem z.B. auf Gleichmäßigkeit an, die Außentemperatur und den Fahrtwind als kühlender Faktor. Beim Laden dominiert der Ladestrom, der für die Erwärmung sorgt. Im Prinzip kann man ermitteln, bei welchen Ladestrom in welcher Zeit welche Erwärmung eintritt. Wenn z.B. bei 100A (was wohl so ziemlich die Grenze des Machbaren darstellt) in einer Stunde eine Erwärmung um 20 Grad eintritt (ist jetzt theoretisch) weiß man, dass der Akku am Ende des Stints bei höchsten 30° stehen muss. Man muss also am Ende des Stint entsprechend langsam fahren und könnte vorher ausrechnen wo man mehr Zeit verliert. Eine andere Alternative wäre, die Ladezeit zu verkürzen, also nicht auf 0% zu fahren sondern schon bei 10% zu laden, oder eben den Ladestrom doch etwas niedriger zu wählen.
Auf diese Weise könnte man bei Rekordfahrten eine exakte Strategie vorherberechnen! (Wobei klar ist, dass 5° Außentemperatur immer besser sind als 30°).
Der positive Effekt der Vollverkleidung ist wohl nicht die direkte Batteriekühlung, die wird eher gehemmt (weniger Fahrtwind). Ich denke, der geringere Luftwiderstand fürht zu geringerem Leistungsverbrauch, so dass entweder schneller oder länger gefahren werden kann. Indirekt hat das aber auch Einfluss auf das Tempereraturmanagement, so schließt sich der Kreis.

Wissen wir denn nun, welche Werte am WE eigentlich erreicht wurden?
Viele Grüße

[otten.l]

@cn3boj00

Alles soweit richtig. Zu Bedenken ist allerdings dass der Innenwiderstand der Zellen nicht konstant ist, d.h. bei gleichem Ladestrom kann der Wärmeeintrag von 50-70 % ein anderer sein als von 70-90%. Zusätzlich erhöht sich mit steigender Batterietemperatur ja auch die Wärmeabfuhr.

Gruß Lennart

[cn3boj00]

Ja, dass es keine linearen Abhängigkeiten sind ist schon klar, aber für ne robuste Näherung kann das reichen. Man müsste natürlich, wenn man eine Formel 1 - Strategie machen wöllte, die genauen Temperaturkurven über Zeit und Strom aufnehmen. Ein Computerprogramm könnte das dann wahrscheinlich sehr gut berechnen, wann man zum Laden reinkommen muss und mit welchem Strom wie lange geladen werden muss damit man effektiv keine Zeit verliert, aber wir wollen mal auf dem Boden bleiben