Wie viele Batterien hiervon bräuchte man um ein ganzes Elektroauto zu betreiben?
Sind AA+ Batterien 🔋. Würde das überhaupt gehen mit einem Konzept? Und wenn ja, wie und wie viele bräuchte man ?
9 Antworten
Reintheoretisch brauchst du erstmal die gewünschte Spannung von (abhängig vom Auto) 400V oder 800V. Das ist so üblich im E-Auto. Wenn du ein Formula Student Auto baust dann 600V.
Diese Zellen haben 1,5V Norminalspannung, Maximalspannung ist aber 1,65V. Sprich 800V durch 1,65V sind ungefähr 485 Zellen in Reihe.
Du musst aber auch welche in Parallel schalten damit sich die Kapazitat erhöht und du damit quasi weiter kommst. Bei den Zellen kannst du das vergessen.. eh zu wenig/schlecht/zu hoher Innenwiderstand/zu wenig Stromabgabe möglich.
Zudem sind die nicht wiederaufladbar, was sie für ein E-Auto unbrauchbar macht.
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Typischerweise werden Lithium-Ionen(/-Polymer) Akkus verwendet. Diese bestehen aus z.B. 18650 Rundzellen, 21700er oder Pouchzellen. Diese sind wiederaufladbar und haben eine hohe Energiedichte. Desweiteren einen geringen Innenwiderstand und können viel konstanten oder pulsartigen Strom abgeben.
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Wir haben bei unserem Formula Student Auto 720x 18650er Zellen um auf die 600V und die benötigte Kapazität zu kommen um damit 22km möglichst zügig zu fahren.
Dürfte auch evtl. noch weniger gehen mit bessere Rekuperation und evtl. Verbesserungen wo anders. Wird auch schon überlegt auf 21700er oder Pouch umzusteigen, das ist halt mit der aktuellen Kapazität im Team eher so ein 2-Jahre Ding.
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Ein rein elektrisches Serienfahrzeug hat aber wesentlich mehr Zellen. Da ist fast der komplette Unterboden voll. Tesla hat da eigentlich immer schöne Übersichten, einfach mal googeln.
Das sind Alkaline Batterien, aus guten Grund ist auf solchen Primärzellen nie eine Kapazität aufgedruckt, die ist nämlich zu sehr von der Art der Entladung abhängig. Zwar wird die Spannung mit 1,5 V angegeben, die bricht wegen des sehr hohen Innenwiderstandes solcher Batterien sehr schnell ein.
Um trotzdem was zum Rechnen zu haben nehmen wir mal an du hättest Da z.B. Panasonic Eneloop pro AA, also eine aktuelle Hochkapazitäts NiMH Zelle der aktuellen Generation. Die haben eine Nennspannung von 1,2 V und eine Kapazität von 2,5 Ah.
Um auf die Spannung von ca. 400 V zu kommen müsste man also jeweils 333 Batterien in Reihe schalten.
Um auf eine Kapazität von 193 Ah zu kommen dann 77 solcher Pakete Parallel.
Ein Akkupak mit 193Ah x 400 V = 77,2 kWh Brutto bestünde also aus 333 x 77 = 25.641 solcher Zellen. Wobei dieser Akku dann immer noch nicht ganz die Kapazität moderner E-Autos hätte, weil man im Auto den Akkus keine 100% Zyklen zumutet. Die Akku Managementsysteme in den Autos sorgen dafür dass die Akkus nie ganz voll, bzw ganz leer sind. Du müsstest für so keine konservative Nutzung also nochmal rund 10% mehr Batterien einsetzen. Das sind dann schon über 28.000.
In E-Autos setzt man deshalb erstens Statt NiMH Akkus LiIon, LiPoly oder LiFe Akkus ein. Diese Verfügen über eine höhere Energiedichte bei gleicher Baugröße.
Außerdem Werden deutlich größere Zellen verwendet weil diese ein günstigeres Verhältnis von Abmessungen und Gewicht zur Kapazität haben. Tesla hat anfangs 18650 Zellen eingesetzt, wie man sie in Akkuschraubern verwendet oder wie sie in E-Shishas eingesetzt werden. Aber auch von dieser Zellgröße hat man sich inzwischen verabschiedet.
Aktuell setzt Tesla 21x70 Zellen ein, die 2,1 Zentimeter dick und 7 Zentimeter hoch sind. Ab kommenden Jahr sollen dann 4680 Zellen also Zellen die nochmal Dicker nämlich 4,6 cm und noch etwas höher, nämlich 8 cm sind.
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03.05.2023 - 17:30 - die Rechnung enthielt einen Rechenfehler den ich korrigiert habe.
Bitte gern, allerdings hatte sich in meiner Rechnung ein Rechenfehler eingeschlichen, der die Anzahl der Batterien dann doch etwas zu hoch hat werden lassen. Jetzt stimmt's
Die grosse Frage ist, was "ein ganzes" Elektroauto heisst, und was "betreiben".
Solch kleine Batterien haben eine viel kleinere Leistung und viel weniger Energieinhalt als ein Auto-Akku.
Aber theoretisch könntest du das Auto auch mit einer einzigen solchen Batterie "betreiben": Wenn du ein passendes Getriebemotörchen hättest, und/oder einen passenden DC-DC-Converter, würde das Auto vielleicht eine halbe Sekunde lang oder 1cm weit fahren...
Und sonst, wenn du es "richtig" (also schnell und weit) betreiben willst, sind es, wie Diverse vorrechnen, zehntausende solcher Batterien.
Rechne doch hoch.. Gängige Akkusysteme in E-Autos haben z.B. 400V. Macht schon mal 267 Batterien in Reihe. So eine Mignon hat ca 2,2Ah... Macht für die 267 Batterien dann ca 887Wh... Gehen wir von einem 40kWh-Akku aus, so brauchst Du das also noch 45mal parallel, was insgesamt 12015 Batterien entspricht, um einmal ca 300km Reichweite zu haben (je nach Fahrweise und Modell)
*Bearbeitet, hatte einen Rechenfehler drin, ist nun korrigiert...
Nein, sau blöder anderer Rechenfehler 😂 Reden wir nicht drüber... 🤫
Also in der Theorie sollte es funktionieren.
So eine Batterie hat ca. 1,5 V und eine e-Auto Batterie hat ca. 400 V - 800 V.
Du brauchst also ein paar hundert stück und ich kann dir auch nicht sagen wie lange es funktioniert, aber wie gesagt. Theoretisch sollte es sich bewegen können damit.
Es wird aber definitiv nur ein paar Sekunden funktionieren.
Lg
Ja, das mit den 18650 Zellen ist wirklich seltsam. Die sind überall verbaut, in Leistungstaschenlampen, in LED Akku Tischlampen und sogar der grosse Akku meines E-Bikes hat dutzende dieser Zellen in einem Schrumpfschlauch, was ich kürzlich sah, als ich den Deckel mal abschraubte. Dass auch E-Auto-Batterien eine Kummulierung dieser Einzelakkus sind, ist irgendwie erstaunlich, ökonomisch naheliegend, aber das würde man auf Anhieb nicht denken, man hätte mehrere grosse Blocks ähnlicher Dimension wie z.B. die Auto-Bleigel-Batterien erwartet.