Wenn es kalt ist, sinkt die Reichweite von Elektroautos. Aber wird die im Akku enthaltene Energie wieder verfügbar, wenn das Auto in die warme Garage fährt?
Irgendwo muss die Energie bzw. Ladung doch sein, ist sie verloren gegangen oder steht wieder zur Verfügung wenn der Akku wieder wärmer ist?
Oder geht die Energie bei Kälte deswegen verloren, weil es bei Minustemperaturen zur Erhaltung der Temperatur des Akkus Letzterer mit Akkustrom beheizt werden muss?
Das nutzbare Temperaturfenster für die Akkus ist ja relativ eng nach oben wie nach unten begrenzt
3 Antworten
Es gibt 2 Faktoren zum einen sinkt der Leistungsoutput der Akkus wenn diese Kalt sind, wenn sie warm werden ist aber dann wieder die volle Leistung verfügbar.
Allerdings steigen bei kaltem Akku auch der Zelleninnenwiderstand und damit sind die Verluste größer, was aber dann dazu führt dass der Akku wieder wärmer wird.
Je länger der Akku aber kalt bleibt desto größer der Energieverlust.
Das gilt (fast) nur in metallischen Leitern.
In Akkus hast du keine Elektronen sondern Ionen und die bewegen sich durch den Elektrolyt, je "zäher" der ist desto langsamer bewegen die sich und desto größer sind die Verluste. Ganz grob gesagt.
Insgesamt hängt der Innenwiderstand davon ab wie schnell sich die Ionen bewegen können und wie schnell die Ionen nun reagieren können damit sie ihre Ladung abgeben können. Das hängt von der Temperatur ab und die Reaktionsgeschwindigkeit steigt idr mit der Temperatur.
Bei Lithiumionen Akkus kann diese gesteigerte Reaktivität auch zum durchgehen führen und der Akku beginnt zu brennen. Was die kritische Temperatur dafür ist, ist eine Frage der Zellchemie und Zellenspannung.
Aber wahrscheinlich nicht bei einem Autohersteller?
Die in den Akkus gespeicherte Energie wird meiner Meinung nach nicht durch niedrige Temperaturen weniger. Es wird natürlich Energie benötigt, wenn die Akkus aufgewärmt werden müssen, damit sie eine ausreichende Leistung haben. Die dafür eingesetzte Energie steht dann nicht mehr für den mechanischen Vortrieb zur Verfügung. Vergessen darf man dabei aber nicht, dass der Innenraum der Fahrzeuge aufgeheizt werden muss. Das kostet Energie. Bei meinem Benz C 300 e Plugin-Hybrid ist die Heizleistung bei Temperaturen um den Gefrierpunkt etwa 6 - 7 kW. Bei warmer Umgebung um die 20 °C verbraucht das Auto im Stadtverkehr 20 -25 kWh/100 km, bei 0 °C sind es auch schon einmal bis zu 40 kWh/100 km.
Aber bei batterieelektrischen Fahrzeugen werden doch keine Heizelemente eingesetzt sondern Wärmepumpen, die weniger Energie benötigen?
Auch Wärmepumpen benötigen Strom, insbesondere dann umso mehr je kälter die Umgebungstemperatur ist.
Da steht aberr nichts davon ob die Ladung sich bei höheren Temperaturen wieder regeneriert
Für mich als Elektrolegastheniker ist nicht verständlich dass beim kalten Akku der Zellenwiderstand steigt, in meinem Physikunterricht wurde uns eingetrichtert dass der elektrische Widerstand mit der Temperatur steigt? Wieso ist das bei den Zellen andersherum?