Forum: Offtopic Geringere Akku-Kapazität bei niedrigen Temperaturen. Wo geht die Energie hin?


von Paul H. (powl)


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Hi,

die tatsächliche Kapazität von Akkus hängt ja zum einen von der 
Strombelastung aber zum anderen von der Temperatur ab. Ich möchte, indem 
ich beide Parameter erfasse, eine möglichst genaue Ladestandsermittlung 
entwickeln indem ich die entnommene Energiemenge kontinuierlich erfasse.

Was passiert wenn ich aus einen Akku in einem Temperaturbereich, in dem 
er z.B. nur die halbe Kapazität aufweißt eine gewisse Energiemenge 
entnehme, die z.B. der viertel Nennkapazität entspricht und ich ihn 
danach erst wieder bei Normaltemperatur weiter benutze. Ist der Akku 
dann bereits zur Hälfte entladen? Ergo ist die Entladung in niedrigen 
Temperaturbereichen einfach wesentlich ineffizienter (was ja den Akku 
ganz schön aufheizen müsste bzw. sich am Innenwiderstand bemerkbar 
machen würde?)? Oder steht bei niedriger Temperatur einfach nur nicht 
die Gesamte Energiemenge zur Verfügung und ich kann den verbleibenden 
3/4 Teil der Restladung dann bei Normaltemperatur noch rausziehen?

: Verschoben durch User
von stefanus (Gast)


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Das ist eine schöne Frage, interessiert ich auch.
Gibt es eigentlich "Willi Will's Wissen" für Erwachsene?

von Stefan M. (derwisch)


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Die Spannung des Akkus geht bei Kälte früher in die Knie ( bei Belastung 
) weil der Innenwiderstand bei Kälte ansteigt..
Wenn er dann in wärmerer Umgebung weiterbenutzt wird ist Ladungsmenge 
wieder verfügbar ( Innenwiderstand wird wieder kleiner ).

Ich habe mal einen voll geladenen Elektrolyt Becherkondensator ( 2000 µF 
oder so ) in flüssigem Stickstoff eingefroren, und dabei die Spannung 
gemessen.

Bei ca. -100 Grad ging die Spannung sehr plötzlich auf fast 0 Volt 
runter.
nach dem Auftauen war alles wieder wie vorher.
Spannung voll da, und Ladungsmenge auch ( fast ) voll.

P.S: Ich weiss, dass Elko und Akku nicht das Gleiche sind...

: Bearbeitet durch User
von Icke ®. (49636b65)


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Paul Hamacher schrieb:
> Oder steht bei niedriger Temperatur einfach nur nicht
> die Gesamte Energiemenge zur Verfügung

So ähnlich. Zumindest bei Li-Akkus ist die Klemmenspannung bei niedrigen 
Temperaturen von vornherein geringer, sodaß die Entladeschlußspannung 
auch wesentlich früher erreicht wird.

> den verbleibenden
> 3/4 Teil der Restladung dann bei Normaltemperatur noch rausziehen

Ein bißchen geht auf jeden Fall, ob es jetzt die komplette Restladung 
ist, keine Ahnung, noch nicht gemessen.
Ein praktischer Trick, um aus verbrauchten Batterien noch etwa Strom 
herauszukitzeln, ist auch das Erwärmen derselben (auf Heizung legen 
ect.)

Zur korrekten Bestimmung der Kapazität muß weiterhin die 
Entladestromstärke berücksichtigt werden. Je mehr Strom, desto weniger 
entnehmbare Kapazität. Dafür gibt es jedoch keine allgemeine Formel, 
sondern die Charakteristik steht im Datenblatt.

von Paul H. (powl)


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Ist es eigentlich energieeffizienter wenn man die Zellen beheizt? 
Bewandnis: Mobile Musikbox, die ab und an mal im Winter auch ne Nacht im 
Kalten verbringt. Und dann wieder lange was leisten muss.

Wichtig ist auf jeden Fall, dass die Ladestandsanzeige noch genau geht

von Icke ®. (49636b65)


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Paul Hamacher schrieb:
> Ist es eigentlich energieeffizienter wenn man die Zellen beheizt?

Definitv ja. RC-Flieger wärmen bei kalten Außentemperaturen ihre Akkus 
vor, manche haben extra beheizte Boxen dafür.

von Thomas G. (Firma: Frickelhauptquartier) (taximan)


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Wird die Heizung etwa mit Akkus betrieben???

flücht

von Paul H. (powl)


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Meine Frage bezieht sich auf den Fall die Heizenergie aus dem Akku 
stammt ;-)

: Bearbeitet durch User
von Paul B. (paul_baumann)


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Taximann frog:
>Wird die Heizung etwa mit Akkus betrieben???

Na freilich. Das ist dann wie eine Matrjoschka: Ein Akku wird von einer
akku-betriebenen Heizung erwärmt, dessen Akku von einer akku-betriebenen 
Heizung erwärmt wird....

MfG Paul

von Icke ®. (49636b65)


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Thomas Glass schrieb:
> Wird die Heizung etwa mit Akkus betrieben???

Klar, von dem großen im Auto. =8P
Manche nehmen aber auch solche Taschenwärmer-Dinger.

von Peter R. (pnu)


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Das Mehr an Energie hat auch mit chemischen Vorgängen zu tun: Chemische 
Vorgänge laufen "leichter" ab, je höher die Temperatur ist.
Ein warmer Akku kann deshalb die chemisch gespeicherte Energie 
wesentlich leichter abgeben.
Außerdem ist auch der Zugang des Elektrolyts zu den gespeicherten 
Materialien bei Kälte schwieriger sodass auch dadurch ein Teil des 
"geladenen" Materials bei Kälte nicht zugänglich ist.
Ein kalter Akku hat deutlich höheren Innenwiderstand als ein warmer.

Natürlich wird das Entladen ineffektiver, weil mehr Innewiderstand 
vorhanden ist, und geladene Teilbereiche der Platten schwieriger vom 
Elektrolyten erreicht werden.

: Bearbeitet durch User
von Paul H. (powl)


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Das heißt also sobald ich mit schwankenden Temperaturbereichen zu tun 
hab krieg ich Probleme mit der Anzeige des korrekten Ladestands? Ergo 
wäre das "klimatisieren" des Akkus einfacher?

Geht man davon aus, dass nach Aufwärmen auf Normaltemperatur wieder die 
vollständige Restkapazität verfügbar ist dann müsste die 
Ladestandsanzeige während des Aufwärmens ja sogar steigen, da ja nun der 
Akku zwar nicht voller wird aber mehr Kapazität abrufbar wird. Seltsam.

: Bearbeitet durch User
von Peter R. (pnu)


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Die Ladezustandsanzeigen sind sowieso mehr oder weniger phantasievolle 
Einrichtungen.

Gespeichert wird im Akku ja in Form von chemischen Substanzen.
Wieviel davon vorhanden ist, kann man ja nur indirekt über 
Spannungsverlauf, Erwärmung, Innenwiderstand erahnen.

Eine Selbstentladung oder die verringerte Kapazität eines Akku ist z.B. 
eigentlich von keiner Füllstandsanzeige erfassbar.

Der Füllstand wird nur anhand ausgeklügelter Bilanzierung bei Ladung und 
Entladung geschätzt und bei fast-Überladung festgestellt.

Bei ständigen Lade/Entladewechsel, also häufigem Nachladen und 
teilgeladenem Zustand stimmt die Ladezustandsangabe bald garnicht mehr.

Deswegen muss oft erst richtig entladen werden um eine verlässliche 
Volladung zu erreichen.

Ladegeräte zu entwickeln ist nahezu schwarze Kunst.

von Peter R. (pnu)


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Die Ladezustandsanzeigen sind sowieso mehr oder weniger phantasievolle 
Einrichtungen.

Gespeichert wird im Akku ja in Form von chemischen Substanzen.
Wieviel davon vorhanden ist, kann man ja nur indirekt über 
Spannungsverlauf, Erwärmung, Innenwiderstand erahnen.

Eine Selbstentladung oder die verringerte Kapazität eines Akku ist z.B. 
eigentlich von keiner Füllstandsanzeige erfassbar.

Der Füllstand wird nur anhand ausgeklügelter Bilanzierung bei Ladung und 
Entladung geschätzt und bei fast-Überladung festgestellt.

Bei ständigen Lade/Entladewechsel, also häufigem Nachladen und 
teilgeladenem Zustand stimmt die Ladezustandsangabe bald garnicht mehr.

Deswegen muss oft erst richtig entladen werden um eine verlässliche 
Volladung zu erreichen.

Ladegeräte zu entwickeln ist nahezu schwarze Kunst.

Paul Hamacher schrieb:
> dann müsste die
> Ladestandsanzeige während des Aufwärmens ja sogar steigen, da ja nun der
> Akku zwar nicht voller wird aber mehr Kapazität abrufbar wird. Seltsam.

Die Anzeige kann eben nicht messen, wieviel Substanz erreichbar ist. Sie 
muss anhand von "rein-raus" schätzen, wieviel noch drin sein könnte.

: Bearbeitet durch User
von Paul H. (powl)


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Ergo mache ichs mir am einfachsten wenn ich die Akkus halt immer in 
einem engen Temperaturbereich halte?

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