Im i-MiEV sind 2 Batterien verbaut:
- 12 Volt 27Ah (Bleibatterie) für die Steuergeräte, Beleuchtung, Servolenkung, Vakuum- und Wasserpumpe, Audiosystem
- 330 Volt 16 kWh (Lithium-Ionen) für Elektromotor, Klimaanlagekompressor und Fahrzeugheizung
Die wiederaufladbare 330V-Batterie (Akku) ist eigentlich der Taktgeber in der Entwicklung der EVs. Am Beispiel von Mitsubishi, die seit den 1970er Jahren EVs für japanische Stromgesellschaften bauen (Minica EV, Mini Cab EV, Delica EV, Libero EV usw.) kann man die Entwicklung vom Blei-Akku bis zum heutigen Li-Ion-Akku verfolgen. In dieser Zeit hat sich die Energiedichte massiv erhöht bzw. das Gewicht pro kWh reduziert.
Ab etwa 1995 wurde intensiv mit Lithium-Ionen-Akkus experimentiert und die Entwicklung geht noch lange weiter.
Li-Ion Batterien sind derzeit das beste Produkt in Bezug auf Leistung, Gewicht und Betriebsverhalten in der langen Entwicklung von Bleibatterien über Ni-Cd-, Ni-MH und Na-Nickelchlorid-Akkus.
Allerdings ist Li-Ion ein Oberbegriff für eine Vielzahl an höchst unterschiedlichen Varianten, die sich im Aufbau von Kathode und Anode, im Elektrolyt und in der Bauform unterscheiden. Daraus resultieren unterschiedliche Zellspannungen, spezifische Energie und spezifische Leistung. Die Energieeffizienz wird durch den Innenwiderstand (mit Spannungsverlust) beeinflusst. Gute Gesamtlösungen erreichen für Batterie und Ladegerät einen Wirkungsgrad von 90% oder besser.
Leider gibt es für die spezifischen Leistungswerte noch keine ISO-Standards. Zum Beispiel misst jeder Akku-Hersteller die spezifische Leistung über eine selbst gewählte Zeitdauer. Für den EV Interessenten sind daher vorläufig Gesamtspannung Kapazität und Wirkungsgrad die Schlüsselwerte. Die entsprechenden Daten für den i-MiEV-Akku von YUASA sind hier aufgeführt:
https://picasaweb.google.com/lh/photo/bfLsVgZnImBEwNOs-sjDlqs1wZvJAg7gQNM1SfQPnoU?feat=directlink
Im praktischen Einsatz des i-MiEV ist zuerst entscheidend, wie hoch die Ampère-Sicherung ist, wenn zu Hause an 220 V geladen wird. Mitsubishi bietet verschiedene Ladegeräte mit Beschränkung auf 10, 13 und 16 Ampere.
Das Lade- und Entladeverhalten wird durch die im Fahrzeug verbaute "Batterie-Management-Unit" gesteuert und überwacht. Diese Steuereinheit ist über einen CAN-Bus mit allen übrigen Stromverbrauchern verbunden und stellt sicher, dass die Batterie im optimalen Bereich betrieben wird (keine Tiefentladung, kein Überladen, keine Hitze, limitierte Lade- und Entladeströme usw.)
Die einzige Grösse, die sich nicht regeln lässt, ist die Umwelttemperatur (Sommer, Winter). Über das Temperaturverhalten des Akkus gibt diese Graphik Aufschluss (oberste Graphik auf der Seite):
https://picasaweb.google.com/lh/photo/vXuhbJXT6cjOWo2H8VTh_6s1wZvJAg7gQNM1SfQPnoU?feat=directlink
Die Graphik macht 3 wichtige Aussagen:
1. Der Akku kann nur im Bereich zwischen +12°C und +31°C zu 100% arbeiten
2.a Temperaturen >31°C führen zu raschem Leistungsabbau und >50°C zur Zerstörung der Akkuzellen
2.b Temperaturen <12°C führen ebenfalls zu Leistungsabbau. Die Akkuzellen werden jedoch nicht zerstört.
3. Das Ladeverhalten (Kurve in der oberen Hälfte) wird durch tiefe Temperaturen stärker eingeschränkt als das Enladeverhalten (Kurve in der unteren Hälfte).
Gegen den Hitzetod hat Mitsubishi eine Luftkühlung eingerichtet, die durch die Akku-Steuereinheit falls nötig aktiviert wird. Auf eine Heizung gegen die Kälte hat man verzichtet, weil:
- i-MiEVs mehrheitlich in warmen Regionen und als City-Car betrieben werden
- meist nur wenige kalte Wintermonate vielen warmen Frühling-, Sommer- und Herbstmonaten gegenüberstehen
- eine Batterieheizung den spezifischen Energieverbrauch des i-MiEV sehr negativ beeinflussen würde.
Was bedeutet jetzt die erwähnte Graphik für die Praxis?
Der Li-Ion-Akku kann nur bei warmem Wetter seine volle Leistung entwickeln. Nur dann sind maximal 150km Reichweite möglich. Sinkt die Temperatur beim Laden auf 0°C, so kann die Batterie nur zu etwa 60% geladen werden. Die Segmentanzeige gibt darüber keinen Aufschluss, wohl aber die Reichweitenanzeige beim Start. Ist es kälter als -20°C lässt sich der Akku nicht mehr laden. (Ein Grund, warum der i-MiEV vorerst in Finnland nicht verkauft wird.)
Umgekehrt ist ein bei warmen Temperaturen voll geladener Akku bei -10°C noch fast zu 100% leistungsfähig, bei -20°C noch zu über 60%.
Mein i-MiEV steht in einer freistehenden, nicht isolierten, ungeheizten Garage. Da bis jetzt das Thermometer nachts auf Null- oder Minusgrade sank, hatte ich morgens nur eine Akkukapazität von 90-105 km zur Verfügung.Heute war es etwas wärmer am Morgen und ich erhielt bereits 112 km Reichweite angezeigt. Der Frühling soll kommen
Gruss Walter
- 12 Volt 27Ah (Bleibatterie) für die Steuergeräte, Beleuchtung, Servolenkung, Vakuum- und Wasserpumpe, Audiosystem
- 330 Volt 16 kWh (Lithium-Ionen) für Elektromotor, Klimaanlagekompressor und Fahrzeugheizung
Die wiederaufladbare 330V-Batterie (Akku) ist eigentlich der Taktgeber in der Entwicklung der EVs. Am Beispiel von Mitsubishi, die seit den 1970er Jahren EVs für japanische Stromgesellschaften bauen (Minica EV, Mini Cab EV, Delica EV, Libero EV usw.) kann man die Entwicklung vom Blei-Akku bis zum heutigen Li-Ion-Akku verfolgen. In dieser Zeit hat sich die Energiedichte massiv erhöht bzw. das Gewicht pro kWh reduziert.
Ab etwa 1995 wurde intensiv mit Lithium-Ionen-Akkus experimentiert und die Entwicklung geht noch lange weiter.
Li-Ion Batterien sind derzeit das beste Produkt in Bezug auf Leistung, Gewicht und Betriebsverhalten in der langen Entwicklung von Bleibatterien über Ni-Cd-, Ni-MH und Na-Nickelchlorid-Akkus.
Allerdings ist Li-Ion ein Oberbegriff für eine Vielzahl an höchst unterschiedlichen Varianten, die sich im Aufbau von Kathode und Anode, im Elektrolyt und in der Bauform unterscheiden. Daraus resultieren unterschiedliche Zellspannungen, spezifische Energie und spezifische Leistung. Die Energieeffizienz wird durch den Innenwiderstand (mit Spannungsverlust) beeinflusst. Gute Gesamtlösungen erreichen für Batterie und Ladegerät einen Wirkungsgrad von 90% oder besser.
Leider gibt es für die spezifischen Leistungswerte noch keine ISO-Standards. Zum Beispiel misst jeder Akku-Hersteller die spezifische Leistung über eine selbst gewählte Zeitdauer. Für den EV Interessenten sind daher vorläufig Gesamtspannung Kapazität und Wirkungsgrad die Schlüsselwerte. Die entsprechenden Daten für den i-MiEV-Akku von YUASA sind hier aufgeführt:
https://picasaweb.google.com/lh/photo/bfLsVgZnImBEwNOs-sjDlqs1wZvJAg7gQNM1SfQPnoU?feat=directlink
Im praktischen Einsatz des i-MiEV ist zuerst entscheidend, wie hoch die Ampère-Sicherung ist, wenn zu Hause an 220 V geladen wird. Mitsubishi bietet verschiedene Ladegeräte mit Beschränkung auf 10, 13 und 16 Ampere.
Das Lade- und Entladeverhalten wird durch die im Fahrzeug verbaute "Batterie-Management-Unit" gesteuert und überwacht. Diese Steuereinheit ist über einen CAN-Bus mit allen übrigen Stromverbrauchern verbunden und stellt sicher, dass die Batterie im optimalen Bereich betrieben wird (keine Tiefentladung, kein Überladen, keine Hitze, limitierte Lade- und Entladeströme usw.)
Die einzige Grösse, die sich nicht regeln lässt, ist die Umwelttemperatur (Sommer, Winter). Über das Temperaturverhalten des Akkus gibt diese Graphik Aufschluss (oberste Graphik auf der Seite):
https://picasaweb.google.com/lh/photo/vXuhbJXT6cjOWo2H8VTh_6s1wZvJAg7gQNM1SfQPnoU?feat=directlink
Die Graphik macht 3 wichtige Aussagen:
1. Der Akku kann nur im Bereich zwischen +12°C und +31°C zu 100% arbeiten
2.a Temperaturen >31°C führen zu raschem Leistungsabbau und >50°C zur Zerstörung der Akkuzellen
2.b Temperaturen <12°C führen ebenfalls zu Leistungsabbau. Die Akkuzellen werden jedoch nicht zerstört.
3. Das Ladeverhalten (Kurve in der oberen Hälfte) wird durch tiefe Temperaturen stärker eingeschränkt als das Enladeverhalten (Kurve in der unteren Hälfte).
Gegen den Hitzetod hat Mitsubishi eine Luftkühlung eingerichtet, die durch die Akku-Steuereinheit falls nötig aktiviert wird. Auf eine Heizung gegen die Kälte hat man verzichtet, weil:
- i-MiEVs mehrheitlich in warmen Regionen und als City-Car betrieben werden
- meist nur wenige kalte Wintermonate vielen warmen Frühling-, Sommer- und Herbstmonaten gegenüberstehen
- eine Batterieheizung den spezifischen Energieverbrauch des i-MiEV sehr negativ beeinflussen würde.
Was bedeutet jetzt die erwähnte Graphik für die Praxis?
Der Li-Ion-Akku kann nur bei warmem Wetter seine volle Leistung entwickeln. Nur dann sind maximal 150km Reichweite möglich. Sinkt die Temperatur beim Laden auf 0°C, so kann die Batterie nur zu etwa 60% geladen werden. Die Segmentanzeige gibt darüber keinen Aufschluss, wohl aber die Reichweitenanzeige beim Start. Ist es kälter als -20°C lässt sich der Akku nicht mehr laden. (Ein Grund, warum der i-MiEV vorerst in Finnland nicht verkauft wird.)
Umgekehrt ist ein bei warmen Temperaturen voll geladener Akku bei -10°C noch fast zu 100% leistungsfähig, bei -20°C noch zu über 60%.
Mein i-MiEV steht in einer freistehenden, nicht isolierten, ungeheizten Garage. Da bis jetzt das Thermometer nachts auf Null- oder Minusgrade sank, hatte ich morgens nur eine Akkukapazität von 90-105 km zur Verfügung.Heute war es etwas wärmer am Morgen und ich erhielt bereits 112 km Reichweite angezeigt. Der Frühling soll kommen
Gruss Walter