Ein paar Gedanken zum Batterieheizungsproblem

[Bernd Schlueter]

Entschuldigung, Fehler gemacht, ich wollte eigentlich kein neues thread zu dem von "Power Tower" aufmachen.

Bin kein Lithiumexperte, möchte aber für die Zukunft das Kälteproblem, das "Power Tower" anspricht, angehen.
Meine Nicads, kein Zweifel, erwärmen sich wegen ihres geringen Wirkungsgrads und damit hohen Verlusts schneller, seit ich vor den Kühler im Winter eine Abdeckung anbringe. Lithium hat dafür einen zu hohen Wirkungsgrad, man müsste schon zusätzliche Verlustquellen, sprich, Batterieheizung anbringen. Das kostet zunächst schonmal Strom, wenn man nicht einen anderen Energiespeicher, der über weniger wertvolle Primärenergie aufgeladen wird, verwendet. Unterkühlte Flüssigkeiten, deren Kristallisation man bei Bedarf startet, sind da ein Möglichkeit. Wasser hat zum Beispiel bei 0 Grad Celsius pro Liter ein Speichervermögen von 0,93 kWh. Null Grad gelten im heutigen Sibirien schon als sommerlich, bei denen ein echter Russe bereits den Strand ums Eisloch aufsucht.
Ganz schlimm kann es also nicht kommen, denn Wasser gibt es überall, wo es Menschen gibt, die sich nicht "Winston" schimpfen.
Weitere unterkühlbare Wärmequellen: Wachs (Paraffin), Natriumacetat, Magnetit für Hochtemperatur (>850 grad)...
Problem: der Wärmetransport ist praktisch nur über die Luft möglich, oder Wärmeröhren, die man aber auch gut auf Kupferrohr/Propanbasis selbst herstellen kann. Da sollten wir uns von den besonders coolen Computerhanseln inspirieren lassen...
Insbesondere hot , besser cool spots lassen sich damit eliminieren.
Mit den Eisblöcken, in Legoform, baut man dann am Straßenrand Schneefrauen.

Mal abschätzen, wie viel Wasser man zum Aufwärmen von Winston benötigt:
Winston macht zwischen -70 und +100 Grad keine Phasenumwandlung durch. Zum großen Teil Festkörper, der Kunstoff davon der leichteste, der pro kg das meiste an Wärme schluckt: zwischen -70 und 0 Grad schätzungsweise pro Liter Winston 300cm³ gefrierendes Wasser oder anderen Latenzwärmespeicher.
-mal zur Anregung-.


Andere Abschätzung, ob Erwärmung durch Batteriekapazität sinnvoll ist: 100kg von ca 10kWh Speichervermögen haben ein Kältespeichervermögen bei 20 Grad Temperaturdifferenz von nach meiner miesen Abschätzung 2kWh, die pro Aufheizung durch Eigenstrom verloren gehen (abends nach der Arbeit für den Stromgeizhals). (Evtl. Zusatzheizbatterie mitnehmen, Kokams oder Ähnliches?)
Ich halte da übrigens in diesem besonderen Falle Verbrennung für das umweltfreundlichste und energieefizinteste Verfahren. Lediglich 100 Gramm Propangas müssen verbrannt werden, um den 100Kg schweren Fettwanst von Winston auf Betriebstemperatur zu bringen, Eigenstrom ist da pfui, viel zu wertvoll. Gönnt Euch was Gutes und leistet Euch eine Verbrennungsbatterieheizung, mit Wärmeröhren, damit es schnell geht!
Nebenbei lässt sich über eine Zusatzwärmeröhre für die bibbernden Mitfahrerrinnen etwas abzweigen.
Stoppt also die Verschwendung von allzu wertvoller Sekundärenergie!
Wer baut mit?

 

[Bernd Schlueter]

Was in der Computertechnik allerbestens funktioniert, löst auch unser Problem! Auch, wenn die Batterien abkühlen, ein Wärmerohrsystem sorgt immer dafür, dass alle Batterien die gleiche Temperatur besitzen. Vielleicht sollte man aber statt Propan ein weniger brennbares Kältemittel verwenden (auch Wärmemittel nennt der Kältefachmann Kältemittel).
"Wässerchen" pflegen Russen ein besonders effektives Wärmemittel zu nennen. Winston enthält unter anderem auch so ein "Wässerchen". Das ist aber brennbar. Kohlendioxyd heißt für uns das geeignetste.
Da fällt mir ein: Winston trägt einen Kunststoffanzug mit deutlichen Streifen: In die Streifensicken lassen sich Wärmerohre legen...
Wärmerohre gibt es praktisch nicht fertig, kann man dafür einfach selbst anfertigen.
Ich spreche nicht von Wärmerohren mit "Docht".

Wiki mit "Docht"

Der Link wurde entfernt (404).

undsoweiterundsomercedes

 

[Bernd Schlueter]

Bald ist die Ostgrenze des europäischen Reiches auch keine elektroautomobile mehr.
Wer plant schon mit die nächste Sibirientor?
Vorschlag: Sibirisches Kaffeekränzchen am Eisloch auf dem Ladogasee...
immer nur Berge ist schließlich langweilig.

Der Link wurde entfernt (404).

Nach dem Aufwärmen am Ladogasee Weiterfahrt in die Oblast Sibirsk

 

[Michael Hu]

Hallo Bernd,
wann geht denn deine Reise los ?
Gibt es dann auch ein Online Tagebuch ?
Wie sieht denn die Reiseplanung aus ?
Kann man ev. auch eine Teilstrecke mitfahren ?

mit nicht ganz so ernster Mine

mit weihnachtlichen Grüßen

 

[Cavaron]

Bei den vielen Anekdoten, Insider-Anspielungen und Wortwitzen fällt es mir manchmal schwer, das Thema der Posts zu erfassen...

Geht es um eine Akku-Heizung? Ich würde auch Schläuche/Rohre durch die Akku-Rippen legen und ein Medium (kein reines Wasser, das friert nur ein) durch einen Wärmetauscher leiten, der um ein Peltier-Element führt. Kann man im Sommer umdrehen, dann kühlt es. Müsste man mal ausrechnen, wie groß es dimensioniert sein muss, aber üblicher Weise brauchen die so um die 100 Watt in Standartgrößen.

 

[Jan-EL]

Peltier-Elemente sind zum kühlen sehr inefizent. Da ist ein Ventilator um einges besser.

bis denne
Jan

 

[Bernd Schlueter]

Vergesst Schläuche mit Wasser. Die computercooooler wissen, warum. Nein, Wärmerohr ist die Devise. Den Docht brauchen wir nicht, wenn wir oben im Sommer oben kühlen und im Winter von unten heizen. Praktisch verdampfungsheizung mit naturumlauf im Vakuum. Verbrennung oder Kühlung durch Wasserverdunstung, das sind die sinnvollste Methoden.
Muss aber erst gebaut werden.

 

[PowerTower]

So langsam erkenne ich den Vorteil einer Hochtemperaturbatterie ala NaNiCl (Zebra). Man hat jahreszeitenunabhängig immer die volle Leistung zur Verfügung, allein im Winter wird etwas mehr Sekundärenergie benötigt, um die größere Temperaturdifferenz aufrecht zu erhalten. Doch damit könnte man vermutlich noch leben, wenn sich sonst keine Einschränkungen ergeben. Das wäre mir zumindest lieber, als es derzeit der Fall ist.

Bezüglich einer sinnvollen Heizung, die ohne viel Sekundärenergie auskommt, habe ich mir auch schon so meine Gedanken gemacht. Dabei hilft ein Blick in die Industrie, wo Heiz- und Kühllösungen zum Tagesgeschäft gehören.

Man baue unter die Akkus eine Aluminiumplatte, die zum einen eine gefräste Nut für einen Heizleiter hat und zum anderen ein eingebautes Kapillarlabyrinth, ähnlich einer Fußbodenheizung. Die Wasserleitungen am Auto werden nun so umgelegt, dass die Abwärme vom wassergekühlten Antriebsmotor und vom wassergekühlten Controller zunächst in diese "Fußbodenheizung" geleitet wird, ehe das Wasser zum Kühler gelangt. Die abzutragende Wärme - abhängig von der Belastung und dem Wirkungsgrad des Motors - beträgt etwa 500-1.000 Watt. Das sollte reichen, um diese 0,7 m² Fläche angemessen zu beheizen. Für den Fall, dass dem nicht so ist und um auch die Temperaturstabilität während des parkens und ladens zu gewährleisten, wäre der Heizleiter vorgesehen.

Dieses System könnte man in einer einfachen Version bauen mit einem PTC Heizleiter, einem Temperaturfühler mit Bimetallschalter, sowie ein paar digitalen Umschaltventilen für den Wasserkreislauf, oder in einer eleganten Version mittles aktiver (PID-)Regelung von elektrischer Heizleistung und Wasserheizung/-kühlung für eine Solltemperatur von 20°C - ganzjährig. Ich finde es sinnvoller, die Temperatur permanent auf einem gewünschten Wert zu halten, anstatt diese großflächige Aluminiumplatte immer wieder abkühlen und aufheizen zu lassen, denn wer garantiert mir, dass ich immer dann warme Akkus habe, wenn ich sie gerade brauche? Eine Temperaturregelung wie diese braucht nur eine sehr geringe Energiezufuhr, wenn die gewünschte Temperatur erst einmal erreicht wurde. Es gibt bei der Sache nur zwei Haken. Zum einen die Kosten, zum anderen der Aufwand. Wer fährt schon gern einen kleinen Schaltschrank im Kofferraum spazieren?

Als Frostschutz- und Korrosionsmittel bietet sich nach eigener Erfahrung Glysofor L perfekt an.

 

[Bernd Schlueter]

Nee, nix Kühlwasser oder sonstige Soße. einfaches CO2 in flüssiger Form, also aus der Sahneaufschäumerflasche in ein Kupferrohr, ohne sonst etwas, also auch kein Kapillardocht. Halt, nicht vergessen, gut zulöten, sonst erhöht man den Treibhauseffekt. Wenn es das dann serienmäßig gibt, wird es so billig wie eine leere Konservendose, aus einfachem Eisenblech. Kühlschrankrohre unterliegen schon seit langer Zeit dieser Einsparung. Was für das Auto gilt, gilt genauso für die Hausheizung. Unser Handwerk versteht nur leider nichts von der Sache. Fred Feuersteins Nachfolger hat verpennt, das weiterzusagen. Der Fred wußte es noch.

Isolierung? Wenn alle Stricke reißen, Hochvakuum. Die Zebras leben davon, verlieren heute nur noch 40 Watt Dauerheizleistung und müssen genau einmal im Jahr an die Hochvakuumpumpe. Gab es alles auf der Ecartec, da, wo die Bayern ins Kraut schießen..

 

[Cavaron]

Ich versteh wieder nix. Fred Feuerstein ist eine Zeichentrickfilmfigur - was hat die mit Heizungsinstallationen zu tun? Und wo schießen Bayern ins Kraut? Wo gibt es das Buch: Schlüter - Deutsch

 

[Bernd Schlueter]

München ist gemeint, da war die Elektroautomesse. Deutsche Heizungssysteme in unseren Häusern sind in der regel so undicht, dass an eine wärmerohrheizung nicht zu denken ist. In den beneluxländern und in der Schweiz hat man die deutsche Steinzeittechnik teilweise überwunden. Dort verwenden die heizungsinstallateure häufig Präzisionsrohre, die mit der erforderlichen Sorgfalt montiert werden. Erstaunlich ist, die rohre kommen fast immer aus deutscher Produktion.
Deutsche Handwerker meiden diese Produkte.
So wird der Einsatz von Wärmerohren noch lange auf sich warten lassen. In der Geothermie, da gibt es die ersten Anfänge, neben der Kühlung von Prozessoren..

 

[Johns Straßheim]

Neben all dem Fachchinesisch mal ein ganz kleiner Praxisbericht von wegen Batterieheizungsproblem.

Meine 100AH WInston Akkus im umgebauten P106 sind einfach mit ca. 2,5 cm Styrodur Isolierung eingepackt.
Ich habe zusätzlich noch eine Akkuheizung mit Heizmatten eingebaut. Die Wahrheit ist, dass ich diese Akkuheizung noch nicht einmal benutzt habe. Trotz Winter... Die Akkus bleiben aufgrund der Isolierung und der hohen Eigenmasse ausreichend warm im normalen Fahrbetrieb!
Wenn es ganz kalt ist, einfach passend laden, dann werden die Akkus warm und durchs fahren, werden sie sogar noch wärmer...

Zumindest mit WInston Akkus die man auch bei unter 0C° "warm" laden darf, ist das Problem Akkuheizung zumindest im deutschen Winter eigentlich völlig unrelevant. Isoliert die Akkus einfach.
Wichtig! Oben wo bei mir die Balancer draufsitzen die richtig heiß werden sollte man natürlich genügend Abstand zur Isolierung halten und ich habe oben nur mit 0,5 cm isoliert und zusätzlich kleine Lüftungsschlitze rechts und links oben im Batteriepack gelassen.

 

[PowerTower]

Und wie bekommst du im Sommer die Wärme weg, meinst du, dass da die paar Lüftungsschlitze ausreichend sind? Hast du mit der jetzigen Lösung schon einen Sommer durch?

 

[el El]

Man müßte die Isolierung so planen, daß man zumindest die Seitliche im Sommer herausheben und durch etwas luftiges ersetzen kann, damit die akkus nicht herumfliegen. Läßt sich leicht miteinplanen, wenn man vorher drann denkt, nachher wirds wohl schwierig.

Gruß, Konstantin

 

[PowerTower]

Naja, wenn man an die Akkus ohne weiteres rankommt, sollte das gehen. Aber in den meisten Fällen kommt man da ohne Hebebühne nicht sehr weit. Und zweimal im Jahr das Auto aufbocken und den Akkukasten abschrauben um die Isolierung zu ändern finde ich nicht gerade ideal und auch nicht sehr fortschrittlich.

 

[Johns Straßheim]

Ja der Sommer... Ich selbst habs ja noch nicht ausprobiert... gibt aber andere die das schon gemacht haben und bei denen es funktioniert.

Wenns ganz schlimm wird würde ich noch einen lüfter einbauen, den das bms ab einer bestimmten temperatur einschaltet. Das Emus hat einen speziellen Ausgang dafür...

Wir werden sehen.

 

[Buggi]

Die Winston sind doch so gebaut, dass man von unten nach oben Luft durchblasen kann. Warum nutzt diese sicherlich mit Hintergedanken konstruierte Eigenschaft eigentlich niemand?
Anstatt Heizfolie also einen Schlitz- oder Lochboden, in den Luft geblasen wird, die im Winter aufgeheizt wird, im Sommer halt nicht.
Das ganze wie schon beschrieben isolieren, fertig ist die fast perfekte Akkuklimatisierung...

 

[Johns Straßheim]

Noch ein kurzes Update bei -10C° Außentemperatur.

Die Akkus müssen so bei 5C° sein, damit sie optimal laufen. Das erreicht man, wenn man so lädt, dass die Akkus morgens beim Losfahren ungefähr fertig geladen sind.
WIr fahren ca. 75km am Tag (37km Pendelstrecke ein Weg) und die Akkus kühlen den Tag über nicht aus, sondern bleiben auch bei aktuellen Temperaturen bei mindestens 5-10 C°.

Sind die Winston LiFeYPo Zellen unter 3C° wird kann ich dauerhaft nur mit 0,5-0,7C entladen (bei mir 50-70A) sonst spricht die Spannung bedenklich ein. Bei diesen Temperaturen steigt auch der Verbrauch.

Also wer vor dem Fahren lädt und keine Standzeiten von mehr als 8h hat braucht in Deutschland keine Heizung meiner Meinung nach. Und auch wenn die Akkus mal superkalt sind: Wenn ich nur mit 0,3-0,5 C entlade und gemütlich fahre komme ich auch ans Ziel...

Also in dem Sinne schöne kalte Elektrokilometer!