Rekuperation sinnvoll?

[korbi]

Hallo,

beim Rekuperieren (egal welches System) erzeugt der Elektromotor meistens für sehr kurze Zeiten im Sekundenbereich (beim Abbremsen) hohe Ströme, die in den Akku zählbar zurückgespeist werden.

Ein Bekannter vertritt aufgrund eigener Versuche die These, dass die Akkus es in diesen wenigen Sekunden gar nicht schaffen, die Rekuströme in verwertbare Chemie - also zusätzliche Kapazität - umzuwandeln. Dazu wäre ein Prozess nötig, der erst einige Zeit braucht, um wirksam zu werden.
Er meinte, dass bei viel Rekuperation die Kapazitätsanzeige zwar hochzählt, aber die Akkus im Ganzen früher leer sind, als wenn man durchfahren würde. So etwa.

Was haltet ihr davon?

Dann würde kurzes Rekuperieren ja lediglich die Bremsen schonen, aber nicht die Reichweite erhöhen. Andererseits: müsste dann der Akku nicht deutlich warm werden (weil irgendwo muss die Energie ja hin)?

 

[Manfred aus ObB]

[quote korbi]Hallo,

beim Rekuperieren (egal welches System) erzeugt der Elektromotor meistens für sehr kurze Zeiten im Sekundenbereich (beim Abbremsen) hohe Ströme, die in den Akku zählbar zurückgespeist werden.

[/quote]

Denke es ist wie bei vielen im Leben

die Dosis macht das Gift

Wenn so Rekuperiert wird das fast schwarze Spuren im Asphalt, wird der gute Mann so unrecht nicht haben
wird aber moderat Rekuperiert so das es zur Akkuchemie past, wirds was bringen und welche Meinung
hat der Bekannte zu Bergabfahren mit Rekuperieren? im fast freien Fall mag Er auch da fast Recht haben ;-)

 

[Sascha Meyer]

Hmmm, da ja bereits seit Jahren so einige Ellisti mit aktiver Reku fahren und wir saemtliche Daten ueber den Rekustrom und dessen Effizienz aus deren Empirik beziehen, muss wohl was dran sein. Ich bezweifle, dass unabhaengig voneinander alle Rekufahrer faelschlicherweise behaupten, die Zellen seien frischer und steifer, nebst festgestellter Reichweitenverlaengerung.

Aber deine Ueberlegung ist sehr interessant und gehoert ueberprueft. Fuer klassische Batterien ist deine Annahme wohl korrekt. Das galvanische Element laeuft immer. Die Reku muss erst eine Prozessumkehr erreichen und eine - sagen wir mal Zersetzungsspannung dazu - aufbauen, um die galvanischen Vorgaenge umzukehren und die Elektrolyse einzuleiten. Und selbiges geht wahrscheinlich wirklich nicht innerhalb von wenigen Sekunden.
Fuer Lithiumakkus und Ionenpumpenmodelle wuerde diese Ueberlegung selbstverfreilich nicht gelten.

Viele Gruesse aus dem Saarland, Sascha

 

[Bernd Schlueter]

Dein Bekannter hat das sicherlich mit Nicads probiert, da ist das bei wenig entladenem Akku teilweise richtig, für Blei und Lithium aber nicht. Ich kann Dir nur sagen, ich fahre öfter ins bergische Land, wo ich manchmal auf der Höhe mit total leeren Batterien, Nicads, ankomme. Das Ding schleicht da oben nur noch, und wenn die gelbe Lampe einmal kommt, bin ich geliefert. Dann geht es steil ins Tal hinab 200 Meter, auf ca 3 km Länge, und die Akkuanzeige ist unten nicht nur um vier Prozent gestiegen, sondern ich erklimme mit Leichtigkeit auch noch den steilsten Anstieg der Strecke mit 14%, meine Bekannten wohnen in gut 50 Meter Höhe über dem Tal. Bisher brauchte ich die Nachbarn im Tal nicht um Strom bitten.
Teilweise hast Du recht, aber die Energie, die Du zum Schluss hinzulädtst, ist ganz besonders leicht wieder herauszuholen. Ansonsten ist der Wirkungsgrad der Rekuperation insgesamt ziemlich miserabel, gerade mit Nicads.

 

[weiss]

[quote Manfred aus ObB][quote korbi]
beim Rekuperieren (egal welches System) erzeugt der Elektromotor meistens für sehr kurze Zeiten im Sekundenbereich (beim Abbremsen) hohe Ströme, die in den Akku zählbar zurückgespeist werden.

[/quote]
die Dosis macht das Gift
[/quote]
hallo korbinian
ich denke, da hat manfred mal wieder recht.
bleianker nehmen die reku-energie sehr gut und schnell auf alle anderen "neigen" scih erstmal zu erwärmen und dann erst die ladung auf zuehmen.
und es kommt wie immer auf die umgebung an wo das gefährt "lebt".

im flachland bringt es einem sicher weniger als in den bergischem raum. ich definiere mal bergischem raum: die erhebungen haben eine mindesterhöhung vom 200 höhenmetern! alles darunter ist hügelland.

man bedenke, dass es häuser gibt die schon höher sind als mancher berg.

 

[Simma D.]

Nabend

Reku sinnvoll oder nicht.

Auf jeden fall ist eine Reku sinnvoll. Sonst wäre sie nicht im Renault,Citren,Peugot und City El
vorhanden.

Also wie Werner schon sagt im Hügelland (unteralb von 200 Höhenmetern) bringt sie nicht so viel
als wenn man im Berg Land fährt. Ist aber nie falsch eine Reku zu haben.

Was aber stimmt korbi, ist dass die Akkus die kurzen hohen Ströme nicht so schnell aufnehmen können, die nicht aufnehmbaren Ströme werden dann in Wärme umgewandelt.
Fährt man die Möggersstraße hinunter (ein ständiges Gefälle) macht sich eine Reku sicher sehr gut.
Da da die Ströme so ziemlich gleich sind kann der Akku den Strom besser aufnehmen, aber auch nicht ganz. Weil ein Teil wieder in Wärme umgewandelt wird.

 

[Ralf Wagner]

Zumindest bei meinem Hybrid (NIMH-Batterie), funktioniert die Aufnahme der kurzen Ströme ganz gut ;-). Der SOC steigt und man kann die Energie von wenigen Sekunden Ladung durchaus wieder nutzen. Eine Reku schont auch die Bremsen des Fahrzeugs deutlich. Insbesondere beim city el ist das schon ein Vorteil. Beim Hybrid (Prius) ist die Standzeit der Bremsbeläge 100.000 km und mehr ;-).

Grüße
Ralf

 

[jbl]

Da sollte man doch mal was mit Supercaps (Kondensatoren höchster Ladungsdichte) probieren, die sind für sowas optimal. Im einfachsten Fall könnte man dem Akku eine Supercap-Batterie direkt parallel schalten, oder durch eine Schottky-Diode entkoppelt, sodass die Reku-Energie nur in den Supercap geht und beim nächsten Gasgeben zuerst wieder verbraucht wird. Dafür braucht man dann nur relativ große Kondensatoren (= viel Geld).

Gruß, Jochen

 

[Manfred aus ObB]

[quote jbl]Da sollte man doch mal was mit Supercaps (Kondensatoren höchster Ladungsdichte) probieren, die sind für sowas optimal. Im einfachsten Fall könnte man dem Akku eine Supercap-Batterie direkt parallel schalten, oder durch eine Schottky-Diode entkoppelt, sodass die Reku-Energie nur in den Supercap geht und beim nächsten Gasgeben zuerst wieder verbraucht wird. Dafür braucht man dann nur relativ große Kondensatoren (= viel Geld).

[/quote]


Tja das ist eben das scheinbar logische Ergebnis.

Aber je weniger man Bremst um so höher die Verluste, weil ohne Bremsen schleppt
man nur Ballast rum, inklusive Kostenballast, das heißt der Mehrertrag beim Rekuperieren
sollte den Mehrverbrauch des Gesamtsystems gegenübergestellt werden.

Ach ja was bringt das beim Rekuperiern am Berg, eigentlich garnix
außer Mehrgewicht beim Rauffahren

 

[Bernd Schlueter]

Es gibt ja ein break even bei den Ultracappreisen, klar, nur für die Stadt. In 10 infinionischen Ultracaps von 5000 Farad würde meine Bremsenergie aus 50km/h schon hereinpassen. Allerdings ist in der Stadt meine Steckdose immer in der Nähe und deshalb sind die Ultracaps verzichtbar. Lithiumakkus sind fast gleich im Aufbau und haben vermutlich einen zumindest gleichen Rekuperationswirkungsgrad. der ist nämlich nicht berühmt bei den Ultracaps. Beim Rekuperieren mit 20 kW würde in die Ulktracaps ein Strom von ca 2000 Ampere fließen. Klar, das stecken die weg. Trotzdem, ganz schöner Aufwand. Lithium!!

 

[jbl]

[quote Manfred aus ObB]Ach ja was bringt das beim Rekuperiern am Berg, eigentlich garnix
außer Mehrgewicht beim Rauffahren [/quote]

Stimmt, man braucht also zwei Rekuperationsmodi: zum Bremsen (hohe Leistung, kurze Phasen) und zum Bergabfahren (moderate Leistung, lange Phasen). Die langen Phasen können zumindestens bei Blei direkt in die Batterie gehen, für die kurzen reicht dann eine kleinere Kondensatorbatterie.

Das Rekuperieren beim Bergabfahren findet übrigens sowieso statt: sobald die generierte Motorspannung über die Batteriespannung steigt (bei meiner Elli ab ca. 55km/h), fließt die Energie über die Bodydiode der Endtransistoren zurück, was auch gleichzeitig die Geschwindigkeit begrenzt. Beides ist sinnvoll. Der Bergabmodus wäre also serienmäßig vorhanden.

Fürs Bremsen habe mir schon mal sowas überlegt: Über einen eigenen Bremstransistor könnte man Strom aus dem Motor direkt in einen Kondensator "choppen" und diesen damit auf niedrige Spannungen aufladen. Von diesem niedrigen Spannungsniveau aus geht es dann mit einem DC/DC-Wandler und geringeren Strömen zurück in die Batterie.

Gruß, Jochen

 

[Simma D.]

Hallo Manfred

Ach ja was bringt das beim Rekuperiern am Berg, eigentlich garnix
außer Mehrgewicht beim Rauffahren

Außer man Wohnt schon auf dem Berg dann nützt es schon was.

 

[jbl]

[quote Simma D.]

Ach ja was bringt das beim Rekuperiern am Berg, eigentlich garnix
außer Mehrgewicht beim Rauffahren

Außer man Wohnt schon auf dem Berg dann nützt es schon was.[/quote]

Ich glaube, Manfred wollte darauf hinaus, dass die von mir vorgeschlagene Diode das Rückspeisen direkt in die Batterie verhindern würde und die Supercaps beim Bergabfahren schnell voll wären, sodass die Rekuperation beim Bergabfahren nicht nutzbar wäre.

Gruß, Jochen

 

[Bernd Schlueter]

Ja, das geht, die Motorspannung passt sich beim Rekuperieren der Spannung der Kondensatoren an, wegen Felverdrängung. Der Strom wird im Wesentlichen durch das Feld bestimmt (Feldverdrängung). Das funktioniert aber nur, wenn man das Feld nicht gegen den Anker umdreht, wie es die Eat-Stoll-Reku macht, was ich für sehr gefährlich halte.
Die Fahraddynamos, jedenfalls die ältern, ohne Elektronik, arbeiten genauso: Feldverdrängung regelt nur den Strom, nicht die Spannung. Das merkt Ihr, wenn die Scheinwerferbirne durchgebrannt ist: das Rücklicht lässt dann nicht lange auf sich warten. Haltet mal an einen der älteren, bzw. einfache Dynamos ein Spannungsmessgerät! Ihr werdet Euch wundern! Allerdings müssten wir dann wieder die Kondensatorladung in die Fahrbatterie hereintransformieren...

Würde mich interessieren, was die Infinions heute für Preisvorstellungen haben. Kann das mal jemand auskundschaften?
Ich würde gerne deren Tauglichkeit prüfen.
Nachteil: 20 Caps müssten es leider schon bei meinen 120 Volt Nennspannung sein.
Wäre damals viel teurer als meine ganze Kiste gewesen.

Ist eh angesichts der Lithiumbatterien akademisch. Ich vermute, gegenüber solch superflachen Zyklen kommen die auch auf 500.000 Minizyklen Haltbarkeit. wenn man alle 100 Meter bremst und wieder beschleunigt, kommt man nach 50.000km auf diese für Ultracaps angegebene Lebensdauer.
Leider haben diese auch eine kalendarische Haltbarkeit von zugesicherten 10 Jahren.

 

[Sascha Meyer]

Hallo Bernd,
du schreibst,

..aber die Energie, die Du zum Schluss hinzulädtst, ist ganz besonders leicht wieder herauszuholen..

Diesen Effekt kennt wohl jeder EL-Fahrer und faehrt seine Strecken direkt nach Abschluss des Ladevorganges. Kannst du mir diesen Effekt erklaeren?

Also warum sind Zellen mit gleicher Temperatur und gleicher Spannung steifer und Arbeitsfreudiger, wenn die Ladung erst beendet wurde, als selbe Zellen mit gleicher Spannung und Temperatur?

Viele Gruesse aus dem Saarland, Sascha

 

[R.M]

Hallo

Zumindest bei Blei läßt sich das erklären, du hast schlicht und einfach am Ende der Ladung mehr freie Ladungsträger, sprich der Innenwiderstand des Akkus geht runter.

Wenn du mit mehr Power lädts wird das ganz krass, nach 2 bis 3 Ladungen hintereinander verhalten sich die Bleiakkus komplett anders als man es von Blei gewohnt ist.

Wird wohl bei den anderen Akkutypen ähnlich sein.



Gruß

Roman

 

[Sascha Meyer]

Hi Roman,
ich merke diesen Effekt - wie auch immer man den nennt - auch bei meinen LFPs. Hier habe ich keine freien Ladungstraeger in der galvanischen Suppe, weil das Akkuprinzip der Ionenpumpe doch ein voellig anderes ist. Wie kommt es, dass ich trotzdem nach dem Laden die vielzitierte freie Energie merke, aber hallo. Der Effekt ist da, nur wieso?
Meinst du, dass auch hier der Innenwiderstand die grosse Rolle spielt? À propos, je waermer die Zellen, desto staerker der Effekt.

Viele Gruesse aus dem Saarland, Sascha

 

[Bernd Schlueter]

Ich kann nur spekulieren:
Ich stelle mir das so vor, das so vor, dass die engen Kanäle, die in die Tiefe der Platten führen, dem Strom einen Widerstand entgegensetzen. Insbesondere bei heftiger Ladung werden die Ionen dann nur oberflächlich auf den Platten angesiedelt, sofern die Plätze noch nicht alle besetzt sind. Im Laufe der Zeit kriechen diese zunächst leicht erreichbaren Ladungen ins Innere der Platten und müssen dann erst dreimal gerufen werden, ehe sie zögernd aus ihrem Verhau hervorkriechen. Sandmänncheneffekt.

 

[inoculator]

Hallo korbi,

ich fasse mal zusammen, was bisher gesagt wurde:

Reku hält Akkus "steifer"
Blei reagiert anders als LI oder NICD auf Reku
SCaps als Puffer sind zusätzliches Gewicht und Kosten
ReKu schont die mechanische Bremse
die Akkutemperatur spielt bei der "stromfreudigkeit" des Akkus eine Rolle

Das sind alles Punkte, die nicht wirklich neu sind.
Eine Sache wurde jedoch falsch gesagt. Das EL hat nicht von Hause aus eine Reku eingebaut.
Da fahren nur Einige mit rum, die sie nachgerüstet haben.

Alle Punkte, die oben aufgezählt wurden kann ich aus eigener Erfahrung genauso unterschreiben.
Wobei ich die NICDs für die schlechtesten Akkus zum Rekupieren halte.
Blei ist sehr dankbar für die hohen Ströme (>60A), die ich bergab über lange Strecken (>2km) in sie gegeben habe. Genau wie Bernd es beschreibt, konnte auch ich am nächsten Berg die Energie unmittelbar zurückholen -fast 1:1.
Ähnlich würde ich auch von LIs erwarten.

Alles in Allem kann ich die Reku aber alleine schon für die Entlastung der mechanischen Bremse empfehlen. Nur sollte man bei einer gut angepassten ReKu aufpassen, daß einem die Bremsen nicht festrosten ;-)

Das EL ist überigens ein schlechtes Beispiel für ReKu. Das fehlende Differenzial macht die ganze zu einem spannenden Erlebnis. Die Entlastung der Bremse kompeniert sich durch die doppelte Belastung des einen Antriebsrades.

So... jetzt habe ich meinen Senf auch dabeigeschmiert.
Wohl bekomms... ;-)

Carsten

 

[Martin Heinrich]

Hallo Carsten,

als TWIKER muß ich nun auch noch was dazu scheiben:
Warum sollten NiCd die am wenigsten geeigneten Batterien für eine Reku sein?
Die im TWIKE verbauten Zellen nehmen den Strom so gut auf das ein normales Bremsen kaum noch nötig ist, (nur bei Notfällen), die Temperatur wir dadurch eher positiv beeinflußt (exotherm) einzig eine Diskussion über dann erhöhte Teilladungszyklen wäre denkbar erübrigt sich aber durch die Frage: lieber ankommen oder zwischenladen?
Selbst wenn die Wirkungsgrade beim Bremsen nicht überragend sind, Ausrollen und vorrausschauendens Fahren sind natürlich immer besser als sich über hohe Rekuströme zu freuen die nicht annähernd das zurückspeisen was vorher rausgezogen wurde.
Trotzdem habe ich dabei ein besseres Gefühl als in die Eisen zu steigen, warum wird im LKW Bereich mit Retarder gefahren, bringt zwar keine Energie zurück aber weniger Verschleiß und Temperatur an der Bremse.

Gruß Martin