09.07.2022 11:00
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jennss
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Kommentare (79)
 Ioniq 5
Als der ID.3 2020 kam, war das in meinen Augen ein Gamechanger. Das sehe ich eigentlich immer noch so, denn er hat viel Zukunft in ein Auto gesteckt, wie z.B. Elektroplattform mit Hinterradantrieb, kleinem Wendekreis trotz großem Radstand für viel Akku bei vergleichsweise niedrigem Preis. Aber der nächste Gamechanger kam schon kurz danach und der hat einen noch größeren Schritt in die Zukunft getan: Der Hyundai Ioniq 5 mit bezahlbarem 800 V-Akku. Klar, Porsche hat den 800 V-Akku zuerst in Serie gebracht, ihn aber so günstig anzubieten wie Hyundai, ist für den Markt ein noch größeres Wachrütteln. Was das 3-Phasen-Laden bei AC ist, ist 800 V bei DC.
In meinen Augen ist klar, dass dem 800 V-Akku (oder auch 900 V) die Zukunft gehört. Dabei ist es nicht nur das Laden, das schneller bzw. schonender bei gleicher Ladeleistung geht, sondern auch die abzugebende Dauerleistung. Ladeleistung und Fahrleistung werden vor allem durch die Größe und Klimatisierung des Akkus bestimmt. Wenn der Akku jetzt 800 V hat, braucht er weniger Klimatisierung, weil er dank niedrigerer Ströme nicht so warm wird, oder aber er kann bei vergleichbarer Klimatisierung noch schneller laden. Die Leistung wird auf mehr Spannung "verschoben" (Spannung x Strom = Leistung). Hohe Ströme heizen auf, nicht hohe Spannungen. Und die Temperatur setzt die Grenzen der Leistung, denn ein Akku soll ja nicht kaputt gehen. Die 800 V-Technik schon also bei gleicher Ladeleistung den Akku oder ermöglicht noch höhere Ladeleistungen, ohne dass der Akku durch das Schnellladen allzu viel Schaden nimmt. Allerdings hebt die 800 V-Technik die Grenzen nur im Wärmebereich nach oben, nicht bei Kälte. Dadurch erscheint die Diskrepanz zwischen Laden bei Wärme und Kälte mit Ioniq 5 besonders groß. Hier hilft nur eine kluge Vorheiztechnik. Ich würde den manuellen Knopf zum Akkuvorheizen vor einer Ladepause übrigens einfach und gut finden.
Zwar haben einzelne Zellen chemisch bedingt nach wie vor die gleiche Spannung, aber durch die andere Verschaltung der Zellen wird das ganze Drumherum im Akku weniger warm und das zeigt sich bei der Ladeleistung und auch bei der Höchstgeschwindigkeit. Die Verluste durch Wärme sind geringer. Die rund 20 Minuten bis 80% scheinen mit der üblichen 400 V-Technik nicht zu erreichen zu sein. Selbst ein wohl sehr gut klimatisierter AMG-Mercedes EQE 53 kommt nur auf 32 Minuten und 220 km/h (mit Dynamikpaket auch 240, aber das ist wahrscheinlich nur ein Overboost, wie auch bei Tesla, deren Fahrzeuge die angegebene Höchstgeschwindigkeit nicht dauerhaft halten können). Die Höchstgeschwindigkeit ist ansonsten auch durch die jeweiligen Motoren begrenzt. Porsche bietet sehr gut klimatisierte (flüssiggekühlte) Motoren und ist komplett auf Leistung ausgerichtet.
Bei Ladesäulen setzt die 800 V-Technik die maximale Ladeleistung deutlich höher. Aktuell sind 350 kW das Maximum, an 400 V nur ca. 205 kW, die z.B. ein BMW i4 ausnutzt. Nur die Tesla-Ladesäulen können bei 400 V mehr liefern (bis 250 kW), aber wohl auch nur kurzzeitig. Ich finde es wichtig, dass neue Ladesäulen schon jetzt 800 V können, denn das ist die Zukunft und bis 2030 kommen bestimmt viele neue Autos mit 800 V-Akku auf den Markt.
Bei Smartphones haben sich die erhöhten Spannungen schon weitgehend durchgesetzt. Da wird mit 9 V statt 5 V geladen, wenn das passende Netzteil erkannt wird (so ist es auch bei Ladesäulen mit der Erkennung der Technik bis max. 900 V). Mein Huawei-Handy lädt sehr schnell und der Akku ist nach über 3 Jahren noch immer sehr gut in Schuss. Die Entwicklung wird bei den Autoakkus sicher genauso laufen. Mit ~20 Minuten bis 80% kommt man der Tankzeit von Verbrennern (inkl. Zahlen an der Kasse und Parken auf einen Parkplatz an der Raststätte) schon deutlich näher.
Etwas schade finde ich, dass BMW und Mercedes noch auf 400 V gesetzt haben, aber 800 V ist bei BMW schon in der Planung und auch Tesla wird wohl irgendwann auf 800 V umsteigen. Der Audi A3-Nachfolger soll auch einen 800 V-Akku bekommen.
Jetzt bin ich mal gespannt, welche Hersteller als nächstes auf 800 V-Technik setzen. Vielleicht kommen manche ganz überraschend ohne große Ankündigung? Ich denke, früher oder später werden das alle haben (bis auf ein paar Lowcost-Modelle). Selbst mit anderer Zellchemie wird die höhere Spannung ihre Vorteile ausspielen können. Die 800 V-Technik wird sicherlich bald in untere Fahrzeugklassen durchgereicht. j. |
09.07.2022 11:17 |
Alexander67
Nun ja, je höher die Spannung desto geringer die Stromstärke bei gleicher Leistung.
Je kleiner die Stromstärke desto weniger Kabelquerschnitt wird benötigt.
09.07.2022 11:20 |
jennss
Ja, das ist der "Trick"
. Ich denke eigentlich, dass die 800 V-Technik sogar Kosten sparen könnte, weil man weniger Klimatisierung für gleiche Ladeleistung braucht. Auch sind die Verluste beim Laden in der Leitung geringer.
j.
09.07.2022 14:46 |
notting
Wo sind deine Quellen für diese Behauptung mit der schonenderen Ladung bei 800V?! Der einzige Vorteil von 800V ist, dass in den Leitungen außerhalb(!) des Akkus bei gleicher Leistung und Querschnitt aber doppelter Spannung nur 1/4 der Verluste auftreten und deswegen ggf. die Kabelkühlung gespart werden bzw. das Kabel dünner ausgelegt werden kann. Dünnere Kabel = das Ladekabel ist nicht so steif bzw. im Auto sorgen die Kabel nicht für soviel Gewicht.
In den einzelnen Akkuzellen an sich ändert sich garnichts, weil die sonst hochgehen würden, wenn die mehr Spannung bzw. Strom bekommen, als sie sich wünschen oder nicht laden bzw. kaputtgehen würden bei zu niedriger Spannung. D.h. pro Strang (mit rein hintereinander geschalteten Zellen) ist der Strom der selbe wie bei 400V. Vereinfacht gesagt gibt's bei 800V nur halb soviel Stränge, dafür gibt's pro Strang aber doppelt soviele Zellen hintereinander, sodass die Spannung pro Zelle wieder stimmt. Die Akkukapazität verändert sich durch die genaue Art der Verschaltung der Zellen nicht.
800V hat u.a. den Nachteil, dass gerade innerorts meist nur 400V aus dem Netz kommt, also hochtransformiert werden muss oder die Geschichte aufwändig ans Mittelspannungsnetz angeschlossen werden muss.
notting
09.07.2022 15:04 |
motor_talking
Bei gleicher Leistungsabgabe oder -aufnahme fließt doch durch die einzelne Akkuzelle immer der gleiche Strom, egal ob die insgesamt für 400V oder 800V verschaltet sind.
Erst außerhalb der Zellen, also in der Elektronik und den Ladekabeln, macht sich die 800V-Technik in verringerten Strömen bemerkbar.
Das beschreibst du mal auch so, und dann scheinst du es doch wieder zu ignorieren.
Im Detail kann es sein, dass für höhere Spannungen ausgelegte Halbleiter in der Elektronik etwas höhere ohmsche Widerstände haben. Das wird aber hoffentlich durch den geringeren Strom mehr als kompensiert.
09.07.2022 16:09 |
BEV
Im Kern ist es so, dass doch alle HPC-Lader bis auf Tesla 1000 V können. Und Tesla ist technisch schon lange abgehängt, die sollte man nicht betrachten. Beim Ladevorgang ist das Bottleneck erst einmal die „Steckdose“. Dort sind die Übergangswiderstände am höchsten. Reine Physik. Die wird gekühlt und kann dann 500 A nach Norm aushalten. Auch wird sie überwacht nach der Norm und es wird im Auto die Ladegeschwindigkeit reduziert, wenn von dort zu hohe Temperaturen gemeldet werden. Ist die Temperatur ok, dann sind das 1000 V multipliziert mit 500 A, also 500 kW.
Diese 500 KW hätte man theoretisch beim letzten Prozent. Denn ein leerer 150 KW Akku mit 1000 V hat ja rein rechnerisch nur 700 V. Das Laden könnte also mit nicht mehr als 350 kW starten und durchschnittlich 425 kW erzielen. Theoretisch. Es ist also eine Verdoppelung der durchschnittlichen Ladegeschwindigkeit im Rahmen der Norm möglich.
Bisher ist die beste Lader in der Praxis immer noch der Taycan mit 200 kW durchschnittlich von 10 auf 80 %. Der Lucid scheint in der Praxis, gemessen an den Versprechen, zu „schwächeln“. Man muss in der nächsten Generation der Fahrzeuge auf 1000 V gehen und durch größere Akkus, bessere Zellchemien und passend ausgelegte Temperierung den nächsten Schritt machen. Kann man gut an meinen beiden Autos sehen. Der Taycan war als Spitze gerade mal bei 347 A während der BMW die vollen 500 A immer ausnutzen muss. Um gleich mit dem Mythos 400 V sind 400 V und 800V sind 800 V aufzuräumen: Der Taycan hat voll geladen 840 V, der BMW i4 465 V. Hier die Spitzenwerte, ich bin erfahrener Elektromobilist, habe bei beiden Autos online die höchsten Werte erzielt, 210 kW beim i4, 271 kW beim Taycan:
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09.07.2022 16:12 |
jennss
Es ist logisch, weil es anders nicht ginge, die Ladeleistung soweit anzuheben. Sonst würde der Akku bzw. das System kaputt gehen. Durch 800 V wird das System bei gleicher Ladeleistung geschont. Alternativ kann man die Ladeleistung auch anheben, so dass wieder die gleiche Belastung erreicht wird.
Ein ID.3 mit 58 kWh lädt bis 120 kW (neuste Variante), ein ID.3 mit 77 kWh lädt bis 135 kW (teils wurden schon 170 kW festgestellt). Der Akku ist für die Ladeleistung/Ladekurve entscheidend. Der Stecker ist sehr wahrscheinlich der gleiche.
Das gehört ja alles mit zur 800 V-Technik. Wo genau die Wärme entsteht, ist letztlich egal, denn die breitet sich ja aus. Entscheidend ist, dass die 800 V-Technik für weniger Aufheizung beim Laden sorgt. Nur wenige Modelle mit 400 V-Akku gehen bis an die Grenze der möglichen ca. 205 kW. Selbst ein AMG Mercedes EQE bleibt bei 170 kW Ladeleistung und hat dann eine abfallende Ladekurve.
Habe ich ja auch geschrieben.
Ich weiß.
Das Auto ist doch flexibel und auch eine 800 V-Ladesäule passt sich selbst an, wenn da ein 400 V-Akku dranhängt. Hat ein 800 V-Akku denn höhere Ladeverluste als ein 400 V-Akku, wenn er an einer reinen 400 V-Ladesäule hängt? Davon habe ich bisher nichts gelesen.
j.
09.07.2022 16:16 |
jennss
Zitat? Wo ignoriere ich das? Ein Akku ist mehr als nur Zellen.
j.
09.07.2022 16:19 |
jennss
Kann denn eine Ionity-Ladesäule auch 1000 V? Ich dachte, da ist bei 900 V Schluss.
j.
09.07.2022 16:45 |
BEV
Tja, je nach Säulentyp wird 920 V angegeben. Das würde bei einem echten 1000 V System nicht mehr reichen, stimmt. Was auf jeden Fall auch aufzurüsten ist, sind die 350 kW. Aber, wie gesagt, es gibt aktuell und in den nächsten Jahren kein Auto in Sicht, das die Norm nur annähernd ausnutzt.
09.07.2022 18:05 |
9000H
465 Kilogramm Zuladung ist ja nicht so Mega.
10.07.2022 13:08 |
MRXY60
Die ganze Art und Weise, wie du schreibst, zeigt, dass du relativ wenig Ahnung von der Elektrotechnik hast.
Die "Klimatisierung", du meinst sicherlich Abführung der thermischen Verluste, also Kühlung, ist die gleiche bei 400 wie bei 800v. Die mutmaßlich geringere Erwärmung der Kabel bei geringerem Strom relativiert sich gleich wieder wegen dem kleineren Kabelquerschnitt. Ohne Kenntnis der jeweils bei 400 oder 800v verwendeten Querschnitte ist das sowieso Spekulationen.
10.07.2022 13:13 |
MRXY60
Viel interessanter als die Frage ob nun 400 oder 800 Volt wäre die Idee, ob man sich endlich Mal dem Relikt des Parallelen 12V Systems entledigen kann. Alle Verbraucher auf 48 v umstellen, die 48 v direkt mit DC-DC Step-Down Konverter aus der Traktionsbatterie beziehen, das Spart nochmal schnell 50-60kg Gewicht und vereinfacht alles weil weniger Komponenten.
10.07.2022 16:14 |
motor_talking
Anstelle des bisherigen DC-DC-connverters von Hochvolt auf 12V mit extra 12V-Akku hätte man dann eben einen Umsetzer von Hochvolt auf 48V mit extra 48V-Akku. Man könnte da etwas Leitungsquerschnitt einsparen, aber keine 50-60kg.
Das Thema ist zwar verwandt mit dem 400V->800V-Umstieg, aber vielleicht machst du dafür doch besser einen eigenen Thread auf?
10.07.2022 16:23 |
notting
Wir sind hier in einem Blog. Hier entscheidet der Blog-Autor, wann eine Diskussion zu unpassend ist. Und man kann keinen neuen Thread unter einem Blog-Artikel erstellen, es gibt nur einen Thread pro Blog-Artikel.
Wobei ich allerdings auch denke, dass die 48V-Diskussion hier eher OT ist.
notting
11.07.2022 12:03 |
Tom9973
Das kannst du weiter wiederholen, es wird aber nicht richtiger. Das liegt am grundsätzlichen Denkfehler, der wohl darauf beruht, dass du annimmst, dass auch die einzelne Zelle doppelt so viel Spannung und damit nur den halben Strom sieht. Das ist aber nicht so.
Die Zellen sind grundsätzlich die gleichen, nur anders verschaltet. Doppelte Spannung, halber Strom gibt es daher nur im Kabel der Ladessäule und in den Zuleitungen innerhalb des Fahrzeugs bis zum Akku bzw. der Leistungselektronik. Darum sieht die Zelle selbst wieder gleiche Spannungen, gleiche Ströme, wie bei der 400V Technik und produziert die gleichen Verluste. Weniger Verluste entstehen nur in den Zuleitungen, aber die sind verglichen mit den Verlusten in der Zelle vernachlässigbar klein. Darum ist die 800V-Technik auch keine Revolution.
Trotzdem wird die 800V sich wohl mittel bis langfristig durchsetzen. Die 400V Technik ist einfach bei um die 200kW Ladeleistung an der Grenze angekommen. Mehr geht nur mit mehr Spannung.
P.S.: Hyundai/Kia hat sicher einen guten Akku hingestellt, was die Ladeleistung angeht. Aber das ist nicht in der 800V Technik begründet.
11.07.2022 12:13 |
nobrett
Interessanter Beleg: „Warum ist das so?“. „Weil es logischerweise so ist.“
Nein, das ist und bleibt unzutreffend. Ein für die entsprechende Leistung ausgelegtes System braucht nicht geschont zu werden, sondern kann mit der Nennleistung betrieben werden. Auch im Sinne eines guten Wirkungsgrads.
In deinen Überlegungen fehlt mir der Bezug zur Kapazität des Akkus. Je größer die Kapazität des Akkus, desto mehr Ladeleistung kann er aufnehmen. Etwas mehr als 2C anfänglich scheint ein ganz guter Wert zu sein, also 150kW anfängliche Ladeleistung für einen 75kWh Akku. Damit wird ein 150kW HPC gerade ausgelastet, mehr wird nicht gebraucht und mit steigendem Akkustand wird vom Batteriemanagement ohnehin die Ladeleistung reduziert, obwohl die Säule viel mehr liefern könnte. Selbst „Lademonster“ wie der Taycan gehen nicht über 3C. Vielleicht könnte man mehr reinprügeln, aber das scheint den Kompromiss zu Lasten der Lebensdauer des Akkus zu verschieben, so dass kein Hersteller das macht. Für kleine und damit leichtere und preisgünstigere Akkus, z.B. bei Kleinwagen und Stadtfahrzeugen, benötigt man daher technisch keine riesig große Ladeleistung und damit auch keine 800V Technik.
11.07.2022 14:56 |
Twinni
Das stimmt einfach nicht. Warum es nicht stimmt, wurde ja bereits dargelegt.
12.07.2022 14:11 |
Alexander67
Ich denke das ist AUCH Auslegungssache.
Obwohl es für die einzelne Zelle zutrifft.
Aber da geht es ja auch um die Leistungselektronik.
Sowohl im Fahrzeug als auch in der Ladesäule.
Und dann wird es kompliziert.
12.07.2022 14:54 |
Tom9973
Wie schon gesagt, ist der Anteil eher vernachlässigbar klein gegenüber den Verlusten in der Zelle.
Richtig aber ist, es wird kompliziert, wenn man sich diesen Teil ansieht. Da kommt es auch viel darauf an, wo man sich befindet. Gerne mal muss die Spannung für 800V erst hoch transformiert werden, dadurch kann es am Ende sogar mehr Verluste geben.
12.07.2022 16:22 |
Kappa13
"Dabei ist es nicht nur das Laden, das schneller [...] bei gleicher Ladeleistung geht"
(Hervorhebung von mir)
Wie soll man eigentlich diesen Satz verstehen?
Bei gleicher Ladeleistung ist es egal, ob mit 400V, 800V, oder 726V geladen wird - der Ladestrom wird angepasst und die Ladezeit bleibt unverändert (wenn wir Energieverluste weglassen).
Übrigens - um Energie für 500 km aufzuladen (100 kWh ?) in vergleichabarer Zeit, wie bei einem Verbrennermotor (5 Minuten), braucht man sowieso 1 MW Ladeleistung.
Egal ob bei 800V, 400V, oder 1000V.
12.07.2022 23:54 |
Gravitar
Ich finde die 800V Technik auch innovativ und denke, es wird sie in Zukunft öfter geben. Ladeleistungen von 200kw+ oder Verweilzeiten von <30min (10-80%) sind in meiner Welt zukunftsfähig und praktikabel. Die meiste Zeit/Menge wird man ohnehin aus Kostengründen AC-laden. Etwas schade finde ich, dass uns das die Koreaner da etwas vormachen und nicht wir einen Schritt voraus sind. Sehr chic sind sie (ioniq 5+6) in meinen Augen auch im direkten Vergleich zu beispielsweise VW. Geringere Kabelquerschnitte (besseres Handling) und Übergangswiderstände sowie Wärmeverluste wären weitere Vorteile pro 800V. Es käme mutmaßlich ein Vorteil geringerer Ladeverluste zusätzlich dazu? Weiß da jemand mehr?
Meine (Modellbau-) Akkus messe ich regelmäßig durch und stelle eine kontinuierliche Zunahme des Innenwiderstands über die Nutzungsdauer fest was bedeutet, Strom laden und abgeben wird über die Zeit immer unwirtschaftlicher, weil ein identisch hoher Strom immer mehr Wärme pro abgegebene/geladene kwh hervor bringt. Maximale Ladeströme und Abgabeströme werden über die Zeit immer schlechter, nach der Hälfte der zugesicherten Ladezyklen macht sich das schon ganz ordentlich bemerkbar. Weiß jemand dazu etwas über ähnlich strukturierte Fahrzeugakkus? Misst da jemand innenwiderstände oder ist der Akkuzustand, den man ermitteln lassen kann dort von anderen Größen abhängig?
Gruß
Gravitar
13.07.2022 00:24 |
jennss
Was wurde bereits dargelegt? Dass die 800 V-Technik für weniger Erwärmung beim Laden sorgt, ist doch unbestritten, oder etwa nicht?
j.
13.07.2022 00:28 |
jennss
Hast du falsch zitiert. Ich schrieb:
Also entweder schneller laden oder schonender bei gleicher Ladeleistung. Beides wäre möglich mit 800 V-Technik.
j.
13.07.2022 08:36 |
Zephyroth
Es ist völlig unerheblich, mit welcher Spannung man lädt. Weder erzielt man weniger Verluste im Akku, noch ist es schonender. Das einzige was man besser in den Griff bekommt, sind die Leitungsquerschnitte des Ladekabels und die Steckerkontakte können kleiner und vorallem mit weniger Kraftaufwand zu kontaktieren ausfallen.
Warum ist das so? Weil der Akku immer aus den gleichen 3.7V-LiIon-Zellen besteht. Der einzige Unterschied ist die Organisation dieser Zellen im Akku aus Serien- und Parallel-Schaltung. Für die Zellen selber ändert sich nichts.
Kurzes Beispiel anhand von 2 Zellen:
Parallel: Laden mit 4V, 2A --> 8W Ladeleistung (Spannung pro Zelle: 4V, Strom pro Zelle 1A)
Seriell: Laden mit 8V, 1A --> 8W Ladeleistung (Spannung pro Zelle: 4V, Strom pro Zelle 1A)
Ein Autoakku ist nicht anders, außer dass halt 7500 Zellen verbaut sind, die zuerst in Modulen zusammengefasst und dann nochmals in Serie und Parallel verschaltet werden. Aber die Last pro Zelle bleibt, egal wie man die Dinger verschaltet und welche Ladespannung man verwendet immer gleich. Damit bleibt aber auch die Verlustleistung die beim Laden entsteht gleich. Der Innenwiderstand der Einzelzelle verändert sich durch die Verschaltung ja nicht.
Grüße,
Zeph
13.07.2022 08:56 |
Gravitar
Gut erklärt! Der Innenwiderstand nimmt dann auch im Gebrauch genauso zu wie bei anderen Akkuformen und die Nutzbarkeit des Akkus nimmt über die Zeit kontinuierlich ab? Dabei verliert er nicht nur Kapazität sondern auch zunehmend die Eigenschaft, schnell Strom aufnehmen und abgeben zu können? Immer weniger Strom steht zum Vortrieb zur Verfügung und immer mehr verraucht in Wärme in Folge höherer Widerstände über die Zeit? Oder ist das unerheblich, solange Akkus nicht mehr als mit 1-2C belastet werden. Bei handelsüblichen LiFePO4 Zellen sollte nicht über 2-3C entladen/geladen werden, weil sonst die Zellenchemie Schaden nimmt (Elektroden). Sehr starke Tesla belasten in der Beschleunigung bis 7C, haben aber dann LiIon. Ausgerechnet der schwächste Tesla Mod.3 hat aber wieder LiFePO4 an Bord. Leider werden diese Differenzen dem Kunden nicht transparent dargelegt.
Ich vermute für die Zukunft schon eine höhere Voltzahl als 400V +/- 15%. Irgendwo zwischen 750-1.000V werden wohl absehbar viele neue Konzepte nutzen. Einfach, weil es im Fahrzeug Leitungsquerschnitte und hohe Stromstärken günstiger handeln lässt und Einsparungen in der Produktion nach sich zieht oder ziehen könnte....
Gruß
Gravitar
13.07.2022 09:12 |
Zephyroth
Sicherlich ändert sich der Innenwiderstand über das Alter. Die Belastung spielt hier auch eine Rolle. Allerdings schaden kurze Belastungsstöße (wie beim Beschleunigen) kaum. Klar wird der Akku kaputt, wenn man ihn mit mehr als 3C dauerbelastet (wie beispielsweise im Modellflug). Beim P100D den ich hatte, war ein 100kWh-Akku verbaut. Die maximale Antriebsleistung waren 515kW, also eine Entladung mit etwa 5C. Für die 2-5sec die man diese Leistung legal nutzen kann, ist das für die Akkulebensdauer unerheblich.
Beim normalen Fahren liegen selbst bei 150km/h noch moderate 40kW an, was einer Entladung von 0.4C entspricht und weit im grünen Bereich ist.
Schnellladen hingegen sehe ich kritisch (so wie auch Tesla), hier wird wirklich dauerhaft mit über 1C (rauf bis 3.5C) geladen, was dem Akku mit Sicherheit nicht gut tut. Es wird ja auch empfohlen, Schnellladung nur zu nutzen, wenn es wirklich notwendig ist, andernfalls sollte man bitte Schnarchladen am Schukostecker oder der Wallbox (mit max. 22kW).
Deswegen ist das Ansinnen, Akkus in 5min, ähnlich dem Tanken vollzukloppen zwar gut und schön, in der Praxis aber absolut nicht zu empfehlen. Erstens bräuchte man für einen 100kWh-Akku mal luftig-fluffig 1200kW (ohne Verluste!) und der Akku würde mit 12C geladen werden. Nach 10x laden ist dieser Akku so fertig, wie nach 2000 Schnarchladungen am Schukostecker. Mal davon abgesehen, dass 1200kW selbst mit 800V noch immer satte 1500A Ladestrom wären.
Grüße,
Zeph
13.07.2022 10:20 |
motor_talking
Beim Benzin tanken fließen ca. 0.5 Liter/Sekunde à gut 8 kWh/Liter, das entspricht fast 15 Megawatt Leistung. Und die landen in einem Energiespeicher (Tank) mit einer Kapazität von oft über 500 kWh.
Dass diese Energie dann vom Verbrennungsmotor mit 70% Verlust "verwertet" wird, ist aus reiner Komfortsicht unter diesen Voraussetzungen erträglich bzw. wir haben uns an die entsprechende Tankfrequenz eben gewöhnt. (Kosten und CO2 ausgenommen).
Wenn der Elektroantrieb ungefähr den dreifachen Wirkungsgrad hat, würde also Laden mit 5 MW genügen, um eine dem Verbrenner äquivalente Ladegeschwindigkeit (in km/h) zu erreichen. Bei 500A als Limit bräuchte es 10 000 Volt als Ladespannung.
Ob wir den Sprung von 800V auf 10000V erleben werden? Wahrscheinlich eher nicht. Eher gewöhnen wir uns daran, dass eben etwas häufiger geladen wird.
13.07.2022 10:39 |
Zephyroth
5MW ist für viele auch nur eine Zahl. Meine Heimatstadt mit 8500 Einwohnern wird versorgt von einem Umspannwerk mit zwei 10MW-Transformatoren, wobei einer eigentlich nur zur Reserve rumsteht. Dh 10MW reichen um eine 8500EW-Stadt zu versorgen. Beim Ultraschnellladen wären das gerade mal 2 Ladesäulen....
Grüße,
Zeph
13.07.2022 11:14 |
Alexander67
Ich hätte gerne einen Like Knopf.
13.07.2022 11:16 |
Alexander67
Allerdings sähe diese Rechnung mit den 2 10 MW Transformatoren ganz anders aus wenn es dort PV mit Akkus und flexiblen Preisen für Strom aus den Akkus gäbe.
13.07.2022 11:34 |
motor_talking
Die mittlere Leistung einer Ladestation ist ja kleiner als die Spitzenleistung, die man daher mit einem Speicher in der Station abpuffern kann. Dafür wäre statt eines riesigen Akkus eine mechanische Alternative denkbar, wie ihn Chakratec baut. Ob sich das durchsetzt?
Eine Installation soll in Leipzig stehen, kann ja vielleicht einer ausprobieren.
https://www.homeandsmart.de/chakratec-kinetischer-stromspeicher
https://chakratec.com/.../
in bisschen Bezug zum Thema 800V-Laden hat es ja noch.
13.07.2022 13:59 |
Kappa13
An "meiner" Tankstelle ums Eck stehen vier Benzin/Diesel Doppelsäulen, die oft voll belegt sind.
Das wäre dann 40 MW/Tankstelle (Spitzenleistung)
Irgendwann muss man endlich verstehen, dass sich die Gesetzte der Physik nicht überlisten lassen
13.07.2022 14:21 |
Tom9973
Eigentlich haben es fast alle hier bestritten.
13.07.2022 14:29 |
jennss
Selbst wenn es die Temperatur im Ladekabel wäre, die sich im Auto ausbreitet und damit die Ladekurve begrenzt, gehört das zur 800 V-Technik dazu. Die Temperatursensoren für die Ladekurve sind ganz sicher nicht im Ladekabel, sondern im Auto. Das Kabel kann dauerhaft Strom für 350 kW abliefern. Es ist unerheblich durch welche Teile der Technik der Akku warm wird, ob von innen oder von außen. Die Wärme verteilt sich über Leiter. Ein Akku besteht nicht nur aus Zellen, sondern hat auch Leiter drin. Die 800 V-Technik führt dazu, dass insgesamt weniger Wärme entsteht. So muss es aus der Logik heraus einfach sein. Es gibt ja noch mehr Teile im Auto als nur Zellen. Die Zellen von sich aus heizen bei 400 V-Technik nicht mehr auf als bei 800 V, aber im Verbund mit der ganzen Technik wird der Akku eben doch wärmer.
Oder anders: Mal angenommen, die 800 V-Technik hätte nur die Aufgabe, kleinere Leitungsquerschnitte und Steckerkontakte zu verwenden, warum gibt es denn kein Auto mit 400 V-Technik, das bis 80% in 20 Minuten laden kann? Warum lädt ein Ioniq 5 mit 58 kWh mit 170 kW und mit 77 kWh mit 240 kW, wenn das (gleiche) Ladekabel die Begrenzung darstellen sollte und nicht eine Temperaturmessung im Akku?
Ich weiß. Das ist nichts Neues. Ich habe ja schon im Artikel oben geschrieben, dass sich mit der anderen Verschaltung der Strom in den Zellen nicht ändert. Man muss jedoch das ganze Auto betrachten, also die ganze 800 V-Technik mit ihrer Auswirkung.
Warum schafft kein Hersteller mit 400 V-Akku eine Ladezeit von 20 statt 30 Minuten? Ist den Herstellern Hyundai, Kia, Porsche und Audi die Akku-Gesundheit nicht wichtig? Oder war das nie ein ladeleistungsbegrenzender Faktor? Ist das Auto in Wirklichkeit gar nicht wichtig und nur das Ladekabel entscheidet über die Ladekurve?
j.
13.07.2022 14:51 |
Tom9973
Es gibt mehr Teile als nur die Zellen, aber man sollte sich bewusst sein, dass min. 95% der Verlustwärme beim Laden in der Zelle entstehen. Alles andere kann man so dimensionieren und dimensioniert man so, dass die Verluste vernachlässigbar sind. Darum kann man (und tut man auch) bei der 800V Technik die Leitungsquerschnitte verringern.
13.07.2022 14:53 |
jennss
Also ist die Akkugesundheit den Herstellern von Autos mit 800 V-Technik egal, richtig? Die knallen die Ladezeit trotzdem einfach auf 20 Minuten runter. Das Argument für die kürzere Ladezeit sind also nur die geringeren Ladeverluste im Ladekabel? Mit Wärme hat die 800 V-Technik im Auto nichts zu tun? Würde man vom Ladekabel und Stecker her die Ladezeit auf 20 Minuten bis 80% senken können, würden das die Hersteller auch mit 400 V-Akku machen? Selbst bei kleinen Akkus, die noch weit von den maximalen 205 kW der 400 V-Technik entfernt sind, macht das niemand. Komisch. Warum lädt ein Mini Cooper SE mit 28 kWh netto nicht in 20 Minuten auf 80%? Bei dem würden 85 kW im Mittel reichen. Das schafft man mit 400 V-Technik locker.
Auch wenn es noch so viele Leute bestreiten, ich bleibe dabei, die 800 V-Technik ist der Schlüssel zu kürzeren Ladezeiten bei gleicher Belastung für den Akku.
j.
13.07.2022 15:18 |
Tom9973
Nur weil Kia/Hyundai zufällig einen solchen Akku gebaut haben, der sich sehr schnell laden lässt (übrigens auch nur unter Idealbedingungen, die gar nicht mal so oft eintreten) und 800V Technik verbaut haben, ist das eine nicht der Grund für das andere. Wobei das natürlich nicht ganz stimmt, die 240kW die teils fließen, sind mit der 400V Technik nicht drin. Da liegen die Grenzen tatsächlich in der Ladesäule begründet. Da sehen wir bei den 400V Autos schon mal ganz gerne, dass diese Grenze ein Stück weit erreicht ist.
Ansonsten ist der Mini Cooper SE Akku einfach alte Technik. Technik wo eine solche Belastung nicht funktioniert.
13.07.2022 15:24 |
Zephyroth
Die Verkabelung zwischen den Zellen ist minimal. Das sind von Zelle zu Zelle weniger als 2cm, mit entsprechenden Querschnitten (die durch die Zelle vorgegeben werden, nicht durch die externe Ladeleistung). Also auch hier keine Änderung der Verlustleistung. Eine Zelle die bei 400V mit 2A geladen wird, wird auch bei 800V mit 2A geladen, sind halt nur mehr in Serie.
Also nein, die Argumentation, dass der Akku aus mehr als nur den Zellen besteht gilt nicht. Denn zu einer Zelle gehört auch die jeweilige Verkabelung und auch das BMS, das im Idealfall pro Zelle arbeitet.
Das Kabel stellt nicht Begrenzung dar. Beim 58kWh-Akku sind weniger Zellen parallel geschaltet, deswegen schafft man eben nur 170kW Ladeleistung, bevor dir die Zellen zu heiß werden, während beim 77kWh Akku mehr parallel sind, was eine höhere Ladeleistung zulässt.
170kW / 58kWh = 2.93C
240kW / 77kWh = 3.11C
Beide liegen bei um die 3C, so what? Klar dass der größere Akku schneller geladen werden kann.
Dieser mag zwar vorhanden sein, ist aber minimal. Selbst bei den Elektromotoren hast du nicht mehr Wirkungsgrad, da du für die doppelte Spannung die doppelte Anzahl von Windungen in den Wicklungen brauchst. Zwar mit dünnerem Draht, dafür aber eben länger. Die Verluste bleiben nahezu die gleichen.
Das Bottleneck ist das Ladekabel. Bei 400V sind 350kW numal 875A, bei 800V nur mehr 438A. Die Ohmschen Verluste gehen nunmal mit dem Quadrat zum Strom hoch. Dh ich muss den Querschnitt bei 400V ggü 800V bei 350kW vervierfachen um nicht mehr Verlustleistung zu haben. Das gleiche gilt für Steckverbinder.
Dahinter, wenn sich das Ganze im Akku verteilt, macht es keinen Unterschied mehr ob 800V oder 400V. Jede Zelle bekommt die gleiche Spannung bzw. Strom ab.
Der ganze Vorteil von 800V spielt sich vor und nicht im Akku ab.
Von welchem Akku sprechen wir? Welche Kapazität?
Scheinbar nicht. Eine Schnellladung mit 3C ist nunmal nicht mehr gesund für den Akku. Völlig egal ob 800V oder 400V, denn für die Zelle ändert sich nix.
Über die Ladekurve entscheidet die Zelle und das Batteriemanagement. Völlig unabhängig von der Spannung.
Die höhere Spannung ist der Schlüssel zu höheren Ladeleistungen, schlicht und einfach weil du ein Kabel das für knapp 900A ausgelegt ist, nicht mehr heben könntest, geschweige denn einstöpseln. Und es würde jede Menge Kupfer kosten.
Grüße,
Zeph
13.07.2022 15:28 |
jennss
Und die Ladezeit hat nichts mit der 800 V-Technik zu tun? Sicher?
Ah, die Ladesäule reguliert die Ladekurve im Auto?
Und ein neuer Mercedes EQE mit 32 Minuten bis 80% ist auch alte Technik? Der lädt mit maximal 170 kW und nutzt die möglichen 205 kW der 400 V-Technik auch nicht aus. Die 170 kW werden auch nicht dauerhaft erreicht, sondern sinken ab. Kein 400 V-Auto kommt auch nur annähernd an die Ladezeiten von Porsche und Hyundai heran. Und das soll nichts mit der 800 V-Technik zu tun haben?
j.
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