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Forum:
elweb Batterie
Beiträge im Thema:
4
Erster Beitrag:
vor 1 Jahr, 2 Monaten
Letzter Beitrag:
vor 1 Jahr, 2 Monaten
Beteiligte Autoren:
Bernd Schlueter, Norbert Kern, Hotzi-47

Gehört zwar zum Saufbrüderstammtisch,

Startbeitrag von Bernd Schlueter am 06.09.2016 06:22

aber ich will doch noch mal an dieser Stelle die Ultracaps erwähnen. Ich hatte sie zwar sozusagen abgeschrieben, aber, wenn ich rechne, 500.000 Zyklen Lebensdauer und 27.000Farad Kapazität bei 2,3 Volt und angenommenen 50 Euro Anschaffungskosten, dann sind das immerhin 10.000 kWh Speicherfähigkeit während der Lebensdauer.
Erwärmungsschäden will ich hier einmal außer Acht lassen. Wenn ich es richtig in Erinnerung habe, vertragen die Ultracaps alle 300 Sekunden einen vollen Lade-Entladezyklus, um nicht an Überhitzung und anderer Schäden zu sterben. Das wären bei 500.000 Vollzyklen des genannten Caps über 40.000 Stunden bei einer Dauerleistungsbelastung von 250 Watt.
100 Caps liefern also 25 kW Dauerleistung, haben eine Masse von 40kg und kosten 5000 Euro. Spitzenleistung sozusagen unendlich, aber man wird die theoretisch mögliche Kapazität nicht in den 10 Jahren kalendarischer Lebensdauer ausnutzen können. Die Speicherkosten pro kWh liegen also nicht bei den nur theoretisch möglichen 5 Cent, sondern eher bei 50 und auch weit mehr Cent.
Hat man aber einen Einsatz gefunden, bei dem ca 50% der Dauerbelastung während der 10 kalendarischen Lebensdauerjahre ausgenutzt werden, ist eine impulsweise Arbeitsweise durchaus diskussionswürdig.
Dabei denke ich an impulsweises Induktionsladen unterhalb des Fahrzeuges mittels in der Straßendecke eingebauter Induktionsspulen.
Sind 5000 Ampere pro Cap erlaubt, reicht eine Sekunde, um das Cap von ca 1.8 Volt auf 2,3 Volt aufzuladen und man hat anschließend die zusätzlich gespeicherten ca 10.000 Joule für 41 Sekunden Entladezeit zur Verfügung. man müsste also nur ca 2,5% der Strecke mit Induktionsspulen belegen.
Das hört sich, für bestimmte Fälle, machbar an, aber ich zweifle doch sehr, das trotz Einhaltung der Einzelgrenzwerte, die Ultracaps einer solchen Dauerbelastung standhalten.
Mein Vorschlag: Ultracaps an den Biertisch verschieben. Ist zu unrealistische Zukunftsmusik.

Es gibt noch Hersteller, aber ich glaube nicht an eine Zukunft.

A123 mit schonender 10C-Belastung könnten der sinnvollere Weg sein.

Antworten:

Re: Ultracaps ja für viele Anwendungen...

Hallo Bernd,
hatte am Sonntag mal wieder einen Vortrag auch über die Segnungen der Ultracaps gehört.
Ja, hohe Leistungen und viele Zyklen. Super,
aber nur rund 2 bis 3 Wh pro kg. Hatte einen in der Hand, da waren 2,3 Wh/kg aufgedruckt. Hatte auch eine kleine Baugruppe von Siemens in der Hand, komplette Baugruppe, keine Einzelkomponente, sondern sozusagen ein Produkt. Es gibt sie also noch, und es gibt Anwendungen! Aber moderne Lithium Akkus kommen auf bis zu 100 mal mehr Kapazität zu Gewicht!

Grosse Stückzahlen gehen heute in eine Spezialanwendung: Pitch-Antriebe zur Verstellung der Flügel grosser Windkraftanlagen.
Ansonsten sehe ich den Sinn nur in Zusammenschaltung mit Hochenergieakkus. Die Supercaps übernehmen die sehr hohen Wechsellasten und Ströme, sowohl rein wie raus. Prinzipieller Nachteil von Caps: Die "leben" vom Spannungshub. Brauchen also immer Apasswandler dazwischen, und diese müssen die erwünschten hohen Ströme mitmachen. Die kosten dann mindestens genauso viel wie die Supercaps.

Also für hohe Ströme und viele Zyklen würde ich heute lieber Li-Titanat nehmen. Sind zwar mit 60 bis 70 Wh/kg schwerer als die anderen Li-Techniken, dafür aber sehr stromfest und 10.000 bis 50.000 Zyklen, je nach Entladungstiefe. Gibts mittlerweile auch beim Sven bis 50 Ah bei 2,4 Volt Nennspannung und auch BMS dazu, kosten aber knapp unter 1000 Euro pro kWh. Ist doch ein Schnäppchen....

Nimm stattdessen am besten die besten Panasonic 18650 mit 240 Wh/kg für Energie und parallel Li-Titaniat für brachiale Beschleunigung positiv und negativ, also Fahren und Bremsen. Das bisschen Zusatzelektronik zum Steuern sollte kein Problem sein für einen gestandenen Physiker wie Du es bist.
Schade aber für Dich: BMW hat genau das vor ein paar Jahren in einem SUV schon vorgeführt. Die Journalisten meinten, die Beschleunigung hat sich angefühlt wie ein Tritt von hinten.
Und Li- und Supercaps parallel hats 2001 oder so schon in einem TWIKE der Uni Berlin gegeben. Berichte sollte man noch finden...

Gruss, Roland
Kenne noch eine Reihe weiterer Supercap Anwendungen:
HiFi Fans stützen damit die Stromversorgung der Verstärker, für mehr Bummmmms.
In Russland fahren die Bahnen damit an und bremsen. Durch die hohen Ströme schwankte ohne Supercaps die Spannung im Bahnnetz vorher furchtbar, 50% nach oben und unten. Ist aber eine andere Technik, die im Westen wenig bekannt ist. Spannungen um die 800V, mit Technik auch von Siemens-Rumänien.
Fa. Faun hatte vor Jahren einen Müllsammel LKW mit 600 Wh Supercaps fahren lassen. Digitales Fahren, also voll anfahren, voll Bremsen. Reichweite 16 m, von Haus zu Haus mit Supercaps, dann Stehen und Müllbehälter rein, dann wieder Beschleunigen-Bremsen, Ströme voll raus und voll rein. Die 600Wh reichten für 3 oder 4 mal diese 16m. Technisch gings einwandfrei, ist wegen der hohen Kosten aber nicht weitergegangen. Die Kommunen wollten das einfach nicht kaufen...

Was ich damit sagen will: Für normales Fahren brauchen wir sie nicht. Für Spezialanwendungen sind Supercaps brauchbar und super und werden auch genutzt.


von Hotzi-47 - am 06.09.2016 08:52

Lithiumtitanat für den Saufbrüderstammtisch alkoholfrei

Mit dem Lithiumtitanatakkutyp habe ich mich bisher noch nicht befasst. Mit 4KW/kg kommt der ja entfernt an die Ultracaps mit ca 25kW/kg heran. Bei einer Masse von 150kg wären das ca 12 kWh Kapazität, genug für 90km Fahrt mit einem PKW im LKW-Tempo.
6 Minuten Laden für 90 km Fahren. Damit können wir leben und als Reserve nehmen wir immer noch einen leichten Akku mit den Ionen im Graphit statt im Titanat mit.
Einen größeren Titanatakku mitzunehmen, lohnt nicht, denn die Lader haben zur Zeit nur bis zu 120kW Ladeleistung und noch sind Litis teuer. Dabei liegt das Titanat nicht in teurer metallischer Form vor und ist keineswegs ein seltenes Metall.
Eine Durchschnittsgeschwindigkeit inclusive Ladestops von über 70km/h ist damit durchaus zu erreichen.
Induktionsladen scheidet wohl wegen zu hoher magnetischer Feldstärken aus. Technisch wäre es keine allzu große Schwierigkeit.
Für LKWs wäre an Wiederaufladen während der Fahrt mit Pantographen zu denken, wenn der Antrieb durch Strom einmal umweltfreundlicher als der durch LKW-Diesel mit Rußfilterung und SCR ist. Das ist keineswegs der Fall. Dann reicht es, ca 5% der Strecken mit Oberleitungen auszurüsten, bevorzugt an Steigungen. Von einer separaten Ladespur für die LKWs sprechen wir erst, wenn das thread an seinem Bestimmungsort im Wirtshaus gelandet ist.
Vielleicht ist dann auch der Preis auf unter 1000Euro/kWh gefallen.
Der Rohstoffpreis dürfte dafür kein Hindernis sein: Titan: unter 30 Dollar pro kg, Titanat: billiger.
Lithium: 45 bis 50 Dollar pro kg.

Für den innerstädtischen Last- und Busverkehr Ist die Lithiumtitanattechnik hingegen sehr gut geeignet. Zum Wiederaufladen reicht für Nahverkehrsbusse der durchschnittliche Aufenthalt an den Haltestellen von nur 20 Sekunden, wie ich ihn in Düsseldorf für Busse und Bahnen beobachtet habe.
Ich denke, wir müssen nur abwarten. So etwas setzt sich durch. Vermutlich finden sich noch weitere Speichermöglichkeiten für Lithiumionen. Der Gabentisch der Erde ist reichlich gedeckt und keineswegs voll erforscht.

von Bernd Schlueter - am 06.09.2016 14:23

Re: Lithiumtitanat für den Saufbrüderstammtisch alkoholfrei

ABB hat auch was mit Caps in seinen Roboter. Hatte das Teil in der Hand als der Service da war. Waren aber beide weg bevor ich näher Fragen konnte. Mist wen man nicht immer gleich alles Fotografiert

von Norbert Kern - am 07.09.2016 19:23
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