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Zukünftiges Batterielayout von Teslas Akku

Mit LiPo kann ich nicht dienen aber mit LiYFePo4. Und auch hier hast Du nicht recht. Ich kann Dir beliebige Kurven aus meinem Heimspeicher liefern, sag was Du brauchst.
Anbei einfach mal die Daten von gestern morgen. SOC und Temperatur. Es wurde nach Sonnenaufgang mit max 3,3 kW geladen, der Speicher hat 8 kWh Kapazität.


[quote=„Kuba“]
Hallo Beatbuzzer,

Wow, vielen Dank für deine Mühe uns zu zeigen, wie sich eine 18650er Zelle beim Laden, in Relation zur Erwärmung verhält. Ich denke, daß es dann besser ist, wie in dem Video von Kreisel beschrieben wenn die Zelle komplett vom Kühlmediem umspült wäre.
Aber woher kommt die Behauptung aus Volkers Video (im 2ten Beitrag dieses Threads) das bei der Verbindungstechnik von Tesla die einzelne Zelle ca 15 % einbüßt? Kann sich das jemand von euch erklären?

„„Tesla die einzelne Zelle ca 15 % einbüßt? Kann sich das jemand von euch erklären?““

Durch das Punktschweißen der Zellen bei Tesla und anderen Herstellern von Akkueinheiten, werden die Zellen durch Wärme leicht geschädigt, das will Kreisel durch ihr Verfahren verhindern. Ich hallte die 15% auch für übertrieben, 5% sind realistischer.

Ich habe hier ein Beispiel von meinem Samsung Tablet. Der Ladestrom ist natürlich deutlich geringer.

Und wie willst du hier die natürliche Abkühlung (bei Ladestart war die Temperatur bei 35 Grad) in Richtung Umgebungstemperatur von deiner behaupteten endothermen Reaktion trennen? Kannst du nicht.

Daher: Tablet entladen und auf Umgebungstemperarur abkühlen lassen, und dann Ladung starten, nicht, wenn es eh schon warm ist.

egn hat Recht. Beim Laden findet eine chemische Reaktion statt und ein physikalisch elektrischer Vorgang. Die chemische Reaktion innerhalb der Zellchemie mag endotherm sein (ist sie auch). Aber die Wärmeentwicklung am Widerstand der Zelle ist halt größer als die Abkühlung durch die chemische Reaktion. Also am Ende wird die Zelle wärmer. Das ist auch das einzige, was am Ende zählt und damit haben auch alle anderen „Recht“.

egn hat aber nicht einfach behauptet, dass die Reaktion beim Laden endotherm sei, sondern, dass der gesamte Ladevorgang endotherm sei:

Und das ist halt falsch und auch nicht wissenschaftlich bewiesen. Der Ladevorgang einer Zelle ist weit mehr als die chemische Reaktion während des Ladevorgangs! Sollte eigentlich einem guten Theoretiker auch klar sein, aber spätestens wenn ein erfahrener Praktiker wie Beatbuzzer sagt, dass er in der Realität etwas anderes Feststellt, als der Theoretiker behauptet, muss der Theoretiker dann sein Modell hinterfragen um sich abzusichern, dass es ein brauchbares Abbild der Realität darstellt. Und das hat egn hier nicht gemacht und deshalb halte ich die Einschätzung, dass beide Seiten hier irgendwie recht hatten für falsch.

Gruß Mathie

Nochmal, die wissenschaftliche Studie die ich zitiert habe, und noch einige andere mehr, zeigen in einer kontrollierten Messung dass der Abkühlungseffekt unter Umständen deutlich sichtbar ist. Ich habe auch schon lange geschrieben dass der sich der endotherme Effekt mit den ohmschen Verlusten überlagert. Und natürlich wird je höher er Ladestrom ist irgendwann mal die Verlustleistung den endothermen Effekt überlagern oder gar übersteigen.

Beatbuster hat jetzt gezeigt, dass die vergleichbare NCA Zelle sich beim Laden mit entsprechendem Strom von der Raumtemperatur ungekühlt bis auf etwa 45°C erwärmt. Jetzt wäre es noch interessant zu erfahren was bei durch Entladung warmen Zellen passiert. Ich denke eine Entladung mit 0,2C-0,3C sollte etwa dem Strom bei etwa 130 km/h entsprechen.

Mein Beispiel mit dem Tablet mit einer Ausgangstemperatur von über 30°C sollte hier nur als einfaches Beispiel gelten. Natürlich entspricht weder die Chemie, noch der Ladestrom, noch die Kühlverhältnisse den Verhältnissen im Tesla. Aber es zeigt, dass sich ein Akku nicht zwangsweise beim Laden erwärmen muss, wie auch hier im Thread behauptet. Ob sich der Temperatur erhöht oder reduziert hängt von vielen Faktoren ab. In der Diskussion geht es mir alleine darum möglichst objektiv herauszuarbeiten, wie sich die Verhältnisse im Tesla im Vergleich darstellen, und wie der Temperaturverlauf und Kühlbedarf, angefangen von der Entladung bei der Fahrt auf der Autobahn, bis hin zum Ende der SuC Laden entwickelt.

Auch wenn wir uns vom Ursprungsthema relativ weit entfernt haben, so wäre es doch letztlich interessant herauszufinden welches Potential zur Kühlung noch vorhanden ist um die Batterie noch schneller zu Laden. Wenn die Temperaturentwicklung beim Laden die Begrenzung ist dann sollte sich das durch weitere Optimierung der Kühlung verbessern lassen.

Leider sagt es null und nichts aus, wie ich oben erklärt habe.

Hast du gelesen, was ich oben geschrieben habe? Dein Akku, der sich beim Laden abkühlt, erlaubt exakt null Rückschlüsse auf endo-/exotherm, da er während des Ladens dank Konvektion und Konduktion gekühlt wird, weil er beim Ladestart deutlich wärmer als die Umgebung war. Das ist fern von einer wissenschaftlichen Herangehensweise.

Sorry, aber dein Versuch ist dafür herzlich wenig geeignet. Nochmals wiederholen, aber dieses Mal mit Akkutemperatur = Umgebubgstemperatur beim Ladestart.

Das kann ich mir auch sparen, da eine einzelne Zelle auf dem Tisch sich bei solchen „Leckströmen“ nicht erwärmt. Die Verlustleistung bei 1A (ca 0,3C) beträgt am 50 mΩ Innenwiderstand der Zelle 50 mW. Selbst wenn der Widerstand zum Entlade-Ende auf 100 mΩ steigt, sind es erst 100 mW. Beim Model S wird der Akku bei geringer Leistungsentnahme auch durch Verlustwärme des Antriebes auf Temperatur gehalten, damit er nicht zu stark auskühlt und damit an Leistungsfähigkeit und nutzbarer Kapazität verliert. Im Antrieb fallen ja selbst bei 90% Wirkungsgrad und nur 20 kW Abforderung schon nochmal 2 kW zusätzlich an.
Für die Gewissheit kann ich das aber gern nochmal laufen lassen, steht ja alles noch :wink:

und PS @egn: Es ist schon so, dass Du bis zu meinem Versuch relativ steif und fest mehrmals behauptet hast, dass die Kühlung beim Tesla nur für die vorher beim fahren entstandene Abwärme läuft und nicht für beim laden anfallende Abwärme der Zellen. Wenn ich den Entladeversuch nochmal laufen lasse ist das in doppelter Weise widerlegt, da Akku durch entladen keine Eigenerwärmung aber durchs laden dann umso mehr.

Zumindest ich hab nicht vor, jemanden für Fehler zu hänseln oder aufs Kreuz zu legen - Ich schreib selbst oft genug mal nicht zu Ende gedachtes, kann passieren und passiert auch. Aber ich horche dann schon aus eigenem Interesse gern auf den Widerhall der anderen und revidiere mein Geschreibsel, das macht die Sache wieder rund :wink:

Hallo vmax,

Was meinst du mit Punktschweißen? Den Aludraht, der auf die Zelle geschweißt wird? Denn dies passiert ausschließlich mit Ultraschall, (geschweige denn da fließt irgendein Strom) und da entsteht keine Wärme, welche die Zelle schädigen kann.

Oder wird die Zelle noch anderweitig geschweißt?

Gruß

Kurt

Selbst beim ‚richtigen‘ Punktschweißen mit Strom passiert kaum ein Wärmeeintrag in die Zelle. Dafür ist das viel zu punktuell und zu kurz. Ich löte meine sämtlichen Akkus aus 18650ern wegen der größeren Kontaktfläche und des robusteren Anschlusses. Und selbst da geht - wenn man denn den passenden Kolben hat und halbwegs löten kann - kaum Wärme in die Zelle.
Und utopische Kapazitätsverluste von 15% hab ich auch da noch nicht festegstellt, auch nicht nach Langzeit über einige Jahre. Ich hielt Kreisel immer für recht seriös und mit guten Leuten bestückt. Keine Ahnung, was bei der Aussage schief gelaufen ist. Will da auch nichts mutmaßen.

Hallo Beatbuzzer,

Weißt du ob die Zelle noch ein anderes Mal geschweißt wird? Denn dieser Bonddraht (ALudraht) ist ja nur am oberen Ende der Zylindrischen Zelle angebracht. Wie ist die Zelle am anderen Ende mit dem Akkupack verbunden?

Gruß

Kurt

Die Zelle ist auf beiden Seiten über einen solchen Sicherungsdraht kontaktiert, soweit ich weiß.

Tesla ist ja nicht bescheuert. Wenn ihre Methode 18% „größere“ Zellen benötigt, um nach dem Schweißen auf 100% der verkauften Kapazität zu kommen (118% - 15% = 100%), dann hätten sie wie Kreisel für ein paar hunderttausend diesen Wunder-Laser gekauft. Wer pro Jahr 4,25GWh Batteriekapazität verschweißen muss, denkt doch sicherlich ein paar Mal drüber nach, wie man die am besten miteinander verbindet.

Nötig wäre aber nur eine Seite.

Kommt drauf an, was man alles damit erreichen will.
Zur mechanischen Entkopplung ist eine beidseitige etwas flexible Anbindung nicht verkehrt. Ein fester 74P-Verbund könnte den einzelnen Zellenbecher bei Erschütterungen schon belasten.

Hallo Teekay,

Ich kann mir nicht vorstellen, das das ein Wunderlaser ist. Wir bei uns in der Arbeit, verwenden übrigens auch einen Schweißlaser, der eine 0,4 mm starke laminierte Kupferfolie an verschiedene Sensoren schweißt. Dabei entsteht zwar nur ein Schweißpunkt von einem Millimeter Durchmesser. Aber diese Methode übersteht alle Temperaturtests, und sitzt zum Beispiel in einem Doppelkupplungsgetriebe für VW. Und wir fertigen mit diesem Prozess, schon über 5 Jahre, für diverse Automobilhersteller.

Gruß

Kurt

Das Wunder war auch nicht ernst gemeint. Kreisel hat den Laser auch nur zugekauft und stellt das nun so dar, als hätten sie zu dritt in der Garage mit Laserschweißen den heiligen Gral der Batteriepackfertigung gefunden. Bis jetzt gibts von denen nur heftiges PR-Getöse, keine einzige Batterie fährt in einem Serienfahrzeug in Kundenhand. Aufträge interessierter Kleinkunden werden nicht angenommen, da man sich auf Großaufträge von der Autoindustrie konzentrieren wolle. Was sie als große Leistung herausstellen (hohe Packungsdichte und Ladeleistung) kann schließlich auch durch drastische Reduzierung der Lebensdauer erreicht werden. Ob das in der Realität in einem Serienfahrzeug auch so umgesetzt werden kann, haben sie bis jetzt nicht bewiesen.

Ah, ok. Aber was ich mir durchaus vorstellen kann, es hieß doch das Tesla jetzt statt der 18650er die 20700er in die Akkupacks einbauen wollen. Ich kann mir schon vorstellen, das vielleicht auch Tesla das Laserschweißen für sich entdeckt hat, denn beim Dickdrahtbonden muß man schon eine gewisse Höhe für den Draht einplanen, welchen man beim Laserschweißen gewinnen würde. Und das, wie Beatbuzzer schreibt auf beiden Seiten der Zelle.

Gruß

Kurt

Hallo

Ich hole jetzt diesen Thread aus der Versenkung, da ich diesen Artikel auf Elektrec gelesen habe:

electrek.co/2020/02/26/tesla-se … ive-scale/

Darin steht, das Tesla jetzt in Zukunft vorhat vom Bonddraht wegzugehen, und auf Laserschweißen setzt:

"It includes moving away from wire bonding on the cells and going with a laser-welded technology instead.

Gruß

Kurt