Batterieheizung durch Ripplestrom

[Stephan S. (outsider)]

https://www.notebookcheck.com/Tesla-Model-Y-Standard-Range-laedt-bei-Kaelte-jetzt-bis-zu-viermal-schneller-dank-neuer-Supercharger-Batterieheizung.936688.0.html

Wie funktioniert das wohl? Wie kann eine Ladestation, die normalerweise 
nur eine CC/CV Quelle ist einen Ripplestrom erzeugen, der nennenswert 
zusätzliche Wärme erzeugt, um einen Akku mit vielen hundert kg Masse 
schnell warm zu bekommen? Wie könnte der aussehen? Man hat erstmal ja 
nur den Innenwiderstand des Akkus, es müsste also ein deutlich höherer 
Effektivstrom dabei heraus kommen, als vom normalen DC Ladestrom. 
Abwechselnd laden und dann wieder in den Zwischenkreis der Ladestation 
oder sogar ins Netz entladen?

[Vanye R. (vanye_rijan)]

Vielleicht bin ich ja zu naiv, aber ich wuerde denken die haben da einen 
dicken Mosfet und machen einfach einen Kurzschluss. Also PWM mit dem 
Innenwiderstand.

Vanye

[Giovanni (sqrt_minus_eins)]

Vielleicht liegt die Antwort im Ersatzschaltbild. Siehe Bild 8 im 
Beitrag.

https://www.elektroniknet.de/power/energiespeicher/welche-ladezustands-bestimmung-eignet-sich-fuer-lifepo4-li4ti5o12.104344/seite-3.html


Mit einem AC-Anteil kann man den Strom an Ri erhöhen, ohne den 
Mittelwert des Ladestroms zu erhöhen (mehr Verlustwärme). Voraussetzung 
ist, die Zelle ist damit einverstanden.

Vielleicht liegt der Vorteil der Idee auch darin, dass die Zelle "von 
innen" beheizt wird. Die "normale" Heizung erwärmt die Zelle eher von 
außen.

[Chris R. (rcc)]

> Wie funktioniert das wohl? Wie kann eine Ladestation, die normalerweise
> nur eine CC/CV Quelle ist einen Ripplestrom erzeugen, der nennenswert
> zusätzliche Wärme erzeugt, um einen Akku mit vielen hundert kg Masse
> schnell warm zu bekommen? Wie könnte der aussehen?

Ripple vom Gleichrichten. Die Ladestation wird aus dem AC-Netz gespeist. 
Da gibts die Ripple sogar kostenlos mit.

[Giovanni (sqrt_minus_eins)]

Chris R. schrieb:
> Ripple vom Gleichrichten. Die Ladestation wird aus dem AC-Netz gespeist.
> Da gibts die Ripple sogar kostenlos mit.

Naja.

Diese Dinger haben auf der AC Seite einen Puls-Gleichrichter und 
wahrscheinlich dann noch einen DC/DC-Wandler um den großen 
Spannungsbereich (150V-1000V) abzudecken.

Habe nur eine ABB Spec gefunden. Für TESLA Supercharger bitte direkt 
Elon fragen.

Also mit Sicherheit keine B6 Brücke mit Thyristoren.

[Chris R. (rcc)]

Giovanni schrieb:
> Also mit Sicherheit keine B6 Brücke mit Thyristoren.

Wie kommst Du drauf dass ich das behauptet hätte? Aktuelle Topologie in 
der Leistungsklasse sind (aktive) AC-DC Wandler und DC/DC dahinter, bei 
>50kW normalerweise modular.

[Michael O. (michael_o)]

Und mit so vielen Phasen, das Du den Ripple mit der Lupe suchen musst. 
Kann aber vom Ladegerät des Fahrzeugs oder vom FU des Fahrmotors leicht 
selbst erzeugt werden. Sicher aber nicht durch Entladung sondern durch 
gepulstes laden.

MfG
Michael

[Vanye R. (vanye_rijan)]

> Sicher aber nicht durch Entladung sondern durch
> gepulstes laden.

Warum? Das wuerde bedeuten das man dann beim Laden am Innenwiderstand
heizt. Das ist aber keinerlei Unterschied zum normalen erwaermen
beim normalen Laden. Und es waere auch noch eher gering weil die
Ladespannung nur unwesentlich ueber der Zellspannung liegen wird.
Wuerde das gehen muesste man ja nichts machen.

Ausser man wuerde die Spannung signifikant erhoehen bis eine
zusaetzliche Leistung abfaellt die ueber dem beim normalen
Laden liegt. Aber ich denke mal das ist ungesund fuer den Akku.

Bei einem Kurzschluss faellt aber die gesamte Leistung am 
Innenwiderstand ab. Wobei man das vermutlich dann mit PWM machen wuerde 
damit die Leistung im normalen Rahmen bleibt.

Hm...haette ich mir patentieren lassen sollen. :)

Vanye

[Rainer W. (rawi)]

Stephan S. schrieb:
> Man hat erstmal ja nur den Innenwiderstand des Akkus, es müsste also
> ein deutlich höherer Effektivstrom dabei heraus kommen, als vom
> normalen DC Ladestrom.

Vanye R. schrieb:
> Das wuerde bedeuten das man dann beim Laden am Innenwiderstand
> heizt. Das ist aber keinerlei Unterschied zum normalen erwaermen
> beim normalen Laden.

Na ja, man kann in der ersten Ladephase (=Heizphase) bipolar pulsen, 
d.h. die Ladung die man reingeschickt hat auch wieder raus holen (wie 
schon von Giovanni angedacht). Die Heizleistung ist proportional zum 
Quadrat das Stromes, d.h. bei Verdoppelung des Pulsstromes gegenüber DC 
würde man z.B. einen Faktor 4 an Heizleistung gewinnen, ohne dass der 
Akku wirklich Ladung aufnehmen muss. Bei asymmetrischem 
Pulsladen/-entladen würde der Akku netto geladen.

[Gunnar F. (gufi36)]

Vanye R. schrieb:
> Das wuerde bedeuten das man dann beim Laden am Innenwiderstand
> heizt. Das ist aber keinerlei Unterschied zum normalen erwaermen
> beim normalen Laden.

P = I²*R!

[Giovanni (sqrt_minus_eins)]

ergänzend zur Diskussion Werte für eine 18650 Zelle:

Seite 4, Figure 1: ein Ersatzschaltbild
Seite 23: dann die Werte dazu.

enjoy.

[Vanye R. (vanye_rijan)]

> Na ja, man kann in der ersten Ladephase (=Heizphase) bipolar pulsen,
> d.h. die Ladung die man reingeschickt hat auch wieder raus holen (wie
> schon von Giovanni angedacht).

Wo willst du die Leistung die du rausholst dann hintun? Wieder als 
Gleichstrom ins Netz reinblasen? Scheint mir nicht praktikabel.

Vanye