Akku laden bei Garagentemperatur?

[Adler14]

Hallo zusammen,
ich fliege große 10s 4000 (2x5s) und 12s (2x6s) Akkus. Seit Jahren lagere ich die Akkus im Keller (im Sommer 20 Grad), lade sie und wärme diese nach dem Laden und vor dem Flug etwas vor.

Nun folgende Frage: Ich möchte die Akkus zukünftig in der Garage lagern. Die Temperaturen schwanken zwischen 10 und 25 Grad. D.h. Ich würde zukünftig auch relativ kalte Akkus laden.

Nun die Frage: Macht es den Akkus etwas wenn diese geladen werden, wenn diese etwas kälter sind? (Ich lade immer zwischen 1C und 2C)

(vor dem Flug kommen diese in die Wärmebox)

Viele Grüße Pascal

 

[manfred_k]

Guten Tag Pascal,

Gerd Giese sagt es geht auch bei Temperaturen bis unter +10°C mit deutlich verringerter Ladeleistung.

lg
Manfred

 

[Adler14]

Hallo Manfred,

vielen Dank für den Link. Dann ist das mit den Akkus in der Garage lagern doch nicht so eine optimale Lösung.

Viele Grüße Pascal

 

[Wiedereinstieg]

Oder erst in den Wärmekoffer und dann schnell laden. Deine großen Akkus brauchen ja eh ne Weile, bis die durchgewärmt sind!

 

[BZFrank]

Damit ihr mal ein paar echte Zahlen aus dem EV-Bereich habt:

Eine typische Graphit/LiNi1,3Mn1,3Co1,3O2 Zelle verliert 75% Kapazität innerhalb von 50 Zyklen mit 1-C-Ladung bei 5 °C
Obwohl die gleichen Zellen normalerweise 4.000 Zyklen bei 25 ° C halten bis sie den gleichen Kapazitätsverlsut zeigen.

(aus "Matadi BP, et al. (2017) Irreversible capacity loss of Li-ion batteries cycled at low temperature due to an untypical layer hindering Li diffusion into graphite electrode. Electrochem Soc. 164 : A2374–A2389')

Daher mein Rat: Unter 10 °C immer mit weniger als 1C laden. Am besten vorher auf > 20 ° C bringen. Geht das nicht bleibt bei 0.3-0.5C max. wenn euch die Lebensdauer wichtig ist. Unter 0 °C gar nicht mehr laden.

 

[Adler14]

Hallo Frank,
danke für die Info. Also wenn die "kalte" Ladung den Akkus so sehr schadet, dann bleiben diese (im Sicherheitskoffer) bei mir im Keller bei 20°C. Das Garagenlagern kann man dann ja echt vergessen. Alleine bis bei den dicken Packs die inneren Zellen mal warm sind, dürfte eh schon ewig dauern.

Viele Grüße
Pascal

 

[BZFrank]

Hallo Pascal,

Auf jeden Fall wäre ein ausreichend dimensionierter LiPo-Heizkoffer oder -kiste sinnvoll.

Laden bei niedrigen Temperaturen geht sinnvoll nur bei deutlich reduzierter Lade-C-Rate, bei sehr niedrigen Temperaturen gar nicht mehr.

Ansonsten 'geht" es stark auf die Lebensdauer (und Sicherheit, denn die Effekte in der kalten Zelle bei (für die Temperatur) zu hohem Ladestrom begünstigen Li-Plating). Das passiert primär durch irreversiblen Verlust von freien (im Sinne von "verfügbar für den Ladungstransport") Lithium. D.h. die verfügbare Kapazität sinkt und gleichzeitig nimmt der Innenwiderstand zu, da sich die Reaktionsprodukte an den Interfaces ablagern.

Gruss

Frank

 

[E-Seb]

Hi,

Ich lagere meine Akkus auch im Keller. Ohne Heizung ist es dort ganzjährig zwischen 14°C und 17°C.

Diese "Weinlager" Steine mit Gipsplatten auf der Rückseite geben mir ein ausreichendes Maß an Sicherheit.
Ich habe mir, egal ob Sommer oder Winter, angewöhnt die Akkus zunächst eine Stunde im selbst gebauten Heizkoffer vorzuwärmen und dann zu laden.

Sind alle Akkus voll und wieder im Koffer bereite ich den Rest vor. Zum Transport werden die Akkus natürlich fest fixiert! (Die Bilder sind von einem unfertigen Koffer den ich gerade für einen Kumpel baue) Meine Akkus haben also mindestens 2 Stunden im Koffer verbracht.

Und ich verlange meinen Akkus viel ab! 1500mAh 100C Zellen belaste ich mit 260A Peak und sie halten etwa 60-70 Zyklen bevor ich sie für untauglich erkläre oder sie einen anderen Anwendungszeck zugeführt werden.

Ich fahre damit ganz gut.

Grüße Seb

 

[steve]

Kalt lagern - warm laden!

Bei vorgewärmten Lipos ist der Innenwiderstand zudem deutlich geringer.

Was die ganze Sache etwas relativiert, sind die zum Teil deutlich geringeren Ladeströme, die am Netzgerät möglich sind. Gerade bei Lipos mit höherer Kapazität z.B. 10.000mAh ist es dann daheim schon müßig. Aber auch ein 5.000mAh freut sich über eine 2C-Ladung, an die im Keller ab 4s nicht zu denken ist.

Eine ganze andere Perspektive: Ich wurde mal gefragt, weshalb ich am Flugplatz lade (mit meiner mobilen 200Watt-PV-Anlage) und nicht daheim im Keller - naja, sagte ich, es ist doch wesentlich angenehmer beim Laden in der Sonne zu stehen oder in Ruhe die Modelle aufzubauen, sich noch nett zu unterhalten, als das Laden im Keller zu machen. Zudem geht das Laden am Platz noch deutlich schneller und akkuschonender. Und ökonomischer/ökologischer ist es auch. Ok - wenn´s richtig frostig ist, beuge ich mich der Natur und mache Kompromisse aber sobald es etwas angenehmer wird, nur mobil.

Kommende Saison wird die Anlage noch auf 400Watt aufgebohrt und wenn´s klappt, bekommt sie noch einen smarten Tracker.

VG

 

[Teamspirit]

Hallo Steve,
finde deine mobile „Lade-PV“ sehr interessant, magst Du etwas dazu schreiben, würde mich freuen.
Viele Grüße
Axel

 

[BNoXTC1]

naja, sagte ich, es ist doch wesentlich angenehmer beim Laden in der Sonne zu stehen oder in Ruhe die Modelle aufzubauen, sich noch nett zu unterhalten, als das Laden im Keller zu machen.

In der Zeit räumt man das Auto ein

 

[Vallenfyre]

Geringere Ladeströme am Netzteil ? ich hab zwei 1500W 24VNetzteile... schneller als damit gehts nich..

@E-Seb -schöner Koffer !
Akku-Heizkoffer hab ich mittlerweile an die 20 Stück gebaut ..für mich..Freunde..Bekannte...Vereinskollegen...wäärmstens zu empfehlen
Kleiner Tip: baut eine Temperatursicherung mit ein die bei ca, 50Grad auslöst.
Mir ist kürzlich mal ein Thermostat verreckt und der Koffer war dann innen so heiß, dass die Isolierung geschmolzen ist ! ...zum Glück waren noch keine Lipos drin ..ufff...nun sind entsprechende Sicherungen verbaut

Wie Seb das macht so halte ich das auch - Sommer wie Winter wird alles erstmal ca 2 stunden durchgewärmt... vor allem die dicken brocken (6s 10000) brauchen ne Weile.
Hatte noch nie nen geblähten oder kaputten Lipo .... und die werden auch nicht grade geschont im Betrieb und beim Laden (eigentlich immer mindestens 2C)

Gut vorheizen, nicht mehr als 70% Ladung rausholen, mit 3,73V/Zelle lagern ... tausende Flüge ohne einen Lipo-Defekt.

 

[E-Seb]

@E-Seb -schöner Koffer !
Akku-Heizkoffer hab ich mittlerweile an die 20 Stück gebaut ..für mich..Freunde..Bekannte...Vereinskollegen...wäärmstens zu empfehlen
Kleiner Tip: baut eine Temperatursicherung mit ein die bei ca, 50Grad auslöst.
Mir ist kürzlich mal ein Thermostat verreckt und der Koffer war dann innen so heiß, dass die Isolierung geschmolzen ist ! ...zum Glück waren noch keine Lipos drin ..ufff...nun sind entsprechende Sicherungen verbaut

Die Temperatursicherungen hatte ich beim ersten koffer mitbestellt und dann doch nicht verbaut. Der Thermostat schaltet elektronisch, da bleibt kein Kontakt hängen. Außerdem habe ich das immer im Blick und mein Flugplatz ist zu Fuß erreichbar.

Aber der Tipp ist goldwert! Das kann schon vor schaden bewahren.

 

[steve]

Jepp...Temperatursicherung ist wirklich ein sehr guter Tipp. Gar nicht auszudenken, was da passieren kann.

1500WATT sind 50V x 30A - Verlustleistung = Sollte für alles reichen

Zu der PV-Anlage kann ich noch was schreiben, irgend wo hatte ich sie hier auch bereits erwähnt. Auslegung von Solaranlagen am Platz? | Seite 2 | RC-Network.de (rc-network.de)

VG

 

[steve]

In der Zeit räumt man das Auto ein

Das räum ich eigentlich gar nicht aus

 

[Vallenfyre]

Die Temperatursicherungen hatte ich beim ersten koffer mitbestellt und dann doch nicht verbaut. Der Thermostat schaltet elektronisch, da bleibt kein Kontakt hängen. Außerdem habe ich das immer im Blick und mein Flugplatz ist zu Fuß erreichbar.

Aber der Tipp ist goldwert! Das kann schon vor schaden bewahren.

Ich hab auch ein elektronisches Thermostat das per Relais schaltet - und genau damit ist das passiert. Das Relais war noch okay aber die Elektronik zur Temperaturmessung ist wohl hops gegangen und dadurch hat das Relais dauerhaft geschlossen sobald Strom drauf war ...nie mehr ohne Sicherung.

 

[Adler14]

Hallo zusammen,

also umso mehr ich mich mit dem Vorwärmen beschäftige, umso mehr Fragen ergeben sich.

1: Da die "kalten" Akkus auf Ladezyklen ja sehr empfindlich reagieren, was macht dann mehr Sinn?
1a: bei 20°C laden und dann vorwären
1b: vorwärmen und dann laden?

2: da ich relativ dicke Packs fliege, werde ich durch das vorwärem ja "nie" die inneren Zellen auf die Temperatur bringen wie die äußeren. Gehen wir mal von 1h vorwärem aus.
2a: Wenn die Zellen durch das vorwärmen unterschiedlich warm sind, dann verschleißen diese doch auch unterschiedlich oder? Wenn ich den Akku ohne vorwärmen betreibe, sind die Zellen zumindest beim Laden und Fliegen alle gleich warm. (in meinem Fall 20°C)
2b: Wie lange braucht denn so ein 6s 6500mAh pack bis dieser halbwegs homogen warm ist? Gemessen hat das noch nie einer oder?

3: Mit wieviel Grad (Luft)temperatur wärmt ihr denn die Akkus vor? (Lufttemperatur ist ja nicht gleich Zellentemperatur)

Viele Grüße
Pascal

 

[Vallenfyre]

Ich würde sagen - ist egal ob du mit 1C bei 20 Grad lädst oder vorgewärmt auf ca 40 grad ....letzteres empfiehlt sich aber wenn du mit 2C oder 3C laden möchtest. Vorgeheizt ist immer besser - siehe Beitrag von BZFrank bzg Li-Plating
Eine kalte Zelle mit (zu) hohem Strom zu laden führt immer zu irreversiblen Schäden.

Bei dicken Packs locker mal zwei Stunden vorwärmen - wenn ich weiß, dass ich am nächsten tag rausgehe packe ich die Lipos abends schon in den Heizkoffer damit sie morgens komplett durchgewärmt sind und dann geladen werden.
Ich kann auch im Heizkoffer Laden - bei niedrigen Aussentemperaturen sehr nett - dann kühlt er sich beim Ladevorgang nicht wieder ab.

2a: Ja - deshalb sollten sie gleichmäßig warm sein - deshalb lange genug vorheizen.

2b: doch das hat schon mal einer gemessen - aber für nen 6s6500 würde ich mindestens anderthalb Stunden veranschlagen bis er auch im Kern auf Temperatur ist. (Soweit ich mich erinnere kam derjenige auf ein ähnliches Ergebnis)

3: 35 bis ca 40 grad ist optimal - Achtung ab 60grad schädigt man den Lipo !
Nach einer Weile ist Lufttemperatur dann auch Zellentemperatur

Ich mache das jetzt seit Jahren so und wurde zu Anfang am Platz belächelt ...oton "wir heizen unsere akkus in der luft hahah" ... ja .. irgendwann sind dann im herbst / winter mal welche runtergefallen obwohl noch viel Kapazität hätte übrig sein sollen. .. haha..
Mittlerweile haben einige einen Heizkoffer in Betrieb ...und haben sich von mir einen bauen lassen.

Man muss da nicht so eine Wissenschaft draus machen aber ich fahre sehr gut damit und habe viele Probleme die andere haben erstaunlicherweise nicht - selbst wenn Lipos am Rande oder sogar über ihrer Spezifikation betrieben werden.

Vorheizen und nach Gebrauch bei korrekter Lagerspannung lagern - ohne Aunahme ...
Dafür Langlebigkeit, Leistung, Zuverlässigkeit.

 

[steve]

So wird das nie was - ihr überseht völlig die Heisenberg’sche Unschärferelation

Im Ernst: Das sind hier keine quantentheoretischen Überlegungen, sondern handfeste und sehr valide Infos aus der angewandten und bewährten Realität oder etwas vintage formuliert: Erfahrungen

Aber wenn es denn unbedingt spekulativ sein soll: Um die angestrebte Kerntemp rasch zu erreichen, kannst ja die ersten 10Minuten mit einem Vorlauf von 10-15° anwärmen und dann mit der Zieltemp. + 5° die restliche Zeit durchwärmen. Je nach Design und Modellierung der Temp-Kurve erhält man bei diesen Reflex-Heating dann sogar innen eine höhere Temp. - nennen wir sie mal Kerntemp.
Letztes zu lösendes Problem ist dann, dass mit dem Ende des Heatings ja der Lipo von der Box in das Modell und zum Startplatz muss - und dabei außen abkühlt. Schwieriges Problem - da braucht es jetzt wieder eine Korrektur durch ein Heating-Design, dass die Hüllentem. etwas anhebt, damit die Kerntemp sich dann beim Start der Hüllentemp. annähert...hmmm.
Das alles in eine Gleichung und man könnte die höhere Kerntem. gegen die Verluste der Hüllentemp im Zeitintervall t1 der wahrscheinlichsten Abkühlphase zwischen Heating-Ende und Belastungsstart herauskürzen - jepp, so mach ich das.
Ich glaub, ich hab ein Thema für eine Habilitierung gefunden

Oder vintage formuliert: Dat brauchts alles nicht - die kühlen doch eh aussen ab und dann paßt dat schon mit innen - 60Minuten und alles ist gar.

(Bitte nicht schimpfen - hatte einen harten Tag im Büro, bin gerade erst nach Hause gekommen und der Hobbyraum ist gerad etwas unterkühlt)

 

[E-Seb]

Steve, ich stimme dir zu. Atomphysik ist hier nicht angebracht, das lebt man besser anders aus