Immer wieder kursieren Ideen, mithilfe von sogenannten Supercaps
Akkus von Elektrofahrzeugen für kurzzeitige Beschleunigung zu Unterstützen. Hierzu einige
Detailbetrachtungen:
Supercap 300F, 2,5V Maximalspannung, 6mOhm
Innenwiderstand, Gewicht 90g, Imax 50A, 26,5mm x48mm x 59mm
LiFePO4-Akku 100Ah, 3,2V, 1mOhm, Gewicht 3,2kg, Imax 100A
(1000A für 10sec.), Abmessung 142mm x 67mm x 218mm, Energie=100Ahx3,2V=320Wh
Innenwiderstand:
Bei 6mOhm Innenwiderstand und Aufladung auf 2,5V wäre eine
theoretische Belastbarkeit bis die Ausgangsspannung bei 0V liegt 416A
(praktisch natürlich Blödsinn, da mit 0V Ausgangssapnnung keine Leistung mehr
bereitgestellt werden kann und der Kondenstor nur mit 50A Belastbarkeit
angegeben ist. Dieses Problem lässt sich durch parallelschalten vieler
Kondensatoren lösen.
Energiedichte nach Masse:
W=0,5xCxU²=0,5x300F x 2,5²V²=937,5Ws=0,26Wh , dabei bleibt
unberücksichtigt, dass durch die bei
Entladung sinkende Spannung nicht die volle Kapazität genutzt werden kann. Bei
90g Gewicht liegt die Energiedichte umgerechnet bei 2,9Wh/kg. Vergleichen mit
LiFePO4 Akkus, deren Energiedichte bei 100Wh/kg liegt lässt sich mit
Superkondensatoren nur sehr wenig Energie speichern. Der Unterschied liegt bei
einem Faktor von etwa 35 zu Ungunsten des Kondensators
Energiedichte nach Volumen:
Superkondensator: 26,5mm x 48mm x 59mm=75048mm³=75cm³
0,0035Wh/cm³
LiFePO4-Akku: 142mm x 67mm x 218mm=1074052mm³=1074cm³
0,298Wh/cm³
Unterschied bei der gespeicherten Energie pro Volumen ist
Faktor 85 zu Ungunsten des Kondensators.
Fazit:
In Zeiten, wo die kurzzeitige Überlastbarkeit der Lithium-Akkus (10C für10sec.) immer
besser wird ist der Einsatz von Kondensatoren als Energiespeicher für
kurzzeitige Bereitstellung von Leistungsspitzen nicht empfehlenswert.
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