Hallo zusammen,
grundsätzlich sollten unterschiedliche Effekte bei Kälte voneinander getrennt betrachtet werden:
- Beschädigung des Akkus bzw. Verminderung der Lebensdauer
- Verringerung der entnehmbaren Kapazität (= Reichweitenverlust)
- Verringerung der Leistungsfähigkeit (=weniger Power)
Zu 1.
Grundsätzlich sind Akkus beim Laden temperaturempfindlicher als beim Entladen. Schaut man in die technischen Daten der Zellen, findet sich dies auch in den herstellerseitig als zulässig angegebenen Temperaturbereichen wieder. Hier ein Beispiel für die Samsung 35E welche ich beispielsweise für meinen Akku verwende:
Datenblatt Samsung INR 35E
Als Faustregel kann man sich immer daran orientieren, einen Akku bei kalten Temperaturen möglichst langsamer zu (ent-)laden um ihn zu schonen. Dazu, wie stark die Beschädigung bei welcher Temperatur und (Ent-)Laderate ausfällt kann ich leider nichts konkretes sagen.
- Hier muss man nun auch zwischen Laden bzw. Entladen in kaltem Zustand unterscheiden. Dazu auch einmal die beiden Auszüge aus dem oben genannten Datenblatt:
Entladen:
Laden:
Laut Herstellerangaben verlieren diese Zellen also, am Limit ihrer zugelassenen Betriebstemperaturen betrieben, also in etwa die Hälfte der abrufbaren bzw. aufladbaren Kapazität. In der Praxis wird sich dieser Wert aber auch stark mit den jeweiligen Lade- bzw. Entladeleistungen ändern. Die hier vom Hersteller angewandten 3,4A entsprechen, auf meinen persönlichen Akku hochgerechnet, etwas mehr als der Maximallast welche mein Motor aktuell überhaupt ziehen kann. Oder anders ausgedrückt: Der Akku wäre im Herstellertest nach einer Stunde leer, wenn er die volle Kapazität liefern würde. Pedelecakkus werden im Schnitt niedriger stark belastet und der negative Effekt auf die abrufbare Kapazität sollte weniger spürbar sein. Auch ist das natürlich nur ein konkretes Beispiel für eine bestimmte Zelle, die genauen Zahlen werden sich je nach Zelle in eurem Akku sicherlich ebenfalls etwas unterscheiden.
Zu 3.
Hierzu gibt es z.B. dieses Video, was es wie ich finde richtig schön anhand der Spannungsmesskurven für einen Akku erklärt:
Der in diesem Video getestete Akku ist ein Lithium-Polymere-Akku (kurz: LiPo). Es ist also ein etwas anderer Akkutyp als in unseren Pedelecs wo hauptsächlich Lithium-Ionen-Akkus eingesetzt werden. Maßgeblich sind die LiPo Akkus deutlich stärker belastbar, der grundsätzliche Effekt durch Kälte bleibt aber der selbe. Man sieht jedenfalls, wie die Spannung des Akkus bei kälteren Temperaturen auf ein niedrigeres Niveau sinkt. Dies bedeutet, dass weniger Leistung abgerufen werden kann. Die abrufbaren Kapazitäten ändern sich für diesen konkreten Akku jedoch kaum.
Auch interessant ist, dass am Ende des Videos ein weiterer Akku bei Kälte sogar direkt in die Knie geht.
Fazit:
Die stärke der Auswirkungen von Kälte auf Lebensdauer, Kapazität und Leistung hängen immer vom konkreten Akku ab. In Summe lässt sich aber durchaus festhalten, dass kalte Temperaturen negative Auswirkungen haben. Für den praktischen Einsatz sollte insbesondere das Laden bei kalten temperaturen vermieden werden. In jedem Fall sollten keine hohen leistungen ge- oder entladen werden. Dies bedeutet, bei Kälte z.B. ein kleineres Ladegerät zu verwenden und die Unterstützungsstufe zu senken.
Ob ein heizen der Akkus trotz der Heizenergie am Ende eine Reichweitenerhöhung liefern kann hängt sehr stark vom verwendeten Akku und natürlich auch der Isolierung des Akkus (und somit der benötigen Heizenergiemenge) ab. Bei einem bis zu 60% Kapazitätsverlust am Beispiel des Datenblatts der 35E Zellen sieht man aber, dass die Idee zumindest grundlegend nicht verkehrt sein muss.
