Zusammenhang Innenwiederstand-Leistungsverlust

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1. Wie stark wirkt sich der Innenwiederstand eines Akkus auf den Leistungsverlust aus?
2. Ist dies die Ursache, das ein Blei Gel z.b. bei hoher Last stark einbricht (Spannungsabfall ?) oder gibts noch mehr Faktoren?


Möglicher Selbsterklärungsversuch von z.b. BleiGel Akku 12V, mit Innenwiederstand Ri = 40 mOhm, max. Strom I = 27A

Verlust Leistung Pv = Innenwiederstand Ri x Strom I ²
In diesem Beispiel mit Ri = 40 mOhm, bei I = 27A -> Pv = 29,16 W (für 1. Akkublock 12V)
z.b. 3 x 12 V Blöcke, die Innenwiederstände bei Reihenschaltung summieren sich,
ergibt also die 3-fache Verlustleistung Pv = (Ri1+Ri2+Ri3) x I ² = 87,48 W

Angenommen ich hab hier max. 1000W Leistungsabnahme, entspräche das einen Verlust von rund 9 %!!
Im Vergleich dazu ein Akkutyp mit geringerem Innenwiederstand z.b. 10 mOhm wären das nur 2,25%
also ein viertel Verlust im Vergleich zu vorher. Das bedeutet je mehr Blöcke ich in Reihe geschaltet hab umso höher ist der Leistungsverlust.
(Angenommen bei einer oder mehreren zusätzlichen Parallelschaltung ist die Summe aller Teilwiederstände kleiner als jeder Teilwiederstand
und würde sich somit positiv auf die Leistungsabnahme auswirken)

3. Ist das die Antwort darauf, warum LiFePo Akkus bei Last deutlich leistungsfähiger sind und nicht oder nur kaum einbrechen,
da insgesamt der Gesamt-Innenwiederstand deutlich geringer ist als bei Blei Gel Akkus?
Ich glaube das ist nur ein kleiner Baustein von vielen anderen Faktoren oder?

[STW]

Prinzipiell ja, aber:
der Innenwiderstand heizt die Batterie im Beispiel mit 29W. Was uns mehr weh tut als 10% Wärmeverlust, das ist der Spannungsverlust U=I*R, also rund 1V im Beipiel. Macht dann statt 36V nur noch 33V, die bestenfalls am Motor ankommen. Mit abnehmenden Ladezustand vergrößert sich dann der Innenwiderstand, ebenso bei Kälte.

Also, je höher der Innenwiderstand, desto höher der Spannungsabfall an den Batterien. Der Zusammenhang ist linear.

Nun schaltet man ja die Blöcke in Reihe, je mehr Spannung, desto besser, trotz der Innenwiderstände. Ist der gleiche Grund, warum man Überlandleitungen im dreistelligen Kilovoltbereich fährt und am liebsten noch höher gegen würde.
Die Leistung am Hinterrad ist P=U*I, also für 2KW bei 48V fließen ca. 40 Ampere. Bei 12V-Konfiguration und gleicher Leistung dann ca. 160A.
Nehmen wir eine Batterie mit 4 Milliohn Widerstand, dann stellen wir fest: 0.64V Verlust, nur einmal bezogen auf 48V, und einmal auf 12V. Erhöht sich der Innenwiderstand (Temperatur, Entladezustand), dann wird es noch dramatischer, wenn man es prozentual sieht. Und jetzt haben wir immer noch nicht die Übergangswiderstände bei Kabeln, Steckverbindungen und den Halbleitern im Controller eingerechnet.
Rechnet man die Verlustleistung, wird es noch unschöner, also I-quadrat*R., also 25.6W bei 48V, oder 102.4W bei 12V.

Fazit: je höher die Spannung, desto besser.

Nun zu den Lithiumakkus. Die kennen keinen Peukerteffekt, dem die Bleibatterien unterliegen. Bei Blei gilt: je höher die Stromentnahme, desto weniger Kapazität ist entnehmbar. Daher die Kapazitätsangaben bei unterschiedlicher Entladezeit (C20, C2, C1, ...). Ist also Vorteil Nr. 1. Weiterhin haben Lithiumakkus eine recht flache Entladekurve, d.h. die Spannung ist zwischen 10-90% der Kapazitätsentnahme sehr konstant - Blei bricht da mehr ein. Ist Vorteil Nr. 2.
Allerdings haben die Lithiumakkus tw. höhere Innenwiderstände - die vorgenannen Vorteile kompensieren das aber deutlich. Der Nachteil ist, dass der Innenwiderstand bei kühlen Temperaturen oftmals höher liegt als der von Blei, d.h. der Spannungseinbruch ist da dramatischer.

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klasse Sache, langsam aber sicher versteh ich das ganze näher...
vielen Dank für deine Zeit und dein Wissen!

d.h. bei gleicher Motorleistung ist mehr Volt immer zu bevorzugen wenn möglich, natürlich verbunden mit etwas mehr Akkublöcke...
oder eben LithiumFePo, um die unangenehmen Nebenwirkungen von Blei nicht zu haben

Deswegen haben größere Roller bis 125 er Klasse idealerweise 60 oder 72 Volt um z.b. nicht so hohe Ströme zu fahren und diese Unanehmlichkeiten
niedrig zu halten...

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ist dies richtig: je mehr Parallelschaltung umso niedriger der Gesamtwiederstand des Akkus,

den bei Parallelschaltung gilt ür den Gesamtwiederstand Rgesamt = 1/ [( 1 /R1) + (1/R2) +( 1/Rx)...]

aber für die gleichmäßigere Ladung und Entladung der Zellen, wäre mehr Serienschaltung günstig oder?

Beispiel: der Gesamtwiederstand eines Akkus ergibt ca. 23 mOhm,
mit 12 in Serie und 21 mal parallel geschalteten Zellen = 252 Zellen bei einem einzellnen Zell-Innenwiderstand von 42 mOhm

hätte ich mehr in Serie und weniger parallel, wäre der Innenwiederstand deutlich höher, interessante Feststellung für mich als Neuling