[MarkusSi]

Auch ein Akku mit 22ºC Starttemperatur wäre 3km vor dem Ziel auf 0 gegangen. Die Temperatur mindert die Bereitschaft, hohe Ströme abzugeben, nicht aber die Kapazität.

Was bitte soll eine "gemindert Bereitschaft, hohe Ströme abzugeben" sein, außer ein erhöhter Innenwiderstand?
Und genau dieser Innenwiderstand führt zu verstärkten Verlusten im Akku und damit zu einer verringerten Kapazität.

Auch ich bin schon mit zu wenig Akkustand losgefahren. Damit ich am Abend wieder nach Hause komme, habe ich konsequent Energie gespart. Fahren nur im [1], nur Beschleunigen und Steigungen im [2], immer ausrollen lassen, wenn ein Stopp kommt. Das ergibt von selbst ein geringeres Tempo. Und im Gefälle immer mit Motorbremse.

Das muss dieser Modus sein, mit dem man 180km Reichweite beim 983er Akku hat 

Etwas Gewöhnungsbedürftig daran ist, dass man von 25ern und ambitionierten Velofahrern überholt wird.

Was? Bei Stufe 1 bin ich immernoch mit ungefähr 30km/h unterwegs. Also klar, Rennräder überholen da, aber die 25er doch höchstens am Berg...

[Winnitwo]

...hinzu kommt, wenn man erst mal einige Kilometer gestromert ist, fühlt sich ALLES ohne Unterstützung schleppend an. Auch mein Biobike ohne Motor fühlt sich oft wie ein Klotz an, wenn ich längere Zeit mit Strom gefahren bin. Es kommt also neben dem "Dynamo" Effekt auch der gefühlte Effekt hinzu.
-Habe mein ST% Pinion noch nicht leergefahren, somit weis ich das mit der Reserve nicht genau @bluecat, wiest du das??

[bluecat]

Das muss dieser Modus sein, mit dem man 180km Reichweite beim 983er Akku hat 

Exakt.

Meine Vorseinstellungen sind Sensor 50, Schnee und maximale Bremsleistung. Dadurch ergibt jeder Sprung in der Fahrstufe eine spürbare Mehrleistungund. Die Fahrstufe wähle ich nach der gewünschten Geschwindigkeit. Im [1] Tempo 30 zu erreichen oder gar zu halten ist für mich allerdings völlig unmöglich.

Weil ich den Stromer zum Fahren und nicht zu Schonen gekauft habe, nutze ich seine Möglichkeiten bei Bedarf voll aus. Da bin ich dann wieder näher an den 60km.

Um wievile % schätzt Du die Kapazitätseinbusse pro ºC, beginnend bei 20ºC und endend bei -20ºC?

[MarkusSi]

Um wievile % schätzt Du die Kapazitätseinbusse pro ºC, beginnend bei 20ºC und endend bei -20ºC?

Puh, gute Frage. Ich würde schätzen ungefähr 1% pro °C, aber schwer zu sagen. Ich zeichne den Arbeitsweg nicht regelmäßig auf und habe daher keinen entsprechenden Vergleich über das Jahr.

Wenn ich in meine Statistik gucke, komme ich auf rechnerische Verbräuche von 15-20Wh/km mit leichten Ausreißern Richtung 23Wh/km, wenn der Akku schon beim losfahren kalt war.

[bluecat]

Puh, gute Frage. Ich würde schätzen ungefähr 1% pro °C, aber schwer zu sagen.

Ich kann die Frage gar nicht beantworten.

Dennoch habe ich den Eindruck, dass Kälte es weniger zu Kapazitätsverlust sonder eher zu einer unwilligkeit, Leistung abzugeben führt. Damit meine ich, dass "All In" weitweniger bringt als im Sommer, die Reichweite bei sehr sparsamer Fahrweise aber nicht wesentlich einbricht. Etwa so wie bei der Militärtaschenlampe damals: Die Birne leuchtet auch im Winter, aber das wenngleich stundenlange Glimmen ist nicht viel Wert.

[MarkusSi]

Dennoch habe ich den Eindruck, dass Kälte es weniger zu Kapazitätsverlust sonder eher zu einer unwilligkeit, Leistung abzugeben führt.

Also ich habe im Winter signifikant weniger Reichweite. Wenn im Frühjahr die Touren länger werden, denke ich jedes Jahr, dass der Akku im Winter ordentlich an Kapazität verloren hat. Richtung Sommer erledigt sich das Problem dann quasi von alleine und die Reichweite wird wieder besser. 
Dass "all in" weniger bringt habe ich nicht so extrem festgestellt, dass kann aber auch mit reduziertem Innenwiderstand aufgrund des Extenderbetriebes zusammenhängen. 10 unwillige Zellen parallel geben einfach mehr Strom ab als 6 unwillige Zellen.

[ST2-jsg]

Die Kapazität ist per Definition die Energiemenge, die ein Akku aufnehmen und bei Bedarf wieder abgeben kann. Die Nennkapazität ist die Kapazität die ein neuer Akku bei 100% Ladung und ca. 20-25° C aufnehmen kann. 

Die Nennkapazität vermindert sich im laufe des Betriebs aufgrund der kalendarischen- und zyklischen Alterung im Betrieb. Der Kennwert dazu heisst SoH (State of Health).

Was passiert nun bei kalten Temperaturen? 

• Die chemischen Prozesse, die in einem Akku ablaufen und für die Freisetzung von Energie verantwortlich sind, werden durch tiefe Temperaturen verlangsamt. 
  
• Dies führt dazu, dass weniger Ionen zwischen den Elektroden wandern können, was die verfügbare Kapazität bzw. Energiemenge des Akkus reduziert. 
  

      Innenwiderstand?

• Kalte Temperaturen erhöhen den Innenwiderstand des Akkus.
  
• Ein höherer Innenwiderstand bedeutet, dass mehr Energie im Akku selbst verloren geht, anstatt an das angeschlossene Gerät abgegeben zu werden.
  
• Dies führt zu einer geringeren Effizienz und einer schnelleren Entladung des Akkus und infolge zu weniger Reichweite.
  

Was bedeutet das für die Kapazität?

• Aufgrund der verlangsamten chemischen Reaktionen und des erhöhten Innenwiderstands kann ein Akku bei niedrigen Temperaturen deutlich weniger Energie speichern und abgeben.
  
• Startet man an einem Wintertag mit einem Akku mit SoH 90% ist diese zwar theoretisch verfügbar aber bei kalten Temperaturen nicht abrufbar. Dies äussert sich in einer kürzeren Betriebsdauer, was wiederum in einer kleineren Reichweite resultiuert.
  

Diagramm: Kapazitätseinbusse pro ºC, beginnend bei 20ºC und endend bei -20ºC?

• Diese Frage lässt sich nicht beantworten, zuviele Variablen spielen in der Praxis mit. In einer Klimakammer ist das sicher möglich, nur bringt diese Erkenntnis in der Praxis wenig.
  

Reichweitenverlust?

• Mein erster BQ983 Akku verlor im Winter ca. 15-30% an Reichweite. Diese war auch stark vom Streckenprofil abhängig und ob der Akku "kalt" oder im Innenraum geladen wude. Weiter spielte die Alterung, bzw. der verfügbare SoH eine Rolle. Ältere Akkus verlieren in der Tendenz mehr Reichweite im Winter als neuere.
  

[bluecat]

Die Nennkapazität vermindert sich im laufe des Betriebs aufgrund der kalendarischen- und zyklischen Alterung im Betrieb. Der Kennwert dazu heisst SoH (State of Health).

Was passiert nun bei kalten Temperaturen?

Gute Aufschlüsselung der Argumente!

Meine These ist, dass der Akku eine gewisse unwilligkeit entwickelt, Leistung abzugeben. Vergleichbar mit einem Milkshake mit einen zu dünnen Röhrchen: Es passt weniger durch pro "Saugung" aber man Ende ist der Becher dennoch leer. Kein Kapazitätsverlust, aber weniger Spitzenleistung.

Im Akku wandern die Ionen durch den Elekrolyt, vergleichbar einer DNS bei der Gelelektrophorese. Elektrische Leiter verlieren an Widerstand, je tiefer die Temperatur ist. Ich nehme daher an, dass der Innenwiderstand der Akkuzelle im Winter ebenfalls abnimmt.

Vorgestern bin ich mit Akku=12ºC losgefahren und zu Hause mit Akku=24ºC angekommen. Wäre der Akku 5 Liter Wasser, würde das 70Wh benötigen! Die Erwärmung ist ohne Frage eine Folge des Innenwiderstandes. Aber durch die Erwärmung laufen die Chemischen Prozesse (die Ionenwanderung ist ein Physikalischer Prozess) schneller. Der Chemische Prozess ist das Herauslösen der Ionen am Startpunkt ihrer Wanderung und das Eingliedern am Ziel. Diese Prozsse sind vermultlich eher Endotherm denn Exotherm.

Fazit: Je kälter der Akku ist, desto mühsmer ist es, Ionen herauszulösen und desto einfacher wandern die Ionen.

Der Reichweitenverlust könnte also eine andere (hauptsächliche) Ursache haben. Um 15% weniger weit zu kommen reicht auch eine Anstieg des Verbrauchs um 15%, also z.B. von angezeigten 16Wh/km auf angezeigte 18Wh/km. Das würde sich auf die angezeigten Rest-km auswirken. Nicht undenkbar, dass bereits das Gewicht der Winterausrüstung - meist mehrere kg - da einen Einfluss hat.

[ST2-jsg]

Die Nennkapazität vermindert sich im laufe des Betriebs aufgrund der kalendarischen- und zyklischen Alterung im Betrieb. Der Kennwert dazu heisst SoH (State of Health).

Was passiert nun bei kalten Temperaturen?

Gute Aufschlüsselung der Argumente!

Im Akku wandern die Ionen durch den Elekrolyt, vergleichbar einer DNS bei der Gelelektrophorese. Elektrische Leiter verlieren an Widerstand, je tiefer die Temperatur ist. Ich nehme daher an, dass der Innenwiderstand der Akkuzelle im Winter ebenfalls abnimmt.

Während in Metallen die reine Elektronenleitung bei Kälte effizienter wird, dominieren in Akkus die temperaturabhängigen elektrochemischen Prozesse (ionische Leitfähigkeit im Elektrolyten und Reaktionskinetik an den Elektroden).
Metalle vs. Ionenleitung:

• In metallischen Leitern (z. B. Kupferkabel) nimmt der Widerstand bei Kälte ab, weil die Gitterschwingungen der Atome reduziert werden und Elektronen freier fliessen.
  
• In Akkus dominiert jedoch die Ionenleitung im Elektrolyten, die bei Kälte schlechter wird. Zusätzlich leiden die elektrochemischen Reaktionen.
  

Aber durch die Erwärmung laufen die Chemischen Prozesse (die Ionenwanderung ist ein Physikalischer Prozess) schneller. Der Chemische Prozess ist das Herauslösen der Ionen am Startpunkt ihrer Wanderung und das Eingliedern am Ziel. Diese Prozsse sind vermultlich eher Endotherm denn Exotherm.

Die Erwärmung entsteht durch eine Kombination aus ohmschen Verlusten, elektrochemischer Reaktionswärme und Ionenreibung im Elektrolyten. Je höher der Strom oder je ineffizienter die Prozesse ablaufen, desto stärker heizt sich der Akku auf. Auf der Fahrt wird der Akku entladen, es wird also Energie freigesetzt, daher ist der Prozess Exotherm. Beim Laden passiert das umgekehrte es wird Energie benötigt (Endotherm), dennoch entsteht durch Ladeverluste und inneffiziente Prozesse Wärme.

Fazit: Je kälter der Akku ist, desto mühsmer ist es, Ionen herauszulösen und desto einfacher wandern die Ionen.

Kälte macht beides mühsamer:

1. Ionenfreisetzung (langsamere Reaktionskinetik)
   
2. Ionenwanderung (schlechtere Diffusion im Elektrolyten)
   

Der Akku verhält sich also nicht wie ein metallischer Leiter – im Gegenteil, sein Innenwiderstand steigt bei niedrigen Temperaturen deutlich an.

Der Reichweitenverlust könnte also eine andere (hauptsächliche) Ursache haben. Um 15% weniger weit zu kommen reicht auch eine Anstieg des Verbrauchs um 15%, also z.B. von angezeigten 16Wh/km auf angezeigte 18Wh/km. Das würde sich auf die angezeigten Rest-km auswirken. Nicht undenkbar, dass bereits das Gewicht der Winterausrüstung - meist mehrere kg - da einen Einfluss hat.

könnte... Die Aussage ist insofern richtig, dass ein Anstieg des Verbrauchs natürlich die Reichweite mindert. Die Ursache dabei kann unterschiedlich sein. Man fährt mit Stufe 3 statt 1, man hat den Tretsensor auf 100% statt 80% eingestellt, das Systemgewicht ist 130kg statt 100kg etc. Vergleicht man Winter- und Sommerreichweite bei gleichen Voraussetzungen: 

• gleiches Systemgewicht
  
• gleichen Farteinstellungen
  
• gleiche Strecke
  
• gleiche Eigenleistung
  

ist der Reichweitenverlust im Winter klar auf die elektrochemischen Ursachen zurückzuführen.