Artikel über Akkuverschleiß von Aviloo

[Silencer800]

Hier Mal eine ausführliche Erklärung, wie eine Lithium Zelle aufgebaut ist, und was zu übermäßigem Verschleiß wann und warum führt.

 

[daciakae]

Irgendwie kann man die Schlussfolgerung aus dem Artikel nicht verstehen. Was bedeutet der Satz:

"Die Ergebnisse zeigen, dass die Batteriegesundheit von Elektroautos mit einer Laufleistung von 180.000 bis 200.000 Kilometern um rund 17 Prozent stärker abnahm als bei Fahrzeugen ohne Schnellladung"

Wurde das schlampig übergeben, oder haben die von Aviloo tatsächlich einen so nichtsagenden Satz geliefert?
Ist jetzt die Kapazität bei 200TKM um 17% gegenüber AC laden gesunken ODER, war der Kapazitätsverlust bei viel DC 17% mehr (stärker) als bei AC?

Das erste würde bedeuten, dass ein Auto mit viel AC Anteil z.B nur noch 90% hat und ein DC knappe 73%, was ja totaler Quatsch ist nach so wenig Laufleistung und wahrscheinlich nicht mal für ein Leaf in Thailand zutreffend ist. Zumal ja die meisten Hersteller eine 70% Garantie und 8 Jahre geben, somit sollten dann alle Autos mit hohem DC Anteil nach 200TKM ausfallen...

Das Zweite würde bedeuten, dass bei 10% Verlust, mit DC Ladung etwa 17% davon mehr (also 10*17% sind 11.7%) Verlust gab, was kaum die Rede wert ist.

Was nun?

Zusätzlich haben Aviloo sicherlich nicht so viele und unterschiedliche Fahrzeuge mit 200TKM getestet. Wenn dann waren es eher sehr alte Teslas oder alte Leafs, Zoes und Drillinge und das ist überhaupt nicht relevant, da die Zellentechnologie stark entwickelt wurde. Und man muss auch unterscheiden, ob die Batterie aktiv gekühlt/geheizt wird oder nicht.

Übrigens zeigt Tesla, dass ein hoher DC Anteil nicht unbedingt zu massiven Verlusten führt. Ja, einen kleinen Unterschied gibt es schon, aber definitiv nicht so, dass man sich einschränken muss. Würde mich auch sehr wundern, wenn das selbst beim Spring irgendwie relevant wäre. Da wird die Alterung und die Tatsache, dass die Batterie klein ist und hohe Zyklenzahl erreichen wird(bei gleicher Laufleistung wie z.B ein Tesla), eher ausschlaggebend sein.

Wieder eine pauschale Aussage eines Anbieters ohne jegliche Substanz

 

[Kiokai]

Das Zweite würde bedeuten, dass bei 10% Verlust, mit DC Ladung etwa 17% davon mehr (also 10*17% sind 11.7%) Verlust gab, was kaum die Rede wert ist.

so würde ich das deuten, denn es bezieht sich auf den Vergleich der Ladevarianten AC/DC und nicht auf den SOH des Akkus

"Die Ergebnisse zeigen, dass die Batteriegesundheit von Elektroautos mit einer Laufleistung von 180.000 bis 200.000 Kilometern um rund 17 Prozent stärker abnahm als bei Fahrzeugen ohne Schnellladung"

 

[daciakae]

so würde ich das deuten, denn es bezieht sich auf den Vergleich der Ladevarianten AC/DC und nicht auf den SOH des Akkus

"Die Ergebnisse zeigen, dass die Batteriegesundheit von Elektroautos mit einer Laufleistung von 180.000 bis 200.000 Kilometern um rund 17 Prozent stärker abnahm als bei Fahrzeugen ohne Schnellladung"

Wenn das tatsächlich so wäre, dann ist das eine lächerliche Aussage. 1-2% mehr Degradation und so eine Überschrift

 

[Tom ate]

so würde ich das deuten, denn es bezieht sich auf den Vergleich der Ladevarianten AC/DC und nicht auf den SOH des Akkus

"Die Ergebnisse zeigen, dass die Batteriegesundheit von Elektroautos mit einer Laufleistung von 180.000 bis 200.000 Kilometern um rund 17 Prozent stärker abnahm als bei Fahrzeugen ohne Schnellladung"

Ich deute es so - auch wenn es so da nicht wörtlich steht - dass bei schnellgeladenen Batterien der SoH nach der Laufzeit um 17 Prozentpunkte niedriger war als bei langsamgeladenen Batterien. Also z.B 90% SoH (langsam geladen) gegen 90%-17%=73% SoH (schnell geladen)

 

[Gurke]

Na dann wissen wir ja woher die ominösen ca. 70% für die Akkugarantie herkommen. Der Akku müsste also in 8 Jahren nicht nur normal gealtert sein, sondern einen Außreißer / Defekt haben.

 

[benkly]

Die größte Sorge mache ich mir bezüglich der Außentemperatur. Die schreibe ja das Temperaturen ab 40 Grad den Akku extrem altern lassen. Bei den den Sommern die wir zukünftig zu erwarten haben und dann noch eine Autobahn fahrt da ist man dann schnell auf über 40 Grad beim Akku.

Vorsicht. Das darf man nicht durcheinander bringen. Die schreiben von 40°C Außentemperatur bzw. Umgebungstemperatur. Das darf man jetzt nicht auf den Akku selbst übertragen, natürlich darf der auch mal wärmer werden. Das ist wie bei den elektronischen Bauteilen in den Datenblättern. Da ist eine Umgebungstemperatur von 25°C genormt und bezogen darauf werden alle weiteren "maximum ratings" angegeben. Bedeutet aber nicht das dass Bauteil nicht wärmer werden könnte oder darf.

Die Umgebungstemperatur ist dann wichtig wenn es darum geht das sich ein wärmeres Bauteil noch abkühlen kann. Wenn aber bereits die Umgebungstemperatur ein bestimmtes Limit überschreitet, dann kann das Bauteil selbst sich damit nicht mehr kühlen. Das wird hier die Aussage sein.

ABER, beim Spring mach ich mir da gar keine Gedanken! Bei unserem knapp 27kWh Akku haben wir selbst beim "Extreme" im Winter mit Heizung keine 2C an Entladungsenergie. Das ist ein Witz und der Akku hat in unserem Spring echt ein lockeres Leben. Wenn ich da an meine RC Cars denke da hatte ich ganz andere C Werte die ins 2-stellige gingen

Bei einem Tesla S Plaid mag das wieder anders aussehen, aber der kühlt den Akku ja auch aktiv über die Wärmepumpe, von daher passt das dann auch wieder.

 

[daciakae]

Die schreiben von 40°C Außentemperatur bzw. Umgebungstemperatur. Das darf man jetzt nicht auf den Akku selbst übertragen

Darf man sehr wohl, meine Beobachtung ist, dass die Außentemperatur fast immer und fast 1:1 auf die Zellentemperatur übertragbar ist. Auch beim Spring war es nicht anders bis jetzt. Mir fehlt die Erfahrung bei 40C mit dem Spring (mit Model 3 habe ich Erfahrung, da liegt die Zellentemperatur so um die 35+C) aber ich wette stark darauf, dass es mindestens 35C sein werden, da die Springbatterie alles andere als gut gedämpft ist und keine aktive Kühlung-Heizung hat.

 

[benkly]

Darf man sehr wohl, meine Beobachtung ist, dass die Außentemperatur fast immer und fast 1:1 auf die Zellentemperatur übertragbar ist. Auch beim Spring war es nicht anders bis jetzt. Mir fehlt die Erfahrung bei 40C mit dem Spring (mit Model 3 habe ich Erfahrung, da liegt die Zellentemperatur so um die 35+C) aber ich wette stark darauf, dass es mindestens 35C sein werden, da die Springbatterie alles andere als gut gedämpft ist und keine aktive Kühlung-Heizung hat.

Nein darf man nicht. Es macht einen erheblichen Unterschied ob man eine Batterie, oder ein anderes elektronisches Bauteil, z.B. auf eine Kerntemperatur von 60°C hochfährt und es dann eine Umgebungstemperatur von 10°C oder 40°C hat. Das sind halt gleich mal 30 Kelvin Unterscheid die bei 40°C nicht mehr als mögliche Kühlung zur Verfügung stehen.
Die Temperatur des Bauteils selbst und die "ambient temperature" sind 2 verschiedene Werte. Das wird in der Elektronikentwicklung, und auch in allen anderen Bereichen, nicht umsonst getrennt angegeben.

 

[daciakae]

Nein darf man nicht. Es macht einen erheblichen Unterschied ob man eine Batterie, oder ein anderes elektronisches Bauteil, z.B. auf eine Kerntemperatur von 60°C hochfährt und es dann eine Umgebungstemperatur von 10°C oder 40°C hat. Das sind halt gleich mal 30 Kelvin Unterscheid die bei 40°C nicht mehr als mögliche Kühlung zur Verfügung stehen.
Die Temperatur des Bauteils selbst und die "ambient temperature" sind 2 verschiedene Werte. Das wird in der Elektronikentwicklung, und auch in allen anderen Bereichen, nicht umsonst getrennt angegeben.

Wie viel ElektroAuto Batterien hast du bei welcher Umgebungstemperatur gemessen und wie oft?
Wenn die Antwort weniger als 5 in verschiedensten Situationen und Intervalle ist, dann belass es bei deiner "Meinung"...

 

[benkly]

Wie viel ElektroAuto Batterien hast du bei welcher Umgebungstemperatur gemessen und wie oft?
Wenn die Antwort weniger als 5 in verschiedensten Situationen und Intervalle ist, dann belass es bei deiner "Meinung"...

Das Bauteil ist hier irrelevant, es handelt sich hierbei um Grundlagen der Elektronikentwicklung über alle elektronischen Bauteile. Da gibt es Datenblätter deren Angaben in der Industrie genormt sind.

Aber ich bleib bei meinem Wissen und Du auf meiner Liste...

 

[EV1]

Darf man sehr wohl, meine Beobachtung ist, dass die Außentemperatur fast immer und fast 1:1 auf die Zellentemperatur übertragbar ist. Auch beim Spring war es nicht anders bis jetzt. Mir fehlt die Erfahrung bei 40C mit dem Spring (mit Model 3 habe ich Erfahrung, da liegt die Zellentemperatur so um die 35+C) aber ich wette stark darauf, dass es mindestens 35C sein werden, da die Springbatterie alles andere als gut gedämpft ist und keine aktive Kühlung-Heizung hat.

Hi Leute, bin neu hier und habe bisschen im Forum gestöbert, da ich mir ggf. auch einen Spring zulegen möchte - habe gestern eine Probefahrt gemacht. (seit 2017 fahren wir eine ZOE 40 mit Batteriemiete)
Dabei bin ich auf diesen Thread gestoßen und möchte als HV-Batterie Entwickler für E-Fahrzeuge meinen Senf dazu geben.

Die Zellen bzw. die Batterie hat ja eine große Masse und benötigt lange, bis sie die Temperatur der Umgebung annimmt. Das bezieht sich auf Erwärmen und Abkühlen der Batterie über die Umgebungstemperatur.
Maßgeblich an der Temperaturentwicklung ist die Zelle selbst, u.a. durch Verlustleistung am Innenwiderstand der Zelle in Abhängigkeit des Stroms und der Temperatur.

Die Temperaturen der Zellen, die angezeigt werden, sind immer mit Vorsicht zu genießen.
Je nachdem, wo die Temperatursensoren platziert sind, messen sie mehr oder weniger die reale Temperatur der Zelle. Die Zelltemperatur ist nämlich tatsächlich nicht direkt messbar, da die Zelltemperatur im Inneren der Zelle eigentlich gemessen werden müsste, wo sie entsteht und sich am schnellsten ändert.
Deshalb ist im Batteriemanagement ein mehr oder weniger komplexer Algorithmus hinterlegt, der anhand von vielen Messungen, die echte Zelltemperatur versucht zu ermitteln. Das kann ein einfacher Offset sein oder eine komplexere Berechnung. Da spielen noch viele andere Parameter eine Rolle.

Wenn die Batterie schlecht gedämmt ist, dann spielt der Faktor Umgebungstemperatur natürlich eine etwas größere Rolle. Bei einer Umgebungs-/Außentemperatur von 40°C erwärmt sich die Batterie logischerweise etwas schneller als bei 0°C. Gerade wenn die Temperatursensoren nicht zwischen den Zellen, sondern auf der Zelloberläche befestigt sind, ist der Einfluss der Umgebungstemperatur bei der Messung der Zelltemperaturen entsprechend größer.
Der Hersteller zieht für die Temperaturmessung der Zelle dann u.a. die Umgebungstemperatur und die Temperaturverteilung aufgrund des mechanischen Aufbaus in der Batterie hinzu, um die tatsächliche Zelltemperaturen zu bestimmen. Für die Bestimmung der tatsächlichen Zelltemperatur wurden zuvor in der Entwicklung unzählige Vermessungen der Batterie vorgenommen, deren Ergebnisse als Input für den Algorithmus zur Bestimmung der Zelltemperatur herangezogen werden. Das gleiche gilt auch für die Berechnung des SOC/SOHs, was noch ein viel komplexeres Thema ist. Von den ganzen Sicherheitanforderungen mal abgesehen.

Das Ganze ist also ein sehr komplexes Thema, das ich hier nur angekratzt habe.
Die Qualität der Batterie und somit die Lebensdauer hängen also nicht nur von der Zelle ab, sondern vom Thermomanagement, dem mechanischen Aufbau, Lademanagement, Temperaturmessung-/auswertung, SOC Berechnung, usw. ....
Wenn der Spring keine aktive Kühlung und Heizung hat, dann werden die Ströme beim Laden und Fahren entsprechend stärker begrenzt, wenn zu tiefe oder zu hohe Temperaturen erreicht wurden. Da der Spring weder beim Laden noch beim Fahren mit hohen Leistungen arbeitet, fällt das natürlich nicht so ins Gewicht.

Der Vorteil bei höherer Zelltemperatur ist, dass der Innenwiderstand der Zelle kleiner und die Batterie dadurch effizienter wird, bis eben eine zu hohe Temperatur wieder schädlich für die Zellchemie wird.

Eine "Wohlfühltemperatur" der Zelle liegt meistens irgendwo zwischen 30-40°C, je nach Zellentyp.

 

[Tom ate]

Danke für Deine Erläuterungen!
Ich stimme Dir komplett zu, möchte aber, um eventuelle Missverständnisse auszuschließen, noch ergänzen, dass sich „Wohlfühltemperatur“ in Deinem Zusammenhang auf optimale Leistungsabgabe - sprich niedriger Innenwiderstand, wie Du ja selbst schreibst - bezieht.
Die „Wohlfühltemperatur“ bzgl. optimaler, sprich minimaler, kalendarischen Alterung liegt viiiel tiefer.

 

[EV1]

Danke für Deine Erläuterungen!
Ich stimme Dir komplett zu, möchte aber, um eventuelle Missverständnisse auszuschließen, noch ergänzen, dass sich „Wohlfühltemperatur“ in Deinem Zusammenhang auf optimale Leistungsabgabe - sprich niedriger Innenwiderstand, wie Du ja selbst schreibst - bezieht.
Die „Wohlfühltemperatur“ bzgl. optimaler, sprich minimaler, kalendarischen Alterung liegt viiiel tiefer.

Ja, das ist korrekt, aber nur beim Lagern nicht im Betrieb.

Idealerweise wird eine Li-Ionen Zelle am besten zwischen 20°C und 40°C betrieben.
Zu niedrige und zu hohe Temperaturen fördern die Alterung beim Laden und Entladen.

Bei Fahrzeugen mit Batteriekonditionierung wird versucht in dem idealen Temperaturbereich zu bleiben, um die maximale Leistung und minimale Alterung zu garantieren.

Erst bei 55°C wird das Batteriemanagement die Leistung so stark drosseln oder gar mit Vorankündigung trennen, damit sie sich nicht weiter aufwärmen kann. Oder es wird von 55°C bis 60°C kontinuierlich auf 0A gedrosselt.

 

[Don Spring]

Hallo @EV1 willkommen hier im Forum und Danke für deine ausführliche Beschreibung.
Du als HV-Batterie Entwickler bist da natürlich an vorderster Front, schön dich jetzt hier im Forum zu haben.

 

[Tom ate]

Ja, das ist korrekt, aber nur beim Lagern nicht im Betrieb.

Ja, das stimmt, das hätte ich extra noch dazuschreiben sollen. Gut, dass Du es ergänzt hast!

Mir ging es tatsächlich um die Lagerung, sprich, um die 23 Std. am Tag, die ein Auto üblicherweise nicht fährt.

Und beim Laden wird es ja entweder am DC rel. schnell geladen, da fällt der Zeitfaktor nicht ins Gewicht, oder es nuckelt gemächlich am AC mit bei den meisten max. 4kW, das ist so gering, dass dort eine niedrigere Temperatur nicht mehr arg schadet.
…..wie gesagt, alles bezogen auf die kalendarische Alterung…

Eine Frage habe ich aber noch an Dich: Wie weit würdest Du den mittleren Ladebereich sehen, bei dem die kalendarische Alterung rel. gering ist - sprich wie weit kann man ihn laden und dann stehenlassen bzw. „leer“-gefahren stehen lassen?

 

[EV1]

Eine Frage habe ich aber noch an Dich: Wie weit würdest Du den mittleren Ladebereich sehen, bei dem die kalendarische Alterung rel. gering ist - sprich wie weit kann man ihn laden und dann stehenlassen bzw. „leer“-gefahren stehen lassen?

50% SOC ist bei der Zelle der optimale Ladezustand zum Lagern.
Allerdings sind 50% die im Fahrzeug angezeigt werden unter Umständen etwas mehr als die realen 50% SOC der Zelle. Das ist aber immer Hersteller abhängig, da der eine Hersteller etwas mehr Restreichweite /Reserve erlaubt, als der andere, und wie groß der Puffer am oberen Ende ist, damit die Zelle bei 100% Ladung nicht zu schnell altert.

Wenn man das Fahrzeug pauschal gesagt bei so 40% - 50% für längere Zeit abstellt, ist das am besten.

Ich würde das Fahrzeug nicht über 80% oder unter 20% SOC länger stehen lassen.

 

[Tom ate]

Super, danke Dir!
Dann deckt sich das, was wir hier so in der Vergangenheit besprochen haben, mit Deiner Sicht.

50% SOC ist bei der Zelle der optimale Ladezustand zum Lagern.
Allerdings sind 50% die im Fahrzeug angezeigt werden unter Umständen etwas mehr als die realen 50% SOC der Zelle. Das ist aber immer Hersteller abhängig, da der eine Hersteller etwas mehr Restreichweite /Reserve erlaubt, als der andere, und wie groß der Puffer am oberen Ende ist, damit die Zelle bei 100% Ladung nicht zu schnell altert.

Beim Spring werden bei technischen 50%SOC im Display 43% Ladestand angezeigt (wurde hier im Forum mehrmals direkt an der HV Batterie ausgemessen).
Bei ca. 10-15% SOC ist er im Display bei 0% Ladestand, fährt daher munter noch 20 bis teils über 30km „unter null“ weiter.
Obenherum ist beim Spring leider überhaupt kein Headspace: Der Ladevorgang wird erst bei einer durchschnittlichen (!) Zellspannung von ca. 4,22V durch das BMS beendet. Nicht gut.
Daher haben viele hier Methodiken entwickelt, die Ladung vorher abzubrechen…

Wenn man das Fahrzeug pauschal gesagt bei so 40% - 50% für längere Zeit abstellt, ist das am besten.

Also beim Spring bei so ca. zwischen 31% und 43% angezeigtem Ladestand.

Ich würde das Fahrzeug nicht über 80% oder unter 20% SOC länger stehen lassen.

Also, umgerechnet auf den Spring, ihn bei so ca. 8% bis ca. 78% angezeigtem Ladestand halten!

 

[daciakae]

Eine "Wohlfühltemperatur" der Zelle liegt meistens irgendwo zwischen 30-40°C, je nach Zellentyp

Worauf genau basieren diese Werte und für welchen Zellentyp soll das sein?! Das ist viel zu hoch! Im Labor wird immer von 20 max 25° als optimale Zellentemperatur für Li-ion Batterien angesehen. Eigentlich 20°C und drunter, selbst 25°C ist hoch.

https://batteryuniversity.com/img/content/DST-cycles-web2.jpg

"Du als HV-Batterie Entwickler bist da natürlich an vorderster Front, schön dich jetzt hier im Forum zu haben. "
Nur weil jemand anonym sagt,dass er "HV Batterie Entwickler sei"(was auch immer das sein soll), ist er jetzt Experte? Ich lach mich schlapp.

 

[daciakae]

Erst bei 55°C wird das Batteriemanagement die Leistung so stark drosseln oder gar mit Vorankündigung

Komisch, Tesla lässt ihre Batterien beim HPC auf 60°C aufdrehen und irgendwo ab 55C die maximale Ladeleistung freischalten - trotzdem erreichen sie die besten Degradationswerte über den Gesamtmarkt ?