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elweb I-Miev / Ion / CZero
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vor 2 Jahren, 4 Monaten
Letzter Beitrag:
vor 2 Jahren, 3 Monaten
Beteiligte Autoren:
me68, Herbert Hämmerle, Thomas Pernau (Ion), J. Affeldt, ^Tom^, Speedy6484, i-MiEV, schachtelhalm

i-MiEV und 50kW-CHAdeMO - Laderate 2,4C

Startbeitrag von Herbert Hämmerle am 12.10.2015 12:06

Hallo,

wenn ich an einer 50kW-Säule lade und die 120A sehe, werde ich jedesmal schizophren: Zum einen freue ich mich, daß der Akku schnell voll wird, zum anderen sind 120A für einen 50Ah-Akku eine sehr hohe Laderate von 2,4C

Wie sehr zerrt diese Laderate an der Lebensdauer?
Bei den 20kW-Ladern dauert der Ladevorgang wohl etwas länger, aber ich habe ein besseres Gefühl, da max. 47A fließen, was ca. 1C entspricht.

Irgendwer hat mal einen Bericht erwähnt, bei dem über längere Zeit zwei Autos getestet wurden, eines wurde fast ausschließlich schnell geladen, das zweite nur mit dem Bordlader.

Antworten:

Hallo Herbert!

Du alter Hase machst Dir da noch Gedanken?

Die Temperatur ist das Kriterium - die Zellen können das schon.

Das Auto fährt sicher eine konservative Ladestrategie, um die Lebensdauer nicht zu beeinträchtigen. Es kann ja auch aktiv kühlen während der DC-Ladung. Mach Dir keine Gedanken.

Bezüglich Bericht: Ich glaube ich habe das am Beginn meiner Elektroauto-Praxis - also vermutlich im September 2012 zum Besten gegeben. Ich hatte diese Frage damals mit Dirk Dressler, seines Zeichens Geschäftsführer von e8energy.de diskutiert. Er hat von diesen zwei Autos berichtet, eines wurde (beinahe) ausschließlich normal geladen und das andere fast nur schnell (vermutlich aber nur 20kW - e8energy.de hatte damals ja nur 20kW-CHAdeMO-Lader). Sie konnten keinen Unterschied in der Degration erkennen. Da könnte ich aber nochmals konkret nachfragen, bei Interesse.

Martin

von me68 - am 12.10.2015 13:43
Hallo Martin,

bezeichnenderweise hat Mitsubishi beim Outlander eine Leistungsbegrenzung beim CHAdeMO-Laden eingebaut. Die Zellen sind m.W. die gleichen, nur die Anzahl ist geringer und das ausgenützte Kapazitätsfenster ist nach unten sehr stark begrenzt. Wenn man den Outlander mit "leerer" Batterie an die Säule hängt, wird beim Ladebeginn ca. 32% angezeigt und die Leistung ist im Mittel bestenfalls 15kW. So beobachtet beim Outlander eines Kollegen bei einer Ladung an einer 50kW ABB.

Vermutlich ist das genau das von Dir angesprochene Temperaturkriterium, das die im Outlander viel höher beanspruchte Batterie schützt.

Hast Du im Sommer beim i-MiEV beobachten können, ob er während der Hitzeperiode die Leistung der CHAdeMO begrenzt hat?

von Herbert Hämmerle - am 12.10.2015 14:40
Hallo Herbert!

Begrenzt wird die Ladeleistung ja schon nach ein paar Minuten: In erster Linie kommt es auf den Ladestand an: je höher dieser zu Beginn der Ladung, umso geringer auch die Ladeleistung.

Mein Beispiel von letztem Samstag ist allerdings eines mit niedrigem Ladestand zu Beginn der Ladung:







Martin

von me68 - am 12.10.2015 18:13
Hallo Martin,
schön wieder einmal einen Ladeverlauf von sehr weit unten zu sehen :-)
Man sieht auch deutlich, wie ab ca. 65% SOC der Anstieg der Temperatur steiler wird.
Interessant auch die Zunahme der Leistung infolge Spannungsanstieg bis zur Abregelspannung.

von Herbert Hämmerle - am 12.10.2015 18:59
Hallo Herbert, hallo Martin

YUASA hat solche Vergleichstests (CHadeMO gegenüber "Normal"-laden) über 1000 Zyklen gemacht und dabei nur einen minimen "Alterungs"-Nachteil von 2% bei CHAdeMO gemessen.

Entscheidend ist nach den Messungen von YUASA die Temperatur wie Martin geschrieben hat. Über 45°C verschlechtert sich die Lebensdauer der Zellen rascher (gemessen nach 1000 Zyklen). Das ist vor allem in Japan ein Thema im Sommer ;-)

Aber wer von uns hat denn schon 1000 Zyklen auf seinem EV :rolleyes: Ich bin bei 50'000km bei knapp 460 Zyklen.

Viel wichtiger scheint mir, regelmässig "nicht-CHAdeMO" zu laden um dem Zellbalancer die Möglichkeit zum Ausgleich zu geben.

Um all zu hohe Zelltemperaturen zu vermeiden lade ich im Sommer meist mit 10 oder gar nur 6 Ampere.

Gruss Walter

von i-MiEV - am 12.10.2015 19:23
Zitat
i-MiEV
Um all zu hohe Zelltemperaturen zu vermeiden lade ich im Sommer meist mit 10 oder gar nur 6 Ampere.
Gruss Walter


Hallo Walter!

Bringt das bei der ohnehin geringen Ladeleistung (10A sind ja gerade mal 2,3kW und davon geht auch noch ein für meinen Geschmack zu großer Teil an der Batterie vorbei). Diese 2,3kW sind gerade mal 0,14C (2300/16000), oder? 6A wären dann 0,086C (1380/16000).

Ich würde eher auf 16A gehen, um die fixen Verluste zu minimieren. Aber dafür extra eine Wallbox oder ein 16A-ICCB-Ladekabel anzuschaffen, rechnet sich ja überhaupt nicht. Ich hab ja nur ein 10A-ICCB-Ladekabel.

Der Vollständigkeit halber: 16A wären 3,7kW, aber der Inverter kann nur 3,3kW - das wären dann 0,21C (3300/16000).

Ist das wirklich ein Thema?


Martin

von me68 - am 13.10.2015 06:47
Zitat
Herbert Hämmerle
Man sieht auch deutlich, wie ab ca. 65% SOC der Anstieg der Temperatur steiler wird.


Hallo Herbert!

Da schaltet die Klimaanlage ab - ist mir nicht klar, warum die nicht bis zum Schluß weiterläuft. Wenn die Batterietemperatur niedriger ist und nur der Lüfter läuft, das gleiche. Keine Ahnung was das soll.

Martin

von me68 - am 13.10.2015 06:50
Wobei ich mich folgendes frage:
Wie schädlich ist es für den Akku wenn man sich bei längerne Touren vom einen Chademo Lader zum nächsten bewegt und dazwischen nicht normal lädt. Also keine Zeit für Zellenausgleich zulässt.
Macht das gar nix wenn man dies ein paar mal macht da eh nur bis 80% geladen wird? Oder sollte man zwischen den Schnelladungen immer einmal "normal" Laden machen?? Bzw. die letzten 20% normal voll machen für den Zellenausgleich??

Wenn möglich vermeide ich das schnelladen sowieso.
Hab meinen I- Miev jetzt bald 5 Jahre und komme vielleicht auf maximal 10 Schnelladungen pro Jahr und der Akku ist wie ich finde in tollem Zustand.

MFG

Martin

von Speedy6484 - am 13.10.2015 19:43
Zitat
Speedy6484
Wie schädlich ist es für den Akku wenn man sich bei längerne Touren vom einen Chademo Lader zum nächsten bewegt und dazwischen nicht normal lädt. Also keine Zeit für Zellenausgleich zulässt.


Hallo Martin!

Das macht den Zellen gar nichts. Sie werden deswegen ja nicht ausserhalb der Spezifikation betrieben - sprich mit mehr als 4,105V Ladeschlussspannung und weniger als 2,75V Entladeschlussspannung. Das BMS-Temperaturmanagement ist davon auch unberührt.

Das Balancing hat eigentlich nur den Sinn, dass das BMS überhaupt in der Lage ist einen Gesamtladezustand und in Folge eine Gesamt-Netto-Entnahmekapazität zu berechnen.

Hintergrund ist die Verschaltung der einzelnen Zellen in Serie und der Ladetechnik in Serie. Es werden alle 88 Zellen in Serie geschaltet. So ergibt das die folgenden Systemparameter:

Eine LEV50-Zelle hat eine nominale Spannung von 3,7V und 50Ah Kapazität. Macht 185Wh Bruttokapazität (3,7V * 50Ah).

Alle 88 LEV50-Zellen in Serie geschaltet haben eine nominale Spannung von 3,7V * 88 = 325,6V (die 50Ah Kapazität bleiben gleich). Macht 16.280Wh Bruttokapazität (325,6V * 50Ah).

Mit diesen rund 330V Systemspannung kann man einen Elektromotor mit 35kW Dauerleistung und 49kW Spitzenleistung gut steuern, ohne dass die Ströme allzu gross werden. Leistung = Spannung * Strom. So fliessen bei Abruf der Spitzenleistung 151A (49.000W / 330V) durch die Stromleitungen zum Elektromotor.

Um die Ladetechnik möglichst einfach zu halten, werden die Zellen nicht einzeln geladen, sondern der ganze Block in Serie. D.h. aber auch, dass der Laderegler grundsätzlich keinen Einfluss auf die einzelnen Zellen hat, da der Ladestrom durch alle Zellen gleichermassen fliesst. Wird nun eine Zelle früher voll, als die anderen, was tun?

Dafür wurde das sogenannte Balancing eingeführt. Dabei wird schlicht die noch anstehende Ladeleistung bei dieser einen Zelle über einen Widerstand abgeführt und in Wärme umgewandelt - pure Energievernichtung!

Deshalb - und nur deshalb - ist es wichtig, dass alle Zellen die gleichen Eigenschaften haben und auch gleichmässig altern, damit beim Laden alle gleich behandelt werden können.

Um zu Deiner Frage zurückzukommen: bei unserem Wagen ist eine Zelle über einen Zeitraum von ca. 1.000km verstorben (siehe auch Suche einzelne LEV50-Zelle für unseren Citroen C-Zero). In dieser Zeit hat kein Balancing stattgefunden, da die eine Zelle viel zu weit zurückgefallen ist mit der Zellspannung. Das BMS war nach dem Zellentausch - meinen Beobachtungen nach - anfangs etwas verwirrt. So hat es den SoC-Wert während des ersten Ladens nach dem Zellentausch nochmals nachgebessert. Da stand schon 97% SoC an, als der Wert vom BMS neu berechnet wurde und dann waren es wieder 90% (siehe auch Youtube Video: 2015-08-29 - Erstes Laden nach dem Zellentausch).

Nachdem das Balancing mit sehr kleinen Strömen arbeitet, dauert es auch relativ lange, bis ein grösseres Ungleichgewicht wieder ausgeglichen ist. Je nach Ungleichgewicht können das schon 10 oder mehr Vollladungen sein.

2.500km nach dem Zellentausch sieht alles wieder so aus wie zuvor: Youtube-Video: 2015-10-10 - Zeitraffer Fahrt - Batt Status

Wenn Du nun ein paar Schnellladungen hintereinander machst, macht das gar nichts. Die Zellen trifften ja kaum auseinander, da sie tatsächlich sehr ähnliche Eigenschaften haben - auch über längere Nutzungszeiträume, wenn ich auf die letzten drei Jahre mit mehr als 65.000km zurückblicke.

Es gibt auch Leute, die das Balancing für überflüssig halten. Die stellen die Zellen einmal aufeinander ein und laden bis die erste Zelle die Ladeschlussspannung erreicht hat und entladen bis die erste Zelle die Entladeschlussspannung erreicht hat. Solche Lösungen findet man bei Umbauten von Verbrennern auf Elektroantrieb - funktioniert. Es kommt eigentlich nur auf die Serienstreuung in der Zellproduktion bzw. der Selektion für ein Akkupack an. Wenn alle Zellen die gleichen Eigenschaften haben, dann brauche ich das erst gar nicht.


Martin

von me68 - am 14.10.2015 02:02
Versuche über die Lebenserwartung von Lithiumbatterien haben gezeigt, dass zwei Dinge an der Lebensdauer nagen, Temperatur und Laden, nicht der Ladestrom, sondern die Ladezeit.

Wer weit ab von voll und leer oft schnell lädt, kommt weiter, als wer gemütlich randvoll lädt.

Schnell auf 80% laden bringt weniger Kalorien in die Batterie, als langsam laden, besonders wenn es über 80% geht.

Liebe Grüsse von
Peter und Karin

von schachtelhalm - am 08.11.2015 18:25
Hallo

den i-Miev habe ich ja nicht mehr, doch es war etwa wie folgt:

An jeder 50kW Säule kam der Lüfter inkl. Klima immer an; nur jeweils etwa 1 Minute ausser:
Wenn die Batterietmp. über 35 Grad war, liefer der Lüfter inkl. Lüfter so lange an bis die Batterie-Temperatur unter 35 Grad fiel. Während dem Laden passierte dies dann erste gegen Schluss der Ladung.
Im ganzen hatte ich dies aber nur zweimal, da ich nur zweimal etwa 4 Mal am gleichen Tag an einen Schnellader ging und etliche Kilometer an diesen beiden Tagen fuhr.

UND
An KEINER 20kW Säule kam je der Lüfter/Klima.
Ich weiss nun aber nicht, ob die Batterietmp. hier je über 35 Grad war oder nicht!

von ^Tom^ - am 11.11.2015 15:56
Bei mir läuft die Klimaanlage auch am 20 kW Lader wenn es warm genug ist. Auch wenn man über 80% nochmal startet zum Volladen, deshalb kann es durchaus sein dass Vollmachen an Chademo länger dauert als normal (16A Ziegel) weil bei Chademo die Leistung der Klimaanlage am Akku zieht

von Thomas Pernau (Ion) - am 13.11.2015 00:51
Nach 80% lädt er doch mit weniger als 5 kW an CHAdeMO, egal ob das ein 20 oder 50 kW-Lader ist. Auch mit 5 kW dauert das eben. Bei mir läuft das die AC schon lange nicht mehr, auch nicht im Sommer.

von J. Affeldt - am 16.11.2015 10:15
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