Batteriepflege beim Ioniq Elektro

Ich fahr zwar den Hybrid, kann dir aber dennoch was zum Akku sagen.

Prinzipiell ist es erst mal so, dass 0% nicht wirklich leer und 100% nicht wirklich voll bedeuten. Es wird zur Sicherheit in beide Richtungen etwas Puffer gelassen. Beim Tesla evtl. etwas mehr, denn da ist der Akku auch deutlich kräftiger. Die Prozentangaben beziehen sich also nur auf die nutzbare Energie.

Dennoch wollen Li-Ionen-Akkus keine extremen Ladezustände, keine hohen Temperaturen und erst recht nicht beides in Kombination. Der Akku im Auto ist sicher dafür besser ausgelegt, als Akkus im Notebook oder Handy. Dennoch empfiehlt es sich in den von dir genannten Bereichen (20%-80%) zu bleiben.

Bei längeren Fahrten kann man den Akku erst unmittelbar vor Fahrtantritt voll laden, denn so hält der hohe Ladestand nicht lange an. Hyundai empfiehlt beim Elektro einmal im Monat eine Vollaufladung. Sicherlich geht es da auch ums Cell-Balancing, also den Ausgleich unterschiedlicher Ladestände innerhalb der einzelnen Zellen.

Ich grabe mal den alten Thread wider aus.

Da ich mich einige Jahre mit dem Thema beschäftigt, und selber beruflich rel. große Lithium Batterien entwickelt habe kenne ich mich ein wenig aus.

Um es kurz zu machen es kommt IMMER darauf an, wie das BMS (Batteriemanagementsystem) gebaut und programmiert ist.

Den Akku nie auf 100% zu laden ist meistens totaler Quatsch. Das Gegenteil ist der Fall!

Es muss etwas getan werden, das die Zellen nicht auseinander driften, also muss balanciert werden.D.h. die Batterie wird in CC / CV mode geladen irgendwann sind die ersten Zellen voll und andere noch nicht.
Jezt wird die Ladung abgeschalten und die Vollen Zellen über "Lastwiderstände" entladen bis sie das gleiche Niveu haben wie die nicht so Vollen.
Jezt wird wider geladen bis die ersten Zellen wieder voll sind usw.
Angenommen Der Akku wird nie auf 100% geladen und somit nicht balanciert, driften die einzelnen Zellen immer weiter auseinander.

Es wird auf jeder Zelle die Spannung und die Temperatur gemessen.

Da die Spannung bei Lithiumzellen nicht vom Füllstand abhängig ist, muss der Strom permanent gemessen werden und über die Zeit integrirt werden um zu wissen wie voll die Batterie ist.

Beim Laden geht es genau so. Wenn kein Strom mehr fließt, wird der Zähler wieder auf 0 gesetzt, damit sich der Messehler, der wegen der Ladeverluste entsteht, nicht summiert.

Da der Ioniq eine aktive Temperaturüberwachung mit heizen und kühlen hat, sehe ich da unter normalen Umständen kein Problem.

Beim Laden gibt es bei dieser Art von Zellen nur ein großes Problem und das ist kälte unter 0°C.
Bei Frost bilden sich beim Laden spitze kristalle die die dünne Isolationsschicht durchstechen können. Das führt zu Kapazitätsverlust / zerstörung der Zelle.
Deshalb macht es in der Tat Sinn, direkt nach der Fahrt zu laden, da da die Batterie noch warm ist und nicht beheizt werden muss.
Das BMS regelt auch, wie weit der Akku entladen wird. Da ist es so wie Xaruba schreibt 0% sind warscheinlich 20-30% beim BMS. Auf 0% entladene Zellen können in die Tonne, das lässt das BMS aber nicht zu.

Ich habe in der Praxis schon erlebt, das die Batteriespannung, bei eisiger kälte gestiegen ist, wenn die Batterie belastet worden ist und warm wurde.
Das kann dazu führen, dass wenn die Batterie im Sommer bei hohen Temparaturen geladen wird, am nächsten morgen nicht 100% voll ist, da die Ladeschlussspannung früher erreicht wurde.

Ich hoffe der Beitrag beantwortet die eine oder andere Frage und ich einigermaßen verständlich.

Hallo Thomas,

habe Deinen Artikel mit Interesse gelesen und habe noch Fragen dazu:

1. Du schreibst, dass die Spannung bei Lithiumzellen nicht vom Füllstand abhängig ist.
Andererseits sprichst Du von einer Ladeschlussspannung. Kannst Du das näher beleuchten?

2. bzgl. des Balancing erwähntest Du, dass einzelne Zellen über Lastwiderstände entladen werden.

Das bedeutet Verluste. Hast Du eine ungefähre Vorstellung, wie hoch diese Verluste typischerweise sind?

Ja, die Größenordnung scheint zu stimmen.
Ich habe vor zwei Wochen eine "Langzeitstudie" mit dem Ladeziegel begonnen, indem ich alle Verbräuche mit Angaben der Akku-Ladestandsanzeige in Prozent (vorher und nachher) erfasse.
Mit den bislang 15 Messungen kann ich noch keine gute Statistik machen, aber schon mal einen Trend angeben:

Die Verluste liegen bei rund 20%, wobei natürlich eine Unsicherheit darüber besteht, wie die Prozentangaben des Ladestands zu deuten sind.

Die Verluste sind deutlich geringer, wenn ich mit höherem Strom lade (12A statt 6A), das scheinen grob 10%-Punkte zu sein.
Das erklärt sich vermutlich über die Effizienz der Lademoduls im Fahrzeug, das wurde hier schon einmal diskutiert.

Die Verluste sind auch abhängig von der Lademenge. Je mehr ich lade, umso geringer die Verluste. Das kann ich mir nicht erklären, ich warte mit näheren Deutungen mal ab, bis ich mehr Messungen habe.

Zitat von Elektrolurch

Hallo Thomas,

habe Deinen Artikel mit Interesse gelesen und habe noch Fragen dazu:

1. Du schreibst, dass die Spannung bei Lithiumzellen nicht vom Füllstand abhängig ist.
Andererseits sprichst Du von einer Ladeschlussspannung. Kannst Du das näher beleuchten?

2. bzgl. des Balancing erwähntest Du, dass einzelne Zellen über Lastwiderstände entladen werden.

Das bedeutet Verluste. Hast Du eine ungefähre Vorstellung, wie hoch diese Verluste typischerweise sind?

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zu 1.
Die ladeschlussspannung ist die einestellte Spannung mit der die Zelle geladen wird. D.h Wenn du 100 Zellen mit einer Nominalspannung von 3,2V in Reihe in einer Batterie has,t hast du eine Nominalspannung von 320V.
Eine Zelle wird laut Datenblatt mit 3,65V geladen, ergibt eine Ladeschlussspannung von 365V auf die dein Ladegerät eingestellt ist (Beim DC Lader sine beispielsweise 400V eingestellt, darum wird nicht voll geladen, da die ersten Zellen sonst schon überladen würden). Die spannung muss beim Laden höher sein wie in der Bat., sonst fließt kein Strom.
Wenn du jetzt mit dem laden und balancieren fertig bist, wird die Spannung langsam auf 320V absinken. Diese Spannung wird dan r.el konstand sein, bis der Akku leer ist, dann sinkt sie rel. schnell, die Batterie nimmt Schaden.
Also muss vorher zum entladen aufgehört werden.
Die Batteriespannung ist mehr von der Temperatur abhängig als vom Füllstand.

zu 2.
Das kommt auf die Qualität der Zellen und auf das BMS an. Je besser die Zellen selektiert sind, je geringer die Verluste. Das kann sich während der Lebensdauer der batterie ändern.
Moderne und kostspielige BMS (aktive BMS) sind in der lage, den Ausgleich von volle in weniger volle Zellen zu machen, in dem sie die Spannung der einzelnen Zelle mit einem DC-DC-Wandler auf 3.65V erhöhen und eine andere nicht so volle Zelle zu laden = Sehr geringer Verlust!

Die Verluste können bei einem nicht gut selektiertem Akku bestimmt 0,5% ausmachen. Ich gehe aber davon aus, das die Zellen alle sehr gut beieinander sind und die Verluste somit geringer ausfallen.

War das verständlich für dich?
Ansonsten einfach noch mal nachfragen.

Zitat von A2Hesse

Soweit ich weiß wird immer von Ladeverlusten, die unter anderem durch dieses Phänomen verursacht werden (es spielen noch weitere Faktoren ne Rolle) von etwa 10-15%, oder hab ich das falsch im Kopf?

Ganz vereinfacht für mich nicht Techniker:

Um zum Beispiel 28kWh zu laden muss ich etwa 31 kWh Strom aus der Dose kalkulieren... geht es darum, stimmt meine Überlegung?

Gruß Andreas

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Dazu habe ich noch keine erfahrungswerte, werde es aber auf jeden Fall messen wenn ich Wallbox und Auto habe.
Aber Die Verluste die du meinst sind die Gesammtverluste. Also die Verluste im:
- Ladegerät
- Akku
- BMS
- Kabel
- Batterieklimatisierung
- Bordelektronik
- ...

Hallo Thomas,

danke nochmal für die ausführlichen Erläuterungen.

zu 2: habe ich verstanden, bin beeindruckt, welcher Aufwand hier getrieben werden kann (Umladen über DC-DC). Ich hoffe, das ist beim IONIQ auch so.

zu 1: Habe mal zu CC/CV-Verfahren gegoogelt und glaube, es halbwegs verstanden zu haben.

Jetzt verstehe ich auch, warum Hyundai 8 Jahre Garantie auf den Akku geben kann während beim Handy der Akku oft schon nach 2 Jahren schlapp macht.