Beiträge von ulf

    Eine sehr gute Erklärung habe ich vor eine Weile mal hier gefunden (Youtube, englisch):

    Ich habe mir die Videos angeschaut. Darin wird nur die klassische Blei-Säure-Batterie behandelt, leider kein Wort über Li-ion ?(

    Zur Vervollständigung meiner Daten will ich meinen NMC demnächst bis 20-30% SoC runterfahren und dann per Umschalten des Ladestroms wieder den Ri ermitteln. Bin gespannt, ob er dann bei winterlichen Temperaturen deutlich über dem Trend in der unteren Grafik liegt.

    Allerdings ist der Innenwiderstand nicht nur vom SoH abhängig, sondern auch von der Temperatur des Akkumulators, sowie vom SoC (State of Charge - Ladezustand).

    inzwischen habe ich in allen Datenlogs meines MG4 (ab März 2025) gestöbert, die Rückschlüsse auf den Ri der Traktionsbatterie zulassen.


    Der SoC scheint dabei allenfalls eine kleine Nebenrolle zu spielen; eine eindeutige Korrelation zum Ri kann ich nicht erkennen:


    Mit der (mittleren) Zelltemperatur als X-Achse ist die Korrelation zum RI vergleichsweise überdeutlich:


    Das erleichtert meine künftigen Beschätzrechnungen zum SoH, weil ich auf den SoC praktisch keine Rücksicht nehmen muß.


    Wenn Du Datentabellen oder Diagramme zum Einfluß von SoC und Zelltemperatur auf den Ri von (NMC-)Akkuzellen hast, wäre ich interessiert, sie zu sehen ;)

    Der Peukert-Faktor bezieht sich ausschließlich auf den Innenwiderstand eines Akkumulators, die Entladerate und die entnehmbare Kapazität in Ah.

    Das ist die wichtigste Info für mich: danke :)

    Und ja, für die Überwachung meines Akkus berücksichtige ich natürlich auch SoC und Zelltemperaturen.

    In der nächsten Zeit werde ich die im Startpost beschriebene Prozedur noch oft wiederholen, um eine Datensammlung "Ri über diverse SoC und Zelltemperaturen" zu bekommen.


    Den Kapazitäts-SoH will ich zusätzlich anhand von "Kalibrierungsladungen" für das BMS überwachen, von unter 10% SoC bis 100%. Dabei werte ich aber ausdrücklich NICHT mehr die SoC-Daten vom BMS aus, sondern die Relation der geladenen Energie (Integral von Uakku x Iakku x Ladezeit) zur Änderung der Leerlaufspannung (um die zu berechnen, brauche in den Ri-Verlauf).

    Das Ergebnis ist dann ein Kapazitätswert ähnlich wie beim Kondensator: kWh / Volt statt Amperesekunden / Volt.

    Hintergrund:

    Ich will den Akkuzustand meines MG4 (mit 64kWh-brutto-NMC) u.a. durch möglichst bequeme Ri-"Messungen" überwachen.

    Dazu habe ich in einem 1.Versuch in der Garage per Diagnosetablet bei einem ca. 10 minütigen Entlade-Ladezyklus hauptsächlich Akkuspannung und -strom aufgezeichnet:

    1. bei aktiven Bordsystemen ohne sonstige Verbraucher

    2. alle Starkverbraucher aktiv (hauptsächlich AC im Scheibendefrostmodus plus Akkuheizung) mit max. ca. 11kW Leistung

    3. AC-Ladung mit mittleren 9,3kW


    Dann habe ich den theoretischen Ruhespannungsverlauf berechnet (als U - I x Ri), wobei ich Ri manuell so gewählt habe, daß sich die berechnete Ruhespannung bei Laständerungen möglichst wenig ändert. Das beste Ergebnis bei ca. 60% SoC und 3,5°C Zelltemperatur zeigt sich bei Annahmen um Ri = ca.100mOhm:


    Erläuterung:

    Bei Ri-Annahmen in Richtung 0 mOhm nähert sich die orange Kurve immer weiter an die blaue Kurve an, bei höheren Ri-Annahmen nimmt sie die Form eines invertierten Verlaufs der blauen Kurve an.


    Meine Frage: Sind die vermutlichen Ri = 0,1 Ohm die alleinige bzw. Hauptursache für den Peukert-Effekt? Oder spielen beim Peukert-Effekt noch wesentliche weitere Ursachen mit, wie z.B. chemische Nebenreaktionen?

    Aber die Lithium-Starterbatterien sind meiner Erfahrung nach doch meistens mit Bodenklemmleisten versehen.

    Hmm ... womöglich hatte ich bisher nicht explizit nach LI-STARTERbatterien gesucht :/


    Danke Ewald für die Beschreibung. Die Bleibatterie in meinem MG4 entspricht geometrisch dem Normtyp 244 402 044 (z.B. Varta B18).

    Dein Gedanke mit der abrauchenden Lima-Diodenplatte fühlt sich übertragen auf ein BEV erst recht nicht gut an:

    Wenn die CCU versucht, einen gefühlten (Fast)-Kurzschluß auf 14 Volt hochzuziehen und keine Überstrom-Abschaltung rechtzeitig eingreift, wird das so teuer, daß man vom gleichen Geld wohl mehrere LiMas kaufen könnte ;(;(;(

    Die Batterie muss also sofort nach dem Start bereit sein, Strom aufzunehmen. Insofern ist die Frage nach der Kälteverträglichkeit einer LFP-Starterbatterie natürlich völlig gerechtfertigt.

    Eigentlich völig logisch :/

    BTW noch eine Frage: Wenn ich nach LFP-Batterien in PKW-tauglichen Formaten suche, finde ich praktisch nur simple Quaderformen ohne Bodenleisten, mit denen Bleibatterien üblicherweise fixiert werden.

    Wie hast Du denn Deinen Li-Starterakku im Smart fixiert? Oder hat Dein Akku etwa auch Bodenleisten?

    Bis vor zwei Jahren war davon an der betreffenden Starterbatterie allerdings noch nichts zu spüren, denn nachgemessenerweise hat sich die Kapazität seit dem Einbau vor vier Jahren überhaupt nicht verändert. Was mich selbst erstaunt hat. :)

    Das ist gelebte Praxis vs. angelesene Theorie :D:thumbup:

    Am Rande habe ich auch aufgeschnappt, daß Teslas mit LFP-Fahrbatterie unterhalb 0°C überhaupt nicht laden, sondern alle angelieferte Energie erstmal ins Aufheizen des Akkus stecken, bis der die programmierte Mindestschwelle fürs Laden erreicht hat... -|-

    Ich hab die (beim Kauf des Wagens 12 Jahre alte) Bleibatterie vorsichtshalber rausgeschmissen und eine kleine LiFePO4-Starterbatterie eingebaut. Damit treten solche Probleme nicht auf.

    Ich fahre ein NMC-BEV und kenne LFP-Akkus eigentlich nur vom Lesen. Aber dabei habe ich aufgeschnappt, daß Laden bei Minus-Zelltemperaturen den LFP-Akku schwer schädigen oder sogar ganz killen kann.

    Falls das stimmt: Wie gehst Du damit um? :huh:

    Sodele, das Problem hat sich wohl minimiert, seit ich als Rechengrundlage die SoC-Daten vom BMS ignoriere und hauptsächlich die "Primärdaten" Akku-Klemmenspannung, Ladespannung, -strom und -zeit beim Ladestart und -ende nehme.

    Daraus läßt sich analog zum Kondensator eine Ladekapazität (kWh/Volt) berechnen: die beträgt ca. 0,71kWh pro Volt Ladehub und weicht bei den beiden Ladungen (trotz ca. 6K Temperaturdifferenz der Zellen) um weniger als 1 Promille ab :)


    Leider weiß ich nicht, welcher kWh-Kapazität diese 0,71kWh/Volt entsprechen (weil ich den vom BEV-OEM definierten Entladehub nicht kenne) ... aber für die Überwachung des Akkus im Laufe der Jahre dürfte diese Berechnung verläßlicher sein als die SoC-gestütze Methode.

    Zum Thema möchte ich nochmal meine Datenbasis anhand von 2 Diagrammen verdeutlichen. Beide zeigen jeweils die kumulierten Lade-kWh (unten), die Akkuspannung (Mitte) und den Verlauf der Ladeleistung (oben) über dem BMS-SoC, der mit einer Auflösung von 0,1% ausgegeben wird und damit fast 10-fach präziser ist als der gängige Display-SoC mit glatten %. bis 100%. Allerdings endet die Ladung schon bei 93% BMS-SoC.


    Die Punkte zeigen aufgezeichnete Daten, die Linien dazwischen überbrücken die Zeiten ohne aufgezeichnete Daten.


    Die Ladeleistungen habe ich mit hohen Faktoren vergrößert, damit Schwankungen besser erkennbar sind (siehe Legende). Gleichzeitig fällt auf, daß die Ladeleistung während der ganzen Ladungen weitestgehend konstant gehalten wird:



    Jeweils über dem Diagramm steht der Rechenweg für die extrapolierte 100% SoC-Ladekapazität.

    Die Originaldaten zeigen, daß der gleiche Akku bei einer 0-100% Ladung mit den kalten Zellen theoretisch 58,16kWh aufgenommen hätte, mit den warmen Zellen wären es 59,53kWh gewesen.


    Nun ließe sich einwenden, daß das BMS den kalten Akku zwischen ca. 23 und 82% BMS-SoC mit soviel höherer Leistung geladen haben könnte, daß die gleiche 0-100%-Ladekapazität herausgekommen wäre wie beim warmen Akku: denn so etwas könnte sich z.B. völlig unbemerkt in der Datenlücke zwischen 23 und 82% BMS-SoC verstecken.

    Um das zu simulieren, habe ich im 2. Diagramm die Ladeleistung zwischen 23 und 82% BMS-SoC so weit angehoben, daß für den kalten Akku die gleiche (gefakte) 0-100%-Ladekapazität berechnet wird wie für den warmen Akku:




    Diese Anhebung der durchschnittlichen Kalt-Ladeleistung von 3,4 auf 3,53kW läge so weit außerhalb des normalen Regel-Rauschens, daß solche Erklärungen für die Abweichung der berechneten Ladekapazität "kalt" und "warm" IMO praktisch ausscheiden.

    Umgekehrt unterstützt diese Überlegung IMO meine Vermutung der unterschiedlichen Zelltemperatur als (Haupt)Ursache der Abweichung der berechneten Ladekapazität "kalt" und "warm".

    Was meint Ihr dazu?

    Da Du Dich jeweils auf die entnehm- bzw. einladbaren Teile der Batteriekapazität beziehst, spielt die Temperatur dabei natürlich eine Rolle. Aber die von Dir dargelegten Unterschiede lassen meiner Meinung nach keine eindeutige Aussage zu, weil schon die direkte Übernahme der BMS-SoCs in Deine Berechnung einen erheblichen Messfehler birgt, weil Batteriecomputer - und BMS natürlich auch - den SoC nicht messen, sondern nur schätzen bzw. berechnen können. Und das funktioniert eben mal besser und mal schlechter, ist also mehr oder weniger fehlerbehaftet.


    Ich verstehe was Du meinst.

    Allerdings gibts es professionelle SoH-Schätzer wie z.B. Aviloo, die als Datengrundlage für ihre Berechnungen auch "nur" auf das BMS zugreifen können.

    Beim Premium-Test wird der Akku von 100%-vollgeladen bis unter 10% Rest-SoC leergefahren, dabei wird AFAIK die entnommene Energiemenge aufintegriert, mittels Korrekturen u.a. für die Zelltemperatur auf Normbedingungen(?) umgerechnet und dann auch wieder auf auf 100-0% Kapazität extrapoliert. Das Verfahren ist sogar offiziell zertifiziert, womit es wohl den Anschein hat, auf der Grundlage von BMS-Daten(!) nicht nur Unsinns-Ergebnisse zu liefern.

    Und ich möchte eben auf der gleichen BMS-Datengrundlage (nur eben zur Lade-Energie, da das für den Endverbraucher leichter zu händeln ist) auch den SoH beschätzrechnen.


    Wenn Du schreibst

    Da Du Dich jeweils auf die entnehm- bzw. einladbaren Teile der Batteriekapazität beziehst, spielt die Temperatur dabei natürlich eine Rolle.

    schließt Du ja nicht aus, daß meine Vermutung zur Temperaturabhängigkeit der Ladekapazität (ca. 1,5% pro 6K) eher richtig als völlig falsch sein könnte.

    Natürlich ist die minimalste Datengrundlage aus meinen 2 o.g. "Messungen" noch kaum belastbar, aber ich werde versuchen, die Datenbasis unvoreingenommen zu erweitern ;)

    OK, dann schwurbele ich auch noch etwas, mit weiteren Zahlen ^^


    Bei den MG4 ist hierzulande am häufigsten der 64kWh-NMC-Akku verbaut, so auch bei dem Spender der o.g. Daten. Der Akku hat laut der obigen Tabelle einen 50%-SoC-4C-Ri von 62 mOhm.

    Die Verlustleistung daran berechnet sich zu Pv = R x I².


    Bei der o.g. 3,4kW-Ladung war I im Mittel 9,0A und Pv demnach 5,02Watt. Während der Ladedauer von 15:43 Stunden verpufften folglich rund 79Wh = 0,079 kWh = 0,14% der geladenen 53,59 kWh in Wärme; effektiv wurden also 53,51kWh geladen.

    Bei der 7,8kW-Ladung war I im Mittel 19,8A und Pv demnach 24,3Watt. Während der Ladedauer von 7:04 Stunden verpufften folglich rund 172Wh = 0,172 kWh = 0,31% der geladenen 55,03kWh in Wärme; effektiv wurden also 54,86kWh geladen.


    Auf einen 0-100%SoC Ladehub extrapoliert ergibt das

    53,51kWh / 0,97 = 55,16kWh bei der 3,4kW-Ladung und

    54,86kWh / 0,98 = 55,98 kWh bei der 7,8kW-Ladung,

    55,98kWh / 55,16kWh ergibt bei rausgerechnetem Innenwiderstand immer noch rund 1,5% mehr Ladekapazität auf Grundlage der 7,8kW-Ladung mit den um 6K wärmeren Zellen.


    Ein deutlich höherer Ri von 80 mOhm (statt 62 mOhm, willkürliche Annahme) bei der 3,4kW-Messung mit dem kälteren Akku hätte 0,101kWh Wärmeverluste ergeben, und eine extrapolierte 0-100%SoC-Ladehub-Kapazität von 55,14kWh. Das wären aber immer noch (gerundete) 1,5% weniger als bei der 7,8kW-Ladung mit warmem Akku.


    Ich weiß: 1,5% Abweichung zwischen 2 Messungen entsprechen schon einer recht guten Toleranzklasse. Allerdings wurden hier immer die gleichen "Meßgeräte" verwendet, nämlich die Bordsensoren des gleichen MG4 plus die Digital-Hard- und Software seines Bordsystems plus eines Tablets mit der Carscanner-Software. Daher möchte ich unterschiedliche Meßfehler als Ursache der abweichenden Ergebnisse bei beiden Ladungen erstmal ausschließen.


    Damit wären wir wieder bei der Grundfrage: Welche Ursachen außer einer temperaturabhängigen Ladekapazitätsdrift kannst Du Dir für die 1,5% Abweichung noch vorstellen?

    Hier mal die gesammelten Akkudaten vom MG4 laut OEM:

    Die Nettokapazitäten stammen aus Presse-Infos statt dem (technischen) Benutzerhandbuch und haben womöglich deshalb keinen Hinweis auf die Meßtemperatur.


    Um nochmal auf mein "Problem" zurückzukommen:

    Die eigentliche Kapazität eines NMC-Akkus ändert sich bei verschiedenen Temperaturen aber eher nicht

    In die Daten in meinem Startpost läßt sich eine Ladakapazitäts-Änderung von 1,5% auf 6K Änderung der mittleren Zelltemperatur hineininterpretieren oder -orakeln.

    Wäre das noch im Rahmen von Deinem "eher nicht", oder schon weit daneben?


    Siehe auch ein Video zur SoH-Messung per Ladedaten (Mahle-Prozedur):

    https://youtu.be/--hsxe-dy0Y?t=302

    -> Idealbedingungen

    a) Fahrzeug-Standzeit mindestens 2 Stunden

    b) Umgebungstemperatur 23°C

    Damit wird IMO erreicht, daß sich die Akkuzellen der Umgebungstemperatur deutlich anähern oder sogar ganz anpassen.

    Und 23°C sind AFAIK auch "zufällig" der Wert, der in technischer (Li-Ion-)Akkuliteratur am häufigsten als Standard genannt wird.

    Auch daraus läßt sich IMO orakeln, daß sich die Ladekapazität mit der Zelltemperatur (leicht) ändern könnte ... -|-:/

    die SoHs sind kaum vergleichbar, weil letztlich doch sehr ungenau. 8% SoH könnten genauso gut 4 oder 12% sein.

    Meintest Du hier eher SoC?

    Die Akkuspannungen vor dem Ladestart waren mit

    361,75V bei 21,4°C Zelltemperatur und abgelesenem 7% SoC bzw.

    363V bei 15,4°C Zelltemperatur und abgelesenem 8% SoC

    so nahe und plausibel beieienander, daß ich die Start-SoC schon für ziemlich realistisch halte.


    Wenn Du mit zwei grob unterschiedlichen Ladeleistungen arbeitest, verschärft sich das Problem der Vergleichbarkeit dann noch zusätzlich, weil der Wirkungsgrad der Ladeelektronik mit zunehmender Last erheblich ansteigt, bis er bei Volllast normalerweise sein Maximum erreicht.

    Soweit ich die Meßwerte verstehe, sind Akkuspannung und -strom (vom BMS ausgelesen, als Berechnungsgrundlage für die o.g. Ladeleistungsdaten) direkt "an den Klemmen" ermittelt, also ohne die Verluste der Ladeelektronik ;)


    Die eigentliche Kapazität eines NMC-Akkus ändert sich bei verschiedenen Temperaturen aber eher nicht. Was sich mit der Temperatur ändert, ist sein Innenwiderstand. Der steigt bei kalten Zellen ganz erheblich...

    Das ist die Erklärung für den im Winter täglich erlebten Nutzkapazitätsverlust, den man überall nachlesen kann.

    Aber ist der erhöhte Kalt-Innenwiderstand nicht auch beim Laden wirksam und verschlechtert den Ladewirkungsgrad entsprechend?

    Hallo nach langer Zeit mal wieder :)

    Daß die ENTladekapazität in Richtung unter 0°C rapide fällt, kann man in unzähligen Webseiten lesen - aber die Ladekapazität bei Frost usw. wird gefühlt nie thematisiert.

    Doch als BEV-Fahrer wüßte ich gerne, ob bzw. wie stark sich auch die Lade(!)kapazität mit der Zelltempertur ändert. Hintergrund ist die Idee, den Verlauf der Nutzkapazität im Laufe des BEV-Lebens (bzw. den SoH des Akkus) anhand der Ladekapazität - berechnet aus Logdaten von Ladevorgängen - möglichst treffend selbst abzuschätzen.


    Konkret habe ich z.Zt. Carscanner-Daten von 2 Ladungen eines MG4 innerhalb von wenigen Wochen.

    Einmal wurden von 7 bis 100% SoC bei mittleren 7,8kW und 21,4°C mittlerer Zelltemperatur 55,03kWh eingeladen: das ergibt linear extrapoliert eine 0-100% Ladekapazität von 59,17kWh.

    Das andere Mal wurden von 8 bis 100% SoC bei mittleren 3,4kW und 15,4°C mittlerer Zelltemperatur 53,59kWh eingeladen: das ergibt linear extrapoliert eine 0-100% Ladekapazität von 58,25kWh, bzw. 1,5% weniger als bei der Ladung mit wärmeren Zellen.

    Das ist nicht allzuviel Unterschied, aber trotzdem: Kann diese Abweichung als Hauptursache tatsächlich die ca. 6K Differenz in den Zelltemperaturen haben?

    Kleine Überraschung:

    Angesichts der Ladespannungen beim Betrieb des MG4 hatte ich Ruhespannnungen erwartet, die auf einen SoC-Bereich um 70% oder niedriger hindeuten. Doch die OEM-Batterie hat nach ~ 1 Tag Standzeit laut DMM eine Ruhespannung von 12,9V. Nach meiner Deutung Deiner Tabellen, ist das sogar etwas mehr als der 100% SoC-Wert für normale Bleisäurebatterien (weder Flooded noch AGM) :/


    OK, ich fahre fast immer ohne Abblendlicht und heize nur schwach, so daß ich meistens 14,1V im Fahrerdisplay sehe. Aber das ist immer noch ein Stück weniger als die 14,4V, die ich vor einigen Jahren mal für das volle Aufladen bei 20°C gefunden hatte. Wobei nach enigen Stunden zur Erhaltung der 100% SoC auf die Erhaltungsspannung von 13,8V reduziert werden sollte, um Gitterkorrosion zu minimieren...

    (Diagramme) sind sie einigermaßen nichtssagend, wenn sie nicht auf die jeweilige Bleibatterie abgestimmt werden. ... auf die jeweils individuell verwendete Batterie, an die sie angeschlossen werden. Auch verändern sich Batterien im Laufe der Zeit, so dass die Spannung bei gleichem Ladezustand mal höher und mal niedriger liegt, was von solchen Geräten natürlich nicht erkannt wird.

    Ja, Batterien verändern mit der Zeit ihre Spannungsdaten.

    Als Anhalt würde mir ein Diagramm für eine neuwertige (Kalzium-)Bleisäurebatterie reichen - in der Annahme, daß die Batterie in meinem BEV noch nicht allzusehr gealtert ist.


    Hast Du einen Link / eine Grafik für so etwas?

    Das würde mir das unsichere Ausmessen der Ruhespannung unter der unbekannten Standby-Last des BEV sparen, oder das stundenlange Abklemmen der Batterie mit vermutlichem Datenverlust in irgendwelchen Systemen :/