Schadet Schnellladung den Batterien?

[v@13]

Beim Surfen bin ich zufällig auf diese 2 1/2 Jahre alte hochinteressante Masterarbeit gestoßen:

Auswirkungen des Ladeprofils auf das Lithium-Plating-Verhalten von Lithium-Ionen-Zellen

Beim Lesen stellte sich mir die Frage, ab welcher Temperatur ich wie schnell laden kann ohne meine (gekauften Batterien) zu schädigen. Ich habe dazu die Ergebnisse auf Seite 52 in Kapazität umgerechnet und den Mittelwert gebildet (reversibles Lithium Plating) und nach Wolfram Alpha exportiert.

exp fit {-20,0.06},{-10,0.1025},{0,0.2375},{15,0.65},{25,1.075},{45,2.05}

Wie zu erwarten kommt eine Exponential Funktion heraus: 0.329524 e^(0.041121 x) Mit dieser Funktion kann ich nun berechnen wie hoch die Temperatur mindestens sein muss um an einer vorgegebenen Ladesäule zu laden ohne in den irreversiblen Schädigungsbereich zu kommen. Für meinen 30kWh Leaf komme ich anhand der Näherung auf:

Laden mit 48kW erst ab ca. 38.5°C Batterie Temperatur

Anhand der Tabelle ergibt sich direkt:
Laden mit 30kW erst ab 25.0°C Batterie Temperatur
Laden mit 18kW erst ab 15.0°C Batterie Temperatur
Laden mit 6kW erst ab ca. 0°C Batterie Temperatur
Laden mit 3,7kW erst ab geschätzten -8°C Batterie Temperatur
Laden mit 1,5kW erst ab -20°C Batterie Temperatur

Frage 1: Hat sich damit schon mal jemand beschäftigt und kann das bestätigen oder verwerfen?
Frage 2: Bedeutet das Schaubild auf Seite 39 im Umkehrschluss, das Lithium Zellen am besten mit einem Ladezustand von ca. 32%-77% Zellladung zu betreiben sind?

Bei scharfen Frost habe ich beobachten können wie die Ladeleistung viel früher als sonst runtergeregelt wurde, die Ladeleistung war aber trotzdem noch viel viel höher als nach dieser Masterarbeit zu erwarten gewesen wäre. Auch wenn ich keine Antwort erwarte frage ich trotzdem:

Frage 3: Kann das an der von Nissan verwendeten Zell Chemie liegen? Haben die Ingenieure bei Nissan andere Zahlen ermittelt? Wird eine gewisse Zell Schädigung zu Gunsten der Schnell Ladung billigend in Kauf genommen?

harter Tobak, ich weiß ...

[Helfried]

Wird eine gewisse Zell Schädigung zu Gunsten der Schnell Ladung billigend in Kauf genommen?

Klares Ja. Die Ingenieure tun sicher nicht das Maximale zum Schutz des Akkus. Das muss der User schon selber wissen, ob ihm die Zeit oder das Geld beim Laden seiner Akkus wichtiger ist.
Beispielsweise wird dem Benutzer meist das Geld wichtiger sein, aber in Eile vor einem wichtigen Termin oder wenn Frauen mit sind, ist ihm vielleicht die Ladezeit wichtiger.

Dem einen ist sein Akku egal, der andere mietet sich extra eine Garage wegen der Temperatur usw.

[Priusfahrer]

Auch zu hohe Temperaturen in Verbindung mit hohem SOC sind nicht gut für die Zellen.

Es ist richtig, dass die Zellen in einem Bereich von ca. SOC 30-80% praktisch nicht verschleißen. In den meisten Fahrzeugen wird daher der SOC zwischen 20-90% gehalten. Aus diesem Grund haben die Akkus auch Brutto 20-30% mehr Kapazität als tatsächlich nutzbar.

Will man seinen Akku zusätzlich schonen, empfiehlt es sich bei hohen Außentemperaturen auf starke Beschleunigung und starkes Bremsen wenn möglich zu verzichten. Weiterhin sollte man immer so frühzeitig wie möglich laden und nicht erst wenn man nur noch wenige km auf der Reichweitenanzeige hat. Beim Schnellladen sollte bei 80% Schluss sein. Ein Nachladen auf 100% (auch langsam) möglichst vermeiden.

[Taxi-Stromer]

Für meinen 30kWh Leaf komme ich anhand der Näherung auf:

Laden mit 48kW erst ab ca. 38.5°C Batterie Temperatur

Anhand der Tabelle ergibt sich direkt:
Laden mit 30kW erst ab 25.0°C Batterie Temperatur
Laden mit 18kW erst ab 15.0°C Batterie Temperatur
Laden mit 6kW erst ab ca. 0°C Batterie Temperatur
Laden mit 3,7kW erst ab geschätzten -8°C Batterie Temperatur
Laden mit 1,5kW erst ab -20°C Batterie Temperatur

Das erklärt auch, warum mein 24-er Leaf neulich bei 15° Batterietemperatur immer nur mit maximal 30kW geladen hat und im Sommer mit 47kW!
Und ich hatte schon die Ladesäulenbetreiber in Verdacht, wegen der Zeittarife nur reduzierte Leistung abzugeben um sich dadurch ein Körberlgeld zu beschaffen....

[Karlsson]

Es hängt von der Temperatur uns dem Ladestand ab. Ich hatte es schon, dass der Zoe bei 65% und 0°C nur noch 9kW angenommen hat. Im Sommer lädt der bis 75% durchaus mit 40kW.
Wenn der Akku richtig leer ist, nimmt er auch bei Kälte eine höhere Leistung an und wird dadurch warm und lädt dann schneller.
Dadurch kann es zu der komischen Situation kommen, dass der leere Akku schneller vollgeladen ist als ein halb voller.

[Ilchi]

Das ist dann wie beim Wasser, bei dem heißes Wasser auch eher gefrieren kann als kaltes

https://de.m.wikipedia.org/wiki/Mpemba-Effekt

[Dachakku]

Sehr informativer Beitrag !

Bei der Masterarbeit findet man auf Seite 62 (Kapitel 4.1.2) den komprimierten Konsens. Dann einfach entsprechend der eigenen Zellkapazität multiplizieren.



Ich habe auch etwas gefunden.

http://www.elektroniknet.de/elektronik- ... 22421.html

[Dachakku]

Frage 2: Bedeutet das Schaubild auf Seite 39 im Umkehrschluss, das Lithium Zellen am besten mit einem Ladezustand von ca. 32%-77% Zellladung zu betreiben sind?

Ja, diesen Konsens liest man aus so ziemlich jeder fundierten Abhandlung heraus. Die Range von ca. 20-80 % SOC sollen das Optimum für die maximal zu erwartende Zyklenzahl/Lebensdauer sein.

PS: Kannst du obige Formel bitte mal auf den 17,6KW Akku vom Smart anpassen ? Ist mir zu hoch

[Poolcrack]

Am Besten wäre doch eine universelle Formel, die mit C-Werten rechnet, also 0,5C von 17,6kWh Akkukapazität = 8,8 kW Ladeleistung.

[eDEVIL]

Das muss der User schon selber wissen, ob ihm die Zeit oder das Geld beim Laden seiner Akkus wichtiger ist.

Wäre aber gut, wenn der Benutzer die direkte Wahl hätte und es am Auto einstellen könnte.