Verluste Ladung / Entladung Li-Ion

[erdna]

Hallo Forum,

ich habe mich in der letzten Zeit mit dem Thema E-Auto auseinandergesetzt.
Ich habe die letzten Tage versucht eine Formel zu finden die die Verluste beim Laden und Entladen beschreibt.

Um den Wirkungsgrad beim Entladen zu beschreiben bin ich auf folgende gestoßen:

Wirkungsgrad= 1-(R*I)/U wobei R= Innenwiderstand, I= Nennkapazität und U= Leerlaufspannung in Abhängigkeit von SOC ist

Mit dieser Formel bekomme ich immer einen Wirkungsgrad beim Entladen von ca. 99% raus. Diesen Wert lese ich auch häufig in der Literatur.

Beim Laden kann ich allerdings nichts finden. Hier gehen auch die Werte aus der Literatur und z.b. Forum weit auseinander 80% bis 99%. Gibt es überhaupt eine Formel die alle Faktoren berücksichtig?

Danke im Vorraus.

[Kim]

Die Wirkungsgrade sind variabel, d.h. sie hängen ab von Zelltemperatur und der Höhe des Lade- bzw. Entladestroms, und natürlich von der Qualität der Zelle.

Guck Dir mal als Beispiel diese beiden Datenblätter einer populären Zelle (NCR18650B) an:

http://industrial.panasonic.com/lecs/ww ... 0CE417.pdf

http://shop.battex.cz/pdf/NCR18650B-D.pdf

[erdna]

Danke für dein Antwort!

[Bernd_1967]

Kann das sein, dass je nach Ladegerät der Wirkungsgrad beim Laden bei unterschiedlichen Ladezuständen unterschiedlich ist?
Beispiel:
Laden von 30-50% 8% Verluste, von 50 auf 70% 10% Verluste , von 70 auf 90% 15% Verluste und von 90 auf 100% 20% Verluste?
Beobachte so was in der Form gerade beim Laden vom e-golf 300.

Eine weitere Frage ist dann das Entladen, also das Fahren. In welchem Bereich des SOC ist der Wirkungsgrad beim Entladen am Besten?

Diese Effekte kommen wohl eher von der Gesamtbeschaltung , nicht nur von der Batterie.

Steigt beim Laden der Batterie die Spannung, verringert sich der Wirkungsgrad der Ladeschaltung.

Wer hat hier ein Hintergrundwissen oder schon selbst Versuche in der Richtung gemacht?

[Spüli]

Moin!
Die größten Verluste wird man in den Ladegeräte haben. Bei Brusa gibt es dazu Datenblätter. Je nach Auto spielen dann auch die unterschiedlichen Nebenverbraucher eine Rolle. Also die Steuergeräte, Wasserpumpe, Lüfter und so weiter.

Bei hohen Ladeströme gibt es dabei dann mehr thermische Verluste, bei geringen Strömen sinkt meist der Wirkungsgrad der Lader und die Nebenverbraucher schlagen stärker zu.

Beim alten Tesla Model S mit Doppellader sind es 10% Verlust bei einer Vollladung mit 22kW.

[Bernd_1967]

Worauf ich hinaus wollte:
Wenn der Ladezustand des Akkus steigt, steigt auch die Zellenspannung.
Somit muss das Ladegerät eine höhere Spannung erzeugen, was anscheinend beim e-Golf zu einem schlechteren Wirkungsgrad führt. Werde noch zahlen liefern.
Momentan 2 Messungen mit dem Ergebnis: Ladung bis 80% 8% Verluste, bis 90% schon 13% Verluste!

[CyberChris]

Worauf ich hinaus wollte:
Wenn der Ladezustand des Akkus steigt, steigt auch die Zellenspannung.
Somit muss das Ladegerät eine höhere Spannung erzeugen, was anscheinend beim e-Golf zu einem schlechteren Wirkungsgrad führt. Werde noch zahlen liefern.
Momentan 2 Messungen mit dem Ergebnis: Ladung bis 80% 8% Verluste, bis 90% schon 13% Verluste!

Bei deinen Betrachtungen hast Du was vergessen. Am oberen Ende wird auch gelegentlich noch das balancing erledigt, je nach dem wie das implementiert ist wird da Energie einfach in Wärme verheizt!

Grüße,
Christian

[Bernd_1967]

Danke.
Auch schon zwischen 80 und 90% ?
Was mir noch eingefallen ist:
Wenn ich die Batterie auf 90% geladen habe, eine kleine Tour mache und wieder auf 90% lade,
kann es ja auch sein, dass beim Entladen, also beim Fahren, der Wirkungsgrad schlechter ist als wenn ich zu Beginn 80% geladen hätte. Spielt aber letztendlich keine Rolle, ob die Verluste beim Entladen oder beim Laden höher sind. - Vielleicht Beides.

[Bernd_1967]

Hab nochmal meine Tabelle angeschaut, was die Ladung am Schnell-Lader anging.
Von 23% bis 84% ca. 5% Verluste,
Von 84% bis 90% ca. 4% Verluste,
ab 90% dann ziemlich konstant 15% Verluste!
Ladeleistung ab 90% 27kW bis zu 11kW bei 100%.

[E-lmo]

Ich habe da eher den Verdacht, dass die Prozentanzeige nicht ganz perfekt ist und dadurch der Effekt entsteht. Auch kommt dazu, dass sich der Ladestrom gerade hier stark verringert und die Temperatur vom Akku auch nicht mehr weiter steigt. All die Parameter (Temperatur, Spannung, Strom) gehen halt in die Prozentanzeige ein.
Da finde ich deinen Ansatz, mit verschiedenen Ladeständen die gleiche Strecke abzufahren schon erfolgversprechender.