Interessante Daten zur Batteriekalibrierung/-konditionierung

[mdm1266]

In einem Forum hat gestern jemand berichtet wie er aus der APK-Datei der "MyChevrolet-App (der Installationsdatei für die Android-App) eine Menge wirklich interessanter Daten über die Kalibrierung, Degradation sowie Konditionierung der Batterie vom Chevrolet Bolt EV herauslesen konnte. Diese Daten verraten uns auch einiges über die Batterie im Opel Ampera-e.

Quellen:
https://old.reddit.com/r/BoltEV/comment ... s_i_found/
https://www.chevybolt.org/forum/10-tech ... found.html

Hier einmal die ausgelesenen Daten als Diskussionsbasis:

$calibrate({
///////////////////////////////
// NOMINAL RANGES
​
// nominal range (in km) for full battery at ideal driving conditions
"Nominal_Range": 383.0,
​
// high range (in km) for full battery
"High_Range": 450.6,
​
// low range (in km) for full battery
"Low_Range": 281.6,
​
​
///////////////////////////////
// SOC LEVELS
​
// empty battery level (SoC) - used for the battery-empty indicator and for defining the point at which a route/destination becomes unreachable (0% uSoC / 4% hvSoC)
// note: the car will continue driving until reaching -3.2% uSoC (equiv. to KeOOER_Pct_OOESOCFinalwarn = 1% hvSoC), which gives some additional buffer.
// At -3.2% uSoC the contactors will open and the car will go dead. In that state the car will not restart until it is recharged back to 0% uSoC (4% hvSoC).
"Empty_SoC": 0,
​
// low battery level (SoC) - used for the battery-low indicator in the UI
// note: aligned with the "charge now" message at 6.52% uSoC (KeOOER_Pct_OOESOCEnter = 10% hvSoC)
"Low_SoC": 6.52,
​
// minimal SoC level that can be considered safe for reaching destination - used for calculating optimal recharge SoC/time at charge stations along the route
// note: aligned with the "charge soon" message at 10.87% uSoC (KeOOER_Pct_OOESOCPrewarning = 14% hvSoC)
"Safe_SoC": 11,
​
// full battery level (SoC) - used for the battery-full indicator in the UI (100% uSoC / 96% hvSoC)
"Full_SoC": 100,
​
​
///////////////////////////////
// BATTERY CAPACITY
​
// The kWh capacity degradation by odometer. Used as fallback for estimating remaining battery capacity from odometer, when no other capacity information is available.
// The first column (D0...Dn) is the odometer in km, and the second column (C0...Cn) are the corresponding capacity values in kWh.
// The table is based on empirical data assuming typical driving behavior of ~30,000 km/year and 1 DCFC/week.
//
// D0 C0
// D1 C1
// .....
// Dn Cn
//
kWhCapacity_Odo_Degradation: [
[0.0000000, 60.00],
[24140.160, 60.00],
[48280.320, 58.96],
[72420.480, 57.93],
[96560.640, 56.89],
[120700.80, 55.85],
[144840.96, 54.82],
[168981.12, 53.78],
[193121.28, 52.75],
[217261.44, 51.71],
[241401.60, 50.67],
[265541.76, 49.64],
[289681.92, 48.60],
[313822.08, 47.56],
[337962.24, 46.53],
[362102.40, 45.49]
],
​
// function for computing scaling factor for battery capacity depending on battery temperature
"kWhCapacity_Temp_Factor": function(t) {
t = Math.max(-20, Math.min(t, 0));
var k = (11 / 20) / 92;
return (1 + t * k);
},
​
// function for computing min/max hvSoC range depending on battery temperature
"hvSoC_Temp_Range": function(t) {
t = Math.max(-20, Math.min(t, 0));
return [4 - (t / 20) * 11, 96];
},
​
​
///////////////////////////////
// AC CHARGING PROFILE
​
// nominal time (in seconds) to charge battery to full SoC using AC charger.
"AC_FullCharge_Time": 9.30 * 3600,
​
// maximum AC charging power (in kW) that can be used by vehicle; overrides maximum AC charging power reported by charging station.
"AC_Max_Power": 7.2,
​
​
///////////////////////////////
// DC CHARGING PROFILE
​
// DC charging profile, where the first row (T0...Tm) is the battery temperature, the first column (S0...Sn) is the SoC buckets, and
// the cells (Axy) are the corresponding current rates (A). The corner cell (TT) is the index of the default temperature column.
//
// TT T0 T1 T2 ... Tm
// S0 A00 A01 A02 ... A0m
// S1 A10 A11 A12 ... A1m
// S2 A20 A21 A22 ... A2m
// .............. ... ...
// Sn An0 An1 An2 ... Anm
//
"DC_Charging_Profile": [
[0x008, -30.0, -20.0, -10.0, 0.00, 10.0, 15.0, 22.50, 25.00, 40.00, 45.00, 50.00],
[67.00, 0.000, 3.000, 12.00, 30.0, 54.0, 93.0, 134.0, 150.0, 150.0, 75.00, 0.000],
[80.00, 0.000, 3.000, 12.00, 30.0, 54.0, 93.0, 100.0, 100.0, 100.0, 75.00, 0.000],
[90.00, 0.000, 3.000, 12.00, 30.0, 54.0, 60.0, 60.00, 60.00, 60.00, 60.00, 0.000],
[96.00, 0.000, 3.000, 12.00, 30.0, 40.0, 40.0, 40.00, 40.00, 40.00, 40.00, 0.000],
[100.0, 0.000, 3.000, 12.00, 25.0, 25.0, 25.0, 25.00, 25.00, 25.00, 25.00, 0.000]
],
​
// nominal time (in seconds) to charge battery to full SoC using fast DC charger.
"DC_FullCharge_Time": 1.24 * 3600,
​
// default DC charging voltage (in volts) - used in lack of better charging station information.
"DC_Default_Volts": 500,
​
// default DC charging current (in amps) - used in lack of better charging station information.
"DC_Default_Amps": 150,
​
// The uSoC-to-OCV conversion table, used for calculation of DC charging power.
// OCV is the open-circuit voltage of the Gen2 Bolt cell chemistry (ignoring internal resistance).
// The first column (S0...Sn) is the uSoC, and the second column (V0...Vn) are the corresponding OCV values (in Volts).
// note: the table is actually for hvSoC, but for this level of accuracy this can be ignored and treated as uSoC.
//
// S0 V0
// S1 V1
// .....
// Sn Vn
//
"DC_SoC_to_OCV": [
[0.000, 321.85],
[5.000, 321.85],
[10.00, 328.50],
[15.00, 332.25],
[20.00, 337.05],
[25.00, 341.15],
[30.00, 343.40],
[35.00, 345.20],
[40.00, 346.75],
[45.00, 348.50],
[50.00, 350.65],
[55.00, 354.00],
[60.00, 359.80],
[65.00, 364.65],
[70.00, 369.45],
[75.00, 374.40],
[80.00, 379.50],
[85.00, 385.05],
[90.00, 390.85],
[95.00, 396.90],
[100.0, 403.10]
],
​
​
//////////////////////////////////////
// BATTERY TEMPERATURE CONDITIONING
​
// ideal battery temperature (Celsius) to assume when no other temperature information is available.
"Ideal_Battery_Temp": 25,
​
// temperature (Celsius) that active battery heating will target during driving in cold weather.
// TODO: the actual active heating target is 4C, but we add 6C to account for the heating curve that occurs while charging
"Active_Heating_Target_Temp": 4 + 6,
​
// temperature (Celsius) that active battery cooling will target during driving in hot weather.
// TODO: this is just a guess. need to check what actual value should be put here
"Active_Cooling_Active_Temp": 40
});
​

[mdm1266]

Daraus lässt sich zum Beispiel die angenommene Abnahme der nutzbaren Batteriekapazität in Bezug auf die gefahrenen Kilometer ablesen:

[mdm1266]

Auch interessant, dass bei 0%SOC in Wirklichkeit noch 4%SOC als Puffer vorhanden sind. Angezeigte 100%SOC sind effektive 96%SOC. Es werden von der Batterie netto der Bereich von 4% bis 96% verwendet, was 92%SOC der Bruttobatterie sind.
Die Bruttokapazität müsste dann im Bereich von 65.2 kWh liegen.

[mdm1266]

Aus den Daten zum "DC Charging Profile" habe ich eine Excel-Tabelle gemacht. Hier sieht man mit welcher Stromrate in A bei den entsprechenden Batterietemperaturen und SOC%-Werten geladen wird. Die ideale Batterietemperatur vom System ist 25° Celsius. Die Flüssigkeits-Temperierung sorgt dafür, dass sich die Batterie in diesem Temperaturbereich befindet. Ab 40° Celsius wird die Batterie gekühlt. Wann genau die Batterieheizung einsetzt, ist mir noch nicht ganz klar.

Eine DC-Vollladung von 0% bis 100% SOC soll bei Ideal-Temperatur 74.4 Minuten dauern.

[Amperä-Manni]

Hallo Marco,
vielen Dank für diese tiefgreifenden Informationen. Für einen Technik-Interessierten ist das sehr wertvoll.

Zumindest kann ich Dir diese Frage beantworten:

Wann genau die Batterieheizung einsetzt, ist mir noch nicht ganz klar.

Aufgrund dieser Beschreibung

// temperature (Celsius) that active battery heating will target during driving in cold weather.
// TODO: the actual active heating target is 4C, but we add 6C to account for the heating curve that occurs while charging
"Active_Heating_Target_Temp": 4 + 6,

​wird im Fahrbetrieb bei 4 Grad Celsius und darunter der Akku geheizt. Beim Laden wird sogar bis 10 Grad Celsius (und darunter) geheizt.


Nochmals vielen Dank
Manni

[Amperä-Manni]

Aus den Daten zum "DC Charging Profile" habe ich eine Excel-Tabelle gemacht.

Ich sehe übrigens die "Idealtemperatur" nicht bei 25°C, sondern zwischen 25"C und 40"C.

[mdm1266]

Ja stimmt, habe ich mir auch schon gedacht. Die Batterie vom Bolt EV/Ampera-e hat es zwischen 25 und 40 Grad am liebsten. Ich werde die Excel-Tabelle noch anpassen.

[TomTomZoe]

Sehr interessant Dein Internetfund! Auch was die erwartete Kapazität über die Laufzeit angeht.

Ab 40° Celsius wird die Batterie gekühlt. Wann genau die Batterieheizung einsetzt, ist mir noch nicht ganz klar.

Meine Beobachtungen:
Am DC Lader setzt die Akkukühlung bei 28-29 Grad Celsius Batterietemperatur ein.
Am AC und DC Lader wird die Batterie durch die Heizung auf bis zu 16 Grad Celsius gebracht.
Ab 20 Grad Celsius Batterietemperatur lädt die Batterie dem SOC entsprechend an einer 50kW(!) Säule maximal schnell.
Im Januar bin ich noch von 3,5% Puffer ausgegangen, aktuell nutze ich 3,9% als Wert für den Puffer in meiner Useable SOC Berechnung in Torque Pro. Damit liege ich ja gar nicht schlecht

[mdm1266]

Aus diesen Daten (ergänzt auch durch andere Quellen) habe ich ein Batterie-Schema erstellt:

Man könnte noch darüber diskutieren, ob GM/Opel die nutzbare Kapazität von 60kWh für den Bereich von -3.26% bis 100% uSOC annimmt. Fahren kann man ja anscheinend tatsächlich von 100% bis -3.26% uSOC (der Punkt, wo der Antrieb ausschaltet), falls die Daten stimmen. In diesem Fall hätte der Bereich von 0% bis 100% uSOC eine Kapazität von 58.1 kWh und die Bruttokapazität läge bei 63.2 kWh.

Batterie-Schema Opel Ampera-e.pdf

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[Jazoray]

>rot auf orange

>blau auf grün

ich kann das leider nicht lesen