Batterie des BEV als Speicher für Zuhause nutzen?

[Blue shadow]

Schöne formulierung....die 100 tesla fahrer nehmen freiwillig teil...

Das gerade nissan sich traut, mit den schnell degradierenden batterien sich zu beteiligen. Mit einer mietbatterie liegt das risiko bei nissan...

[Alex1]

Die Akkus degradieren mit der Zeit. Viel mehr als mit den Ladezyklen.

[ecopowerprofi]

Die Akkus degradieren mit der Zeit. Viel mehr als mit den Ladezyklen.

Das ist falsch. Notstrombatterien für öffentliche Gebäude sind teilweise 30 Jahre und älter liefern aber immer noch die geforderte Überbrückungszeit. Das wird ja regelmäßig geprüft. Batterien in Gabelstaplern halten max. 3 Jahre und werden ausgetauscht, wenn die geforderte Speicherkapazität unterschritten wird. Gleiche Technologie aber unterschiedlicher Nutzung. Bei den Gabelstaplern in Warenverteilzentren geht ca. 2 mal pro Tag die Kapazität durch die Batterie. Die Strommenge (kWh), die man durch die Batterie jagen kann, ist nahezu unabhängig von der Betriebsart. Die Zeit hat kaum einen Einfluss auf die Lebensdauer. Temperatur, Lade-, Entladestrom, Ladezustand usw. haben einen vielfach größeren Einfluss. In welchen Maße ist Technologie abhängig.

[Alex1]

Nach allen Erfahrungen hier im GE ist allerdings der Faktor Zeit der Entscheidende. Liegt das an den Batteriesystemen? Stationäre oder Staplerbatterien sind m.W. doch keine LiIons?

Aber ich lasse mich gerne schlau machen

[Hinundher]

Wie viele Spasskilometer haben wir schon elektrisch runtergespult und dabei die Accus belastet , jetzt macht sich wer Sorge um V2H
lg.

[Hinundher]

Guten Morgen und Frohe Ostern

Das Thema
""Batterie des BEV als Speicher für Zuhause nutzen? ""
Ist Thema in vielen Medien , es ist unglaublich was für Forderungen von Interessenten gestellt werden bis zu 8 Kw Entnahme hab ich grad wo gelessen will einer mindestens haben

Weniger ist mehr .....

Oje heut ist der 1. April ich schreib besser mogen mehr dazu

lg.
6012

[iOnier]

Die Akkus degradieren mit der Zeit. Viel mehr als mit den Ladezyklen.

Das ist falsch.

So wie ich das sehe ist das "weder ganz falsch und noch ganz richtig", was Alex1 da schreibt.

Notstrombatterien für öffentliche Gebäude sind teilweise 30 Jahre und älter liefern aber immer noch die geforderte Überbrückungszeit.

AFAIK sind das aber auch "klassische" Bleiakkus. Diese Technologie spielt aber bei Fahrbatterien für E-Autos keine relevante Rolle mehr. Aktuell sind das halt Li-Ionen-Akkuzellen mit verschiedenen Technologien, was Elektrolyt, Separator, Elektrodenmaterial und -Struktur etc. angeht.

Was degradiert ist AFAIK nicht der Elektrolyt und ist auch nicht die Separatorfolie, es sind die Elektroden. Und zwar grundsätzlich, unabhängig jedenfalls von den bisher verwendeten Materialien und Strukturen - nur halt je nach Zellentyp unterschiedlich schnell, sowohl kalendarisch als auch zyklenbezogen (ich fürchte zudem: kalendarisch "stabilere" Elektroden könnten empfindlicher auf Ladezyklen reagieren und umgekehrt; außerdem: eine Optimierung auf Kapazität wiederum könnte beides verschlechtern ...).

Festhalten kann man aber: alle Li-Ionen-Akkus degradieren zeitabhängig ("kalendarisch") und zyklenabhängig.

Alle bislang verfügbaren Li-Ionen-Akkus werden daher - wie Alex1 schrieb - "viel mehr mit der Zeit als mit den Ladezyklen" degradieren, wenn man sie in dieser Zeit wenigen Ladzyklen aussetzt, also beim Auto: wenn man eine sehr geringe Fahrleistung hat.

Sie werden aber umgekehrt "viel mehr mit den Ladezyklen als mit der Zeit" degradieren, wenn man sie sehr vielen Ladezyklen aussetzt. Also eine sehr hohe Fahrleistung hat.

Die Frage ist halt - und das hast Du mit dem Gabelstapler-Vergleich ja auch schon angedeutet - wo man mit seinem individuellen Nutzungsprofil steht, also ob man durch seine Fahrleistung überhaupt dahin kommen kann, dass die Zellen durch viele Ladezyklen "zu schnell" degradieren. Das wiederum ist eben nicht nur vom eigenen Nutzungsprofil abhängig, sondern eben auch vom Zelltyp, und da gibt's durchaus relevante Unterschiede.

Ich darf mich mal wieder auf die Drillinge beziehen; nicht nur weil ich selbst einen fahre und mich deswegen mit diesen Fahrzeugen besonders intensiv beschäftigt habe, sondern auch, weil sie wegen zweier im Lauf ihrer Produktionszeit verbauter unterschiedlicher Zelltypen hier geradezu exemplarisch sein könnten.

In diesem Thread wird schon seit einiger Zeit eine Liste gepflegt, die schon einen gewissen Aufschluss über kalendarische und zyklenbezogene Degradation geben kann und ich möchte mit Dank an den user datom auf dessen in dem Thread verlinkte Tabelle verweisen. Man dann auch selbst in der Tabelle nach den verschiedenen Parametern umsortieren.

Was erkennbar wird:

- die jüngsten Fahrzeuge haben eine Kapazität von um 45 Amperestunden (Ah) - bewusst in Ah ausgedrückt, um Fahrzeuge mit 88-Zellen-Batterien (i-MiEV, PSA-Geschwister bis irgendwann in 2013) und 80-Zellen-Batterien (PSA-Geschwister ab irgendwann in 2013) besser vergleichen zu können)
=> man kann somit eine typische Ausgangskapazität von um 45 Ah annehmen

- von den 4 Fahrzeugen mit >= 100.000 km Laufleistung liegen 3 bei einer Kapazität um 31-32 Ah, also etwa knapp 70% der Ausgangskapazität
=> dies entspricht etwa dem, was man nach 1.000 Ladezyklen (bei der Reichweite der Fahrzeuge dieser Laufleistung entsprechend) auch annehmen darf, wenn man die kalendarische Alterung einbezieht.

- ein Fahrzeug fällt mit einer Kapazität von 39,6 @ 100.544 km Laufleistung positiv aus dem Rahmen (Batterie getauscht / repariert? Ist aber ein 2013er i-MiEV => sind da mglw. doch schon die neuen LEV50N-Zellen verbaut worden?)

- ein paar weitere Fahrzeuge fallen mit ähnlich schlechter Restkapazität bei deutlich geringerer Laufleistung negativ aus dem Rahmen (Einzelzelldefekte / Produktstreuung?).

- noch kaum eine Aussage lässt sich leider zu den Fahrzeugen mit den neueren Zellen vom Typ YUASA LEV50N treffen. Der Anteil der kalendarischen Alterung an der Degradation wird ähnlich sein (zur rein kalendarischen Degradation gibt es aber keine mir bekannten verlässlichen Daten), aufgrund der um gut Faktor 5 (5.500 Vollzyklen spezifiziert statt der 1.000 beim Vorgänger LEV50) sollten sie in den nächsten Jahren aber doch deutlich besser dastehen. Ist zumindest zu hoffen - wen diese neueren Zellen nicht eine (deutlich) stärkere kalendarische Alterung aufweisen.

Zusammengefasst:

- mit den alten Zellen vom Typ "YUASA LEV50" scheint eine Laufleistung von etwas über 120.000 km realistisch, wenn man genug Jahresfahrleistung hat

- rechnerisch und theoretisch müssten somit die 5.500 spezifizierten Ladezyklen der Nachfolgerzellen vom Typ YUASA LEV50N für 600.000 km gut sein (bezogen auf den i-MiEV mit seinen 88 Zellen)

- 600.000 km schafft man mit diesem Kleinstwagen aber kaum, so dass die kalendarische Alterung überwiegen dürfte (die hoffentlich nicht viel schneller ist als bei der Vorgängergeneration!)

- es sei denn man nutzt den Akku zusätzlich mit V2G/V2H.

Andererseits: wenn wir mal annehmen, dass die kalendarische Alterung eine Nutzung von 20 Jahren zuließe (Zyklen unberücksichtigt) und ich im Jahr 15.000 km fahre wären das 300.000 km - also noch eine Menge Zyklen "übrig". Jedoch beschleunigen die Zyklen die Alterung ja ihrerseits. Mist. Ich kann das nicht rechnen.

Mathematiker vor! Textaufgabe:
- kalendarische Lebensdauer bis 70% Restkapazität: 20 Jahre (weiß ich leider nicht, gibt YUASA nicht an, habe ich nur mal angenommen)
- Zyklenfestigkeit bis 70% Restkapazität: 5.500
- ich fahre im Jahr 15.000 km und rechne im Mittel einen Vollzyklus auf 100 km, macht 150 Vollzyklen im Jahr
=> nach wievielen Jahren ist der Akku bis 70% degradiert und wie hoch ist meine Laufleistung bis dahin?
=> wenn ich eine Nutzungsdauer des Fahrzeugs von 12 Jahren unter konstanten Bedingungen anstrebe, wie viele Vollzyklen könnte ich über die Fahrleistung von dann insgesamt 180000 km entspr. 1800 Vollzyklen hinaus dem Akku "zumuten", bevor er die 70% unterschreitet?

Ich vermute, das wird "eng" ... wenn ich einfach "Pi mal Daumen" annehme, dass 10 Jahre die "halbe" Degradation der (leider nur angenommenen!) 20 Jahre bedeuten (also 85% Restkapazität) und 2.250 Ladezyklen die "halbe Degradation" der Zyklenfestigkeit, dann wäre der Akku nach 10 Jahren und 225.000 km an der "Verschleißgrenze"; da ich etwas weniger fahre könnte ich die 12 Jahre vielleicht gerade so schaffen (ohne V2G/V2H).

Da aber einerseits meine Fahrleistung recht "typisch" am bundesdeutschen Schnitt liegt, wohl sogar etwas darüber, und andererseits modernere E-Autos über deutlich größere Batteriekapazitäten verfügen (was bei gleicher Fahrleistung geringere Zyklenzahlen bedeutet!) müssten bei z.B. einem ioniq oder einer ZOE tatsächlich einige (viele!) Ladezyklen "übrig" sein. Jedenfalls wenn man eine ähnliche Zyklenfestigkeit der Zellen für diese Autos voraussetzen kann.

[paxxi]

Hi Werner!

Interessante Fragestellung, ich liebe Textaufgaben.
Die Herstellerangabe von 5500 finde ich recht mutig aber sei's drum...
Die ganze Rechnung ist eh ziemlich akademisch, da die Alterung nicht linear verlaufen wird. Am Ende geht's nach meinen Erfahrungen mit Dampf- und Modellbauakkus recht rapide bergab.

Der Einfachheithalber nehmen wir noch an, dass flachere Zyklen (+ nicht voll laden, nicht ganz leer fahren) die Lebensdauer auf 6000 "Vollzyklenäquvalente" verlängern, dann lässt sich das im Kopf rechnen, wenn du es genauer haben willst nimm halt den folgenden Rechenweg in ein Excelsheet in spiele mit anderen Zahlen (pa = pro Jahr):

30% kalendarische Degradation in 20 Jahren macht 30 / 20 = 1,5% pa,
30% zyklische Degradation auf 6000 Zyklen / 150 Zyklen pa macht 40 Jahre oder 30 / 40 = 0,75% pa,
das sind bei deiner Nutzung also zusammen 1,5 + 0,75 = 2,25% Degradation pro Jahr,
nach 30 / 2,25 = 13,3 Jahren und 13,3 * 15.000 = 200.000 km ist der Akku also auf 70% runter,
in 12 Jahren hast du also (30 - 12 * 2,25) * 150 = 450 Zyklen für V2G Spielereien "übrig"

Allerdings nur, wenn man die durch nachlassende Kapazität steigenden Zyklen pa bei gleicher Fahrleistung unberücksichtigt lässt, als Fazit dürfte der Ion also eher nicht für V2G taugen...

Danach stellst du das Auto in den Keller und lässt es als reinen Speicher weiter arbeiten, da kann der Akku bei niedrigsten C-Raten und Kapazitätsansprüchen nochmal zig Jahre vor sich hin rödeln.

[ecopowerprofi]

Was aber bei der Betrachtung vergessen wird, ist der wirtschaftliche Gesichtspunkt beim Hersteller des Fahrzeuges. Fahrzeughersteller konstruieren die Fahrzeuge so, dass diese eine geplante Lebensdauer hat. Im Fall von Autos ca. 12 bis 15 Jahren. In dieser Zeit legt ein Fahrzeug, wie schon vor beschrieben, ca. 150.000 km zurück. Nun bekommen die BEV aber inzwischen größere Batterien. Beim LEAF1 von ca. 22 auf 32 kWh und beim ZOE von ca. 23,5 auf 41 kWh. Das Bauvolumen hat sich aber nicht geändert. Man kann ja den ZOE mittels Upgrade die Batterie von 23,5 auf 40 kWh vergrößern. Ein 23,5 kWh Akku benötigt ca. 1000 Vollzyklen für die Fahrstrecke und der 41 kWh ca. 550. Dass die größere Kapazität im gleichen Bauvolumen passt, hat man nur hin bekommen, weil die Elektroden weniger Volumen in Anspruch nehmen d.h weniger Masse haben. Da das Grundprinzip aller bisherigen chemischen Stromspeicher gleich ist, bedeutet weniger Volumen für die Elektroden auch weniger Zyklenfestigkeit. Das sieht man an der Starterbatterie, die auf min. Gewicht getrimmt ist, und, wenn man es nachrechnet, nur bei weniger als 100 Vollzyklen liegt.

als Fazit dürfte der Ion also eher nicht für V2G taugen...

Diese Feststellung (gilt nicht nur für den Ion) wird um so mehr zutreffen, wenn man größeren Batterien in immer kleineren Bauvolumen unterbringt.

Aber auch andere Faktoren beeinflussen die Lebensdauer sehr stark. Jeder Schnellladevorgang geht auf die Lebensdauer. Das ist auch einer der Gründe warum Renault beim ZOE die Ladeleistung von 43 auf 22 kWh reduziert hat. Beim Mietakku übernimmt der Vermieter die Kosten. Beim Kaufakku ist das dem Hersteller egal.

[spark-ed]

Das ist auch einer der Gründe warum Renault beim ZOE die Ladeleistung von 43 auf 22 kWh reduziert hat.

Autsch
Dass ich so was ausgrechnet beim Profi entdecken muss...