Simulierte Batteriealterung (SoH) abhängig vom Ladeverhalten

[StefanRyu]

Hallo liebe Foristen,

Die kürzliche Diskussion um den Einfluss des Ladeverhaltens auf die Batteriealterung hat mich nicht losgelassen. Ich habe daher beschlossen, unterschiedliche Verläufe der Batteriealterung zu untersuchen, in dem ich einen Verlauf des State-of-Charge (SoC) über 8 Jahre (Garantiezeit) simuliere, und stündlich eine Alterungsrate auf den aktuellen SoC anwende.

Die zentrale Frage, die ich beantworten möchte ist: Hätte eine Funktion, das den Ladevorgang des Fahrzeugs bei Erreichen von 80% der Bruttokapazität automatisch abbricht, einen positiven Einfluss auf die Batteriealterung?

Einige Annahmen der Simulation:
*Reines AC-Laden nachts zwischen 17 und 8 Uh, falls SoC unter einem bestimmten Wert fällt
*konstanter Verbrauch
*konstante Außentemperatur (25° C)
*Tiefenentladung vernachlässigt
*Zyklenabhängige Alterung vernachlässigt

Das Ergebnis, abhängig des gewählten Ladeverhaltens seht ihr im Bild. Wie ihr sehen könnt, bringt "Laden auf 80%" nach 8 Jahren eine verbesserte Kapazität von ca. 2,5%-Punkte im Vergleich zu "Laden auf 95%" (Vollladung). Zum Vergleich: "Laden auf 60%" bringt eine Verbesserung um 7,5%-Punkte, während "Laden auf 80% (jeden Tag)" am deutlich schädlichsten ist (ca. 9%-Punkte schlechter).

DISCLAIMER: Da ich keine Angaben von Samsung SDI zur kalendarischen Alterung finden konnte, wurde die Alterungsrate von NCM-Batterien aus dieser Studie auf 8 Jahre extrapoliert und daher sind die absoluten Prozentwerte keineswegs genau. Ich denke, dass die kalendarische Alterung im Fiat 500 tatsächlich weniger stark sein wird. Dennoch ist es möglich aus einer relativen Betrachtung der Unterschiede valide Schlüsse zu ziehen.

Um die obige Frage zu beantworten: Ein automatischer Abbruch bei 80% hat einen geringen positiven Einfluss auf die Batteriealterung. Ob man jedoch dauerhaft auf 15% der Kapazität verzichtet (UND evtl. Balancing), um nach 8 Jahren etwa 2,5 % mehr Kapazität zu haben sollte jeder für sich entscheiden.

Ich bin kein Experte in Batterietechnik und bitte daher um konstruktiven Feedback zur Verbesserung der Simulation; oder falls jemand Quellen zu besseren Daten zur verbauten Batterie hat, um genauere Absolutwerte zu bekommen; bessere Modelle (mit Quellenangabe); oder Vorschläge die einfach umzusetzen sind. Die Simulation (Excel) kann von Google Drive heruntergeladen werden.

[Pfennigfuchser]

Nur eine Anmerkung - Es geht nicht primär um eine potenzielle Schädlichkeit des Voll-Ladens, sondern vor allem um die darauf folgende Lagerung.
Gegen das Voll-Laden bei moderaten Temperaturen und darauf folgenden Entladen spricht allgemein kaum etwas.
Gruß

[e-Shrike]

Die zyklenabhängige Alterung ist nichtlinear mit dem Ladestand. Diese darf daher nicht vernachlässigt werden.