Akkuheizung während der Ladung

[ntruchsess]

Man kann auch Vorheizen zur Abfahrtszeit ohne dass das Auto am Kabel hängt. Dann wird der Akku nicht vorkonditioniert.

[B.XP]

Der im I3 programmierte Abfahrzeitpunkt arbeitet immer die obige Zwangsfolge 2 + 3a + 3b ab. Eine Einstellung mit/ohne Akku-Konditionierung gibt es in keinem Menü.

Erstens hängt unser i3 nicht nonstop am Strom, weil zum einen es schlicht unnötig, zum anderen unmöglich ist - am Bahnhof stehen keine Ladestationen. Das Vorkonditionieren fände auch mit programmierten Abfahrtzeiten nicht statt.
Zweitens sind die Arbeitszeiten meiner besseren Hälfte (ist aktuell quasi "Ihr Auto") gerade so unplanbar, dass die Variante "App bedienen" völlig ausreicht. Jetzt ist es das Verkehrsmittel für den "Sprung zum Bahnhof". Das sind nur ein paar Kilometer, aber es gibt keine Busverbindung dahin, schon gar nicht um die Uhrzeit.

€dit: Die Logik zum Heizen/Konditionieren kommt noch aus einer Zeit, zu der der i3 einphasig laden konnte - mit Begrenzung aufgrund Schieflast also 3,6kW. Die Denkweise dahinter ist, die Energie möglichste effizient zu nutzen - und offensichtlich ist man bei BMW zum Schluss gekommen, dass es effizienter ist erst die "passive Heizung" über den Innenwiderstand der Zellen zu nutzen und dann erst zusätzliche Wärme einzubringen - insbesondere bei begrenzter Ladegeschwindigkeit.

[jodi2]

Ob der Akku voll oder leer ist, spielt eigentlich keine Rolle, weil das BMS selbstständig die maximale Ladung begrenzt. Dieses "lade dein Smartphone nicht voll" kann man sich eigentlich schenken, ebenso wie die 90%-Blockade von Tesla, weil die einfach mehr von ihrer Brutto-Kapazität freigeben; Beim i3 ist das integriert.

Das liest man hier zwar immer wieder, aber so ganz glauben kann ich es nicht. Wenn der i3 Akku nahe 100% ist, ist er bei 4,2V und wenn er auf einstellige Prozente geht, um 3,3V und damit liegt er wie jede Standard Lithium-Ionen-Zelle und gerade oben rum scheint mir da keine Reserve; den i3 oft länger mit 100% stehen lassen ist ganz sicher nicht gut.

Die Rundzellen von Tesla mögen Kälte überhaupt nicht. Unter 10°C kommen die ersten Einschränkungen in Sachen Rekuperation, unter der Schwelle beheizt der Wagen die Zellen effektiv (entweder aktiv oder passiv durch den Innenwiderstand) auf eine relativ hohe Betriebstemperatur für maximale Leistung. (...)
Bei den prismatischen Zellen des i3 sieht die Sache anders aus - die haben ein tolles Temperaturverhalten: Sprich: Auch bei unter 0°C kannst du ohne Einschränkungen Laden, Rekuperieren, Fahren...

Eben nicht bzw. vielleicht bis 11kW, aber nicht CCS/50kW. Und dass Tesla so viel vorwärmt, liegt sicher auch an den extremen Laderaten, für 1C wäre das sicher kaum oder nur wenig nötig.
Klingt in Deinem Text, als wäre die Bauform der Zellen entscheidend für ihr Verhalten, ist dem wirklich so?

Die geplanten Abfahrt mit Vorkonditionierung kommt ausschließlich dann ins Spiel, wenn längere Fahrten geplant sind.

Ja, vermutlich ist das das einzige, was ich mir für den i3 merke, wenn es im Winter mal auf Langstrecke/große Reise geht, vielleicht nicht wie im Sommer abends/nachts auf 100% laden und morgens mit kaltem Akku los, sondern besser über Nacht und mit Abfahrtzeit an der WB laden, dass der Akku bei Abfahrt warm/wärmer ist. Geht die Vorkonditionierung jetzt bis 10 oder bis 20 Grad beim i3?

[E-Mobil-Foo]

Wer seine Glaskugel nicht weiter putzen will, sondern Fakten braucht, gucke in das Standardwerk
Electric Vehicles and the BMW I3 (60Ah, 94Ah) von David J. Bricknell mit exakter von Instituten vermessenen I3-Eigenschaften.
Alles sonstige Vorgehen hängt von der individuellen Nutzung ab.

[SU-N_i3]

Geht die Vorkonditionierung jetzt bis 10 oder bis 20 Grad beim i3?

10 Grad sind das Ziel. In electrified nachgeschaut schwanken die Werte geringfügig, bei mir zwischen 9,5-10,5 Grad.

[B.XP]

Das liest man hier zwar immer wieder, aber so ganz glauben kann ich es nicht. Wenn der i3 Akku nahe 100% ist, ist er bei 4,2V und wenn er auf einstellige Prozente geht, um 3,3V und damit liegt er wie jede Standard Lithium-Ionen-Zelle und gerade oben rum scheint mir da keine Reserve; den i3 oft länger mit 100% stehen lassen ist ganz sicher nicht gut.

Ich empfehle hier erstmal den Blick in die Literatur und das Ersatzschaltbild. Die Nennspannungen sind immer auf die Klemmenspannung bezogen.
Beim Laden ist die Klemmenspannung höher (und geht bis auf 4,2V pro Zelle), beim Entladen darunter.

An beiden SOC-Enden hat man in Ruhe eine stark steigende Spannung und eine stark fallende, dazwischen herrscht fast ein Plateau. Das Spannungsniveau verschiebt sich aber nach oben und unten. Hier ein paar Diagramme die ich vor 10 Jahren für die Diplomarbeit mit einem Modell erstellt habe, in Sachen Ladung aber explizit ohne Laderegler, für meine Modellzelle mit 1C-Laderate bzw. Entladerate um den Temperatureinfluss zu visualisieren.

Jetzt muss man sich aber eigentlich nur noch die Balken auf 4,2V und 3V legen um zu sehen warum die Temperatur so eine Auswirkung auf die mögliche Leistung bei Laden/Entladen hat - und warum das BMS die obersten und die untersten 5% nicht verfügbar macht.

Aber Disclaimer: Diese Parameter sind etwas "Fantasiebehaftet" um Geschäftsgeheimnisse von Kunden und Lieferanten zu schützen, wie man am Knick bei 25% SOC sieht. Die Grafiken mit den realen Zelldaten vergammeln vermutlich irgendwo auf einem Server der Firma, wesentlich anders sehen sie aber nicht aus.

Ach ja - ist das Werte für eine prismatische NCM-Zelle. Pouch- und Rundzellen verhalten sich bezüglich Wärmeabgabe und aufheizverhalten anders, das spielt aber hier nicht rein. LFP oder NCA-Zellen haben hier eine andere Spreizung der Spannung so dass die Verringerung der Verlustleistung mit steigender Zelltemperatur stärker oder schwächer ausgeprägt wäre. Man sieht aber gut, warum das Erreichen von Plusgraden ausreichend ist

[SU-N_i3]

Das mußte ich jetzt erst einmal öfter lesen und finde das schon sehr auffschlußreich.

Den Widerspruch zu dem, was Jodi2 geschrieben hat, kann ich jetzt noch nicht so richtig nachvollziehen. Vielleicht kannst Du da noch einen Satz spendieren? Das wäre super.

[Hacky]

Hier ein paar Diagramme die ich vor 10 Jahren für die Diplomarbeit mit einem Modell erstellt habe, ...

Die Verläufe sehen aus, als wären sie auf Basis von Lithium Polymer Zellen gemacht worden und nicht mit Lithium Ionen Zellen. Die haben nach unten raus andere Spannungsverläufe. Ob die Temperatur-Abhängigkeit in dieser Form auf die aktuelle Zellengeneration eines i3 übertragbar ist, könnte man auch hinterfragen.

[jodi2]

Das mußte ich jetzt erst einmal öfter lesen und finde das schon sehr auffschlußreich.
Den Widerspruch zu dem, was Jodi2 geschrieben hat, kann ich jetzt noch nicht so richtig nachvollziehen. Vielleicht kannst Du da noch einen Satz spendieren? Das wäre super.

Ich denke B.XP hat deutlich mehr Ahnung von Akkus als ich.
Aber wenn es jetzt nur um die Tatsache ging, dass die Spannung eines Akkus unter Last einbricht und sich beim Laden erhöht, das war mir bekannt, ich bezog mich aber nicht auf die Endspannung beim Laden. Die Zellspannung des i3 ist wenn ich mich nicht irre auch nach Ladung auf nahezu 100% schon in Ruhe/auch nach Ende der Ladung/abgestöpselt bei rund 4,2V (ich schau aber nächstes mal bei 100% nochmal) und damit doch voll/auch brutto bei 100%, oder?

[B.XP]

@jodi2 - beim Aufladen erhöht sich die Spannung bis auf 4,2V, auch wenn der Akku nicht Butto 100% voll ist. Das hängt vom Strom ab - ab 4,2V wird der reduziert.
Macht man den Strom ganz aus, sinkt die Spannung.

@Hacky wir haben unterschiedliche Parameter identifiziert und in das Modell eingespielt. Ich kann dir jetzt nicht auf Anhieb sagen, welchen Satz ich dafür verwendet habe. Ich kann dir aber noch aus dem Gedächtnis sagen, dass die Grenzen nicht entlang der willkürlichen Definition „LiIon-LiPo“ verlaufen, sondern entlang Elektrodenmaterial, Hersteller und Dimension. Eine Automotive-A123 verhielt sich z.B. anders als eine „Notebookzelle“ wie sie im Modellbau verwendet wird.