LFP-Akku, Degradation optimieren

[hgmichna]

Da ich jetzt auch mit LFP-Akku fahre, frage ich mich, wie ich den behandeln soll, damit er länger lebt. Eine erste Suche fand diesen Artikel:

Degradation of Commercial Lithium-Ion Cells as a Function of Chemistry and Cycling Conditions - Journal of The Electrochemical Society

Die für uns relevante Grafik daraus ist diese (Anzahl der vollen Ladezyklen bis zur Degradation auf 80% der ursprünglichen Kapazität):

Ein interessantes Detail ist, dass ein LFP-Akku sehr unempfindlich gegenüber der Maximalladung ist. Wichtiger ist eher die Temperatur beim Laden. Z.B. lebt ein LFP-Akku länger, wenn man ihn bei 15°C auf 100% lädt als wenn man ihn bei 25°C auf 80% oder 60% lädt. Und überhaupt überlebt er mit 80% seiner ursprünglichen Kapazität so um die 8.000 Ladezyklen. Das entspricht bei einem Model 3 RWD 4 Millionen Kilometer.

Wenn die hier ermittelten Ergebnisse auch auf die von Tesla verwendeten LFP-Akkus zutreffen, dann bedeutet das, dass das Einschänken des Ladens auf unter 100% kaum etwas bringt. Laden auf 80% bringt wenig, Laden auf 60% bringt darüber hinaus noch weniger.

Also stimmt es, was im Handbuch steht. Man darf das Ladeziel getrost auf 100% stellen, ohne eine wesentliche, vorzeitige Degradation zu befürchten.

Nun wären 20% Degradation auch nicht sehr schön, aber wer fährt schon 4 Gm (Gigameter) mit einem Auto?

Auch die Ergebnisse im teslalogger.de deuten darauf hin, dass es tatsächlich so ist. Ein Beispiel ist eine Degradation von 423 km auf 416 km Reichweite nach 27.000 km, das sind 1,65% Kapazitätsverlust. Wenn man das simpel linear extrapoliert, kommt man immer noch auf weit über 300.000 km bis 20% Degradation, aber erstens scheint sich die Degradation im Laufe der Zeit zu verlangsamen, und zweitens wird in den Testdaten oben die Wirkung des Schnell-Ladens nicht berücksichtigt, das die Degradation vermutlich vorantreibt, besonders bei hohen Temperaturen.

Eine Schlussfolgerung ist, dass in einem Tesla ein LFP-Akku, der immer nur langsam bei moderaten Temperaturen geladen wird, voraussichtlich das Auto bei Weitem überlebt.

Leider weiß ich nicht, welche Akku-Spannung bei Tesla als 100% definiert wird. Ich kann nur hoffen, dass diese mit der Definition im Artikel übereinstimmt. Wenn man da ängstlich ist, könnte man ja zur Sicherheit nur auf 95% laden.

Ich habe die kalendarische Degradation nicht berücksichtigt. Falls jemand dazu relevante Daten findet, bitte hier schreiben.

[niubee]

@hgmichna

Eine Schlussfolgerung ist, dass in einem Tesla ein LFP-Akku, der immer nur langsam bei moderaten Temperaturen geladen wird, voraussichtlich das Auto bei Weitem überlebt.

Kurze Version?
Eine moderne LiFePo Batterie mit den entsprechenden Dotierungen im Elektrolyten wird ca. 1,5 Mio. km bei Degradationen von <20% dir schenken. Die Degradation ist nicht linear und keiner kennt die Additive die verwendet worden sind.
Beispiel: Die Zellen im 90er Akku des MS müssten eigentlich nach 500 Zyklen (ca. 130 tkm) eine Degradation von > 10% <20% aufzeigen. Machen sie aber nicht…die meisten liegen bei ca. 6-10%(!).

Aufladen bis 100% ist immer nicht so klug auch wenn das LiFePO es dir viel besser verzeiht als die „alten“ bekannten Systemen. Am besten bei 80 - 90% halten.

Ansonsten gilt im LiFePo System…einfach fahren und nicht nachdenken…die Batterien überleben jedes M3 solange sie i. O. sind.

P.S: Bei mir im Heimspeicher habe ich auch ein LiFePo System: 500 Zyklen ca. 2% Degradation >>10.000 Zyklen…

[ThomasRX8]

@hgmichna

Also stimmt es, was im Handbuch steht. Man darf das Ladeziel getrost auf 100% stellen, ohne eine wesentliche, vorzeitige Degradation zu befürchten.

Warum sollten im Handbuch Tipps stehen, die nicht stimmen?

[ChristianH]

Nur zur Vollständigkeit, ohne Wertung

…da ja die Empfehlung des Handbuchs immer gerne unterschiedlich interpretiert wird

Onkel Elon schrieb diese Woche…

[hgmichna]

@ThomasRX8

Warum sollten im Handbuch Tipps stehen, die nicht stimmen?

Da gibt es viele Möglichkeiten. Ein Autohersteller hat vielleicht kein Interesse daran, dass die Autos ewig halten.

Wahrscheinlich orientieren sich die Aussagen im Handbuch auch am Normalbenutzer. Wenn ich persönlich andere Interessen habe, z.B. das Auto 20 Jahre und 500.000 km fahren will, dann muss ich vorsichtiger mit ihm umgehen als das Handbuch empfiehlt.

Aber, wie gesagt, in diesem Fall scheinen sie ja zu stimmen.

[jenscz]

Den Autohersteller interessiert es aber schon ob die Batterie im Gewährleistungszeitraum/-Strecke getauscht werden muss. Also wird er alles daran setzen, dass im Handbuch entsprechendes steht.

[teslacharger]

Schon in gewisser Weise, nur interessiert es den Hersteller nicht wirklich, ob der Akku dann noch 95% oder 90% hat nach Ablauf der 8 Jahre Garantie - mich als Nutzer (oder den Nachnutzer) aber eventuell schon.

Klar kann Elon deshalb auch „no problem“ sagen, aber es geht hier im Thread ja darum die Degradation zu optimieren bzw. wohl besser gesagt zu minimieren.

Da zeigen die Daten aus dem Startbeitrag auch, dass man die Degradation am wirkungsvollsten verhindert, wenn man möglichst Schnellladungen vermeidet (was bei allen Zellvarianten vorteilhaft ist) und 100%-Ladungen nicht zum Standard macht, sondern es bspw. bei 95% gut sein lässt.

Wer sich darum nicht kümmern möchte (wobei die beiden Punkte nicht immer auf 100% knallen und möglichst Schnellladung vermeiden für die meisten wohl einfach erfüllbar sein dürfte), der kann natürlich so handeln wie es in der BDA steht oder wie er möchte…der Akku hält trotzdem noch sehr lange und hat weniger Degradation als NCA/NMC-Akkus.

Wer hingegen ein bisschen mehr rauskitzeln möchte der kann die beiden einfachen Regeln ja berücksichtigen, sofern vom Fahrprofil her möglich.

[Fenek]

@hgmichna

Eine Schlussfolgerung ist, dass in einem Tesla ein LFP-Akku, der immer nur langsam bei moderaten Temperaturen geladen wird, voraussichtlich das Auto bei Weitem überlebt.

Da bei nur 35 Grad und nur 2C ein deutlicher Abfall ist…
wäre Interessant was bei 50-55 Grad und 3C passiert…b.z.w. wie heftig sich das auswirkt… wahrscheinlich fährt dann keiner mehr zum SC😉

[niubee]

@teslacharger

Da zeigen die Daten aus dem Startbeitrag auch, dass man die Degradation am wirkungsvollsten verhindert, wenn man möglichst Schnellladungen vermeidet (was bei allen Zellvarianten vorteilhaft ist) und 100%-Ladungen nicht zum Standard macht, sondern es bspw. bei 95% gut sein lässt.

…du wirst bei einem LiFePo System bei deiner Nutzung keinen Unterschied erkennen…erst sagen wir mal nach > 5.000 Zyklen, d.h. mehr als 1,2 Mio. km könnte man ggf. einen Unterschied sehen. Der Rest ist einfach Serienstreuung. Das ist deutlich anders als in vielen anderen Li Ionen Systemen. 100% Laden ist deshalb doof weil du nicht mehr Rekupieren kannst. Also sind 90% besser. Der SuC Ladestrom ist zwar etwas über 2C aber nur für kurze Zeit. Das kann der LiFePo gut abhaben.
=> 50-55 Grad und 3C passiert einfach nicht dank des BMS + Kühlung…

Kurzum Fahren und nicht nachdenken. Diese Meinung vertrete ich im übrigen nicht bei NCA/NMC Systemen! Da ist die Akkupflege teil des Geschäfts.

[teslacharger]

@niubee

du wirst bei einem LiFePo System bei deiner Nutzung keinen Unterschied erkennen

Doch, ich denke schon, dass man nach 100.000km bspw. einen Unterschied erkennen kann - sicherlich im einstelligen %-Bereich, aber dennoch sichtbar. Wie gesagt, es geht ja um die Frage der möglichst schonenden Nutzung. Wer sich nicht darum kümmern möchte, der kann sich deinem vorletzten Satz sicher anschließen…keine Frage.

@niubee

100% Laden ist deshalb doof weil du nicht mehr Rekupieren kannst.

Das stimmt für diesen Akku so nicht. Beim SR+ LFP hat man (bei warmem Akku) auch nach 100% Ladung inkl. Balancing am SuC immer noch die volle Rekuperationsfähigkeit (mehrfach selbst erlebt), im Gegensatz zu den anderen Akkus gibt es da keine Einschränkung - vermutlich gibt’s einen Top-Puffer der nicht näher bekannt ist.

[niubee]

@teslacharger

Das stimmt für diesen Akku so nicht. Beim SR+ LFP hat man (bei warmem Akku) auch nach 100% Ladung inkl. Balancing am SuC immer noch die volle Rekuperationsfähigkeit (mehrfach selbst erlebt), im Gegensatz zu den anderen Akkus gibt es da keine Einschränkung - vermutlich gibt’s einen Top-Puffer der nicht näher bekannt is

Ah das wusste ich noch nicht. Das geht bei uns im MS definitiv nicht. Voll ist voll trotz 4 KWh Puffer. Aber ich glaube das M3 rekupiert auch nicht mit > 50Kw…

@teslacharger

100.000km

Ne…<500 Zyklen merkst du gar nichts…wie gesagt ich habe auf meinen Heimakku nach 8 Monaten 500 Zyklen mit <2% Degardation…das ist dem LiFePo alles egal. Ab 5.000 eher 10.000 Zyklen würde man was merken. Zum Vergleich beim MS beginnt es ab 500(!) Zyklen…deshalb ist der LiFePo so überlegen wenn da nicht das Temperaturproblem und das Gewicht wären…

[teslacharger]

Für den schonenden Umgang bezogen auf den Startbeitrag ist das Vermeiden von ständiger 100%-Ladung sicher trotzdem kein Nachteil. Beim Thema Degradation kommen wir aber wohl nicht zusammen…das ist ok.

@niubee

Das geht bei uns im MS definitiv nicht.

Weiß ich, fahren wir ja auch noch eins neben dem SR+.

Das „Temperaturproblem“ merkt man nicht, wenn man sich an die Regeln zum Vorkonditionieren hält - der SR+ lädt bei weitem schneller als das Model S (Pre-Plaid). Auch im Winter auf dem Weg zum Skifahren und zurück habe ich immer die üblichen 168kW Peak gesehen - Tesla hat da im letzten Jahr einiges per Software zurechtgebogen, was sie am Anfang bzgl. der BMS-Software verbockt hatten.

[ChristianH]

@niubee

Aber ich glaube das M3 rekupiert auch nicht mit > 50Kw…

Doch, ich meine schon
Meine mal was von 70-80kW gelesen zu haben

Nagel mich jetzt aber net fest, da können andere sicherlich gesicherte Infos zu geben

[niubee]

stimmt max. 70Kw…na man lernt nie aus…aber das müsste ja dann bei 100% irgendwo hin…seit ihr euch da sicher?

[ChristianH]

Ja….SuC auf 100% bis Abschaltung und dennoch ist sehr starke Reku vorhanden.

Wie lange, kann ich aber nicht sagen.
Bei normalen Verhältnissen aber keine Einschränkung.

Vermute erst, wenn doch längeres Gefälle wäre.

Wohin das geht, keine Ahnung
Hab mich da auch schon gewundert.

Ist wohl einfach die „Luft“ von der aktuell verbrauchten Energie. Anfahren, Beschleunigen….

[niubee]

nennt man dann wohl Innovation​:wink: Finde ich gut. Ebenso den LiFePo den ich ja so gerne im MS hätte…aber als 100 Kwh Pack, gerne auch 150 Kwh

[Felixkruemel]

@niubee

Ebenso den LiFePo den ich ja so gerne im MS hätte…aber als 100 Kwh Pack

Also technisch dürften da 100kWh mit LFP gehen im Model S, aber praktisch hätten sicherlich viel mehr lieber 150kWh als NMC/NCA Akku

Allerdings ist es ja auch so, dass das normale Model 3 SR+ 95% der Käufern vollkommen ausreichen würde. Die wenigsten fahren mehr als 200km pro Tag und haben dann keine Lademöglichkeit am Parkstandort des Autos.

[hgmichna]

@ChristianH

Ja….SuC auf 100% bis Abschaltung und dennoch ist sehr starke Reku vorhanden.

Ich denke, das ist gar nicht so schwer zu erklären. Die 100% sind ja eine beliebige Festlegung, ein Kompromiss zwischen Kapazität und Lebensdauer. Da mal ein paar Kilowatt-Sekunden mehr hineinzuladen, macht einem LFP-Akku immer noch nicht viel aus.

Ein Problem wäre es, wenn man das Auto auf dem Gipfel eines Berges volllädt und dann rekuperierend hinunterrollt. Ich vermute, dass dann die Rekuperation bald abgeregelt würde. Aber unter normalen Umständen wird die rekuperierte Energie ja sehr rasch wieder verbraucht. Man kann hier die Robustheit der LFP-Chemie ausnutzen.

[ChristianH]

…also im Endeffekt, wie oben geschrieben

[hgmichna]

Eine Frage ist noch unbeantwortet. Die im ersten Posting genannte Studie hat untersucht, wie sich die Akkus verhalten, wenn man sie unter verschiedenen Bedingungen wiederholt lädt und entlädt. Die Studie hat aber nicht untersucht, ob es schädlich ist, den Akku auf 100% zu laden und ihn so stehen zu lassen.

Zu dieser Frage konnte ich bisher nichts finden. Solange wir hierüber nichts wissen, könnten wir vorsichtshalber immer nur bis zu einer bestimmten Grenze laden, 60%, 80%, 90%, was auch immer, und erst dann vollladen, wenn das Auto anschließend eine längere Strecke gefahren wird.

Ob das etwas bringt, wissen wir nicht, solange wir keine Testergebnisse haben.

Tesla hält anscheinend auch das für unnötig, denn sie sagen, dass man ohne großen Nachteil auch im Alltag das Ladeziel auf 100% stellen kann. Ich wüsste es aber gerne genauer.