[Wiki] Akkuwiki - Model 3 / Model Y

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Tesla M3/MY - Faktoren der Leistungsabgabe

→ Thesen und Theorien am Beispiel des Panasonic 3L ←


Mit sinkendem SoC wandert das Max Power Peak in der Geschwindigkeitsskala nach unten.

  • SoC 90% → Maximum Power @ 90km/h
  • SoC 50% → Maximum Power @ 85km/h
  • SoC 30% → Maximum Power @ 65km/h

Der Scan My Tesla Wert „Maximum Discharge Power“ wird nicht erreicht und muss umrechnet werden.

  • Faustregel: Maximum Discharge Power - 20kW = Maximum Bat Power @ 80-90km/h
  • Bei heißem Akku (30-50°C) ist der Abstand am höchsten → MDP 20-30kW zu hoch
  • Bei kaltem Akku (15-30°C) ist der Abstand am geringsten → MDP 4-20kW zu hoch

Die Battery Pack Ruhespannung (No-Load) ist kaum abhängig von der Temperatur.

  • In meinen Messungen ist die Packspannung von kaltem zu heißem Akku im Bereich von 0-5V.

Voltage Sag / Voltage Drop ist abhängig von der Akku Temperatur.

  • Zelltemperatur 50°C → 55V Drop
  • Zelltemperatur 25°C → 70V Drop
  • Nach dem DC Laden gibt der Tesla nicht mehr Stromstärke frei, sondern die Spannung fällt (dank heißem Akku) unter Last weniger ab → P = U x I → More Power :slight_smile:

Voltage Sag / Voltage Drop ist abhängig von der Stromstärke.

  • Long Range → 980A → ca. 45-60V (abhängig von Zelltemperatur)
  • Performance → 1250A → ca. 55-70V (abhängig von Zelltemperatur)

Es gibt mehrere (nicht-lineare) Voltage Drops → Power Drops im SoC Band, die der Zellchemie (hier: NCA) geschuldet sind.

  • 98-95%
  • 70-72%
  • 40-42% → Hier beginnt die Power Bar im Fahrzeug rechts Punkte anzuzeigen.
  • 15-10% → Hier wird die Stromstärke zurückgenommen.

Die Stromstärke (Ampere) wird im M3P 2021/2022 variabel zwischen 1200A und 1300A gesteuert.

  • Im Mittel kann man mit 1250A rechnen.
  • Einen Zusammenhang zu SoC oder Zelltemperatur suche ich noch.
  • Die Anhebung der Stromstärke wird teilweise dafür genutzt einen starken Spannungsabfall bei niedriger Akkutemperatur „abzufedern“.
  • Zwischen 20% und 10% SoC wird die Stromstärke zum Zellschutz merklich runter gefahren.

Voltage Curve

Power Calculation

Calculated Power Curve


Spätestens im August versuche ich vergleichbare Daten beim M3P 2022 (LG 5L) zu sammeln.

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Acceleration Boost ≠ Acceleration Boost


M3LR 2021 - Panasonic 3L 82kWh


Die Spannung fällt dank NCA Chemie des Panasonic nur um ca. 40V ab.

  • 100% → 360V * 970A = 350kW (calculated)
  • 90% → 353V * 970A = 342kW
  • 80% → 341V * 970A = 336kW
  • 70% → 332V * 970A = 322kW
  • 61% → 323V * 970A = 313kW

M3LR 2021 - LG 5C 75kWh



Spannung fällt mit der NMC Chemie des LG um ca. 65V ab.

  • 100% → 335V * 970A = 325kW (calculated)
  • 97% → 332V * 970A = 322kW
  • 96% → 330V * 970A = 321kW
  • 93% → 328V * 970A = 318kW
  • 92% → 327V * 970A = 317kW

MYLR 2021 - LG 5C 75kWh


Spannung fällt mit der NMC Chemie des LG um ca. 65V ab.

  • 96% → 334V * 970A = 324kW
  • 91% → 330V * 970A = 320kW

→ Long Range ist ohne Boost immer auf 970A limitiert.
→ Egal welcher Akku / egal ob M3 oder MY.
→ Mehr Spannung unter Last bei gleichem Amp Limit
→ Panasonic bei 70% SoC so stark wie LG bei 95%!
→ Panasonic Long Range sind etwas schneller als LG Long Range.


M3LR 2021 - LG 5C 75kWh - Acceleration Boost



Spannung fällt mit der NMC Chemie des LG um ca. 72V ab.

  • 100% → 328V * 1100A = 359kW (calculated)
  • 96% → 322V * 1100A = 352kW
  • 95% → 321V * 1100A = 352kW
  • 92% → 319V * 1100A = 350kW
  • 91% → 318V * 1100A = 348kW
  • Stromstärke auf 1100A limitiert? +30kW
  • Normal wären eigentlich 1255A! +60kW

M3LR 2021 - LG 5C 75kWh - Acceleration Boost

  • @Knatt hatte sich damals gewundert, warum die Panasonic Long Range durchweg mehr Leistung geschafft haben. Mittlerweile ist für mich klar, dass es an der deutlich höheren Spannung unter Last liegt.

M3LR 2021 - LG 5L 79kWh - Acceleration Boost von @sebkre


Spannung fällt mit der NMC Chemie des LG um ca. 90V ab.

  • SoC hier nur 70% und Zelltemperatur nur 27°C, dennoch viel mehr als Björn gemessen hat.
  • 100% → 310V * 1255A = 389kW (calculated)
  • 70% → 287V * 1255A = 360kW

MYLR 2022 - LG 5L 79kWh - Acceleration Boost von @eivissa


Spannung fällt mit der NMC Chemie des LG um ca. 87V ab.

  • SoC 91% / 39°C
  • 100% → 313V * 1253A = 392kW (calculated)
  • 91% → 307V * 1253A = 385kW

0-100km/h Panasonic vs. LG ohne Boost:


Kernfrage:

Warum war der Wagen in Björns Video, nach Kauf des Acceleration Boost ,so stark in der Stromstärke beschränkt? Akku zu heiß?


Generell wäre dieser Test mit dem aktuellen LG 5L sinnvoller gewesen!

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Es kursieren viele Meinungen bezüglich des sogenanten „heat loss“ oder Peukert Effekt im Akku. Björn erwähnt es auch ständig. In diesem Video:

(1245) Testing Tesla Model 3 2170 Cells - Battery Nerd Porn with Full Frontal Nudity - YouTube

wird eine Lobormessung des Effekts bei unterschiedlichen C-Raten (ca. Minute 26) gezeigt. Man kann gut sehen, dass der Effekt keineswegs linear ist, d.h. der Verlust bei einer hoche C-Rate kann nicht durch den bei einer niedrige C-Rate gemittelt werden. Es gibt sicherlich auch Unterschiede bezüglich der Akkuchemie, vielleicht sogar zwischen den Panasonic und den LG Akkus.

Ich wollte mal diesen Effekt bei unterschiedlichen C-Raten, die bei durchschnittlicher Fahrweise vorkommen, beobachten. Hier mal ein paar Messungen von mir. Würde mich sehr freuen, wenn andere hier im Forum SMT-Messungen zum allgemeinen Verständnis betragen könnten.

Dabei gilt:

Charge total = DC +AC + Regen
Discharge total = Drive total + Regen + Stationary

Ohne dem besagten Effekt würde man erwarten, dass Charge total = Discharge total + Nominal Remaining, bis auf ein paar wenigen kWh anfänglicher Differenz, wäre. Im Laufe des Akkubetriebt wächst die Differenz zwischen Charge total und Discharge total an, je nach Fahrweise und Ladequelle (C-Rate oder Leistungsentnahme) ständig an.

In einer ersten Messung bei relativ geringer C-Rate ca. 0.06 (5kW) ist der Effekt nicht messbar:

vorher:

nacher:

Eine relativ langsame Fahrt mit sehr geringem Verbrauch:

vorher: Charge total = 144,4kWh; Discharge total + Nominal Remaining = 154,0kWh => Differenz von 9,6kWh zwischen Discharger total und Charge total.
nacher: Charge total = 146,1kWh; Discharge total + Nominal Remaining = 155,7kWh => Differenz von 9,6kWh zwischen Discharger total und Charge total.

Diese Differenz blieb bei dieser Fahrt unverändert. Differenz von Drive total und Nominal Remaining (2,9kWh) stimmt perfekt mit der Anzeige im Auto (3kWh) überein.

In einer zweiten Messung bei durchschnittlichen Autobahn C-Raten ca. 0.22 (17kW) ist der Effekt bereits deutlich messbar:

vorher:

nacher:

Fahrt von München nach Karlsruhe mit vielen Höhenmetern, mit schwankender und teilwese hoher Geschwindigkeit, sowie viel Rekuperation.

Verbrauch 50.0kWh oder 169Wh/km

Hier die Fahrt mit TeslaFi geloggt:

Leider hatte ich bei der nacher Aufnahme bereits 7kWh nachgeladen, was aber das Ergebnis nicht beeinflussen sollte.

vorher: Charge total = 613kWh; Discharge total + Nominal Remaining = 598.1kWh => Differenz von 14,9kWh zwischen Discharger total und Charge total.
nacher: Charge total = 633kWh; Discharge total + Nominal Remaining = 614.8kWh => Differenz von 18,2kWh zwischen Discharger total und Charge total.

Die Differenz ändert sich also um 3,3kWh auf dieser Fahrt. Differenz von Drive Total (50kWh) stimmt mit der Anzeige im Auto perfekt überein. Stationary bleibt bei der Fahrt unverändert. Die 3,3kWh oder 6,6% habe ich also zusätzlich auf dieser Fahrt „verloren“. Finde ich extrem hoch, aber nicht unmöglich. Der tatsächliche Fahrverbrauch liegt dementsprechen nicht bei angezeigten 169Wh/km sondern bei realen 53,5kWh/295,8km = 180,2Wh/km.

So könnte der „heat loss“ auf Kalibrierungsfahrten gemessen werden. Der kumulierte „heat loss“ steckt in der Differenz zwischen Charge total und Discharge total (wenn man die anfängliche Differenz bei der Auslieferung berücksichtigt).


4 d

Im übrigen ist dieser Effekt beim DC Schnellladen noch deutlicher ausgeprägt, da dort die Leistungen nochmals deutlich höher liegen, als beim Fahren. Hier ein Ladevorgang in Ulm am V3 SuC.

vorher:

nacher:

Charge total (DC Anteil) ist um 35,7kWh gestiegen. Nominal remaining ist nur um 31,4kWh gestiegen. Eine Differenz von 4,3kWh oder 13,7%. Das ist ein gewaltiger Ladeverlust, der zusätzlich zum Verlust Ladesäule-Auto hinzukommt. Beim AC Laden (11kW) sollte dieser Verlust widerum relativ gering sein.

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Educated guess von Vinod M. Nair (CTO FaradPower Inc.) zur Bill of Materials (BOM) der 4680 auf Basis von folgenden Quellen:

  1. Tesla's 4680-Type Battery Cell Teardown: Specs Revealed
  2. 2022 Tesla Model Y 4680 - Battery Design
  3. Tesla 4680 Teardown: Specs Revealed! (Part 2) - YouTube
  4. Tesla Battery Day – EnPower’s Take – EnPower, Inc.
  5. 4680 Battery Pack: What We Found Under the Foam! - YouTube
  6. http://www.iccsino.com/battery.html

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Informative Übersicht der 78 kWh Batterie aus dem Pilotprojekt zum Battery Passport:

E.g.: expected lifetime: 1200 cycles

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Akkuwiki Strukur

Die Akkuwiki gerät mit nun 32.000 Zeichen an die Grenzen unserer Discourse Limits. Ich sehe drei Möglichkeiten wie es nun weiter gehen kann.

  • Noch strengere Komprimierung auf das wesentliche, so dass alles in den ersten Beitrag passt und im Limit von 32.000 Zeichen passt. Bei weiteren neuen Akkus verbleibt immer weniger Platz für FAQ’s usw.
  • Akkuwiki „Neugründung“ im neuen Thread mit Reservierung der ersten drei Beiträge und anschließendem Umzug der alten Wiki in die neue durch verschieben der Beiträge.
  • Aufteilung der Akkuwiki in:
    • [Wiki] M3/MY Akkuwiki - Akkuübersicht
    • [Wiki] MS/MX Akkuwiki - Akkuübersicht
    • [Wiki] Akkuwiki FAQ - Modellübergreifend.

Für letzteres würde ich im Diskussionsthread eure FAQ Vorschläge sammeln und diese Wiki separat und Modellübergreifend wachsen zu lassen.

  • Strengerer Fokus auf das Wesentliche und weiterhin alles im ersten Beitrag der Akkuwiki
  • Neue Akkuwiki mit mehr Platz durch Aufteilung in die ersten drei Beiträge
  • Trennung Akkuwiki und Akku FAQ in separate Threads mit gemeinsamem Diskussionsfaden

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M3P 2021/2022 - Panasonic 3L - Battery Power „Deep Dive“

Mit Hilfe von Scan My Tesla und Teslalogger nach zwei Jahren der Aufzeichnung.


  • In dieser Chart wird das Delta zwischen berechneter BMS Maximalleistung (MDP=Maximum Discharge Power) und Battery Power (freigebener Akkuleistung) dargestellt.
  • Hier sollte immer nur das Maximum, also die höchsten Marker betrachtet werden, denn darunter können auch Daten liegen, bei denen ich das Pedal nicht voll durch getreten habe.
  • Obwohl diese beiden Werte eigentlich gleich sein sollten, fällt auf, dass das Delta dieser beiden Werte stark von der Akkutemperatur, dafür kaum vom SoC abhängt.
  • Unterhalb von 10% SoC wird die berechnete BMS Maximalleistung überschritten, wahrscheinlich weil hier die Stromstärke angehoben wird um die stark abfallende Spannungskurve des P3L zu kompensieren.
  • Wichtigste Erkenntnis: Oberhalb von 27°C Zelltemperatur wird die Stromstärke gedrosselt, so dass die Maximalleistung des Akkus nicht mehr abgerufen werden kann.

Edit: von 20°C auf 27°C korrigiert.



  • Diese zwei Charts zeigen die BMS berechnete Maximalleistung in Relation zum SoC und Akkutemperatur.
  • Da ich viele leere Datenpunkte mit Automation füllen musste, haben sich einige Ausreisser eingeschlichen. Bitte nur die „Hauptkurve“ betrachten. Unplausible Punkte die außerhalb davon liegen, sollten ignoriert werden.
  • In der zweiten Chart habe ich sämtliche Werte oberhalb von 27°C Zelltemperatur ausgeblendet, so dass nur noch die „gedrosselte Leistung“ ausgegeben wird. Diese Werte sollten also realistisch erreichbar sein.
  • Wichtig ist, dass hier nur die Maximalleistung angegeben wird, welche (je nach SOC) nur kurz zwischen 70 und 92km/h erreicht wird.
  • Generell sieht man einen markanten Abfall der Leistung bei ca. 72% SoC und dann ab ca. 38%, wenn unter Last das untere Spannungslimit erreicht wird.


  • Diese Chart soll eigentlich eine schöne Übersicht bieten, welche Leistung, in Abhängigkeit vn SoC und Zelltemperatur, von 0-200km/h, zu erwarten ist.
  • Leider schleichen sich auch hier viele Datenpunkte ein, bei denen ich nicht Vollstrom gegeben habe. Daher auch hier nur die höchsten Kurven betrachten und der logischen gleichfarbigen / gleichförmigen Kurve folgen. Oben sortiert nach Akkutemperatur und unten nach SoC.
  • Schön zu sehen ist, dass die Leistung bis ca. 60km/h immer gleich ist. Egal ob der Akku voll/leer/heiß oder kalt ist.
  • Auch sieht man, wie das Leistungspeak mit sinkendem SoC in der Geschwindigkeitssskala nach unten wandert. Von vollem Akku und ca. 92km/h zu ca. 70km/h bei leerem Akku.
  • Unten sieht man in dunkelblau/schwarz auch schön die Leistungskurve des Chill/Lässig-Modus, welcher im Model 3 grundsätzlich bei 160kW das Limit setzt
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