[Wiki] Akkuwiki - Model 3 / Model Y

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Rated Range calculation ≠ Actual Range calculation!

The range of the vehicle, typically displayed in miles or kilometers, is a function of many parameters in the vehicle to provide the most accurate assessment of range remaining. We do this to prevent the customer from running out of charge prematurely. The voltage of the pack is directly correlated to the State of Charge (SOC) of the vehicle. This is indicated by the bar in the UI. However the capacity of the pack changes over time which means 100% SOC will always be 100% but the range can change based on the battery capacity. The capacity is tracked by the HVBMS in a value called Calculated Amp-hour Capacity (CAC).

Starting from left to right, we can see the first important number that comes into the equation is CAC. This number can viewed in logs and Garage and is constantly changing from HVBMS calculations to update the value to reflect energy capabilities in the pack. Note that this value is the Ah capacity for a single brick. All bricks have their capacities calculated and the minimum brick is used for the range calculation as is the brick that will at the end limit the pack capacity. As seen earlier, the parallel count of cells (brick) defines the pack energy storage capacity and the series count its power output.

Now to get the full capacity of the entire battery the value will need to be multiplied. Multiplied by the average brick voltage will give the kWh value. *Note that this full pack energy does take into account temperature in a small amount; therefore a really cold pack will have slightly less full pack energy.

The full pack energy is then just multiplied by the SOC of the pack. Therefore 50% SOC means .5 (or half) of the full pack energy.

The energy is then divided by a fixed Watt-hour per mile (whpm) value that is hard-coded into the pack based on the rated range setting and vehicle configuration. This is the average efficiency found during the EPA drive cycle testing (or EU/APAC equivalent standard). The final number will appear in units of distance and this is what is displayed on the MCU.

As shown above, the capacity of the pack has a direct correlation to the final range displayed to the customer. CAC is calculated by the HVBMS by monitoring voltage change as well as current leaving and entering the pack.

Quelle: Interne technische Dokumentation von Tesla

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Bestimmung der verbleibenden (nutzbaren) Akkukapazität

Ohne Tools, ohne Vorwissen, direkt im Fahrzeug:

• Fahrzeug auf möglichst hohen SoC laden.
  100% ist nicht nötig, aber je höher, desto präziser das Ergebnis.
• Energie Tab → Verbrauch → Durchschnitt auswählen.
• Verbrauch * Reichweite / SOC = Nutzbare Akkukapazität
• Wichtig beim Wert SOC:
  100% = 100/100 = 1
  85% = 85/100 = 0,85
  …
• Das Ergebnis entspricht dem Wert „Nominal Full Pack“ in der App „Scan My Tesla“, was die vom BMS erwartete Netto Kapazität bei 100% ist.

Ohne Tools, mit Vorwissen, direkt im Fahrzeug

• Fahrzeug muss auf 100% geladen werden, bis der Ladevorgang komplett beendet wurde.
• Bei der Akkuanzeige auf „%“ tippen um „Rated km“ anzeigen zu lassen.
• Verbrauchskonstante des eigenen Fahrzeugs herausfinden (hier M3P 2021-2023 = 158,5). Siehe dafür Beitrag 1.
• Rated Range * Verbrauchskonstante = Nutzbare Akkukapazität
• Das Ergebnis entspricht dem Wert „Nominal Remaining“ in der App „Scan My Tesla“, was die final erreichte Netto Kapazität ist.

Mit Tools, ohne Vorwissen, Zusatzkosten durch Scan My Tesla

• Scan My Tesla App / Equipment kaufen und einbauen.
• „Battery“ Tab auswählen und den Wert Nominal Full Pack und Nominal Remaining direkt auslesen.
• Nominal Full Pack ist die vom BMS geschätzte Kapazität bis zum erreichen von 100% SOC.
• Nominal Remaining ist die tatsächlich erreichte Kapazität am Ende des Ladevorgangs.
• Beide Werte sind Netto nutzbare Kapazität inkl. dem Energy Buffer unter 0%.

Mit Tools, mit Vorwissen, Zusatzkosten durch Scan My Tesla

• Scan My Tesla App / Equipment kaufen und einbauen.
• „All“ Tab auswählen und die Nominalkapazität „CAC min“ in Ah auslesen.
• Nominalspannung des eigenen Fahrzeugs herausfinden (hier Panasonic 3L = 348V).
• Nominal Kapazität x Nominal Spannung = Nutzbare Akkukapazität.
• In diesem Fall 208Ah x 348V = 72400Wh

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Ladeverluste - Anzeige vs. Realität

Wichtige Erklärung vorweg:
Der Wert „Nominal Remaining“ ist ein CANBUS Wert, den man mit Scan My Tesla auslesen kann. Er gibt die aktuell geladene / verfügbare Kapazität des Akkus an.

• Bei 0kWh Nominal Remaining ist der Akku komplett entleert, inkl. Energy Buffer unter 0%, also SOC -4,5%.
• Bei ca. 2,8 - 3,5kWh ist der Energy Buffer (-4,5%) geladen, aber das Fahrzeug steht bei angezeigten 0% SOC.
• Bei 100% SOC entspricht Nominal Remaining normalerweise Nominal Full Pack. Also vorher geschätzte Kapazität = Echte erreichte Kapazität.
• Für diesen Test ist Nominal Remaining der interessante Wert, denn er zeigt uns den effektiven / echten Ladehub an, der im Akku gelandet ist und den wir danach auch verfahren können.

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Test 1 mit einem M3P 2022 NCA82 an einer 11kW AC Säule

Geladen laut 11kW Säule:

Geladen laut Tesla Display / Tesla API

Effektiv geladen in den Akku - Δ Nominal Remaining

• Geladen wurde von 0% SOC und 0km Reichweite auf 100% SOC und 467km Reichweite.
• Während des Ladens von 0km auf 467km wurde die Reichweite des nicht geladenen Energy Buffers progressiv aufaddiert.
• Am Ende ist das Delta zwischen angezeigten nachgeladenen kWh und tatsächlich nachgeladenen kWh genau der Energieinhalt des Energy Buffers (4,5% unter 0% SOC).
• Der Wagen lässt mich glauben ich hätte Ladeverluste von 8%.
• Die AC Ladeverluste lagen allerdings bei echten 12%.

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Test 2 mit einem M3 RWD 2023 LFP60 an einer 11kW AC Säule

Geladen laut 11kW Säule:

Geladen laut Tesla Display / Tesla API

Effektiv geladen in den Akku - Δ Nominal Remaining

• Geladen wurde von 0% SOC und 0km Reichweite auf 100% SOC und 434km Reichweite.
• Während des Ladens von 0km auf 434km wurde die Reichweite des nicht geladenen Energy Buffers progressiv aufaddiert.
• Am Ende ist das Delta zwischen angezeigten nachgeladenen kWh und tatsächlich nachgeladenen kWh genau der Energieinhalt des Energy Buffers (4,5% unter 0% SOC).
• Der Wagen lässt mich glauben ich hätte Ladeverluste von 6%.
• Die AC Ladeverluste lagen allerdings bei echten 9%.

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Test 3 mit einem MYLR 2022 NMC79 am SUV V3

Geladen laut Supercharger V3 (290km * 248Wh/km = 71,9kWh):

Geladen laut Tesla Display / Tesla API

Effektiv geladen in den Akku - Δ Nominal Remaining

• Geladen wurde von 5% SOC und 24km Reichweite auf 91% SOC und 481km Reichweite.
• Während des Ladens von 24km auf 481km wurde die Reichweite des nicht geladenen Energy Buffers progressiv aufaddiert.
• Am Ende ist das Delta zwischen angezeigten nachgeladenen kWh und tatsächlich nachgeladenen kWh etwas über dem Energieinhalt des Energy Buffers (4,5% unter 0% SOC).
• Der Wagen lässt mich glauben ich hätte Ladeverluste von 9%.
• Die DC Ladeverluste lagen allerdings bei echten 12%.

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Der Tesla gaukelt mir zu geringe Ladeverluste vor, da er mir im Schnitt 4,5% zu viel geladene kWh anzeigt. Diese kWh werden, wie die „Rated Range“ progressiv mit steigendem SOC mit aufaddiert und zwar genau um die 4,5% des Energy Buffers.

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Discharging

Charging

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Model Y RWD - Battery Comparison - CATL vs. BYD (vs. LG)

• MY RWD with CATL 6L @ 190Wh/km
• MY RWD with BYD 7C @ 190Wh/km
• MY LR AWD with LG 5L @ 211Wh/km

Disclaimer:
There is currently no data for the BYD charge curve below 20%. These charts assume 170kW charge power from 0% to 20%.

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BYD Blade - Y7CR - Battery and Performance Data

( On Factory Software 2023.12.100 )

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Scan My Tesla - Battery Tab

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Scan My Tesla - Performance Run - CATL 6L vs. BYD 7C

• SOC 92%
• Zelltemperatur 40°C
• Maximum Discharge Power 236kW
• Actual Battery Power 215kW

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Dragy GPS Times - 3x 0-100km/h

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• Dieser Test war mit Auslieferungssoftware!
  Es stand kein aktuelles SW Update bereit.
• Der BYD Blade liefert hier, trotz Performance Heckmotor, bis zu 15kW weniger als der CATL Akku mit 3D7 Base Motor.
• Die 0-100 Zeiten des BYD MIG waren ca. 0,2s schlechter als die des CATL MIC.
• Der Wagen wirkt durch und durch künstlich leistungsbeschränkt. Sowohl beim Anfahren, als auch bei der Peakleistung, die laut BMS bis 236kW gehen könnte.

Falls ich morgen noch ein aktuelles Software Update erhalte, wiederhole ich den Test.

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Acceleration Boost - Revisited in 2023

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• Long Range → Acceleration Boost = +75Nm
• Acceleration Boost → Performance = +100Nm
• Equal Torque from 130km/h

• Long Range → Acceleration Boost = +65kW
• Acceleration Boost → Performance = +30kW
• Equal Power from 140km/h (Performance +20kW)

• Acceleration Boost lifts front power to about Performance level

• Long Range rear motor is always in power limit (220kW)
• Rear motor power is unchanged with Acceleration Boost
• Performance Rear Motor is more powerful by at least 30kW

• Long Range Amp Limit → 980A
• Acceleration Boost Amp Limit → +275A → 1255A
• Performance Amp Limit → +100A → 1350A

• The more Current (A) is drawn, the more voltage drop you will see
• Once the lower voltage limit (260V) is reached,
  the power/torque difference will be reduced.

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BYD Blade Degradation Report

Während die Rated Range im beim Model Y RWD aus Grünheide am oberen Ende nicht über 418km (59,6kWh) ging und sich schnell reduzierte, scheint mit 408km (58,1kWh) auch erst mal ein unteres Ende erreicht zu sein. Mal schauen wie lange diese Wert nun gehalten wird…

Quelle

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US Model 3 Highland release! → Degradation Tresholds

Mit Veröffentlichung der US Model 3 Highland, wissen wir nun auch, welche maximalen Reichweiten bei uns angezeigt werden und auf was die Verbrauchskonstanten basieren.

• Model 3H RWD 18" → 272 miles = 438km (EPA estimate)
• Model 3H LR 18" → 341 miles = 549km (EPA estimate)

Bei den 19" Rädern wird kein „EPA“ für den estimate erwähnt. Es wird also wohl keine Reichweitentests für diese Räder geben und nur eine Schätzung angegeben. Entsprechend sollte die angezeigte Reichweite auch identisch sein, egal ob man 18" oder 19" im Auto auswählt. Bestätigung dafür fehlt mir allerdings.

Tesla will den Kunden bei Abholung die EPA Range anzeigen, daher wird eine Kapazität gewählt, welche mehr oder weniger alle Fahrzeuge bei Auslieferung erreichen können. 2023 war das:

• Model 3 RWD = 60,9kWh
• Model 3 LR = 78,9kWh

Im folgenden setzt Tesla dann eine Verbrauchskonstante, welche in Verbindung mit dieser Kapazität die beworbene EPA Reichweite anzeigen kann. Ohne das Model 3 Highland über SMT ausgelesen zu haben, rechne ich aktuell mit:

• Model 3H RWD = 60900Wh / 438km = 139Wh/km (identisch mit 2023)
• Model 3H LR = 78900Wh / 549km = 143,5Wh/km (früher 137Wh/km)

Sofern in den USA, wie zu erwarten, noch die Panasonic 3L 82kWh Akkus verbaut werden, so wird die maximale Reichweite von 341 Meilen für eine ganze Weile angezeigt werden können, denn der Akku muss ja erst mal 3kWh verlieren, bis sich die Range anfängt zu reduzieren.

To be confirmed!

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Teslalogger - Datenexport

Kleines Tutorial wie ihr die wichtigsten Daten für unsere Akkuauswertungen aus Teslalogger exportieren könnt

Matplotlib-Export.zip (2,7 KB)

• Zuerst das Custom Dashboard „Matplotlib-Export“ herunterladen und die ZIP entpacken.

• In Grafana oben links „Dashboards“ auswählen.
• Rechts oben auf „New“ → „Import“

• "Upload dashboard JSON file → „Matplotlib-Export.json“ suchen und auswählen.

• „teslalogger“ → Datenbank „teslalogger“ auswählen.
• Unten „Import“ klicken.

• Das Dashboard „Matplotlib-Export“ ist nun importiert.
• Ihr könnt oben links euer Fahrzeug auswählen und oben rechts den Zeitbereich.
• Vorsicht
  Wenn ihr oben links neben „Consumption“ ein kleines Dreieck mit Ausrufezeichen seht, dann ist euer ausgewählter Zeitbereich zu groß und es werden nicht alle Daten angezeigt!

• Sofern der Zeitbereich zu viele Daten enthält, könnt ihr ihn oben rechts verkleinern und in mehrere Exporte unterteilen.
• Z.B. für das letzte Jahr nicht „now / now-12M“ (M=Monate), sondern „now / now-6M“, dann exportieren und dann „now-6M / now-12M“ und noch mal exportieren. So habt ihr zwei Dateien oder mehr exportiert, die alle Daten enthalten und nicht eine Datei in der Daten fehlen.

• Nun zum eigentlichen exportieren!
• Im Dachboard oben rechts auf die drei Punkte klicken → „Inspect“ → „Data“

• Links neben „Data options“ auf dein kleinen Pfeil klicken zum expandieren.
• „Show data frame“ → „Series joint by time“ auswählen. (nur sichtbar bei Nutzung von ScanMyTesla!)
• Rechts „Download CSV“

Nun habt ihr eine oder mehrere .csv Datei(en) exportiert, die ihr mir als ZIP/RAR via PN schicken könnt.

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Danke an @DerSchnic für den großen Datensatz!

Maximum Discharge Power

Motor Power vs. Speed (incl. BYD 7C / No Temp Data)

(CATL 6L mit 3D1=239kW und 3D7=230kW)

Regen Power vs. Speed

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Model Y - LFP Comparison - CATL vs. BYD

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Tesla internal data sheet - BYD

Battery	CATL 6L	BYD 7C
Internal Code	E14	E18
Battery Energy [kWh]	60,0	60,1
Nominal Capacity [Ah]	173,0	177,6
Capacity (2h rate) [A]	81	84
Nominal Voltage [V]	345	338,1
Number of cells [n]	108	105
Battery Mass [kg]	476	495
Battery 30 minute power [kW]	115	115
Maximum hourly output [kW]	44	60
End of discharge Voltage [V]	216	210
Working Voltage [V]	410	400
Duration of complete charge [h]	8,0	8,0

• The BYD 7C is the (slightly) larger battery pack according to Tesla!

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BMS / Scan My Tesla Data - CATL

CATL 6L (M3) / BYD 7C (MY)

• The CATL 6L has shown a true capacity of up to 62,0kWh. The BYD 7C has never shown more than just below 60,0kWh.
• All available BMS Data from ScanMyTesla suggests that the CATL 6L has 2kWh more true net capacity, but the CATL’s top 2kWh are locked by Tesla to match the BYD’s usable capacity.
• Both are delivered with around 59,6kWh / 418km from the factory.

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Degradation - CATL

• Visible Degradation of the CATL 6L is significantly delayed due to 2kWh of unusable top buffer.
• Both packs show degradation mainly by calendar aging.
  Losses from charge cycles or DC charging doesn’t seem to be a big factor.
• On top the BYD 7C has higher capacity loss / range loss over time.

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Discharge Power - CATL

• Tesla allows for 700A peak current drawn from the pack.
• The BYD has a higher voltage drop (sag) under load resulting in about 15kW less peak power in a 0-100kph run.
• The BYD is currently always delivered with a performance motor (3D6/4D1) were the CATL is always delivered with a base motor (3D7).
• Since the battery is the limiting factor, there is no advantage for the BYD’s performance motor. At least not in normal speeds up to 130kph.
• Motor side note: 3D6 (BYD) and 3D7 (CATL) are equally efficient,
  but the 4D1 (BYD) is up to 4% less efficient.

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DC Carge Curve - BYD

• The BYD blade has a more effective battery heating system and is able to charge with peak power at lower cell temperature. It is therefore the better choice for people who frequently use DC fast chargers in their close vicinity.
• The BYD is able to keep peak power over a wide SOC band (charge plateau). Any charge stop with the BYD can be up to five minutes shorter. It is therefore the better choice for people who frequently need to use DC fast charging on longer travels.

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