Regelmäßiges Laden

Infos zu Batterie und Ladung des Model S...

Regelmäßiges Laden

von horst98 » 28. Dez 2013, 20:16

Ich fahre regelmäßig geringe Strecken und das Aufheizen der Batterie und des Autos am Wintermorgen zieht mehr, als die eigentliche Strecke.

Ich stelle mir mehrere Fragen bezüglich der Batterie-Lebensdauer:

1. Da bei den Li-ion Zellen ja von Zyklen gesprochen wird, soll man täglich die geringen entnommenen Ladungen wieder aufladen oder soll man nicht lieber einige Tage zusammenkommen lassen, um Zyklen zu sparen?

2. Über 90% soll man nicht regelmäßig laden, wenn man die Kapazität der Batterie auf Dauer nicht schädigen will. Wenn man meist wie oben gesagt nur geringe Ladungen pro Tag entnimmt, soll man dann nicht lieber nur auf 80% oder gar 60% aufladen und öfter nachts dranhängen?

3. Wenn man die Batterie wegen der höheren Ströme nicht zu niedrig entladen sollte, wäre es dann nicht auch richtig, sich ein unteres Limit im Kurzstreckenbetrieb von z.B. 20-30% zu setzen?

Ich habe mal im Netz ein wenig rumgelesen, aber so richtig zum Schluss bin ich nicht gekommen. Elon sagt, 90% auf einer täglichen Basis sei ok. Er sagt auch, dass 100% Aufladen besser sei, als auf 0% am Ende des Tages anzukommen.

Ideen?
Gruß Horst
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Re: Regelmäßiges Laden

von tubist88 » 28. Dez 2013, 20:35

Schau mal hier http://de.wikipedia.org/wiki/Lithium-Ionen-Akkumulator#Hinweise_zum_Umgang_mit_Li-Ionen-Akkus unter "Lagerung /Selbstentladung" ist es wunderbar zusammengefasst.

Zu 1): Mit Zyklen sind da immer Vollzyklen gemeint. Eigentlich die Menge der gespeicherten und entnommenen Energie. Bei Model S und 1000 Zylen also 85.000 kWh. Entnimmst Du also immer nur 10% und lädst dann, hast Du theoretisch 10x soviel, eher noch sehr viel mehr, da kleine Zyklen sehr viel akkuschonender sind.

Zu 2): Wenn Du es extrem schonende machen willst: Halte den Akku idealerweise bei 55%. Heißt, wenn Du beispielsweise 80 km am Tag fährst und dafür 20 % Ladung brauchst: Nachts mit 55% abstellen. Morgens vor dem Losfahren auf 65% Aufladen, dann bis 45% leerfahren und für die Lagerung wieder auf 55% Aufladen.
Etwas einfachere Variante wäre, immer wenn möglich laden und auf 65 oder 70% begrenzen.

Zu 3): Siehe 2, ja.
http://www.mmbike.de
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Re: Regelmäßiges Laden

von mikeljo » 28. Dez 2013, 20:37

Meine Erfahrungen aus dem Akku Bereich:

horst98 hat geschrieben:1. Da bei den Li-ion Zellen ja von Zyklen gesprochen wird, soll man täglich die geringen entnommenen Ladungen wieder aufladen oder soll man nicht lieber einige Tage zusammenkommen lassen, um Zyklen zu sparen?

Als Zyklus wird eine komplette Vorlladung bezeichnet. Teilladungen werden nicht als Zyklus bezeichnet und auch nicht so gerechnet.

horst98 hat geschrieben:2. Über 90% soll man nicht regelmäßig laden, wenn man die Kapazität der Batterie auf Dauer nicht schädigen will. Wenn man meist wie oben gesagt nur geringe Ladungen pro Tag entnimmt, soll man dann nicht lieber nur auf 80% oder gar 60% aufladen und öfter nachts dranhängen?

Als obere Grenze 80 oder 90% zu nehmen ist dem Akku relativ egal.
Wenn du weißt das du nur ein paar km fahren wirst, kannst du ihn sicher bis auf 30% entladen bevor du ihn erneut lädst.

horst98 hat geschrieben:3. Wenn man die Batterie wegen der höheren Ströme nicht zu niedrig entladen sollte, wäre es dann nicht auch richtig, sich ein unteres Limit im Kurzstreckenbetrieb von z.B. 20-30% zu setzen?

Du kommst eh nur freiwillig bis ca. 20% runter. Da kommen dann soviel Warnungen etc. das du es erst gar nicht versuchen wirst. :roll:
Im Absoluten Notfall geht das mal. Es gibt beim MS mehrere Stufen. In den für den Akku tödlichen Bereich kannst du beim Fahren gar nicht kommen. Da schaltet der Wagen vorher ab. DANN muss er aber auch sofort an den Strom. Immerhin ist da noch einiges Stromverbrauchendes aktiv. Und DAS kann die Batterie dann töten.

horst98 hat geschrieben:Ich habe mal im Netz ein wenig rumgelesen, aber so richtig zum Schluss bin ich nicht gekommen. Elon sagt, 90% auf einer täglichen Basis sei ok. Er sagt auch, dass 100% Aufladen besser sei, als auf 0% am Ende des Tages anzukommen.

Bei 0% ist die Batterie tot. Die Wiederbelebung klappt meist nicht mehr.
100% Aufladung geht. Aber dann sollte der Wagen auch noch mind. eine Stunde am Strom angeschlossen bleiben damit der Akku sich Balancieren kann.
90% täglich iss ok

Bye
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Re: Regelmäßiges Laden

von Beatbuzzer » 28. Dez 2013, 21:08

Mein tägliches Kurzstreckenprofil hat mich zu folgender Vorgehensweise gebracht:
Ich lade auf 80% auf. Ist ein Kompromiss aus "je voller die Zelle, desto schneller die Alterung" und "Ich hab spontan mal ne längere Strecke".
Dann fahre ich je nach Notwendigkeit über ein paar Tage, manchmal auch eine Woche den Akku auf etwa 50%-60% runter und lade dann wieder auf 80% auf.
In der warmen Jahreszeit wenn das Auto öfters ein paar Stunden in der Sonne brät, werde ich dann vielleicht auch nur bis 70% laden. Denn warme Temperaturen und hoher Ladezustand sind die alterungsbeschleunigenden Faktoren.
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Re: Regelmäßiges Laden

von horst98 » 29. Dez 2013, 16:44

Danke für die Erläuterungen. Das mit den vollen Zyklen macht Sinn.

Ich habe ein Diagramm vom US-Militär gesehen das hat sehr schön die Alterungseinflüsse gezeigt. Hohe Temperatur und hohe Ladungsstände sind wohl das Übelste. Deshalb kühlt Tesla ja auch im Sommer beim Ladevorgang. Da es in Deutschland nur im Sommer ordentlich warm wird - und das auch in letzter Zeit nicht mehr wirklich - wenn ich mir die Daten der Klimaanlagen in der Firma ansehe, sollte man mit der Ladungsbegrenzung im Sommer wohl etwas runter gehen.

Das mit dem 0% war nicht so gemeint, wie es verstanden wurde. Ich meinte 0km Restanzeige. Ich bin schon zweimal bis 25/27km runtergefahren. Die Warnungen hielten sich da noch in Grenzen. In so einem Ladebereich kommt dann wieder die Strombegrenzung in Form der gelben, gestrichelten Linie. Das zeigt ja die Problematik der hohen Ströme. Wenn dem so ist, dann folgere ich daraus, dass man nicht bis dahin regelmäßig entladen sollte. Unter 10% Restkilometer färbt sich die Ladeanzeige ja gelb. Diesen Bereich werde ich regelmäßig wohl meiden.

Ich glaube ich werde im täglichen Winterbetrieb wohl 20% bis 90% fahren. Im Sommer dann eher 10% bis 80%, weil dann vermutlich diese Warnung ob des Kapazitätsverlusts ohne Laden im kalten Wetter nicht kommt.

Eine Frage habe ich noch zum Balancing. Ich habe davon schon gehört. Wo kann man das was Nachlesen und wie oft soll man das machen?
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Re: Regelmäßiges Laden

von mikeljo » 29. Dez 2013, 17:02

horst98 hat geschrieben:Danke für die Erläuterungen. Das mit den vollen Zyklen macht Sinn.

Ich habe ein Diagramm vom US-Militär gesehen das hat sehr schön die Alterungseinflüsse gezeigt. Hohe Temperatur und hohe Ladungsstände sind wohl das Übelste. Deshalb kühlt Tesla ja auch im Sommer beim Ladevorgang. Da es in Deutschland nur im Sommer ordentlich warm wird - und das auch in letzter Zeit nicht mehr wirklich - wenn ich mir die Daten der Klimaanlagen in der Firma ansehe, sollte man mit der Ladungsbegrenzung im Sommer wohl etwas runter gehen.

Das mit dem 0% war nicht so gemeint, wie es verstanden wurde. Ich meinte 0km Restanzeige. Ich bin schon zweimal bis 25/27km runtergefahren. Die Warnungen hielten sich da noch in Grenzen. In so einem Ladebereich kommt dann wieder die Strombegrenzung in Form der gelben, gestrichelten Linie. Das zeigt ja die Problematik der hohen Ströme. Wenn dem so ist, dann folgere ich daraus, dass man nicht bis dahin regelmäßig entladen sollte. Unter 10% Restkilometer färbt sich die Ladeanzeige ja gelb. Diesen Bereich werde ich regelmäßig wohl meiden.

Ich glaube ich werde im täglichen Winterbetrieb wohl 20% bis 90% fahren. Im Sommer dann eher 10% bis 80%, weil dann vermutlich diese Warnung ob des Kapazitätsverlusts ohne Laden im kalten Wetter nicht kommt.

Eine Frage habe ich noch zum Balancing. Ich habe davon schon gehört. Wo kann man das was Nachlesen und wie oft soll man das machen?


Gerne.
Nur als Hinweis zur Nomenklatur:
mit 0 - 100% wird normalerweise der Akkuladezustand gemeint. Wird auch als SOC bezeichnet.
Die daraus resultierenden Reichweite-km gibt man ohne % an. Wenn sich jeder daran hält gibt es auch keine Missverständnisse.
0% dann ist die Batterie leer und kaput
0 km Restreichweite Beschädigt die Batterie nicht. Bewirkt nur das man nicht mehr fahren kann. 8-)
Manchmal wird auch mit 0-100% SOC nicht die Bruttokapazität, sondern nur die vom Hersteller freigegebene Kapazität bezeichnet. Beim MS kann man im RangeMode bis 100% (?) laden. 0 km wären dann 0% SOC. Allerdings gibt es wohl ein paar versteckte Reserven, so das 0km wohl so 10-15% SOC sind.

Das Balancing kannst du beim MS selbst nicht einschalten. So wie ich es bisher verstanden habe versucht der Wagen am Ende (oder gegen Ende) des Ladevorgangs die Zellen zu balancieren. Das kann schon mal eine Stunde dauern.
Die Empfehlung ist das wenn man auf RangeMode (100% SOC) geladen hat, den Wagen mind. 1 Stunde am Strom stehen läßt. Dann soll der Akku balanciert werden.
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Re: Regelmäßiges Laden

von Talkredius » 29. Dez 2013, 17:24

horst98 hat geschrieben:Ich habe ein Diagramm vom US-Militär gesehen das hat sehr schön die Alterungseinflüsse gezeigt. Hohe Temperatur und hohe Ladungsstände sind wohl das Übelste.
.....
Eine Frage habe ich noch zum Balancing. Ich habe davon schon gehört. Wo kann man das was Nachlesen und wie oft soll man das machen?


Das gleichzeitige Auftreten von hoher Temperatur und hohe Ladungszustände lässt die Batterie stark altern, hohe Temperatur alleine oder nur hoher SOC (bei z.B. gekühlter Batterie) wirkt sich kaum aus, was hoher SOC oder hohe Temperatur ist hängt aber stark von der Batteriechemie ab. Vor einer längeren Fahrt lade ich immer auf Range Modus (100%) voll, aber so getimed, dass die Batterie erst kurz vor der Abfahrt voll ist.

Zum Balancing beim Model S gibt es IMHO noch keine entsprechenden Informationen, habe eine entsprechende Anfrage bei Tesla laufen.

Beim Roadster funktioniert das so, dass nach Abschalten des Ladevorgangs die Zellen (Zellenblöcke) mit der höchsten Spannung über einen kleinen Widerstand auf das tiefere Niveau der übrigen Zellen entladen werden. Nach 24 h wird automatisch ein Ladevorgang gestartet (Top off) und dann beginnt das Spiel von vorne, solange bis die Zellen kaum noch einen Spannungsunterschied haben.

Zu Beginn funktionierte das beim Roadster nur bei Laden im Range Modus später via FW Update auch im Standard Modus ( daher wirst Du noch öfter die überholte Aussage lesen, dass man nur im Range Modus balancieren könne)

Auf jeden Fall führt Laden mit geringen Stromstärken zu einer besser balancierten Batterie, da der Ladevorgang deutlich länger dauert und die trägeren Zellen die Ladung über einen längeren Zeitraum aufnehmen können.
Das Model S lässt sich übrigens auch einphasig mit 5 A aufladen. ;)
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Re: Regelmäßiges Laden

von horst98 » 30. Dez 2013, 19:44

Herzlichen Dank für die Infos.

Nun kann ich mir nicht vorstellen, dass Tesla jede der 7-8k der Zellen einzeln messen kann. Die werden vermutlich Gruppen von rund 20 bis 50 Zellen geschaltet haben. Und jeder dieser Gruppen kann balanciert werden. Jede Zelle zu messen stelle ich mir sehr (zu) aufwändig vor.

Was meint ihr, wie oft sollte man das Balancieren, also das Aufladen auf 100% und ein paar Stunden halten, pro Jahr durchführen? Einmal, zwölfmal? Hängt sicherlich auch von der Laufleistung ab.
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Re: Regelmäßiges Laden

von Beatbuzzer » 30. Dez 2013, 20:12

horst98 hat geschrieben:Nun kann ich mir nicht vorstellen, dass Tesla jede der 7-8k der Zellen einzeln messen kann.

Die Zellen sind 74p96s verschaltet. Parallel geschaltete Zellen müssen nicht balanciert werden, da diese alle die gleiche Spannung haben. Die 96 in Reihe geschalteten Blöcke allerdings müssen alle balanciert werden. Wenn auch nur ein Block über die Ladeschlusspannung von 4,2V kommt, dann ist die Wahrscheinlichkeit für ein Feuer hoch.

Das ein balancieren nur bei 100% Ladung passiert, muss nicht sein. Die Zellen lassen sich theoretisch bei jeder Spannung/jedem Ladezustand balancieren. Es ist nur die Frage, wann das Batteriemanagement vom Model S das für nötig hält. Es gibt equalizer-Schaltungen, die bereits während des Ladevorganges für Balance sorgen und dafür gar keine separate Zeit benötigen. Wir (Ich) wissen allerdings nicht, was im Model S los ist.

Siehe auch den Post von Talkredius. Er sagte ja auch schon, dass nicht fest steht wie es läuft ;)
Interessiert mich übrigens auch, wie sie es gelöst haben.
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Re: Regelmäßiges Laden

von stealth_mode » 31. Dez 2013, 13:56

Ja das BMS ist Teslas grosses Geheimnis: würde mich auch sehr SEHR interessieren! Top oder bottom balancing ? Aktiv oder passiv? Vielleicht müssten wir mal in dem Patentschriften stöbern...
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