Einfluß des Ladeverhaltens auf die Lebensdauer der Antriebsbatterie
Hallo E-Mobil Freunde und Spezialisten!
Ich habe eine Frage zum Aufladen meines E-Autos (Renault Zoe mit 52 kW Batterie, Schnellladefähig bis 50kW).
Irgend jemand erzählte mir, dass die Lebensdauer der Antriebsbatterie meines E-Autos bezüglich der Ladetechnik von mehreren Faktoren abhängt :
- der Anzahl der Ladevorgänge
- der Stromstärke in Ampere (6 A = schonend, über 12 A = schnell, aber nicht so schonend, bis zu 32 A = noch schneller, am wenigsten Batterieschonend)
- der AC (Wechselstrom) Ladeleistung (1,4 kW bis 22 kW) Zuhause oder an den öffentlichen Ladesäulen (die ohne eigenes Ladekabel)
- bzw. der DC (Gleichstrom) Ladeleistung (je nach Anbieter bis zu 350 kW, abhängig von der Schnelladefähigkeit des Autos)
Da ich unser E-Auto Zuhause mit Überschuss unserer Photvoltaik (PV) Anlage lade, zielt meine Frage hauptsächlich auf dieses Überschussladen an meiner eigenen Wallbox.
Überschussladen bedeutetet in dieser Hinsicht, dass zum Aufladen nur der von der PV Anlage erzeugte Strom benutzt wird, der gerade nicht anderweitig im Haus verbraucht wird.
Wenn Wolken durchziehen oder im Haus ein starker Stromverbraucher eingeschaltet wird, wird der Ladevorgang unterbrochen und erst wieder gestartet, wenn wieder mindestens 1,4 kW aus der PV-Anlage zur Verfügung stehen.
Dadurch wird der Ladevorgang an manchen Tagen öfter unterbrochen.
Und jetzt meine eigentlichen Fragen:
- Ist es ein neuer Ladevorgang, wenn nach längerer Unterbrechung die Ladung von der Wallbox wieder gestartet wird?
- Ab welcher Unterbrechungsdauer muß ich davon ausgehen, dass es sich jetzt um einen neuen Ladevorgang handelt?
- Wie stark ist der Einfluß solcher Ladeunterbrechungen auf die Lebensdauer meiner Autobatterie?
- Hat die Aussentemperatur dabei auch Auswirkungen (Laternenparken Sommer / Winter)?
Ich könnte nämlich an meiner Wallbox auch einstellen, dass die Ladung meines Autos mit Strom aus dem Netz ergänzt oder bei Bedarf nur mit Netzstrom weitergeführt wird.
Ich hoffe, hier im Forum von Euch dazu möglichst fundierte Antworten zu bekommen, da mein Elektrikermeister, der die PV-Anlage errichtet hat, mir da auch nicht weiterhelfen konnte und auch die Autowerkstatt nicht.
Schon mal vielen Dank im Voraus für Eure Beiträge
opeldopel
11 Antworten
Ein "Ladevorgang" im klassischen Sinne ist eine Vollladung von quasi 0% auf 100% - auch Vollzyklus genannt.
Ein Ladevorgang mit kleinem Ladehub, z.B. Aufladung um 30%, nennt sich Teilzyklus.
Ein Akku verträgt wesentlich mehr (Faktor 3 bis 4) Teilzyklus als Vollzyklen.
Je kleiner der Ladehub pro Ladevorgang, umso unschädlicher.
Erst recht bei niedriger Ladeleistung.
Kurzum: dein Überschussladen mit Unterbrechungen wird dem Akku nicht messbar schaden.
Fraglich ist aus meiner Sicht allenfalls, wie sich die häufigen Unterbrechungen auf die Haltbarkeit der Relais auswirken, wenn bei dir eine Unterbrechung bedeutet, dass tatsächlich der Akku wieder entkoppelt wird.
Ist aber ein anderes Thema und auch schwer zu quantifizieren.
Dem Akku an sich (ohne eventuelle Relais) ist das Unterbrechen und Fortsetzen der Ladung relativ egal - beim Fahren muss er das nämlich mit dem Wechsel zwischen Beschleunigen und Rekuperieren noch viel öfter mitmachen, und bei viel größeren Leistungen als der Ladeleistung der Wallbox.
Noch eine Ergänzung: 1phasiges Laden ist meist recht ineffizient, weil genauso die Steuergeräte an sind wie bei 11kW, aber sie länger Strom brauchen, weil der Ladevorgang länger dauert. Der Zoe ist beim 1phasigen Laden noch deutl. schlechter als andere BEV. Wenn's dein eigener PV-Strom ist, verschiebst du dadurch quasi die Amortisationsdauer der PV-Anlage etwas weiter in die Zukunft. Musst du dir durchrechnen, was das kleinere Übel ist: Mehr Strom vom Stromnetzbetreiber im Zoe oder viel "verbrannter" eigener PV-Strom.
notting
@xentres:
Vielen Dank für Deine schnelle und für mich auch beruhigende Antwort!
Ich vermute, Deine Anmerkung zur Haltbarkeit des oder der Relais bezieht sich auf das oder die Relais der Wallbox. Meine Wallbox ist eine Fronius Wattpilot Go 11 J, verbunden mit einem Fronius 6 kW Wechselrichter.
In der App der Wallbox kann ich folgende Einstellungen Vornehmen:
- minimale Ladezeit (ist: 5 min. , Mindestlaufzeit nach Ladestart),
- Phasenumschaltung ( ist: Automatisch, schaltet hier zwischen 1- und 3-phasiger Ladung um die Ladeleistung bestmöglich an den vorhandenen Ladestrom anzupassen),
- 3- Phasen Leistungspegel (ist: 4,2 kW, muß erreicht werden, bevor Wallbox vom 1 Phasen auf 3 Phasen-Umschaltverzögerung wechselt),
- Phasenumschaltverzögerung (ist: 2 min, wird durchgeführt, wenn der "3 Phasen Leistungspegel" in diesem Zeitraum dauerhaft über- oder unterschritten wird)
- und vor Allem: Phasenumschaltintervall (ist: 10 min).
Vor Allem die Einstellung des Phasenumschaltintervalles, allerdings wohl auch im Zusammenspiel mit den anderen Einstellungen dient meinem Verständnis nach der Schonung des oder der Relais der Wallbox.
All das bezieht sich, wie schon gesagt, auf die Wallbox und nicht auf das Auto!
Herzliche Grüsse und nochmals vielen Dank,
opeldopel
Nein, ich meine die Relais im Fahrzeug. Die können bei Defekt teuer werden, dagegen ist die Wallbox eher eine vernachlässigbare Kostengröße.
Aber wie gesagt, zu defekten Relais liest man sehr wenig, scheinen also eher unauffällige Bauteile oder in der Realität wenig belastet zu sein (werden in der Regel im Fahrzeug ja erst geöffnet, wenn Ladestrom auf Null reduziert ist).
Interessant wie viele Meinungen sofort, wie aus der Pistole geschossen kommen. Dabei sind Ladeverhalten und Lebensdauer oft gut gehütete Geheimnisse der Hersteller. Denn tolle Ladeleistung und Reichweite geht auf Kosten der Lebensdauer.
Sicher ist, es kommt vor allem darauf an, welche Zellen (Zellchemie) in einem Fahrzeug verbaut sind. In der Regel sind das Lithiumzellen-Typen LiFePo oder NCM/A. Beide sind auf der Höhe der Zeit mit unterschiedlichen Eigenschaften. NCM sind leichter, haben mehr Kapazität machen aber schon nach 800 Ladezyklen schlapp (<80% der ursprünglichen Kapazität) LiFePo-Zellen können mehr Strom und schaffen 3000 Ladezyklen.
Generell gilt je langsamer geladen wird, je länger halten die Zellen. Schlecht für die Lebensdauer ist tagelanges Halten auf 100% oder Entladen bis Cut-Off-Spannung. Ladepausen oder das Gelegenheitsladen sind besser als ständiges Voll- und Entladen. Auch die Temperatur spielt eine wichtige Rolle. Ein gutes BMS (Ladecomputer der die Grenzen einhält) sollte sowieso in jedem modernen Auto verbaut sein.
https://www.elektroniknet.de/.../...tive-zum-li-ionen-akku.155047.html
Der Artikel ist leider ein Werbeartikel für einen bestimmten Akku Typ, also nicht neutral und speziell nicht für die auf Autos optimierten Akku Chemien bezogen. Auch bei LiIonen sind sehr unterschiedliche Chemien im Einsatz, so dass da auch nicht immer bei 800 Vollcyklen ein deutlicher Lebensdauerabfall (80%?) zu beobachten ist.
Dazu erlauben die BMS Systeme keine 100% Nutzung der theoretischen Kapazität um eben die Lebensdauer zu erhöhen.
Ich hab mal eine Berechnung für ein BEV mit mittlerer Batterie Kapazität gesehen, wo man mit den ermittelten Cyklen auf 300-400Tkm kam, bis der 80% Abfall zu erwarten war. Schwieriger sind PHEV Akkus, die durch die kleine Kapazität wesentlich öfter geladen werden, wenn man hauptsächlich elektrisch fährt. Aber da ist es auch nicht so gravierend, wenn sich die Reichweite leicht reduziert.
Gut, dass ich nun weiß, welchen Akku ich in meinem Rasenmähroboter einsetzen sollte, Danke.
Zitat:
@Xentres schrieb am 3. Oktober 2022 um 13:02:34 Uhr:
Gut, dass ich nun weiß, welchen Akku ich in meinem Rasenmähroboter einsetzen sollte, Danke.
...dürfte dir bei einem TESLA M3 mit ebendiesen LiFePo4 schwerfallen. Aber du weist wenigstens wie du den noch schonender laden kannst.
Ich habe NMC drin, also nicht die meisten Zyklen für ein tägliches 100% Laden.
Bei den Batterie-Lieferanten sorgt Tesla seit 2021 für eine zunehmende Diversifizierung.
NCA, NCM, LFP
https://insideevs.de/news/587944/tesla-batterien-zelltypen-modelle/
Ich muss das hier mal anmerken, weil es leider gerne mal falsch dargestellt wird: Auch ein LiFePo4 bzw. LFP-Akku ist ein Lithium-Ionen-Akku. 😉
Richtig
und möglicherweise haben viele Nutzer keine Ahnung.
Aber warum ist der Unterschied für das tägliche Laden überhaupt wichtig?
Das soll doch alles die smarte Ladeelektronik erledigen.
Nicht unbedingt, ein Hersteller wie Tesla erklärt selbst,
wie man herausfindet, ob man eine LFP-Batterie hat und was man dann tun sollte.
https://insideevs.de/news/557958/tesla-model3-lfp-batterie-aufladen/