Ladekapazität Akku Größe - Reichweite Kia EV6 - Balancing Batterie

Zitat von Almdudler

Ich gebs auf...

Das ist auch besser so...

Auf die gefahr hin das ich Dir wieder auf die Füsse trete :

Ich habe immer noch den Eindruck das Du die Physik der Batterie ink. Lade- und Entladevorgang nicht verstanden hast.

Wir reden hier von der Entladung einer Batterie und der Energie die dabei übertragen wird.

Sobald eine Last an die Batterie geklemmt wird geht die Spannung runter.

jetzt musst Du in jedem "Augenblick" das Produkt aus Strom und Spannung bilden. Das ist die elektrische Leistung.

Diese ganzen "Augenblickswerte" werden addiert bis die Entladung abgebrochen wird bei der Ladeschlussspannung.

Die Summe ist die Energie die Du aus der Batterie in diesem Zeitraum entnommen hast.

So kannst Du es nicht rechnen:

Beitrag

RE: Kia EV6 Forum Bestellung und Wartesaal - Bestellen Lieferzeit 2021 / 2022 / 2023 / 2024 - Auslieferung des Elektro Kia

Ich löse dann mal auf.

111,1 Ah * 800 Volt / 1000 = ca. 88 kWh.... Dürfte die Bruttokapazität des Akkus sein. Wahrscheinlich liegt die Gesamtzellspannung nicht exakt bei 800 Volt, sondern irgendwo bei 780-790 Volt, dann kommt man auch ziemlich genau auf die kommunizierten 87,4 kWh.

Almdudler

19. August 2023

Zitat von stromorts

Das ist auch besser so...

Auf die gefahr hin das ich Dir wieder auf die Füsse trete :

Ich habe immer noch den Eindruck das Du die Physik der Batterie ink. Lade- und Entladevorgang nicht verstanden hast.

Wir reden hier von der Entladung einer Batterie und der Energie die dabei übertragen wird.

Sobald eine Last an die Batterie geklemmt wird geht die Spannung runter.

jetzt musst Du in jedem "Augenblick" das Produkt aus Strom und Spannung bilden. Das ist die elektrische Leistung.

Diese ganzen "Augenblickswerte" werden addiert bis die Entladung abgebrochen wird bei der Ladeschlussspannung.

Die Summe ist die Energie die Du aus der Batterie in diesem Zeitraum entnommen hast.

So kannst Du es nicht rechnen:

Beitrag

RE: Kia EV6 Forum Bestellung und Wartesaal - Bestellen Lieferzeit 2021 / 2022 / 2023 / 2024 - Auslieferung des Elektro Kia

Ich löse dann mal auf.

111,1 Ah * 800 Volt / 1000 = ca. 88 kWh.... Dürfte die Bruttokapazität des Akkus sein. Wahrscheinlich liegt die Gesamtzellspannung nicht exakt bei 800 Volt, sondern irgendwo bei 780-790 Volt, dann kommt man auch ziemlich genau auf die kommunizierten 87,4 kWh.

Almdudler

19. August 2023

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Und wieder beleidigend werden. ("Das ist auch besser so" -> Klar abwertend gemeint)

Nein, ich möchte Dich nicht abwerten!

Tut mir leid wenn das so angekommen ist.

Aber ich kann einfach nicht erkennen das Du Dir die Mühe machst meine Erklärungen nachzuvollziehen.

Wenn etwas nicht klar ist dann frag doch!

Ich versuche dann zu helfen.

Aber du haust hier ein statement nach dem anderen raus ohne mal ein schlüssige Herleitung zu zeigen.

Was ist an meiner Darlegung falsch!

Fakten! Quellen! zwingende Schlussfolgerungen bitte!

Wenn ihr (Beiden) die Diskussionen auf der

persönlichen Ebene nicht einstellt, gibt es

eine Auszeit.

Ich habe keine Lust, alle 2-3 Tage an die

allgemeine Netiquette erinnern zu müssen.

Bitte sachlich BTT. Danke.

Zitat von stromorts

Okay, ich versuche es mal so kurz wie möglich.

Wenn dann noch Fragen sind kann man ja über Details reden.

Wenn man wissen möchte wieviel Energie ( in kWh ) in einer Batterie steckt bzw. wieviel elektrische Energie man aus Ihr beziehen Kann muss man das grundsätzlich messen.

Man nimmt die vollgeladene Batterie und hängt eine regelbare Last dran, so das der Strom der fließt während des Zeitraums von t (Start) bis t(Ende) konstant ist.

Die Batterie wird also von 100% SoC entladen bis 0% SoC.

Der Hersteller macht das bei seinen Tests in der Regel mit dem Strom der 1C entspricht, also der einfachen Strom-Kapazität der Batterie.

Die Dauer des Zeitraums sollte also einer Stunde entsprechen.

Während dieses Vorgangs wird die Spannung der Batterie ungefähr diesen Verlauf nehmen:

Li-ion Discharge Voltage Curve Typical.jpg

Die Elektrische Arbeit berechnet man mit :

W = P * t ( W = Arbeit in Wattsekunden, P = Leistung in Watt, t = Zeitintervall in Sekunden )

Es geht also um die Leistung die über einen Bestimmten Zeitraum erbracht wird.

Elektrische Leistung ist Spannung * Strom:

P = U*I

Also W = U*I*t

Den Strom kennen wir, soll konstant 1C sein über den gesamten Zeitraum.

Das Zeitinterval kennen wir auch, soll eine Stunde sein.

Die Spannung ist das Problem hier !!!

Welche sollen wir nehmen?

Die 4,2 Volt vom Anfang der Kurve?

Die 2,75 Volt am Ende? ( Entladeschlussspannung)

Oder irgendeine frei gewählte dazwischen?

Geht so nicht!!!!

Ich denke man sieht im Bild, auch ohne Physikstudium das es so nicht funktioniert.

Die Formel W = U*I*t gilt nur wenn Strom und Spannung über den gesamten betrachteten Zeitraum konstant sind.

Wenn Strom oder Spannung ( oder beides ) nicht konstant ist in der Zeitspanne gilt :

( nach Wikipedia )

ElktrArbeitIntegral.png

Das Integral unserer Ladekurve von t(start) bis t(ende).

Das Integral einer Funktion enstpricht der Fläche zwischen dem Funktionsgraph und der x-Achse ( wer erinnert sich noch ? )

wir müssen das nicht berechnen, der Hersteller hat das mit hinreichender Genauigkeit gemessen.

Elektronische Lasten können in sehr kurzen Abständen den Strom und die Spannung messen. Dann hat man für dieses kleine Zeitinterval ( seit der letzten Messung ) die Arbeit W = U*I*t.

In diesem Fall kann man die Formel nehmen weil in dem kurzen Intervall keine Siginifikante Änderung der Spannung stattfindet. Die so gewonnenen Werte werden alle aufaddiert und ergeben dann am Ende die gesamte Energie die aus der Batterie gezogen wurde.

Jetzt wo man diesen Wert weiß macht man einen Kunstgriff um es Nachahmern zu erleichtern. Man überlegt sich welche Spannung man bräuchte damit man doch die einfache Formel anwenden kann.

Das ist dann die Nominalspannung des Akku.

Deswegen gilt in diesem Fall W = U(nominal) * I ( konstanter Entladestrom) * t ( unsere Stunde ) = Energiegehalt in kWh.

Ich habe die Nominalspannung in der Entladekurve oben grün gestrichelt eingezeichnet. Man kann wohl erkennen das die Fläche unter dieser Linie ( ein Rechteck ) wohl der Fläche unter dem Graphen der Spannung entsprechen wird.

Die rotgestrichelte Linie ist die Ladeschlussspannung ( also bei SoC 100% ). Man sieht das die Fläche unter dieser Linie deutlich größer ist als die Fläche unter der Spannungskurve.

Die Nominalspannung ist quasi die aber alle Punkte der Ladekurve im betrachteten Zeitintervall gemittelte Spannung ( der Durchschnittswert ).

Mit konkreten Zahlen :

Im Post #197 habe ich die im ioniq Forum geposteten Werte der Batteriezellen verlinkt.

Es sind Li-Ion NMC Pouch-Zellen von SK Innovation Typ SK 55A :

dataSK55A.png

Zwei Parallel und davon dann 192 in Serie , oder 192S2P ( kann man auch in der database im Link in Post #207 nachsehen ).

Zwei parallel -> 111,2 Ah ; Nominalspannung 3,7 V

davon 192 in Serie -> 111,2 Ah ; Nominalspannung 710,4 V

111,2 Ah entspricht 111,2 A * 1 Stunde

Mit der einfachen Formel:

W = U*I*t = 710,4 V * 111,2 A * 1h = 78.996,48 Wattstunden oder 79 kWh.

Das ist die Kapazität eines Akkus den man in der Form aus diesen Zellen zusammenbaut.

Ich würde das mal als die Bruttokapazität bezeichnen.

Durch die Einschränkungen die Kia mit den Parametern des BMS hinzufügt ( geringere Ladeschlussspannung; höhere Entladeschlussspannung ) ergibt sich dann die Nettokapazität bzw die nutzbare Energiemenge in kWh.

Mit den Infos die wir bisher über den AKku haben ( immer vorausgesetzt die stimmen so, sieht aber sehr stark danach aus) kann ich diese vom ADAC veröffentlichten 87 kWh überhaupt nicht nachvollziehen.

Hoffe das ist jetzt klar geworden.

Leider doch nicht so kurz wie ich erhofft hatte...

Wer es kürzer schafft, kriegt nen Orden.

Jörg

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Hallo Jörg, vielen Dank für die ausführliche und auch für mich als informierten Laien verständliche Erklärung.

Wie ich aus der deinem Post folgenden Diskussion entnommen habe, rechnen wir mit einigen Annahmen und Fragezeichen, die zu einem etwas abweichenden Ergebnis führen können.

Ich versuche schon seit einiger Zeit ein Datenblatt von der 77kWh-Batterie zu bekommen, bisher ohne Erfolg. Bis dahin müssen wir also raten.

Wenn ich noch einmal für mich zusammen fasse, dann haben wir nun also folgende Infos und Ergebnisse aus einigen Annahmen:

Brutto: 79 kWh (inoffizieller Bruttowert)

Netto: 77,4 kWh (offizieller Nettowert)

Nutzbar: 73,4 kWh (0-100% / 72,4-74,4 laut Björn Nyland)

Notlaufreserve: 2,9kWh (laut Björn Nyland)

Top-Puffer: 2,7kWh (rechnerisch, 79kWh-73,4kWh nutzbar - 2,9kWh Notlaufreserve)

Batterietyp: Lithium-Ionen

Anzahl der Zellen: 384

111,2Ah Batteriekapazität

710,4 V Nominalspannung (bei 1 C Entladung)

Zu Björns Testergebnissen geht es hier: https://docs.google.com/spread…7kwgjE/edit#gid=735351678

Welche Frage sich nun aus der Diskussion bezüglich der Nominalspannung für mich mit meinem gefährlichen Halbwissen ergibt:

Wenn die Schnelligkeit der Entladung eine Auswirkung auf die Nominalspannung hat, bedeutet das, dass auch bei unterschiedlicher Ladeleistung die in der Batterie speicherbare Energiemenge unterschiedlich ist?

Sprich, wenn ich von 10-80% SOC mit 195kW Durchschnittsladeleistung laut Säule 51,4kWh in die Traktionsbatterie mit daraus resultierenden 3,8C lade sind nach der Ladung nicht unbedingt 51,4kWh wieder aus der Batterie entnehmbar, selbst wenn wir alle Ladeverluste usw. weglassen?

Das würde dann also bedeuten, dass wenn ich mit z.B. nur 51,4kW Ladeleistung und 1 C lade, dann mehr Energie aus der Batterie entnehmen kann, weil mehr in sie geladen werden konnten?

Voraussetzung ist natürlich, dass die Entnahme der Energie unter gleichen Bedingungen erfolgt, also z.B. im Leerlauf bei 20 Grad in der Halle.

Oder habe ich einen Denkfehler gemacht?

Zitat von Storm

Wenn die Schnelligkeit der Entladung eine Auswirkung auf die Nominalspannung hat, bedeutet das, dass auch bei unterschiedlicher Ladeleistung die in der Batterie speicherbare Energiemenge unterschiedlich ist?

Sprich, wenn ich von 10-80% SOC mit 195kW Durchschnittsladeleistung laut Säule 51,4kWh in die Traktionsbatterie mit daraus resultierenden 3,8C lade sind nach der Ladung nicht unbedingt 51,4kWh wieder aus der Batterie entnehmbar, selbst wenn wir alle Ladeverluste usw. weglassen?

Das würde dann also bedeuten, dass wenn ich mit z.B. nur 51,4kW Ladeleistung und 1 C lade, dann mehr Energie aus der Batterie entnehmen kann, weil mehr in sie geladen werden konnten?

Voraussetzung ist natürlich, dass die Entnahme der Energie unter gleichen Bedingungen erfolgt, also z.B. im Leerlauf bei 20 Grad in der Halle.

Oder habe ich einen Denkfehler gemacht?

Das müßte tatsächlich so sein.

Die speicherbare Energiemenge, die dir später zur Verfügung hast, könnte allerdings auch gleich bleiben, dafür müßte die Energiemenge größer werden, die du hinein steckst.

Da bräuchten wir jetzt ein Profi, der viel unterwegs ist und häufig an Schnellladern lädt.

Derjenige könnte zum Vergleich einmal mit 200kW und einmal mit 50kW von 10 auf 80% laden und dann vergleichen, ob der Ladesäulenbetreiber in beiden Fällen die gleiche Menge an kWh berechnet oder ob es beim Schnelllader mehr sind.

Du weißt ja selbst aus leidvoller Erfahrung, daß sich der Akku beim Schnellladen stark erwärmt. Die zugeführte Energie, die in Wärme umgewandelt wurde, steht später nicht mehr für den Antrieb zur Verfügung und ist somit Verlustleistung.

Zitat von Sepp

Das müßte tatsächlich so sein.

Die speicherbare Energiemenge, die dir später zur Verfügung hast, könnte allerdings auch gleich bleiben, dafür müßte die Energiemenge größer werden, die du hinein steckst.

Da bräuchten wir jetzt ein Profi, der viel unterwegs ist und häufig an Schnellladern lädt.

Derjenige könnte zum Vergleich einmal mit 200kW und einmal mit 50kW von 10 auf 80% laden und dann vergleichen, ob der Ladesäulenbetreiber in beiden Fällen die gleiche Menge an kWh berechnet oder ob es beim Schnelllader mehr sind.

Du weißt ja selbst aus leidvoller Erfahrung, daß sich der Akku beim Schnellladen stark erwärmt. Die zugeführte Energie, die in Wärme umgewandelt wurde, steht später nicht mehr für den Antrieb zur Verfügung und ist somit Verlustleistung.

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Das ist eine gute Idee, mit 50kW von 10-80% zu laden. Ich muss mal schauen, ob ich die Zeit dafür habe, aktuell spricht auch noch der Preis für mich dagegen, aber das ändert sich bald.

Ganz genau kann ich das allerdings nicht ermitteln, weil ja auch bei den 300kW-Lader mehr Energie für die Kühlung und oder Erwärmung der Batterie aufgewendet wird als beim 50kW Lader und ich nicht sehen kann wie viel das ist.

"News von der Akku Front", eine Pause während der Ladepause soll...

Grössere Reichweiten  – So halten Autobatterien länger

Lithium-Ionen-Batterien können die Ladekapazität von E-Autos verlängern, wenn beim Schnellladen eine Pause eingelegt wird.

www.tagesanzeiger.ch

Vielleicht macht das BMS des Kia deshalb bei 80% eine dreiminütige Pause?

Zitat von Bernardo

Vielleicht macht das BMS des Kia deshalb bei 80% eine dreiminütige Pause?

Ich denke nicht. Die Pause ist nach meinen bisherigen Beobachtungen von über 200 Ladevorgängen ein Temperaturthema.

Nur wenn die heißeste Zelle über 48 Grad heiß ist, gibt es eine Pause.

Je höher die Temperatur ist bzw. je früher eine hohe Temperatur erreicht wurde, desto wahrscheinlicher ist die Pause.

Ich hatte schon Fälle da ist nach der Peakleistung von 225kW ab 59,5% SOC die Ladeleistung nicht auf 190kW abgesenkt worden, sondern auf 28kW weil die wärmste Zelle 53 Grad hatte, ab 51 Grad wird auf 130kW abgesenkt oder wenn die kälteste Zelle weniger als 35 Grad hatte.