Ladestrategie für eine lange Lebensdauer der Batterie

[davy1010]

Das ist was ich im Moment mache:
- Ich parke und lade meinen Roller in meinem Haus, in der Halle, die Temperatur ist nie unter 15 Grad Celsius.
- Ich lade bis 90% auf und entlade bis 20%.

Mir ist auch aufgefallen, dass die letzten 10 Prozent von 90 bis 100 anteilsmäßig viel länger dauern als niedrigere Prozentsätze. Bedeutet das, dass es dann mehr Strom benötigt? Also ist es billiger, die letzten 10 Prozent auszulassen?

Noch irgendwelche Ratschläge/Tipps außer diesem?

[Toad]

Ab und zu ganz voll laden, damit sich die Zellen angleichen können ist wichtig.
Und wenn du nicht lange nach dem Laden wartest, kannst du auch ganz voll laden.

[chrispiac]

Das ist was ich im Moment mache:
- Ich parke und lade meinen Roller in meinem Haus, in der Halle, die Temperatur ist nie unter 15 Grad Celsius.
- Ich lade bis 90% auf und entlade bis 20%.

Mir ist auch aufgefallen, dass die letzten 10 Prozent von 90 bis 100 anteilsmäßig viel länger dauern als niedrigere Prozentsätze. Bedeutet das, dass es dann mehr Strom benötigt? Also ist es billiger, die letzten 10 Prozent auszulassen?

Noch irgendwelche Ratschläge/Tipps außer diesem?

Das liegt am Ladeverfahren für Lithiumakkus => CCCV. Das steht für „constant current constant voltage“ oder IU-Ladeverfahren. Zunächst wird mit dem des Ladegeräts maximalen Ladestrom (constant current) geladen, bis bei um 80% Ladestand (je nach genauer Zellchemie des Akkus) die Ladeendspannung erreicht ist. Ab dann wird die Ladeendspannung konstant gehalten (constant voltage). Dabei nimmt der Ladestrom ab, da der Widerstand in den Zellen steigt, bis bei 100% Ladestand die Ladung abgebrochen wird. Das läßt sich einfach mit den ohmschen Gesetz (U = R*I) erklären: Während der „constant current“ = Konstantstrom Ladephase gilt I = U/R, das heißt, der Ladestrom bleibt deswegen konstant, weil durch steigende Ladespannung (U) der ansteigende Widerstand (R) der Zellen kompensiert wird. Um 80% Ladestand ist dann die Ladeendspannung erreicht, jetzt kann den steigenden Widerstand nicht mehr mit höherer Spannung entgegengewirkt werden (zumindest nicht, wenn man den Akku nicht schrotten möchte). Entsprechend muß bei konstanter Spannung (constant voltage) (U) das Produkt aus Widerstand der Zellen (R) und Ladestrom (I) gleich bleiben. Der Widerstand in den Zellen steigt, der Ladestrom bricht zusammen.

Darum wird bei (Schnell-)Ladungen für Elektroautos häufig die Zeit bis 80% Ladestand angegeben, weil das der Bereich ist, wo mit einem hohen Ladestrom die Ladezeit verkürzt werden kann. In der CV-Phase (80 bis 100%) ist das nicht möglich, sie wird durch den höheren Ladestrom nur früher erreicht.

Entsprechend ist deine Beobachtung richtig, die Ladung der letzten Prozente dauert erheblich länger als bis 80%. Entsprechende „Berechnungen“ ven einigen „Experten“ hier im Forum, die meinen der Ladestand mit 14% (oder so) pro Stunde mit dem Normalladegerät vom NIU für den N1S angeben zu können, kann man in die Tonne treten. So eine Aussage kann man allenfalls für die CC Phase des Ladens angeben. Und da müßte sie entsprechend höher sein, falls die Messungen über die gesamte Ladedauer (bis 100% Ladestand) gemacht wurden.

Das Ladeverhalten einzelner Zellen kann man deren Datenblatt entnehmen. Richtig ist auch, das das Balancing (das Angleichen der Ladeendspannung in einem Zellenverbund) nur in der CV-Phase (also wenn die Ladeendspannung erreicht ist) durchgeführt werden kann und es üblicherweise am Ende des Ladevorgangs durchgeführt wird, wenn der verbleibende Ladestrom niedrig ist und durch die intelligenten Batterie-Management-Systeme (BMS) die NIU verbaut, ist es auch kein Problem regelmäßig bis 100% Ladestand zu laden, wenn der Akku nicht länger herumsteht, sondern regelmäßig genutzt wird.

Die paar Ladezyklen, die vielleicht eingebüßt werden, dürften die wenigsten Elektrorollerfahrer erreichen. Das ist bei angenommenen 50km Reichweite je Vollzyklus und möglichen 800 bis 1000 Vollladezyklen im Bereich von 40.000 bis 50.000km. In der Zeit (Jahre? Jahrzehnte?), die man dafür benötigt die Zusammenzufahren, dürfte eher das BMS schlapp machen und andere Alterungsprozesse in der Zellchemie für ein Ableben des Akkus sorgen. Dafür regelmäßig bei 90% die Ladung abbrechen, durch eine Zeitschaltung, sofern man nicht gerade bei den Ladestand sowieso fahren möchte, halte ich daher für unverhältnismäßig. Das muß aber jeder selbst für sich entscheiden.

[techsoz]

wie dramatisch ist es eigentlich wenn man den akku aufgrund geänderter Planung mal 2 Wochen mit ~95 % rumstehen lässt?

[chrispiac]

wie dramatisch ist es eigentlich wenn man den akku aufgrund geänderter Planung mal 2 Wochen mit ~95 % rumstehen lässt?

Also etwas mehr an Ladestand ist auf jeden Fall besser für den/die Akkus zu verkraften, als ihn Leer oder fast Leer stehen zu lassen. Wenn Du mit den 2 Wochen sicher bist, könnte ihn man bei den Ladestand im Roller lassen, dann würden einige Prozentpunke pro Tag durch die ECU und andere Verbraucher genutzt. Nur sollte man den Akku dort nicht vergessen, weil bei bis zu 4% SOC Verbrauch pro Tag nach 15 Tagen 60% verbraucht sein könnten.

Geplater Urlaub für 14 Tage machbar. Wegen irgendeiner Krankheit ins Krankenhaus gebracht und nicht sicher ob man in 14 Tagen wieder raus ist, weniger gut… dann lieber mit den Ladestand in der Wohnung belassen, falls man noch die Wahl hat.

[techsoz]

es geht um nicht im roller, da entläd er sich ja langsamer, ich hab gelesen ca 1% pro Monat? von selber?

[chrispiac]

es geht um nicht im roller, da entläd er sich ja langsamer, ich hab gelesen ca 1% pro Monat? von selber?

Das hängt auch ein wenig vom Ladestand ab. Wahrscheinlich wird das BMS etwas Energie „abgreifen“, die Selbstentladung sollte aber nur wenige Prozentpunkte pro Monat ausmachen. Genaues muß ich mir selber noch aneignen. Das hängt auch mit der genauen Zellchemie zusammen. Empfohlen wird auf jeden Fall den Akku bei längerer Lagerung bei um 50% Ladestand zu belassen und mindestens 1x im Monat die Spannung überprüfen. Es spielen auch Einflüsse wie (Lager-)Temperatur eine Rolle, wie stark die Selbstentladung ist.

[Mr.Eight]

Aus der Erfahrung... 4-5% Am Tag verlierst du im Roller. Nach 14 Tagen wird der Akku um ca. 55% geringer sein. Damit sind dann nach 14 Tagen ca. 40% im Akku. Damit ist deine Alarmanlage dann aktiv. Dafür stehen dann rund 3500 Euro Wert zum Mitnehmen auf dem Parkplatz und nicht in der Wohnung. Wegen Alterung... da der Akku ja weiter herunter geht... wird das im Gesamtlebenszyklus kaum eine Rolle spielen.

[techsoz]

Meine Frage zielte eher darauf wie stark die Akkus Schaden nehmen

[chrispiac]

Meine Frage zielte eher darauf wie stark die Akkus Schaden nehmen

Lässt sich ohne genaue Kenntnisse über Zellchemie, Lagertemperatur etc. schlecht beantworten. Daher die Antworten, was von NIU bzw. den Akkuherstellern empfohlen wird und die Angaben was (im Verhältnis) mehr oder weniger Schaden bei Lagerung verursacht.

In einem Zeitraum von zwei Wochen wäre statt den Akku einzulagern, wenn der Roller einen sicheren Unterstand hat und der Ladestand 95% beträgt, einfach besser den Akku im Roller zu belassen un durch den Verbrauch der Elektronik langsam auf einen niedrigeren Ladestand zu bringen. Dabei sollte sichergestellt sein, das die Akkus nicht unter 20% Ladestand abfallen. Dann sollte er auf jeden Fall weniger Schaden erleiden, als ihn einfach stehen zu lassen. Wie sehr er dabei geschädigt wird, ist schwer zu beurteilen, bzw. es gibt keine Erfahrungen dazu im Forum. Es ist ja als Laie und ohne Öffnen des Akkublocks und Prüfen von Zellen und Elektronik (BMS) auch gar nicht möglich, einene Schaden festzustellen und zu beurteieln, vor allem wenn man keine Erfahrung oder Vergleichswerte hat, an den man sich orientieren kann. Ich vermute auch mal, das die wenigsten NIU Fahrer hier im Forum so einen Eingriff selber vornehmen würden oder könnten, vor allem solange wie NIU bzw. KSR noch in der Gewährleistung/Garantiephase ist.

Sicher ist, solange die Akkuzellen in dem Bereich von ca. 90% bis 100% Ladestand sind, ist die Eigenentladung höher, die in Hitze umgesetzt wird und so die Zellen stärker belastet. Zumindest mehr, als wenn sie aus dieser Spitze raus sind (so im Bereich von 80% bis 20%) und wenn die Zellen tiefentladen werden ist es für die Zellen schädlicher, weil sie zur Reaktivierung sehr vorsichtig und langsam erst einmal wieder auf die Ladestartspannung gebracht werden müssen. Danach dürften sie an Kapazität und Ladezyklenanzahl eingebüßt haben.

Genauere Aussagen könnte allenfalls der Hersteller geben, der durch Empfehlungen zum richtigen Umgang mit einfachen Regeln ein möglichs langes Akkuleben bei der Konsumenten erreichen möchten. Die geben Empfehlungen für Langzeitlagerungen an und gehen dabei von Zeiträumen von einen Monat bis mehrere Monate aus und nicht von zwei Wochen. Ich kann deshalt nur Aussagen dazu geben, was den Akku bezüglich Langlebigkeit und Zyklenanzahl schädigt, und was mehr oder weniger schädlich für den Akku ist. Wieviel eine 14tägige Pause beim Ladestand X jetzt den Akku konkret schädigt, kann ich nicht bemessen oder anhand der mir vorliegenden Faktoren berechnen, weil ich keine Formel dazu habe oder es an vergleichenden Faktoren ausmachen kann.