Akku Restanzeige

[KarlFreitag]

Hallo, ich fahre den Robo-S seit Februar 2022 und auf dem Tacho stehen 8.500 km. Wären deutlich mehr geworden, wenn der Roller nicht in 2022 von Juni bis September und in 2023 von Mai bis Anfang August gestanden hätte. In 2022, weil ein Akku kaputt gegangen war und Elektroroller-Futura keinen Ersatz beschaffen konnte und in 2023 wegen eines Werkstattaufenthaltes, der sich endlos in die Länge zog. Elektroroller Futura hatte mir dann im September 2022 einen vollkommen ausgelutschten alten Akku geschickt, damit ich erstmal wieder fahren konnte, der verlor aber gegen Ende des Jahres immer mehr an Leistung, so dass ich nach jemanden suchte, der den kaputt gegangenen Akku wieder reparieren konnte. Einen solchen fand ich dann durch Zufall, der konnte den Akku auch tatsächlich reparieren (lag seiner Aussage nach an schlampig ausgeführten Lötungen auf dem BMS) und seitdem fährt der Rolle eigentlich ziemlich zuverlässig. Was mich aber immer nervt, ist die Anzeige der Akkuladung. Wenn ich das richtig sehe, haben damit einige Leute Probleme und andere nicht. Ich habe sie, es ist manchmal grotesk. Da kann ich dann beobachten, wie der Ladestand eines Akkus im Sekundentakt von 30 % auf 3 % abfällt, Differenzen bis zu 10 % sind immer mal drin, manchmal bewegt sich die Abweichung allerdings auch im Rahmen, nur 4 % bei unter 20 % Gesamtladung. Ich mache jetzt einen Test, der wie folgt notiert wird:

Akku 1 vorne Akku 2 hinten
losgefahren bei 100%
Akku 1 84,0 volt
Akku 2 84,0 volt
beim Büro beide 91 %
Ausbau bei 40% und 43%
Akku 1 73,0 volt
Akku 2 73,1 volt

(Test wird fortgesetzt)

Was mir da sofort aufgefallen ist:
1. Die Differenz bei der Spannung beträgt doch nur 0,1 Volt. Rechtfertigt das den Unterschied bei der Anzeige um 3 %.
2. Die Spannung liegt schon fast bei der Nennspannung der Akkus. Bei welcher Spannung schalten sich die Akkus aus,

Grüße
Kar(l)Freitag

[didithekid]

Hallo und willkommen im Forum,

ein Teil des Verhaltens ist üblich bei solchen Akkus, aber zusätzlich haben die schnellen E-Roller von SUNRA (vie ROBO S und Angry Hawk) noch die Eigentümlichkeit, dass jeder der beiden Motorcontriller von einem eigenen Akku versorgt wird. Es kann also leichte Unterschiede in der Energiemenge (bzw. der Amperstundenzahl) geben die aus Akku A gegenüber Akku B entnommen wurden. Andere Roller-Herstellen schalten die Akkus parallel und der Motor wird alleine von einem Motorcontroller gespreist. In diesem (anderen) Fall würden biede Akkus immer bei einem (zwischen A und B) identischen Spannungsnivea liegen, wenn sie entladen werden und sich den Strom teilen (dennen Anteile aus Akku A und Akku B leicht differieren können). Beim SUNRA ROBO-S kann es zusätzlich aber auch Spannungsunterschiede geben und duch die getrennten Antriebsstränge mag die Stromdifferenz auch höher sein. Der ROBO S ist hier im Forum daher bekannt dafür, dass die Ladestandsanzeigen sich zwischen den Akkus stärker unterscheiden.
Bei Dir scheint der Unterschied eher gering zu sein.

Zu dem Was im Akku selbst vor sich geht:
Dessen eingebautes BMS schätzt den Ladezustand anhand einiger Messdaten, die im zur Verfügung stehen. Wird der Akku täglich gebraucht ist die Genauigkeit weniger zweifelhaft, als wenn der Akku längerer Zeit ungenutzt geblieben ist. In den Akkuzellen gibt es über Tage, Wochen und Monate ja eine Selbstentladung, verstärkt durch den Überwachungsstrom den das BMS verbraucht. In den Ruhephasen findet (bei preisgünstigen Akkus) aber nur eine Notüberwachung statt. Zur vollständigen Messung des fließenden Stroms kommt es nur, wenn das Fahrzeug im Einsatz ist. Die Selbstentladung in den Akkuzellen (über die Standzeit) geht vollständig am BMS vorbei und ist danach nur über eine Veringerung der Zellenspannung erkennbar, sofern das BMS zu genauen Spannungsmessungen in der Lage ist. Das Akku BMS liegt daher oft falsch in der Berechnung des "Schätzwertes". Wird der Akku dann vollgeladen zeigt er auch schon mal recht früh 100% an, wenn er eingentlich noch weiter lädt/laden müsste (also Zeit lassen, bis er tatsächlich voll ist und Zellunterschiede bereinigt sind).
Liegt der vom BMS ermittelte Wert falsch, kann es dann vorkommen, dass die Anzeige zunächst viel zuviel anzeigt und dann, sobald eine Spannungsschwelle erweicht wird, die den Fehler vom BMS erkennen lässt (tatsächlicher Wert muss niedriger liegen), abrupt angepasst wird. Da springt dann die Anzeige plötzlich ettliche Prozent nach unten und man ist froh, wenn der verbleibende Weg zum Ladegerät kurz ist.

Auf so einem Akku steht die Brutto-Kapazität drauf: 72 Volt 20Ah. Netto werden aber nur gute 90% jener Zellenkapazotät genutzt, die der schwächste Zellenstrang (von insgesamt 20 Zellensträngen) hat. Hat man Glück mit dem Erwischen einer guten Charge bei den Akku-Zellen, können auch viele der Zellenstränge etwas mehr Kapazität z. B. 22 Ah haben. Aber erst wenn auch der schwächste aller Zellenstänge an die 22Ah Kapazität herankommt, kann der Akku im Fenster zwischen 83,5 Volt (voll) und 62Volt (leer) die nominellen 20Ah tatsächlich liefern. Errreichen die schwächsten Zellen gerade so ihre Norm-Kapazität von 20Ah, sind dann nur gut 18Ah bei der Entladung nutzbar (Netto-Kapazität).
Ist der Akku alt und gestresst, kann sich das weiter veringern 17Ah, 16 Ah, 15 Ah ... usw.
Die meisten Akku-BMS würden mit Erreichen von 83,5 Volt direkt auf 100% Füllstand umspringen (obwohl die Ladung noch weiter gehen kann) und bei der Entladung mit jeden entnommenen 180-200 mAh ein Prozent vom Ladezustand abziehen. Nicht jeder Hersteller nutzt ein BMS, das die Zellalterung über die Nutzungszeit mit einbezieht. Vermutlich wird ein SUNRA-Akku bei niedrigen Ladezuständen zunehmend Anzeigesprünge oder rapiden Verfall der Prozente zeigen, wenn der Akku schon älter und stärker verschlissen ist. Die NIU-BMS registrieren Alterung des Akkus, aber SUNRA-Akkus sind deutlich billiger und wohl mit weniger Funktionen ausgestattet.

Die übliche hohe Ungenaugigkeit in der Spannungsmessung wird in deinm Fall vermutlich einen Akku zeigen, der von 83,5 Volt (100%) auf 72,5 Volt entladen wurde. Da die Nennspannung 20 x 3,6 Volt = 72 Volt sich auf die Brutto-Kapazität bezieht (also 50% bei 72 Volt und total leer bei 52 Volt )
und jetzt bei etwa 40 % Kapazität geschätzt wird. Wären alle Zellenstränge gleich, läge 0% irgendwo unter 62 Volt.
Da der Akku aber vom BMS abgeschaltet wird sobald der erste Zellenstrang (unter Last) 3 Volt unterschreitet, kann ein älterer Akku theoretisch auch bei 69 Volt schon leer sein, wenn 19 Zellenstränge noch >3,5 Volt haben, aber ein schwächelnder Zellenstrang schon unter 3,0 Volt liegt. Auch dann, wenn der Akku worher ausballanciert wurde und die Entladung mit allen Zellensträngen auf 4,17 Volt begonnen hatte.

Ich würde nur dann in den Bereich unter 20% Anzeigewert hinein fahren, wenn ich großes Vertrauen in die Schätmethode des BMS hätte.

Viele Grüße

Didi

[Prinz_von_Sinnen]

ist es nicht auch so, das bei gleich bleibender Leistungsentnahme und einem Angenommenen Fenster von etwa 20 Volt (83,5 - 62 Volt), die ersten 10 Volt Abfall eine höhere Reichweite ergeben, als die letzten 10 Volt, und deshalb die Prozentangabe nicht 50% beträgt, sondern weniger?

[Tomfe]

Hallo allerseits,
Ich fahre ja auch den Robo 80
Ich befürchte auch ,wenn du 70 Kilometer gefahren bist und
Hast dann 80 Prozent rausgefahren , kommst du mit den restlichen
20 Prozent vielleicht noch 10 Kilometer weit.
Bei mir war ein Akku unterschied von 16 Prozent, als der erste Akku in die Reserve gegangen ist , war ruckzuck Feierabend .
Nach 7 Kilometern war der eine Akku lange auf Null Prozent der andere auf 2 Prozent, Glück gehabt, das Ich nicht schieben musste :
Gruß Tom

[KarlFreitag]

Hallo,

@Didi
Dessen eingebautes BMS schätzt den Ladezustand anhand einiger Messdaten, die im zur Verfügung stehen. Wird der Akku täglich gebraucht ist die Genauigkeit weniger zweifelhaft, als wenn der Akku längerer Zeit ungenutzt geblieben ist. In den Akkuzellen gibt es über Tage, Wochen und Monate ja eine Selbstentladung, verstärkt durch den Überwachungsstrom den das BMS verbraucht. In den Ruhephasen findet (bei preisgünstigen Akkus) aber nur eine Notüberwachung statt. Zur vollständigen Messung des fließenden Stroms kommt es nur, wenn das Fahrzeug im Einsatz ist. Die Selbstentladung in den Akkuzellen (über die Standzeit) geht vollständig am BMS vorbei und ist danach nur über eine Veringerung der Zellenspannung erkennbar, sofern das BMS zu genauen Spannungsmessungen in der Lage ist. Das Akku BMS liegt daher oft falsch in der Berechnung des "Schätzwertes". Wird der Akku dann vollgeladen zeigt er auch schon mal recht früh 100% an, wenn er eingentlich noch weiter lädt/laden müsste (also Zeit lassen, bis er tatsächlich voll ist und Zellunterschiede bereinigt sind).
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Deine Empfehlung, lieber länger am Ladegerät lassen? Immer?

@Didi
Liegt der vom BMS ermittelte Wert falsch, kann es dann vorkommen, dass die Anzeige zunächst viel zuviel anzeigt und dann, sobald eine Spannungsschwelle erweicht wird, die den Fehler vom BMS erkennen lässt (tatsächlicher Wert muss niedriger liegen), abrupt angepasst wird. Da springt dann die Anzeige plötzlich ettliche Prozent nach unten und man ist froh, wenn der verbleibende Weg zum Ladegerät kurz ist.

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Du vermutest also, dass diese Geschichte mit dem plötzlichen Sinken der Akkukapazität damit zusammenhing, dass das BMS den Ladezustand zunächst falsch eingeschätzt hatte und irgendwann merkte, dass seine Berechnung nicht stimmte?

@Didi
Auf so einem Akku steht die Brutto-Kapazität drauf: 72 Volt 20Ah. Netto werden aber nur gute 90% jener Zellenkapazotät genutzt, die der schwächste Zellenstrang (von insgesamt 20 Zellensträngen) hat. Hat man Glück mit dem Erwischen einer guten Charge bei den Akku-Zellen, können auch viele der Zellenstränge etwas mehr Kapazität z. B. 22 Ah haben. Aber erst wenn auch der schwächste aller Zellenstänge an die 22Ah Kapazität herankommt, kann der Akku im Fenster zwischen 83,5 Volt (voll) und 62Volt (leer) die nominellen 20Ah tatsächlich liefern. Errreichen die schwächsten Zellen gerade so ihre Norm-Kapazität von 20Ah, sind dann nur gut 18Ah bei der Entladung nutzbar (Netto-Kapazität).
Ist der Akku alt und gestresst, kann sich das weiter veringern 17Ah, 16 Ah, 15 Ah ... usw.
Die meisten Akku-BMS würden mit Erreichen von 83,5 Volt direkt auf 100% Füllstand umspringen (obwohl die Ladung noch weiter gehen kann) und bei der Entladung mit jeden entnommenen 180-200 mAh ein Prozent vom Ladezustand abziehen. Nicht jeder Hersteller nutzt ein BMS, das die Zellalterung über die Nutzungszeit mit einbezieht. Vermutlich wird ein SUNRA-Akku bei niedrigen Ladezuständen zunehmend Anzeigesprünge oder rapiden Verfall der Prozente zeigen, wenn der Akku schon älter und stärker verschlissen ist. Die NIU-BMS registrieren Alterung des Akkus, aber SUNRA-Akkus sind deutlich billiger und wohl mit weniger Funktionen ausgestattet.

Die übliche hohe Ungenaugigkeit in der Spannungsmessung wird in deinm Fall vermutlich einen Akku zeigen, der von 83,5 Volt (100%) auf 72,5 Volt entladen wurde. Da die Nennspannung 20 x 3,6 Volt = 72 Volt sich auf die Brutto-Kapazität bezieht (also 50% bei 72 Volt und total leer bei 52 Volt )
und jetzt bei etwa 40 % Kapazität geschätzt wird. Wären alle Zellenstränge gleich, läge 0% irgendwo unter 62 Volt.
Da der Akku aber vom BMS abgeschaltet wird sobald der erste Zellenstrang (unter Last) 3 Volt unterschreitet, kann ein älterer Akku theoretisch auch bei 69 Volt schon leer sein, wenn 19 Zellenstränge noch >3,5 Volt haben, aber ein schwächelnder Zellenstrang schon unter 3,0 Volt liegt. Auch dann, wenn der Akku worher ausballanciert wurde und die Entladung mit allen Zellensträngen auf 4,17 Volt begonnen hatte.

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Verstehe ich das richtig? Ein Akku hat einen nutzbaren Bereich in Volt, in dem er Leistung abgeben kann, bei meinem Akku (Nennspannung 72Volt) beträgt dieser eigentlich einen Bereich von ungefähr 84Volt bis 62Volt, also ungefähr 20Volt Differenz. Pro ein Volt Spannungsverlust kann der Akku 1 Ampere abgeben, daher kommen dann also die 20 Ah? Für mich passt das so ungefähr zu meinen Messungen, als ich die Akkus zum überprüfen rausgenommen hatte, habe ich bei beiden ca. 73Volt gemessen und die Kapazität sollte laut Roller noch 40/43 % betragen. Das passt ja dann auch zu dem, was Prinz_von_Sinnen meinte, in der unteren Hälfte wird pro Volt weniger Leistung abgegeben. Habe ich das richtig verstanden?

Viele Grüße und auch vielen Dank für die wirklich ausführlichen Erläuterungen

[didithekid]

ist es nicht auch so, das bei gleich bleibender Leistungsentnahme und einem Angenommenen Fenster von etwa 20 Volt (83,5 - 62 Volt), die ersten 10 Volt Abfall eine höhere Reichweite ergeben, als die letzten 10 Volt, und deshalb die Prozentangabe nicht 50% beträgt, sondern weniger?

Hallo,

die Messung im BMS sind in erster Linie Ampere und Amperstunden. Spannungen schwanken ja.. Und da ist der Effekt natürlich, dass 1Ah x 83 Volt Akkuspannunng 31% mehr an Energie liefert, als 1Ah x 63 Volt. Ein Akku mit nutzbaren 20 Ah fährt daher mit den ersten 10 Ah und höherer Spannung natürlich mehr an Strecke, als mit der zweiten Häfte von 10 Ah unten.
Mag sein, dass dies in der SUNRA-Prozentermittlung schon berücksichgtigt wird.

Viele Grüße
Didi

[Prinz_von_Sinnen]

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Verstehe ich das richtig? Ein Akku hat einen nutzbaren Bereich in Volt, in dem er Leistung abgeben kann, bei meinem Akku (Nennspannung 72Volt) beträgt dieser eigentlich einen Bereich von ungefähr 84Volt bis 62Volt, also ungefähr 20Volt Differenz. Pro ein Volt Spannungsverlust kann der Akku 1 Ampere abgeben, daher kommen dann also die 20 Ah? Für mich passt das so ungefähr zu meinen Messungen, als ich die Akkus zum überprüfen rausgenommen hatte, habe ich bei beiden ca. 73Volt gemessen und die Kapazität sollte laut Roller noch 40/43 % betragen. Das passt ja dann auch zu dem, was Prinz_von_Sinnen meinte, in der unteren Hälfte wird pro Volt weniger Leistung abgegeben. Habe ich das richtig verstanden?

Viele Grüße und auch vielen Dank für die wirklich ausführlichen Erläuterungen

Ich denke schon, es sollte dir auch aufgefallen sein, das der Roller mit zunehmender Entladung langsamer wird. Das ist meines Wissens nach auf den Spannungsrückgang zurückzuführen. Ich schließe nach jeder Fahrt das Ladegerät an, und nehme es ab, wenn ich wieder fahre. Ich habe ob der Bequemlichkeit mir dafür ein zweites Ladegerät gegönnt. Solltest du indes den Roller über Monate stehen lassen, ist es besser den Akku nicht voll zu laden und einmal im Monat den Ladezustand zu kontrollieren.