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Gerade entdeckt: Unser neuer gebrauchter Wäschetrockner lässt sich per Menü zwischen 10 und 16 A umstellen, also nach Wunsch 2,3 oder 3,7 kW. Da hat die alte Schuko-Dose aber gut was zu tun...

Erinnerte mich irgendwie an unsere E-Autos. Wir trocknen aber überwiegend per Wäscheleine und laden über CEE-Dosen, das sei noch angemerkt.

Grüße, Egon

Um den Akkus etwas Gutes zu tun fahre ich jetzt im Winter bei knackiger Kälte eine etwas andere Ladestrategie als sonst. Dazu möchte ich aus angelesenem Wissen (hoffentlich stimmt alles) ein bisschen technischen Hintergrund vermitteln, wenigstens oberflächlich.

Das wird allerdings ziemlich umfangreich. Deshalb vorweg die wichtigsten Punkte:

1. Nicht ständig schnell laden.


2. Keine kalten Akkus laden, zum Beispiel nachdem sie über Nacht (im Winter) ausgekühlt sind. Stattdessen besser am Ende der Fahrt laden, wenn der Akkupack etwas wärmer ist.


3. An heißen Sommertagen kann die genau umgekehrte Strategie sinnvoll sein.


4. Im Hinterkopf behalten:
   
   
   • Im Gegensatz zum Laden eines kalten Akkus ist das Entladen durch Fahren oder Standheizung vergleichsweise unproblematisch. Vollstrom-Orgien sollte man sich trotzdem verkneifen.
   
   
   • Temperaturänderungen benötigen sehr viel mehr Zeit als man glaubt. Ein nur geringer Strombedarf durch gemütliches Fahren bei Kälte oder das Laden mit geringem Strom reichen nicht aus, um einen kalten Akkublock signifikant zu erwärmen. Umgekehrt braucht ein heißer Akku enorm lange, um passiv - also von selbst - wieder abzukühlen.

Im Wesentlichen war es das schon. Wem das genügt der kann an dieser Stelle aufhören zu lesen. Nur wer sich für die Hintergründe interessiert sollte sich den Rest antun, denn das ist sehr viel Text...



Was ist das Problem?

• Li-Akkus mögen es nicht, mit hohen Strömen oder bei Kälte geladen zu werden. Was sie aber noch sehr viel weniger vertragen ist die Kombination aus beidem, also bei Kälte mit hohen Strömen geladen zu werden. Das ist die sicherste Methode, um einen Akku dauerhaft zu schädigen.
  
  Das liegt am sogenannten "Lithium Plating".


• Darunter versteht man, dass Lithium-Ionen sowohl an den Plus- als auch an den Minuspol des Akkus gebunden werden. Beim Entladen wandern diese Ionen vom Minus- zum Pluspol (von der Anode zur Kathode), beim Ladevorgang genau anders herum. Die Anode besteht aus Schichten von Graphit, in denen sich während des Ladens die Ionen anlagern.
  
  Bildet sich aber stattdessen metallisches Lithium (durch hohen Ladestrom und Kälte), so lagert es sich dauerhaft dort an. Das kann man sich vorstellen wie kleine Kristalle auf dem Minuspol in der Zelle. Dieser elektrochemische Effekt führt zu einem dauerhaften Kapazitätsverlust des Akkus, denn das metallische Lithium steht nun nicht mehr als Ladungsträger zur Verfügung. Nur ein kleiner Teil davon reagiert innerhalb der nächsten 20 Stunden mit dem Graphit der Anode, der größte Teil bleibt aber metallisch. Damit ist ein so entstandener Schaden nicht wieder gut zu machen, also nicht reversibel.
  
  In einem sehr weit fortgeschrittenen Stadium besteht dann sogar die Gefahr, dass metallisches Lithium die Separatorenschicht durchdringt. Wenn das passiert, gibt es Feuerwerk.

Was tun die Hersteller dagegen?

• Je höher der Ladestrom und je kälter die Akkuzelle ist, umso mehr metallisches Lithium wird beim Laden gebildet. Unter extrem ungünstigen Umständen (sehr hoher Ladestrom bei tiefgekühltem Akku) bis zu 20 Prozent, das heißt einmal falsch geladen -> 20 Prozent dauerhafter Kapazitätsverlust.
  
  Damit das nicht passiert, verfügen alle Autos mit Akkupack über ein BMS, ein Batteriemanagement-System. Das reduziert die Ströme von und zum Akku in Abhängigkeit vom Ladezustand und der Innentemperatur des Akkus. Dazu ist im BMS eine auf den Akku des Fahrzeugs abgestimmte Ladekurve hinterlegt.
  
  So wird das Lithium Plating durch Laden bei Kälte und durch zu hohe Ströme weitgehend unterbunden, also auf ein vertretbares Maß reduziert. Außerdem verhindert das BMS, dass die Zellen beim Laden ungesund heiß werden.

Anmerkungen zur aktiven Akkutemperierung

• Akkupacks sind im Grunde schwere kompakte Körper von großer Dichte. Ähnlich einem Metallklotz ändern die ihre Temperatur nicht mal eben so, das heißt es dauert sehr lange bis ein heißer Akku von selbst wieder kalt wird und ein kalter Akku warm. Die dazu notwendige Zeitdauer wird meist deutlich unterschätzt.
  
  Viele BEV-Modelle können ihre Akkus aktiv temperieren, meist als Voraussetzung für abenteuerlich hohe Ladeströme. Nur durch Erhitzen kann man dabei des Plating verhindern und durch Kühlen das Grillen des Akkus. So wird auch verhindert, dass sich ein Akku bei mehreren aufeinander folgenden Schnellladungen nach und nach erhitzt, so dass man einige Zeit lang nicht mehr schnell laden kann.


• So wirklich gesund ist das aber trotzdem nicht, schon alleine weil man nicht alle Zellen eines Packs gleichmäßig temperieren kann. Auch sind rasche Temperaturänderungen innerhalb eines Akkupacks keine ausschließlich gute Sache, weil sie oft mit mechanischen Verspannungen verbunden sind. Deshalb hat zum Beispiel Tesla (alle Teslas können ihre Akkupacks schnell aktiv kühlen und heizen) im Lauf der Jahre erhebliche Änderungen am Temperaturmanagement vorgenommen.
  
  Anfänglich wurden die Akkupacks fast ständig auf Wohlfühltemperatur geheizt oder gekühlt, sobald man ins Auto stieg. Mittlerweile wird bei kaltem Akku auf das Aufheizen verzichtet, außer wenn es einen konkreten Grund dazu gibt: Anfahren eines Schnellladers etwa, oder besonders hohe Leistungsanforderung bei einem Performance-Modell. Ansonsten lässt man den Akku sich einfach durch das Fahren langsam erwärmen.


• Zusammenfassend kann man sagen, dass aktives Temperaturmanagement an Bord mit einem großen Komfortgewinn einher geht, weil es unabhängig von der Witterung Schnellladungen erlaubt. Trotzdem ist man als Besitzer eines E-Autos gut beraten, das nicht als Freibrief zum permanenten Schnellladen zu verstehen.

Was bedeutet das nun alles in der Praxis?

• Man kann sich Gedanken darüber machen, man muss aber nicht. Das BMS eines E-Autos verhindert eine grobe Fehlbedienung.
  
  Man kann sich also einfach auf das BMS verlassen und sich vielleicht bei einem Auto ohne aktive Akkutemperierung wundern, dass es bei Kälte nur langsam lädt. Wenn man aber erst einmal kapiert hat dass es sich dabei im Grunde um eine gute Sache handelt, kann man sich daran orientieren und sich und seinem Akku mit ein paar einfachen Kniffen zusätzlich das Leben erleichtern.


• Der wichtigste Punkt ist, dass man den Akku im Winter vor dem Laden nicht auskühlen lässt, sondern immer gleich nach dem Ende einer Fahrt lädt. Dann ist er durch das Fahren wärmer geworden und verdaut die Ladung besser.
  
  Was dabei meist nicht bedacht wird ist die Tatsache, dass auch das ansonsten erstrebenswerte gemütliche Laden des Akkus (zum Beispiel über Nacht an einer Steckdose) nicht unbedingt ausreicht, um ein Auskühlen zu verhindern. Beim Laden mit geringem Strom fällt kaum Wärme an und der Akku kann in einer kalten Winternacht sogar während des Ladens auskühlen.
  
  Deshalb empfehle ich als Ladestrategie im Winter: Laden gleich nach der Fahrt und dann lieber mit etwas mehr Strom als sonst. Und Schnellladungen nur, wenn es sein muss.

Grüße, Egon

Danke fuer das Posting. Nach meinem (limitierten) Verstaendnis liegt das Problem bei Kaelte darin, dass (umgangssprachlich) die dann langsamen Ionen einfach genug Zeit brauchen, um ihren Platz zu finden.

Auch deshalb lade ich jetzt im Winter den e-Golf nur noch mit 5A (5A*2Phasen*230V=2,3kW) - aber auch weil du, Egon, schriebst, dass weniger Leistung der Lebensdauer der Leistungselektronik zutraeglich ist. Ich denke, mit geringer Ladeleistung haben die Ionen genug Zeit, sich zu sortieren.

So richtig verstehen kann ich die Akkuheizstrategie von ID.3 und e-208 nicht. Sie heizen immer den Akku, was leicht mal zu einer Verdopplung des Durchschnittsverbrauchs fuehrt. Fuer Kurzstrecken finde ich dies voellig sinnlos, denn es kostet ordentlich Strom ohne dass es eine wesentliche Verbesserung der Temperatur des Akkus mit sich bringt. Bei laengeren Strecken finde ich es auch wieder sinnlos, denn dann sollte der Akku selbst sich genuegend aufgeheizt haben (ausser es ist extrem kalt). Bei VW habe ich noch Hoffnung, dass da relativ zeitnah ein Update das Ganze verfeinert, z.B. Naviziele mit einbezieht.

Im Prinzip entsprechen die Ausführungen von Egon meiner eigenen Ladestrategie. Wobei Egon schon öfters ähnliches geschrieben hat, besten Dank dafür! Allerdings habe ich bei unserer ZOE nur die Möglichkeit zwischen Steckdose oder gleich 11 bzw. 22 KWh. Im Winter so wie jetzt (-3 bis - 10 Grad) ist die Steckdose (2,3 kW) fast zu wenig, also muss ich an eine Ladesäule. Der Unterschied zwischen kalten Akku und leicht warmen ist eklatant. Vorgestern unmittelbar nach einer Fahrt wurden bei SOC 30% nur 2 Stunden 15 Minuten bis "Voll" angezeigt. Es hatte -7 Grad! Heute wurden bei 50% und nur -1 Grad 4 Stunden 20 Minuten vom Bordcomputer errechnet. Das Auto war gut 15 Stunden gestanden...

Gruß,
Martin

Ich lade auch immer wenn ich zu Hause ankomme/mit "warmem" Akku.
Bisher reichten die 3.7kW aus einer CEE16-Dose, ggf. könnte ich aber auch mit 11kW laden.

Diese Strategie ist konträr der Idee, BEV über die Nacht bei potentiellem Überangebot von Strom zu laden und so das Netz zu stabilisieren.

LG
Klaus

Jein. Wenn man früh nach Hause kommt und nur wenige Kilowattstunden benötigt, dann ja. Ein grundsätzlicher Widerspruch besteht aber nicht, da derlei als Kür und nicht als Pflicht zu verstehen ist.

Wenn eines Tages eine Netzstabilisierung ausgerechnet durch Kleinverbraucher mehr ist als nur eine vage Idee, kann man seine Ladestrategie natürlich daran ausrichten.

Grüße, Egon

Egon schrieb:


Je höher der Ladestrom und je kälter die Akkuzelle ist, umso mehr metallisches Lithium wird beim Laden gebildet. Unter extrem ungünstigen Umständen (sehr hoher Ladestrom bei tiefgekühltem Akku) bis zu 20 Prozent, das heißt einmal falsch geladen -> 20 Prozent dauerhafter Kapazitätsverlust.



Alles korrekt, aber:
Um die angesprochenen 20% (ich bin nicht sicher ob man diesen Wert bei einer Ladung wirklich realisieren kann) zu erreichen, müsste man einen Akku mit mindestens 1-1,5 C laden.
Das schafft man aber mit Hausmitteln wie einfachen Wallboxen nicht. Und DC Schnelllader fangen ohne Steuersignale des BMS mit einem Ladevorgang erst gar nicht an.
Mit 11 KW wird zwar jedes BEV zuerst den Akku temperieren, aber mit diesen 0,2 bis 0,1 C wirst du einen etwa 0 Grad kalten Akku nicht in diesem Ausmaß schädigen. Bei -20 schaut’s natürlich wieder anders aus....

Die angesprochene Kristallisierung ist chemisch nicht zu verhindern und findet bei jedem Ladevorgang statt, aber im Zehntelpromillebereich. Je ungünstiger, desto mehr.

KSR1 schrieb:
Diese Strategie ist konträr der Idee, BEV über die Nacht bei potentiellem Überangebot von Strom zu laden und so das Netz zu stabilisieren.

LG
Klaus

Wenn du den selbst produzierten Strom verwendest, richtest du die Ladezeiten weder am einen, noch am anderen aus.

KSR1 schrieb:
Diese Strategie ist konträr der Idee, BEV über die Nacht bei potentiellem Überangebot von Strom zu laden und so das Netz zu stabilisieren.

LG
Klaus

Hängt ja davon ab, wann man zu Hause ankommt - bei mir war und ist das eigentlich off-peak - BTW - mein Fahrzeug hängt an einem solchen Rundsteuerempfänger, der Netzbetreiber darf also gerne unterbrechen.

Andererseits: Wenn wir vom Wandern nach Hause kommen, wird der Herd oder der Backofen angeworfen, weil wir hungrig sind.

gcf schrieb:
Andererseits: Wenn wir vom Wandern nach Hause kommen, wird der Herd oder der Backofen angeworfen, weil wir hungrig sind.
Und gleichzeitig wird das Auto geladen, weil es am besten für den Akku ist.
Jedenfalls werden die wenigsten Leute Nachts zwischen 1 und 3 Uhr heim kommen und dann das Auto laden.

LG
Klaus

Macht doch keine Probleme, wo keine sind.

Man kann sein Auto laden wann immer man möchte. Es gibt keine Stromknappheit (sonst dürfte man auch nicht kochen oder Wäsche waschen) und es gibt kein Lastmanagement, das mehr als ein Gebäude umfasst. Sollte es irgendwann eines geben oder aufgrund spezieller lokaler Gegebenheiten sinnvoll sein, richtet man sein Ladeverhalten eben daran aus.

Wenn nicht kann man sich daran orientieren, was für den Akku am besten ist. Es spricht aber auch dann nichts dagegen, mit dem Laden erst ein paar Stunden nach dem Heimkommen anzufangen, denn er ist auch dann noch warm. Viele E-Autos kann man so einstellen, dass sie erst zu einem Wunschzeitpunkt den Ladevorgang starten.

Nicht sinnvoll ist lediglich, im Winter ausgerechnet frühmorgens nach kalter Nacht mit dem Laden zu beginnen, wenn der Akku seinen Temperatur-Tiefpunkt erreicht hat. Das war die Kernaussage.

Grüße, Egon

Letzte Woche habe ich zum ersten Mal bewusst eine Ladestation mit integriertem Lastmanagement wahrgenommen.

Es handelte sich um eine öffentliche Ladesäule 2 x Typ2, nominal 2 x 22 kW. Hängt man alleine an einem der beiden Ports, bekommt man tatsächlich die vollen 22 kW.

Sobald aber der andere Port von einem weiteren Auto belegt wird, reduziert diese Ladestation die Leistung und teilt sie auf beide Ladepunkte fifty/fifty auf. Und zwar bis zu einer Gesamtleistung von 28 kW, das heißt maximal 2 x 14 kW. Wird das zweite Auto abgesaftet, bekommt das andere sofort wieder die volle Leistung.

Das ist mir in dieser Form an öffentlichen Ladesäulen noch nicht begegnet. Wenn sie mit 22 kW ausgewiesen sind, liefern sie auf allen Ports die vollen 22 kW. Die heute hat das nicht getan. Vermutlich gibt die Zuleitung an dieser Stelle nicht mehr her, so dass der Betreiber (Stadtwerke) sie entsprechend konfiguriert hat.

An einer weiteren Ladesäule gab es statt der ausgewiesenen 22 kW nur 14,5 kW (3 x 21 A). Auch das ist eher ungewöhnlich. Der Tesla zeigt die vom Ladepunkt übermittelte Maximalleistung schön an, wie auch eine eventuelle dynamische Begrenzung und wenn sich diese ändert.

Weil ich gerade am Tippen bin noch ein anderes Erlebnis: Eine bestimmte Ladesäule an einem öffentlich zugänglichen Platz lässt sich mit jeder beliebigen RFID-Karte freischalten, auch mit ungültigen. Gedacht ist das natürlich anders.

Freigeschaltet mit einer ungültigen RFID gibt es den Strom umsonst. Und schon haben wir die Erklärung, warum dort während der üblichen Bürozeiten immer dasselbe Auto an einem der beiden Ports hängt. Den ganzen Tag lang. Jeden Tag. Limit laut Beschilderung: 3 Stunden. Interessiert aber niemand, weil formal Privatgelände.

Grüße, Egon

Das mit dem Lastmanagement machen die Stadtwerke Stralsund hier, auch auf Rügen, bei allen Säulen. Ich möchte aber meinen, das machen die erst seit sie die Säulen Eichrechtskonform umgebaut haben. Denn die ersten Male als ich den IONIQ dort angesaftet hatte kam meiner Meinung nach immer die volle Leistung.

Ich vermute, dass die Säule die Ladung nur abschalten lässt, wenn die gleiche RFID dran gehalten wird wie beim Starten.
Das wäre gut so.

Gruß
Helmut