Schnellladung und Lebensdauer von Lithium-Ionen Akkus



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muenchen-smart

Neues Mitglied
14.11.2012
3
Hallo allerseits,

Ich hatte eine Probefahrt mit dem smart Electric Drive, und bin echt schwer begeistert.

Folgende Fragestellung geht mir nicht aus dem Kopf:

Der smart Electric Drive bietet ja die 22 kW-Bordlader Schnellladefunktion.
Ich überlege mir die "zu erwartende Lebensdauer", wenn der Akku mit 22 kW-Bordlader, - oder Normal über die 220 V Haus Steckdose aufgeladen wird.

Ich kann mir nicht vorstellen, dass wenn so ein Akku 10 Jahre alt ist, und er wurde ÜBERWIEGEND mit 22 kW-Bordlader in 1 Stunde voll geladen, dass das den Akku MEHR BELASTET, als wenn der Akku immer gemütlich in 6 Stunden zuhause aufgeladen wurde.

Ich könnte mir vorstellen, dass wenn ich den Akku 10 x zuhause in 6 Stunden lade, und 1 x mit 22 kW-Bordlader in 1 Stunde, das das sogar gesund sein "könnte" für den Akku.

Immerhin gehen da mit 400 V eine große Menge Energie in relativ kurzer Zeit in den Akku hinein.

Da Schnellladungen ja auf die Lebensdauer eines Akkus sich nicht positiv auswirken.

Es wird zwar überall beteuert, dass die Schnellladung dem Akku nicht schadet, bzw. nicht schaden "sollte" – aber vom gesunden Menschenverstand her, ist es ein erheblicher Unterschied, ob ich die 6fache Menge an Energie in der gleichen Zeit in den Akku rein pumpe zum aufladen, als "normal".

Es ist klar, die Zeit heute ist schnelllebig, und alles muss immer schnell gehen, und da steht gerne dann mal das Ergebnis im vorhinein fest, und die Erklärung wird erst hinterher gestrickt.

Mich interessiert der technische Aspekt rein auf die Lebensdauer, dass es besser sein müsste für den Akku, wenn er gemütlich langsam geladen wird.
Ich gehe auch davon aus, wenn mein Elektroauto in meiner Tiefgarage steht, und dort sehr zivile Temperaturen herrschen, dies ganz nebenbei dem Akku nicht gerade schädlich ist.

Würde ein Elektroauto im sommer unter der sonne auf der Straße stehen und nachts im Winter auf der Straße alles auf -10 Grad auskühlt,
dieses rauf und runter diese Temperaturschwankungen werden dem Akku sicher nebenbei nicht gerade hilfreich sein.

Viele Grüße
 

trimaransegler

Aktives Mitglied
13.09.2009
390
Es gibt mittlerweile neuere Erkenntnisse - decken sich auch mit meinen Erfahrungen - dass Li-Akkus schon recht hohe Ströme brauchen, um die Chemie richtig in Gang zu bekommen. Ausschließlich langsames Laden ist nicht unbedingt gut. Aber beim Fahren treten ja viel höhere Ströme auf, deshalb schläft die Chemie natürlich nicht komplett ein.

Aber auch da gibt es unterschiedliche Philosophien. Meine Erfahrung ( über 170000 e. km) zeigt, dass Fahren und Laden (mit recht hohen Strömen) die Akkuleistung verbessert. Wie die Lebensdauer auf zehn Jahre aussieht, weiß keiner. Vor zehn Jahren waren NiCD-Akkus der Stand der Technik
 

Eba_M

Mitglied
06.09.2008
192
Bei einer Ladeleistung von 1C kann man noch nicht von Schnellladung sprechen. Sollte daher auch für die Batterie nicht schädlich sein, wenn mal gelegentlich die volle Ladeleistung nutzt.

Über Nacht wird man mit wesentlich geringer Ladeleistung auskommen.

lg

Eberhard
 

Bernd Schlueter

Bekanntes Mitglied
10.12.2004
10.138
Man kann die Batterien verschieden bauen, für hohe oder ausreichende, zuweilen auch nicht ausreichende Belastbarkeit . Auch eine Kostenfrage. Der Smart, das Fahrverhalten auf der Ecartec war wirklich gut, ist offensichtlich für hohe Belastbarkeit gebaut. 22kw sind gegenüber der hohen Belastung beim Beschleunigen nicht hoch.
Endgültig kann man noch wenig sagen zu Langzeiterfahrungen, wenn die Erprobungszeiten noch im Gange sind. Irgendwo sind auch Smartfahrer Testkaninchen.
Dreizack hat sich sicherlich nicht lumpen lassen und vielversprechende Batterieentwickler und -technologie nach Stugge geholt.
Ja, hat Spaß gemacht, die Kiste. Eimief war auch nicht schlecht.
 

Michael H-A

Aktives Mitglied
02.07.2006
332
Da müsste man genauer die Zellen betrachten, um die es geht.
Für die von mir verbauten Zellen (130Ah) steht im Datenblatt 1C als max. Ladestrom.
Das bedeutet bei einer Ladeendspannung von 162V (45 Zellen, max. 3,6V), dass 21kW in die Batterie gepumpt werden dürfen und die Zelle erreicht die vom Hersteller vorgegebene Zyklenzahl.

Natürlich wird es der Zelle besser ergehen, wenn Du das Maximum nicht ausreizt.
Wir laden in der Regel mit 12A, was nicht einmal 0.1C ausmacht.
Viel wichtiger ist es für die Lebensdauer, vom oberen und unteren Ende der Ladekurve entfernt zu bleiben.

Bei Minusgraden darf unsere Zelle nicht geladen werden, was damit zusammenhängt, dass sich Lithium an einem der Pole "ablagert/sammelt" und damit die Kapazität verringert.

Entladen ist dagegen bis -20°C kein Problem.
 

Joe-Hotzi

Aktives Mitglied
01.08.2011
553
Es ist ein in den Medien verbreiteter Irrglaube, dass derzeit verfügbare Ladetechnik bis 22kW im Elektroauto die Akkus schädigt. Fast alle Zellen sind mit 0,5 bis 1C als "Normalladung" vom Hersteller spezifiziert. Das bedeutet zumindest bei größeren Batteriekapazitäten (schon im Hotzi sind ja nominell >10kWh installiert, im Smart ED III sind es 17kWh), dass man eigentlich ohne Drehstrom weit unterhalb der Normalladung lädt!

Die 22kW (wobei ich bezweifele, dass der Lader wirklich 22kW abgibt, außerdem kann er heruntergegelt werden) beim ED III sind etwas über 1C - also wohl kaum lebensdauerschädigend und eigentlich eher als "beschleunigte Ladung" zu bezeichnen. "Schnellladung" wäre dann derzeit nur CHAdeMO: http://de.wikipedia.org/wiki/CHAdeMO mit bis zu 62,5kW (!!!) Ladeleistung. Ist aber eben in Deutschland noch nicht flächendeckend verfügbar.

Nach dem, was ich über die Li-Tec-Zellen (die die Deutsche Accumotive für den ED III konfektioniert) gelesen habe, sind die Zellen länger als für ein Autoleben konzipiert und getestet. Ich hätte keine Sorge und würde immer den Drehstromlader ordern. Schade nur, dass es nicht eine preiswertere 11kW-Version standartmäßig gibt. Die Ladezeitverlängerung gegenüber 22kW wäre sicher zu verschmerzen, die Akzeptanz, auch längere Strecken zu fahren, bei 2-3h Ladedauer sicher deutlich höher.
 

cephalotus

Mitglied
01.11.2006
75
Es gibt mittlerweile neuere Erkenntnisse - decken sich auch mit meinen Erfahrungen - dass Li-Akkus schon recht hohe Ströme brauchen, um die Chemie richtig in Gang zu bekommen. Ausschließlich langsames Laden ist nicht unbedingt gut.

Gibt es dazu auch eine Erklärung.

Alterungseffekte sind bei Li-Ionen Akkus v.a. Oxidationsprozesse an Elektroden sowie Elektrolyt sowie mechanische Stress an Elektroden durch Volumenänderung bei der Interkalation der Li-Atome.

Bei Schnelladung erhöht sich der mechanische Stress (inbeondere bei den Extremzuständen des DOD), außerdem wird die Zelle stärker thermisch belastet, beides reduziert die Lebensdauer theoretisch, in der Praxis hängt das vom Zellenaufbau ab, ob das überhaupt relevant ist. Eine pauschale Aussage dazu ist nicht möglich.

Der Innenwiderstand eines Li-Ionen Akkus beim Laden wird durch die SEI Schicht an der Graphitanode massgeblich bestimmt sowie durch die Ionenleifähigkeit des Elektrolyten.
Wie eine Schnellladung den Innenwiderstand eines Li-Ionnen Akkus mit klassischer Graphit Anode verringern soll ist mir daher nicht klar.

Bei Nickelakkus geschieht das tatsächlich und zwar primär durch das Aufbrechen gröberer Nickelstrukturen, zu Belisäure vermnag ich nichts zu sagen...
 

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