Lebensdauer E-Akku beim PHEV

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    • Lebensdauer E-Akku beim PHEV

      Hallo zusammen,

      ich hab ja schon jede Menge über die Haltbarkeit von HV-Batterien im PHEV gelesen. Aufgrund der geringen Größe ist die Nutzung im Vergleich zum EV ja deutlich intensiver. Vor dem Kauf habe ich auch kaum Informationen gefunden, wie stark die Batterie im HEV Modus genutzt wird. Von daher war ich sehr gespannt wie sich der XCeed PHEV in der Praxis bewährt.

      Die gute Nachricht vorweg: Nach gut einem Jahr und ca. 20.000 elektrischer Kilometer habe ich bislang noch keinen Kapazitätsverlust feststellen können.

      Die Daten dazu habe ich aus dem Batteriemanagement über die OBD2 Schnittstelle ausgelesen. Da sind es mittlerweile über 400 Ladezyklen (ca. 10000 Ah geladen / 24,7 Ah Akkukapazität). Darin enthalten ist auch die Nutzung des E-Motors im Hybridbetrieb und neben der Ladung am Netz auch die Ladung im Hybridbetrieb. Die Kilometer sind einfach die Anzahl Ladezyklen mal 50 Km Reichweite. Das ist natürlich nur ein Rechenwert und mehr als die rein elektrisch gefahren Kilometer.

      (Die 50 Kilometer als Rechenwert sind dabei sehr konservativ angesetzt. Die 100% Anzeige im Fahrzeug steht nach meinem Wissen für nur 23,5 Ah und bei 16% schaltet sich spätestens der EV-Modus ab. Also beträgt die für den EV Modus nutzbare Kapazität der Batterie nur 80% der Gesamtkapazität. Bei 50 km pro Ladezyklus entspricht das dann 40 Kilometern Reichweite im EV Betrieb bei vollgeladenen Akku. Real schaffe ich aber meist 45 bis 50 Km auf der Landstraße. Selbst im Winter bei -10 Grad hab ich die 40 Km noch locker geschafft).

      Wenn ich die Daten so hochrechne und ca. 3000 Zyklen ansetze komme ich bei meiner jetzigen (intensiven) Nutzung auf eine Haltbarkeit von mindestens 7 Jahren. Wie sehen Eure Erfahrungen bislang aus?
      XCeed PHEV Spirit (2020) mit optionalen 18" Felgen sowie Navi- und Technologie-Paket
    • Nun habe ich die erste leichte Kapazitätsänderung feststellen können. Nach ca. 720 Vollzyklen zeigt er 0,1 Ah weniger als zu Anfang an. Da die maximal genutzte Kapazität 23,5 Ah betrug, die Akkukapazität allerdings 24,7 Ah betragen sollte, entspricht das einem Verlust von ca. 5 % auf die echte Kapazität (1-(23,4/24,7)). Danach sollte ich bei 3000 Zyklen noch knapp 80% haben.

      Auf die Reichweite hat das noch keinen Einfluss, aber der Puffer scheint aufgebraucht zu sein.
      XCeed PHEV Spirit (2020) mit optionalen 18" Felgen sowie Navi- und Technologie-Paket
    • Die 24,7 Ah entsprechen den 8,9 kWh bei 360 V aus der Beschreibung, die 23,5 entsprechen der 100% Anzeige. Das ist auch bei den anderen Kia und Hyundai PHEV mit dem gleichen Antriebsstrang so. Mehr als 23,5 Ah lassen sich einfach nicht laden. Da jeder Akku altert ist es auch zwingend, dass da eine Reserve ist. Ansonsten könnte die Kapazität nicht so lange bei 100% bleiben.
      XCeed PHEV Spirit (2020) mit optionalen 18" Felgen sowie Navi- und Technologie-Paket
    • Zeit für ein Update:

      Die App PHEV Watchdog hat mir nun einen deutlicheren Kapazitätsverlust angezeigt. Bei genauerem Hinsehen stimmen aber die Annahmen über die Akkukapazität nicht.

      Der Programmierer ist von 8,9 kWh ausgegangen. Kia beendet den Ladevorgang bei 95% Ladestand (Die Anzeige im Display steht dann auf 100%.) Damit wären ca. 8,5 kWh nutzbar.

      Wenn man die Kapazität von LiPo-Akkus betrachtet, ist es sinnvoll die Ladung in Ah zu betrachten. Bei der Leistung spielt der Innenwiderstand eine große Rolle, insbesondere bei hohen Strömen. (Bei der Fahrt kommen über 100A vor. Das führt zu Energieverlusten - der Akku erwärmt sich stark.) Betrachtet man indes nur die Ladung (Ah) fällt dieser betriebsbedingte Faktor weg.

      Bei einer Nennspannung von 360V und 8,9 kWh (Angabe von Kia) ergibt sich eine maximale Ladung von 24,7 Ah. Bei 8,5 kWh wären dass 23,5 Ah.
      Nun hat mir die App einen SOH von 94,5% (entspricht 22,2 Ah) angezeigt und gleichzeitig einen Ladestand von 23,5 Ah. Die Werte können also nicht stimmen.

      Ich hab dann mit der App Carscanner mal direkt Daten des Batterie-Management-Systems (BMS) ausgelesen. Dort findet man z. B. einen Zähler über die zugeführte Ladung (in Ah) über die gesamte Lebensdauer des Akkus (Weitere Zähler gibt es für die Entladung (Ah) sowie die Energiemengen Ladung/Entladung in kWh).
      Ebenso gibt es Daten über den aktuellen Ladestand und die Zellspannungen.

      Ich habe dann einen Ladevorgang geloggt. Die Erhöhung der Ladung ist proportional zum Ladestand im BMS. Die Ladung endet tatsächlich bei einem Ladestand von 95% (BMS). Die Anzeige im Fahrzeug steht dann bei 100%.

      Geladen habe ich von 20-95% (BMS) und die Differenz im Ladungszähler extrapoliert. Damit komme ich auf eine geschätzte Kapazität von ca. 25,5 Ah zum jetzigen Zeitpunkt.

      Ich gehe daher davon aus, dass sich die Angabe von 8,9 kWh (24,7 Ah) von Kia auf die 100 % in der Anzeige bezieht und somit 95% der echten Kapazität entspricht. Das würde dann einer realen Kapazität (100% BMS) von 26 Ah entsprechen.
      Wenn ich die Daten in die App einsetze, macht die Anzeige wieder Sinn, weil die von mir geschätzten 25,5 Ah dann einem SOH von ca. 98% bezogen auf die 26 Ah entsprechen. Der berechnete SOH schwankt ohnehin etwas und kann in der Regel nur grob abgeschätzt werden. (Um die Kapazität genau zu bestimmen, müsste man die HV-Batterie mit einer externen Messung vollgeladenen unter Normbedingungen auf 0% entladen.)

      Aus der Tatsache, dass der Akku nach 800 Zyklen noch über der angegebenen Kapazität liegt folgt auch, dass der Akku mit Puffer ausgeliefert wurde. (Im Internet findet man oft eine Größe von etwas über 10 kWh genannt, wobei ich dazu keine offizielle Quelle dazu gefunden habe.)
      XCeed PHEV Spirit (2020) mit optionalen 18" Felgen sowie Navi- und Technologie-Paket