Akku-Lebensdauer und Ladestand

[dominik]

Die meisten BMS beginnen das balancieren der Zellen wenn der Akku kurz vor voll ist, das wird bei längerem am Ladegerät hängen bei 100% auf jeden Fall so sein. Ob der Ray jetzt schon bei 90% balanciert weiß noch keiner.

Ich habe vor 4 Jahre angefangen mir einem damals 7Jahre alten Roller mit eigenem Akku und frei einstellbarem BMS nach meinen Wünschen aufzubauen.
Das hat außer der Zellchemie NMC des Akkus sonst wenig mit dem Ray gemeinsam.

[didithekid]

Hallo toto,

in Deinem Ray 7.7 wird ein 24s Lithium-Ionen-Akku drin verbaut sein. Wie dominik ja schon geschrieben hat, geben die Hersteller der Batterie-Zellen die Akku-Kapazität für den zugelassenen Spannungsbereich der LiIon-Zellen an, von voll bei 4,2 Volt bis leer bei 2,5 Volt. Im Fahrzeug genutzt wird aber nur der Bereich 4,15 Volt bis hinunter auf 3,2V; 3,1V oder 3,0 Volt. Es kann beim Ray 7.7 noch weiter eingeschränkt sein, um die Akkulebensdauer zu sichern.
Mit den 24 in Serie geschalteten Zellensträngen mal der Zellenspannung ergibt sich ein Nutzungsbereich von knapp 100 Volt bis hinunter auf 77 Volt, mit einer Mittellage (Nennspannung) bei 89 Volt. Nutzbar soll da eine Kapazität von 87 Ah sein, was für gut 100 km Autobahn reicht, wenn man den Akku leer fährt.
Deine Nutzung 80% auf 50% ist natürlich sehr schonend für den Akku, insbesondere dass nicht in die Tiefe entladen wird. Wenn Du allerdings nie hinauf bis zu 100% volllädst und selten unter 50% kommst, weiß das BMS irgendwann nicht mehr, ob angezeigte 70% tatsächlich 70% sind und ob der Ray bei 80% aktiv ballancieren kann, weiß ich auch nicht. Die Zellen driften über die Zeit von der Spannung her etwas auseinander und das BMS erledigt den Abgleich auf einheitliche Spannung (Balancieren) in der Regel nahe vor der Volladung bei kleinem Ladestrom.

Die Zellenhersteller geben gut 1.000 Ladezyklen Lebensdauer an, wenn nicht unter 20% entladen wird. Stoppst Du die Entladung schon bei 50% sind vermutlich sogar an die 2.000 Ladezyklen drin (bzw. 4.000 Entladungen bis 50%). Du scheinst also ein Schonprogramm am Laufen zu haben, was dem Akku 240.000 bis 300.000 km Laufleistung mit diesen 60 km-Einzelstrecken über 4.000 Arbeitstage (18 Jahre) sichern soll.

Viele Grüße

Didi

[EEKFZ]

Ich möchte mal so konkret als möglich auf Ihre gestellten Fragen eingehen:

Sollte man also die 80% Ladung auf die Nutzkapazität oder die maximale Kapazität des Akkus beziehen?

Die %-Angaben, die sie häufig in Quellen finden, die sich mit NMC-Akkus beschäftigen (20%/80%), beziehen sich immer auf die Zell-Ebene, also auf die rechnerische maximale Kapazität des Akkus bzw des Akkupacks. In Ihrem Fall also auf 8,78 kWh. Wenn in einer Applikation (z.B. E-Rollerakkupack mit BMS) von einer "nutzbaren Kapazität" die Rede ist, dann ist dies immer ein Hinweis darauf, dass die o.g. max. Kapazität durch Einstellungen im Controller und/oder im BMS "beschnitten" wurde um das Batteriepack zu schonen. Dieses "Beschneiden" findet zum deutlich grösseren Teil an der unteren Spannungsschwelle statt.

Und ist es gesund, den Akku immer nur bis zur Hälfte leer zu fahren?

Die Literatur ist da ziemlich eindeutig: das spielt keine Rolle. Erst ab 20% oder darunter scheint es vielerorts eine "Geschmacksache" zu sein. Bei mir persönlich ist das ganz ähnlich wie bei Ihnen: ich bleibe bis zur nächsten nächtlichen Ladung meist über 50% und gehe fast nie unter 20%. Ausnahmen sind da nur die Fahrten, die ich ganz bewusst runter gehe, weil ich - wie @dominik - ab und zu den Akku einfach im Praxistest überprüfen möchte.

In dem Roller sind NCM Zellen verbaut. Gibt es dort noch so etwas wie einen Memory Effekt oder ist dieser tatsächlich bei modernen Akkus gar nicht mehr vorhanden?

Laut Literatur gibt es den "Memory-Effekt" bei NMC-Chemie nicht und ist mir auch in der Praxis (seit 2013) nie begegnet.


Da ich den Ray 7.7 nur aus dem Internet kenne, kann ich ohne Gewissheit keine konkreteren Aussagen machen. Ihr Ansinnen, in ein tieferes Verständnis des Akkus bei diesem Luxus-Roller (Herzlichen Glückwunsch!) einzutauchen, verstehe und begrüsse ich nicht nur, sondern halte ich gerade in dieser Preisklasse für absolut notwendig. Wenn ich nach kurzer Recherche nicht ganz falsch liege, befindet sich in Ihrem Fahrzeug ein 24S-NMC-Akkupack mit einer Nennspannung von 88,8V (89V angegeben). Unter anderem hier wird er mit der "Ray APP" beworben, die mitunter das folgende Feature bietet: "Akku- und Ladestatus". Ich möchte doch sehr hoffen, dass dieses Feature Ihnen echten Einblick in das Akkupack gibt. Ein Preis von mehr als 12.000€ wäre andernfalls aus meiner Sicht nur dann gerechtfertigt, wenn der Ray fliegen oder kochen könnte.

Nachtrag 06.08.2024, 00:13 Uhr
Ich freue mich sehr, dass sich mein obiger Beitrag in der Erstellung ausgerechnet mit dem von @didithekid zeitlich überschnitten hat und er mit seiner Antwort schneller war. So kann ich meine eigenen Aussagen sogleich überprüfen.

[toto]

Whow, ich bin ehrlich beeindruckt. Hier steckt eine ganze Menge Fachwissen im Forum - vielen Dank euch allen für die ausführlichen Antworten!

...mit einer Mittellage (Nennspannung) bei 89 Volt. Nutzbar soll da eine Kapazität von 87 Ah sein, was für gut 100 km Autobahn reicht, wenn man den Akku leer fährt.

Das ist genau wie es bei mir im Handbuch steht. Wörtlich wird mein Akku so beschrieben: "Hochvolt-Lithium-Ionen-Akku mit NCM 89 V 87 Ah Zellen"
Ich werde also gelegentlich mal bis 100 % laden, um das Balancing auszulösen - klingt sinnvoll.

Da ich den Ray 7.7 nur aus dem Internet kenne, kann ich ohne Gewissheit keine konkreteren Aussagen machen. Ihr Ansinnen, in ein tieferes Verständnis des Akkus bei diesem Luxus-Roller (Herzlichen Glückwunsch!) einzutauchen, verstehe und begrüsse ich nicht nur, sondern halte ich gerade in dieser Preisklasse für absolut notwendig. Wenn ich nach kurzer Recherche nicht ganz falsch liege, befindet sich in Ihrem Fahrzeug ein 24S-NMC-Akkupack mit einer Nennspannung von 88,8V (89V angegeben). Unter anderem hier wird er mit der "Ray APP" beworben, die mitunter das folgende Feature bietet: "Akku- und Ladestatus". Ich möchte doch sehr hoffen, dass dieses Feature Ihnen echten Einblick in das Akkupack gibt. Ein Preis von mehr als 12.000€ wäre andernfalls aus meiner Sicht nur dann gerechtfertigt, wenn der Ray fliegen oder kochen könnte.

Hier wird es fast etwas peinlich, denn der "Luxusroller" entpuppt sich bei näherer Betrachtung als mehr oder weniger solides Gefährt, aber sicher kein Überflieger auf dem Markt der Elektrofahrzeuge.
Meine Entscheidung für den Kauf gerade dieses Modells war ausschliesslich die Kombination einer doch recht hohen Reichweite (angegeben mit 150 km bei moderater Fahrweise) und der Fähigkeit mindestens 120 km/h schnell zu sein.
Weil ich ein Geschwindigkeitsjunkie bin? Nein, weil ein Teilstück meines Berufsweges über einen Autobahnabschnitt führt und da das Tempolimit auf Schweizer Autobahnen bei 120 liegt, war das meine Richtschnur, denn ich halte es für gefährlicher, nicht mit dem normalen Verkehr mithalten zu können und andere zum Überholen zu zwingen, als etwas schneller unterwegs zu sein.
Aus diesen Suchkriterien resultierte der Ray. Und er fährt gut, wirklich gut, da will ich nicht meckern.
Aber er hat seine Schwächen und auch Mängel, die so wohl nicht sein sollten. Wer sich die anschauen möchte, dem empfehle ich diesen Beitrag, an dem ich nun auch teilnehme und der mich dazu bewogen hat, überhaupt hier ins Forum zu kommen: viewtopic.php?f=161&t=41112
Die App versprach viel. Ladeeinstellungen, Alarmanlage, Navigationssystem, aber niemals ein detailliertes Batteriemanagement.
Von den Versprechungen ist inzwischen nun gar nichts mehr übrig geblieben. Durch den Wechsel des Herstellers zu einem anderen Unternehmen ist die App inzwischen stillgelegt worden: viewtopic.php?f=161&t=40777
Bei mir in der Schweiz funktionierte sie aber von Anfang an nicht, da das sogenannte VCU Bauteil ein 2G GSM Modul für die Konnektivität verbaut hat. Dieses Netz wurde aber zwischen 2020 und 2023 in der Schweiz abgerüstet und ist nicht mehr verfügbar - ergo: kein Empfang auf dieser Welle.
Ob mit dem neuen Eigentümer der Marke ein Revival der App kommt, kann man nur hoffen.
Und ob jemals die versprochene VCU4G nachgerüstet wird steht auch in den Sternen.

Bereue ich den Kauf zu diesem hohen Preis?
Keineswegs. Die Fahrleistungen sind Bombe und ich habe genau die Konfiguration, die ich für mein Fahrprofil haben wollte.
Kommt mit meiner gewählten Ausstattung Windschutz und Topcase eher etwas hässlich daher, bietet mir aber alles was ich fürs berufliche Pendeln brauche und ist ein bisschen auch ein Wolf im Schafspelz.

Übrigens fand ich die Preise bei Zero bedeutend teurer. Diese Marke hatte ich bei meiner Suche einbezogen und es war nicht von Anfang an ausgemacht, dass es ein Roller werden soll. Daher ist der Ray für mich immer noch ein guter Kompromiss.

Nachtrag: Natürlich kann ich ein grundsätzliches Lademanagement betreiben. D.h. ich kann die Ladeleistung und die Ladegrenze einstellen, muss das aber am Display des Rollers direkt einstellen.

[Wanderer]

Zu dem Thema Akku ist mir gestern etwas aufgefallen, was vielleicht auch Auswirkungen auf die Lebensdauer haben könnte:
Mein Roller (Futura Classico Li) hat 2 Akkus mit umstecken. Gestern habe ich morgens bei knapp 20°C beide Akkus vollgeladen. Als ich mittags bei gut 30°C umgesteckt habe, fuhr der Roller am Anfang 2km/h schneller als er das morgens bei vollgeladenem Akku tut (beides auf ebener Strecke).
Normalerweise fällt mir das nicht auf, weil nach dem Umstecken auf der Arbeit erst eine 30 km-Zone und dann ein Abschnitt bergauf kommt. Daher habe ich das erst gestern gemerkt, weil ich gestern an einer anderen Stelle umgesteckt hatte.
Nun heißt schneller ja mehr Spannung. Wenn das Ladegerät den Akku morgens auf 84V aufgeladen hat, dann müsste er aufgrund der höheren Geschwindigkeit mittags so 86 bis 87 V gehabt haben.
Ist das realistisch?

Und: schadet das denn nicht dem Akku, wenn er während der Arbeit mit mehr Spannung rumsteht? Ich denke jetzt darüber nach, morgens immer auf halbem Weg umzustecken, so dass beide Akkus während der Arbeit mit 75% Ladezustand stehen, statt einer mit 50% und einer mit 100%.

Viele Grüße
Rolf

[MEroller]

Und: schadet das denn nicht dem Akku, wenn er während der Arbeit mit mehr Spannung rumsteht? Ich denke jetzt darüber nach, morgens immer auf halbem Weg umzustecken, so dass beide Akkus während der Arbeit mit 75% Ladezustand stehen, statt einer mit 50% und einer mit 100%.

Dein Vorschlag ist wirklich besser für die Akkus, lange mit 100% rumstehen mag überhaupt keine Li-Chemie. NOCH besser wäre es, wenn beide Akkus parallel genutzt werden könnten.

[Falcon]

wie definiert man "lang"
eine woche? eine/zwei tage oder paar stunden?

ich lade immer voll über nacht, im laufe von 1-2 (evtl auch 3) tagen stecke ich meine akkus um beim fahren.
rein subjektiv glaube ich, dass das meiner definition von lange entspricht, kann mich aber irren....

vg

[dominik]

....
Nun heißt schneller ja mehr Spannung. Wenn das Ladegerät den Akku morgens auf 84V aufgeladen hat, dann müsste er aufgrund der höheren Geschwindigkeit mittags so 86 bis 87 V gehabt haben.
Ist das realistisch?

Nein.
Es ist de verringerte Innenwiderstand des Alkus bei 30Grad welcher dich Mittags schneller fahren lässt, dadurch sinkt bei Belastung die Spannung nicht so weit ab.

[Wanderer]

Hallo Dominik!

Ja, Du hast recht. Ich habe es folgendermaßen getestet: Ich habe den Akku morgens schneller geladen, so dass er etwas wärmer wurde. Nach dem Losfahren unmittelbar nach dem Laden hatte ich dann 1km/h mehr.
Es ist also definitiv die Temperaturabhängigkeit des Innenwiderstands und keine Überspannung (zum Glück!).

@Falcon: Also meinen Verständnis nach addieren sich einfach die Zeiten, die die Akkus voll herumstehen, über die Lebensdauer der Akkus auf. Wenn ich (wie im letzten Winter) die Akkus abends zum Laden einstecke, so dass sie nachts vielleicht um 2 Uhr voll sind und dann auf der Fahrt zu Arbeit nur einen Akku benutze, dann steht der andere bis nachmittags um sagen wir 6 Uhr voll geladen rum, also 16 Stunden. Da ich die Akkubenutzung durchtausche, ist er nur jeden 2. Tag dran. Trotzdem sind das an (geschätzt) 100 Tagen im Jahr pro Akku (200 Arbeitstage mit dem Roller gefahren, davon die Hälfte) je 16 Stunden gleich 1600 Stunden pro Jahr voll rumgestanden. Dazu kommen an den anderen 100 Tagen noch je 5 Stunden bis ich morgens losfahre. Das macht nochmal 500 Stunden. Zusammen sind das also 2100 Stunden oder ein Vierteljahr, dass jeder Akku voll herumsteht. Das finde ich lang.

Aus dieser Überlegung heraus lade ich inzwischen abends mit Schaltuhr nur noch auf etwa 70 bis 80% und den Rest dann morgens. Seit neustem stecke ich nun auf der Hinfahrt auch noch um, so dass auf der Arbeit auch kein Akku mit mehr als 80% rumsteht.
Ich bin da halt noch am lernen.

Viele Grüße
Rolf

[Simson-Micha]

Um als Anfänger ein Gefühl für die Parameter zu bekommen, die Einfluss auf die Lebensdauer haben, hat mir dieser Online-Rechner sehr geholfen:

https://www.klapszus.de/li-ionen-akku-l ... er-rechner