Beiträge von stromorts

    Okay, ich versuche es mal so kurz wie möglich.

    Wenn dann noch Fragen sind kann man ja über Details reden.


    Wenn man wissen möchte wieviel Energie ( in kWh ) in einer Batterie steckt bzw. wieviel elektrische Energie man aus Ihr beziehen Kann muss man das grundsätzlich messen.

    Man nimmt die vollgeladene Batterie und hängt eine regelbare Last dran, so das der Strom der fließt während des Zeitraums von t (Start) bis t(Ende) konstant ist.

    Die Batterie wird also von 100% SoC entladen bis 0% SoC.

    Der Hersteller macht das bei seinen Tests in der Regel mit dem Strom der 1C entspricht, also der einfachen Strom-Kapazität der Batterie.

    Die Dauer des Zeitraums sollte also einer Stunde entsprechen.


    Während dieses Vorgangs wird die Spannung der Batterie ungefähr diesen Verlauf nehmen:

    Li-ion Discharge Voltage Curve Typical.jpg


    Die Elektrische Arbeit berechnet man mit :

    W = P * t ( W = Arbeit in Wattsekunden, P = Leistung in Watt, t = Zeitintervall in Sekunden )

    Es geht also um die Leistung die über einen Bestimmten Zeitraum erbracht wird.


    Elektrische Leistung ist Spannung * Strom:

    P = U*I


    Also W = U*I*t

    Den Strom kennen wir, soll konstant 1C sein über den gesamten Zeitraum.

    Das Zeitinterval kennen wir auch, soll eine Stunde sein.

    Die Spannung ist das Problem hier !!!

    Welche sollen wir nehmen?

    Die 4,2 Volt vom Anfang der Kurve?

    Die 2,75 Volt am Ende? ( Entladeschlussspannung)

    Oder irgendeine frei gewählte dazwischen?


    Geht so nicht!!!!

    Ich denke man sieht im Bild, auch ohne Physikstudium das es so nicht funktioniert.

    Die Formel W = U*I*t gilt nur wenn Strom und Spannung über den gesamten betrachteten Zeitraum konstant sind.


    Wenn Strom oder Spannung ( oder beides ) nicht konstant ist in der Zeitspanne gilt :

    ( nach Wikipedia )


    ElktrArbeitIntegral.png


    Das Integral unserer Ladekurve von t(start) bis t(ende).

    Das Integral einer Funktion enstpricht der Fläche zwischen dem Funktionsgraph und der x-Achse ( wer erinnert sich noch ? ) ;)


    wir müssen das nicht berechnen, der Hersteller hat das mit hinreichender Genauigkeit gemessen.

    Elektronische Lasten können in sehr kurzen Abständen den Strom und die Spannung messen. Dann hat man für dieses kleine Zeitinterval ( seit der letzten Messung ) die Arbeit W = U*I*t.

    In diesem Fall kann man die Formel nehmen weil in dem kurzen Intervall keine Siginifikante Änderung der Spannung stattfindet. Die so gewonnenen Werte werden alle aufaddiert und ergeben dann am Ende die gesamte Energie die aus der Batterie gezogen wurde.


    Jetzt wo man diesen Wert weiß macht man einen Kunstgriff um es Nachahmern zu erleichtern. Man überlegt sich welche Spannung man bräuchte damit man doch die einfache Formel anwenden kann.

    Das ist dann die Nominalspannung des Akku.

    Deswegen gilt in diesem Fall W = U(nominal) * I ( konstanter Entladestrom) * t ( unsere Stunde ) = Energiegehalt in kWh.


    Ich habe die Nominalspannung in der Entladekurve oben grün gestrichelt eingezeichnet. Man kann wohl erkennen das die Fläche unter dieser Linie ( ein Rechteck ) wohl der Fläche unter dem Graphen der Spannung entsprechen wird.

    Die rotgestrichelte Linie ist die Ladeschlussspannung ( also bei SoC 100% ). Man sieht das die Fläche unter dieser Linie deutlich größer ist als die Fläche unter der Spannungskurve.


    Die Nominalspannung ist quasi die aber alle Punkte der Ladekurve im betrachteten Zeitintervall gemittelte Spannung ( der Durchschnittswert ).



    Mit konkreten Zahlen :


    Im Post #197 habe ich die im ioniq Forum geposteten Werte der Batteriezellen verlinkt.


    Es sind Li-Ion NMC Pouch-Zellen von SK Innovation Typ SK 55A :

    dataSK55A.png


    Zwei Parallel und davon dann 192 in Serie , oder 192S2P ( kann man auch in der database im Link in Post #207 nachsehen ).

    Zwei parallel -> 111,2 Ah ; Nominalspannung 3,7 V

    davon 192 in Serie -> 111,2 Ah ; Nominalspannung 710,4 V

    111,2 Ah entspricht 111,2 A * 1 Stunde


    Mit der einfachen Formel:

    W = U*I*t = 710,4 V * 111,2 A * 1h = 78.996,48 Wattstunden oder 79 kWh.


    Das ist die Kapazität eines Akkus den man in der Form aus diesen Zellen zusammenbaut.

    Ich würde das mal als die Bruttokapazität bezeichnen.

    Durch die Einschränkungen die Kia mit den Parametern des BMS hinzufügt ( geringere Ladeschlussspannung; höhere Entladeschlussspannung ) ergibt sich dann die Nettokapazität bzw die nutzbare Energiemenge in kWh.


    Mit den Infos die wir bisher über den AKku haben ( immer vorausgesetzt die stimmen so, sieht aber sehr stark danach aus) kann ich diese vom ADAC veröffentlichten 87 kWh überhaupt nicht nachvollziehen.


    Hoffe das ist jetzt klar geworden.


    Leider doch nicht so kurz wie ich erhofft hatte...

    :D


    Wer es kürzer schafft, kriegt nen Orden.


    Jörg

    Vielen Dank an OlafSt und Storm für die Infos zu den Spannungswerten.


    Da ich seit gestern auch meinen EV6 habe kann ich jetzt selber weiter testen 8)


    Ich hätte aber noch eine Frage an Storm.


    Du schreibst :

    Zitat

    Spannung bei 100% SOC = 796V x 111,2Ah = 88,515kWh

    Spannung bei 4% SOC 649V x 111,2Ah = 72,224kWh

    Was genau meinst Du damit?

    Hoffentlich nicht das Deine Batterie bei 796V einen Energiegehalt von 88 kWh hat ?! :huh:


    Diese Rechnung würde nämlich so nicht funktionieren...


    Kann ich gerne noch mal erläutern, wenn gewünscht! :)

    Fahrzeug heute übernommen.

    Fast genau 14 Monate Wartezeit.

    Ich hatte mit 18 kalkuliert. Also besser als erwartet.


    Übergabe ohne Schnörkel. Kofferraum aufgemacht, hier ist das Ladekabel und der Adapter V2L.

    Den Rest musste ich dem Verkäufer aus der Nase ziehen.

    Darf ich mich darüber beschweren? Nein!

    Ich habe über einen Online-Vermittler mit gutem Rabatt bestellt. Da ist kein roter Teppich vorgesehen ;)


    Ich wünsche allen hier das sie ihr Fahrzeug möglichst bald bekommen.

    Vor allem denen die schon deutlich vor mir bestellt haben!!!

    Auf jeden Fall sind sie sehr plausibel und decken sich mit den bisher gesammelten Infos aus diesem Thread.


    Die 192SP2 Konfiguration ist passend zu den 32 Modulen a 6SP2 die im Video von der Batteriezerlegung zu sehen sind.

    Die 111,2 Ah passen auch zu der Konfiguration -> 2 Zellen a 55,6 Ah parallel ergeben diesen Wert.



    Ich stelle gerade fest das der Rechenweg in meinem letzten Post nicht ganz sauber ist, auch wenn das Ergebnis gleich bleibt.

    Leider kann ich den Post nicht mehr editieren. ( warum ? )


    Egal, dann halt hier:


    Die Nominal-Spannung eines Moduls/Packs ist 6 x Zellenspannung ( 6S2P ) also 22,2 V

    Bei 32 Modulen/Packs ergibt das eine Nominal-Spannung für die Batterie von 32 x 22,2 V = 710,4 V

    Die Nominal-(Energie)Kapazität der Batterie somit 710,4 V x 111,2 Ah = 78996,48 kWh.


    Mich würde mal interessieren wie die Grenzen beim Laden / Entladen bem EV6 sind.

    Beim Entladen wird man wohl deutlich über den 2,75 V ( Zelle ) bzw. 528 V Batterie bleiben.

    Aber bei der Ladeschlussspannung?

    Das Datennblatt der "SK 55A" nennt hier 4,2 V ( Zelle ) , das wären 806,4 V bei der Batterie.


    Hat jemand der einen EV6 mit OBD-Dongle fährt solche Daten mal ausgelesen?

    Da der brutto Wert des Akkus laut kia selbst 87,2 kWh beträgt (wurde durch kia auf Anfrage beim ADAC bestätigt) und 111 ah für den Akku im Kfz Brief aufgeführt ist passt es. Ohne dich angreifen zu wollen. Die Fakten sprechen halt gegen deine Meinung und die Mathematik passt. Daher ist das Thema für mich geklärt. 🫡Die von dir genannte Nominalspannung ist die Nennspannung! ALso die SPannung für die Nettokapazität. Mehr wäre aber dennoch drin. Daher 111,X Ah*Maximalspannung = Bruttokapazität in kWh...Einfachste Physik.

    Ich versuche es mal weiterhin diplomatisch!


    Deine Kenntnisse der Physik und die Anwendung der Formeln sind scheinbar lückenhaft.

    Lies Dich doch mal an entsprechender Stelle in das Thema ein.

    Ich habe es hier auch mit etwas mehr Tiefgang betrachtet:


    Damit Deine Rechnung passt müßte der Akku eine Stunde lang bei einer Stromabgabe von 111,2 A die Spannung von 4.2 Volt halten!

    Wenn Du einen solchen Akku entwickelt hast kriegst du möglicherweise den Nobelpreis.


    Das es für Dich " schon passt" könnte mir ja egal sein.

    Aber bitte verbreite Dein gefährliches Halbwissen nicht weiter öffentlich.

    Das ist nämlich keine "Meinung", das sind Fakten.

    Und da wollen wir doch keine "Alternativen". ;)


    Nach allen Informationen die ich habe sind die 87,2 kWh die der ADAC angibt nicht möglich.

    Woher diese Angabe kommt werde ich noch heraus finden.

    Zahlendreher? Übersetzungsfehler?


    Wer nicht fragt bleibt dumm...


    Gruss


    Jörg

    Ja die nominal Spannung... Aber Wir fahren halt ein 800 Volt Fahrzeug. ;)


    AUßerdem leigt die nominal Spannung wahl knapp unter 700 Volt hatte ich mal irgendwo gelesen. Womit man genau auf die 77,4 kWh Netto kommt.

    Irgenwie habe ich das Gefühl das Du da ein paar Sachen durcheinander wirfst.


    Die Nominal-Spannung ist genau der relevante Wert hier.

    Nominal-Spannung mal Nominal-Kapazität ( Stromkapazität unter Standard-Bedingungen ( Datenblatt ) in Ah ) ergibt die Nominal-Energiekapazität ( in Wh ).

    Du kannst nicht einfach die Maximal-Spannung ( Ladeschlussspannung ) nehmen die nach voller Ladung kurz vorhanden ist.


    Hier mal der Spannungsverlauf eines Li-Po Akkus unter Standardbedingungen:



    Li-ion Discharge Voltage Curve Typical.jpg


    Da sieht man das das keinen Sinn macht.


    Aber wie schon erwähnt ist das eigentlich keine Diskussion für diesen Thread.

    In dem von mir verlinkten Thread habe ich noch mehr Infos gesammelt.

    Dort möchte ich auch das Gerücht von 87 kWH Bruttokapazität auflösen.

    Freue mich über jeden der dort sein Wissen ( Fakten bitte ! ) einbringt.


    Schönen Sonntag noch


    Jörg

    Stimmt Andreas, die Ladeschlussspannung ist 4,2 V.

    Wird vom BMS überwacht.

    Die ist aber für die Berechnung nicht wirklich relevant.


    Der Hersteller der Batterie gibt im Datenblatt die Ah der Batterie an ( Stromkapazität ).

    Er gibt auch die Randbedingungen vor , welche Temperatur, welcher Strom etc.


    Wenn man das testen/nachvollziehen möchte muss man die Batterie nach Datenblatt volladen.

    Also einen Standard-Charge bis zur Ladeschlussspannung und dann mit fallendem Strom weiter bis zum Wert der im Datenblatt angegeben ist.

    Danach kann man dann eine Entladung nach Datenblatt vornehmen, Standard Discharge.

    Die Batterie muss dann den Strom nach Datenblatt so lange liefern bis die angegeben Ah erfüllt sind.

    Beispiel Batterie mit 50 Ah, Entladestrom nach Datenblatt 25 A, dann muss die Batterie das 2 Stunden liefern bevor sie unter die Entladeschlussspannung fällt.


    Mit den Kilowattstunden ist es in bisschen aufwändiger.

    Die elektrische Leistung ist ja das Produkt von Spannung und Strom. Da die Spannung aber bei der Entladung kontinuierlich sinkt muss man in kurzen Abständen die Spannung und den Strom messen.

    Das mit der Zeit multiplizert die seit der letzten Messung vergangen ist gibt dann die Energie die in diesem Zeitraum von der Batterie geliefert wurde in Wattsekunden oder Wattstunden.

    Die Summe dieser ganzen Werte ist dann die komlette Energie die bis zum Entladeschluss entnommen wurde.

    Der Hersteller macht natürlich so eine Messung. Das Ergebnis ist dann die Nominalkapazität ( Energiekapazität ).

    Die teilt er dann durch die Ah ( Stromkapazität ) und das ergibt dann die Nominalspannung.


    Aufgrund der Form der Entladekurve nach Standard-Bedingungen ( standard discharge curve ) liegt die Nominalspannung meistens ziemlich mittig.


    Li-ion Discharge Voltage Curve Typical.jpg


    Umgekehrt kann man dann natürlich mit den Werten aus dem Datenblatt die Nominal-Kapazität ( Energiekapazität ) errechnen.

    Das habe ich oben gemacht.


    32 Module x 12 Zellen = 384 Zellen

    384 x 55.6 Ah = 21350,4 Ah

    Jetzt noch mit der Nominalspannung multiplizert

    3.7 V x 21350,4 Ah = 78996.48 Wh -> ca 79 kWh


    Ich hoffe jetzt ist es besser nachvollziehbar.


    Grüße


    Jörg

    Ich löse dann mal auf. :P


    111,1 Ah * 800 Volt / 1000 = ca. 88 kWh.... Dürfte die Bruttokapazität des Akkus sein. Wahrscheinlich liegt die Gesamtzellspannung nicht exakt bei 800 Volt, sondern irgendwo bei 780-790 Volt, dann kommt man auch ziemlich genau auf die kommunizierten 87,4 kWh.

    Ich kann die Rechnung immer noch nicht nachvollziehen.


    Die Batterie hat 32 Module in den 12 Zellen in 2P6S Konfiguration stecken.

    Also nominale Spannung von 710 Volt.

    Multiplizert mit den 111.2 Ah gäbe das knapp 79 kWh.


    ich weiß aber auch nicht warum die 111.2 Ah in den Zulassungspapieren stehen und was sie wirklich bedeuten.


    Da das alles hier ziemlich OT ist kann die Diskussion gerne hier weitergehen :