Dieser Beitrag wurde zu einem Youtube-Video über LFP in EV gegeben:
Ich schreibe seit 25 Jahren hier und da Software zur Batteriezustandsüberwachung (es ist nichts, was ich dauerhaft mache) und habe je nach tatsächlicher Nutzung der Batterie unterschiedliche Strategien zur Verbesserung der Langzeitgenauigkeit eingesetzt.
Eine Sache, die sich bei Elektrofahrzeugen deutlich von Laptops oder Smartphones unterscheidet, ist, dass sie die meiste Zeit tatsächlich ausgeschaltet sind. Wirklich aus – das Hochvolt-System ist komplett getrennt, alle verbleibenden Schaltkreise laufen über die Niedervolt-Starterbatterie.
Dieser Zustand des „bekannt ausgeschaltet“ ist ein Luxus für ein Batterieüberwachungssystem: Man muss nur die Selbstentladung verfolgen – der Stromfluss in oder aus der Batterie ist definitiv null, sodass keine Messfehler über lange Zeiträume entstehen.
LFP-Batterien haben eine extrem geringe Selbstentladung (typisch 2 % pro Monat bei Raumtemperatur), und die Selbstentladungsrate steigt exponentiell mit der Temperatur. Daher lassen sich ziemlich genaue Daten zur Berechnung der Selbstentladung gewinnen. Die Genauigkeit bei der Überwachung einer ausgeschalteten Batterie über Monate hinweg liegt daher leicht unter 1 %, bei niedrigen Temperaturen sogar noch besser, bei hohen schlechter.
Der Hauptverlust an Genauigkeit entsteht nur während der Einschaltzeiten des Hochvoltsystems – diese sind aber im Vergleich zum ausgeschalteten Zustand kurz (außer bei Taxis). Feste Intervalle wie „jede Woche/jeden Monat auf 100 % aufladen“ scheinen nicht optimal zu sein – eher gilt: Die Genauigkeit der Überwachung nimmt im niedrigen einstelligen Prozentbereich pro 100 Stunden Nutzung ab (ungefähr in dieser Größenordnung).
Wenn man das Auto als Taxi betreibt, sollte man es daher etwa alle zwei Wochen auf 100 % aufladen. Nutzt man das Auto als Pendlerfahrzeug mit ca. einer Stunde täglicher Nutzung, kann man es monatelang im optimalen Ladezustand (um die 50 %) halten, bevor der Genauigkeitsverlust überhaupt eine Rolle spielt.
Die Batterieüberwachungssysteme, die ich programmiert habe, wussten, wie viel Genauigkeit verloren gegangen war – das wäre also ein Wert, den man anzeigen oder bei Überschreiten eines Schwellenwerts eine Warnung auslösen könnte.
Es war immer ein Kampf mit den Marketingabteilungen, die eine einzige Prozentanzeige wollten, obwohl das Batterieüberwachungssystem so viel mehr wusste (Gesundheitszustand, Genauigkeitsverlust, temperaturabhängiger Kapazitätsverlust usw.). Ich denke, da gibt es Verbesserungspotenzial.
Man kann davon ausgehen, dass die Empfehlung im Handbuch, regelmäßig auf 100 % aufzuladen, für ein Worst-Case-Szenario gedacht ist – also z. B. für ein Taxi in einer heißen Stadt: ganztägige Nutzung, Laden in den Pausen (wahrscheinlich Schnellladen im Bereich zwischen 10 % und 60 %, also im Bereich maximaler Ladeleistung), hohe Selbstentladung. Dann soll man laut BYD-Handbuch nach ca. zwei Wochen auf 100 % laden.
Ich habe es nachgeschlagen: Ein Taxi in Shenzhen (dort ist BYD ansässig und hat die LFP-Batterien in realen Autos getestet) fährt durchschnittlich 384 km pro Tag. Man muss also nach etwa 5000 km vollständig aufladen, um die Genauigkeit wiederherzustellen.
Für normale Privatnutzer in Deutschland wären das fast sechs Monate – und vielleicht dann beginnt der Genauigkeitsverlust bei der Selbstentladungsberechnung überhaupt erst relevant zu werden.
Daher wäre es besser, wenn das Handbuch sagen würde: „Bitte nach 5000 km oder 3 Monaten auf 100 % aufladen, je nachdem, was zuerst eintritt.“ Und eigentlich könnte das Infotainmentsystem auch sagen: „Meine interne Berechnung des Genauigkeitsverlusts hat 5 % überschritten, bitte laden Sie beim nächsten Ladevorgang auf 100 %.“
Der Genauigkeitsverlust wird von der Gesamtkapazität abgezogen (zumindest habe ich das so gemacht), sodass man nie plötzlich mit leerer Batterie dasteht – schlimmstenfalls steht man bei 0 %, obwohl die Batterie eigentlich noch nicht ganz leer ist.
Plötzlich leer ist die Batterie nur dann, wenn man sie abends bei Wärme abstellt und sie über Nacht im Winter einfriert. Für LFP-Batterien ist der Kapazitätsverlust bei Kälte im einstelligen Prozentbereich, aber bei gealterten NMC-Batterien ist das ein ernstes Problem.
Als normaler Nutzer gerät man jedoch nie in den Bereich, in dem die Lebensdauer einer LFP-Batterie nicht die Lebensdauer des Autos übersteigt. Bei Taxis hingegen kann das vorkommen – deshalb ist für Taxifahrer das Einhalten eines gesunden Ladebereichs besonders wichtig.
Meine Empfehlung für Taxifahrer: Immer wenn Sie eine Pause haben oder auf einen Auftrag warten, einstecken und bis ca. 60 % laden, und so oft wie im Handbuch empfohlen auf 100 %.
Diese Empfehlungen im Handbuch sind für Taxifahrer geschrieben – also für den schlimmsten Fall für das Batterieüberwachungssystem.
Für normale Nutzer gilt: Keine Sorge, alles gut – aber schließen Sie das Auto nicht ständig zu Hause ans Ladegerät an, es sei denn, Sie können im Auto eine Ladegrenze einstellen (was bei LFP-Fahrzeugen oft nicht möglich ist).