Technisch nutzbare Kapazität aus Spannung berechnen

Diskutiere Technisch nutzbare Kapazität aus Spannung berechnen im Akkus, Batteriemanagement (BMS), Ladegeräte Forum im Bereich Diskussionen; Hallo, kann man bei einem neuen Akku aus Ladeschlussspannung und Entladeschlussspannung auf die effektiv für den Fahrbetrieb nutzbare Kapazität...
lusi22

lusi22

Mitglied seit
09.04.2017
Beiträge
1.821
Ort
Erzgebirge
Details E-Antrieb
Bafang_MaxDrive Bosch_CX Brose_sMag/BMZ
Hallo,

kann man bei einem neuen Akku aus Ladeschlussspannung und Entladeschlussspannung auf die effektiv für den Fahrbetrieb nutzbare Kapazität schliessen?
Wenn ja, wie gross wäre der Unterschied in Wh bei unterschiedlichen Entladeschlussspannungen zu erwarten

Herstellerangabe zum Akku: 37V 20Ah 750Wh (21700/10s4p)
Aktuell lädt der Akku bis 41,3V und die Abschaltung erfolgt bei einer Last von 3A bei 33,2V. Im Leerlauf beträgt die Spannung dann 33,7V. Wobei ich eine nutzbare Kapazität um die 630Wh schätze.
Mit wieviel mehr Wh könnte ich bei einer Entladeschlussspannung von 30V rechnen?
Für die Zellen sind 3.0V doch sicher auch noch nicht schädlich, zumal der Hersteller 2,5V als Entladeschlussspannung angibt und auch Diagramme zeigen, dass diese Zellen erst bei 3,0V beginnen stark einzubrechen.

Was haltet ihr generell von der vom Hersteller gesetzten Systemabschaltung bei 33,2V. Gerechtfertigt, oder Verschwendung von Energiereserve? Immerhin ist der Akku kein Leichtgewicht und fehlende 120Wh auch kein Pappenstiel. Sowas fahren manche ja als Extender spazieren.

Die Lusi
 
B

Beni99

Mitglied seit
31.08.2017
Beiträge
210
kann man bei einem neuen Akku aus Ladeschlussspannung und Entladeschlussspannung auf die effektiv für den Fahrbetrieb nutzbare Kapazität schliessen?
Nein. Am einfachsten geht das mit einem Wattmeter das die eingeladene Leistung anzeigt. Z.Bsp. so etwas.
Mit wieviel mehr Wh könnte ich bei einer Entladeschlussspannung von 30V rechnen?
Ich weiss nicht was für Zellen bei Dir verbaut sind. Bei den Samsung 35e die ich habe, ist die Differenz zwischen 33V - 30V ungefähr 25% von der nutzbaren Kapazität. Dies ist ein typisches Verhalten von hochkapazitiven Zellen. Bei deinen Zellen wird das ähnlich sein.
Systemabschaltung bei 33,2V. Gerechtfertigt, oder Verschwendung von Energiereserve?
Ich kenne den von Dir verwendeteten Antrieb nicht, halte aber die gewählte Abschaltspannung von 33.2V für zu hoch. Ich habe bei meinen Systemen auf 30V eingestellt.
 
Tommmi

Tommmi

Mitglied seit
20.10.2012
Beiträge
3.731
Ort
27721 Ritterhude
Die volle 750wh bekommst eher nur wenn Du bis 25V runter gehst. Das macht natürlich niemand, wird aber meist für Herstellerangabe herangezogen.
Die 33V sind mit der niedrigen Stromabnahme ok. Wenn da mit 15A rangehst dürfte der Akku auch schon die 30V anticken. Deine Lebenserwartung des Akkus freut es jedenfalls wenn Du nicht weiter runter gehst.
 
Empathiker

Empathiker

Mitglied seit
23.06.2014
Beiträge
3.316
Ort
23683 Lübecker Bucht
Details E-Antrieb
Cute 100, Front-Keyde, Bafang, Q100CST
@lusi22

Ich orientiere mich an meiner selbst ermittelten Liste, die kommt ganz gut hin. Ich messe am Ende einer Fahrt, also ohne Last. Meine Zellen werden normalerweise bis 3A pro Zelle belastet.

Bei Zellen, die bis 2,5V spezifiziert sind wie meine Samsung Q30, rechne ich im Geiste ca. 10% basierend auf der Gesamtkapa hinzu.

Bei Dampfakku.de kannst du die Zellenspannungen und nutzbaren Kapazitäten auch unter Last recherchieren
 

Anhänge

Zuletzt bearbeitet:
Rutzki73

Rutzki73

gewerblich
Mitglied seit
23.07.2015
Beiträge
880
Ort
Berlin
Einige Hersteller, wie Bosch bspw. verwenden keine Kapazität als Angabe, sondern die Gesamteenergiemenge wie bspw. 500 Wh.
In den meisten Akkus 10S4P sind INR18650-35E verbraut, also 10S4P. Berechnet man die die Wh mit 37V, so kommt man auf ca. 500Wh.
Die Nennkapazität einer Akkuzelle wird von den meisten Herstellern mit Bedingungen verknüpft, die kaum mit dem "realen Leben" zu tun haben.
Wir nehmen bspw. die typische Kapazität einer Akkuzelle (die ist in der Regel hoher als die minimale Kapazität) aber verwenden die niedrige Spannung von 3,6V als Berechnung der Wh.
Am Ende ist die reale Nutzbare Energiemenge in Wh immer kleiner, denn:
1. Das BMS schaltet vor der Entladeschlussspannung der Akkuzelle ab.
2. Verluste in Form von Wärme vom Akku bis zum Motor über den Controller.
3. Hohere Lasten im normalen Gebrauch im Vergleich zu den Messbedingungen des Herstellers der Akkuzellen.
 
lusi22

lusi22

Mitglied seit
09.04.2017
Beiträge
1.821
Ort
Erzgebirge
Details E-Antrieb
Bafang_MaxDrive Bosch_CX Brose_sMag/BMZ
Ich weiss nicht was für Zellen bei Dir verbaut sind. Bei den Samsung 35e die ich habe, ist die Differenz zwischen 33V - 30V ungefähr 25% von der nutzbaren Kapazität.
Was verbaut ist weiss ich leider auch nicht, ich denke mal es handelt sich um BMZ 21700 50EL.

Die volle 750wh bekommst eher nur wenn Du bis 25V runter gehst. Das macht natürlich niemand, wird aber meist für Herstellerangabe herangezogen.
Das ist natürlich klar und unter 30V kommt den Datenblättern nach eh nicht mehr viel. Nur die von mir ermittelten fehlenden 16-18% finde ich schon etwas reichlich bemessen. Bei Abschaltung zeigt das System 10% Restkapazität an. Würde das System bei 0-1% abschalten fände ich dies vollkommen akzeptabel. Es verblieben dann 6-8% tatsächlich im Akku und es wären 700Wh nutzbar.


Deine Lebenserwartung des Akkus freut es jedenfalls wenn Du nicht weiter runter gehst.
Das mag für den Hersteller gut sein wegen Garantieansprüchen. Ich würde aber doch gern einen neuen Akku nahezu vollständig nutzen können. Wenn man so zu findenden Lebensdaueraussagen vertraut dürfte die Verlängerung der Lebenszeit nicht gross ins Gewicht fallen sofern man über 30V bleibt? Immerhin beginnt ja erst darunter das vollständige entladen der Zellen.

Danke schon mal für eure Antworten. Sie geben schon mal einen schönen Anhaltspunkt und zeigen dass 700Wh rausholen eigentlich kein Problem darstellen sollten.
 
lusi22

lusi22

Mitglied seit
09.04.2017
Beiträge
1.821
Ort
Erzgebirge
Details E-Antrieb
Bafang_MaxDrive Bosch_CX Brose_sMag/BMZ
Einige Hersteller, wie Bosch bspw. verwenden keine Kapazität als Angabe, sondern die Gesamteenergiemenge wie bspw. 500 Wh.
Das gute daran, bei Bosch stimmt diese Angabe sogar nahezu und die Abweichung liegt Neu unter 3%.
 
Tommmi

Tommmi

Mitglied seit
20.10.2012
Beiträge
3.731
Ort
27721 Ritterhude
Wenn man so zu findenden Lebensdaueraussagen vertraut dürfte die Verlängerung der Lebenszeit nicht gross ins Gewicht fallen sofern man über 30V bleibt?
Das habe ich schon mit Bleiakkus (PZS Batterie von Hoppeke) widerlegt. Meine 30 Jahre alte Batterie für die Hausstromversorgung habe ich 2016 wegen Aufrüstung der Kapazität und Betriebsspannung als intakt verkauft.
Lithium Akkus von 2008 und 2009 haben hier bei 30-50% Nutzungsbereich heute noch volle Kapazität.
 
Rutzki73

Rutzki73

gewerblich
Mitglied seit
23.07.2015
Beiträge
880
Ort
Berlin
Das gute daran, bei Bosch stimmt diese Angabe sogar nahezu und die Abweichung liegt Neu unter 3%.
Wenn du der Herr deines Systems bist (wie auch Shimano), so kannst du alle Daten besser ermitteln. Wenn du ein Akku fertigst, der von verschiedenen Systemen benutz wird mit unterschiedlichen Komponenten, so kannst du die Daten nur so ermitteln ,wie vom Hersteller der Akkuzellen veröffentlicht werden.
Allein der Unterschied, ob dein Controller bei 3V, 3,1V, oder sogar 3,3V pro Akkuzelle abschaltet, macht schon einen großen Unterschied...
 
gentlerider

gentlerider

Mitglied seit
04.08.2017
Beiträge
1.154
Ort
MidWest
Details E-Antrieb
BAFANG MaxDrive 48V
Das gute daran, bei Bosch stimmt diese Angabe sogar nahezu und die Abweichung liegt Neu unter 3%.
.
Ja schon aber du hattest doch gleichzeitig festgestellt, wenn ich recht erinnere, daß die 500er gegenüber den 400ern schneller abgebaut haben.
Also gibst unzweifelhaft einen Zusammenhang mit Hochkapazitätszellen und deren offensichtlich eingeschränkte Lebensdauer.
Denkbar etwa daß zu Auslieferungsbeginn die Einstellungen aus taktischen Gründen konservativ eingestellt wurden, um Problemen aus dem Weg zu gehen.
Werkseitig stehen immerhin 4 Jahre Garantie kostenmäßig im Risiko.
 
Zuletzt bearbeitet:
B

Beni99

Mitglied seit
31.08.2017
Beiträge
210
Wie hoch sind deine Zellen belastet, wenn du noch 25% rausholen kannst?
Relativ gering. 1.5-2A, meist noch weniger. Maximal 3.5A. Ich habe den Akku absichtlich gross genug ausgelegt (10S7P) um dies so nutzen zu können. Ob dann alles so eintrifft wie angedacht wird die Zukunft zeigen.
 
Empathiker

Empathiker

Mitglied seit
23.06.2014
Beiträge
3.316
Ort
23683 Lübecker Bucht
Details E-Antrieb
Cute 100, Front-Keyde, Bafang, Q100CST
Meine Liste ist auch empirischer Natur. Erfahrung aus zehn Jahren Pedelec-Umbauerei
 
Tommmi

Tommmi

Mitglied seit
20.10.2012
Beiträge
3.731
Ort
27721 Ritterhude
Meine Liste ist auch empirischer Natur. Erfahrung aus zehn Jahren Pedelec-Umbauerei
Das genau ist was zählt. Wickipedia oder Battery University geschreibsel ist für mich alles indiskutabel.
Als ich mit 2 befreundeten Ingenieuren 2010 den ersten Prototyp für die Hausstromversorgung entwickelt und bei mir verbaut habe sind unsere eigenen Erfahrungen in die Lade und Entladetechnik geflossen. Das Teil ist in Diesem Jahr erstmalig kurz ausgefallen, war aber nur eine Glassicherung (y) danach begrüßte mich das Display wieder mit unserem programmiertem "Moin Moin" :D
In Dieser Zeit von 2010 bis heute habe ich viele Hausstromanlagenhersteller Pleite gehen sehen und Batterie Hersteller die die Verträge mit denen kündigten weil die keinen Bock mehr hatten die Batterie Massen zu tauschen.
 
lusi22

lusi22

Mitglied seit
09.04.2017
Beiträge
1.821
Ort
Erzgebirge
Details E-Antrieb
Bafang_MaxDrive Bosch_CX Brose_sMag/BMZ
Ja schon aber du hattest doch gleichzeitig festgestellt, wenn ich recht erinnere, daß die 500er gegenüber den 400ern schneller abgebaut haben.

Ja, das stimmt. in jetzt etwa 4-5tsd km hat der Bosch 500er ungefähr 40Wh verloren, der 400er aus 2014 und etwa selber Kilometerleistung hingegen nur 8Wh. Beide werden regelmässig zwischen 5-100% genutzt.

Dann mal danke für eure Aussagen und ich hoffe dann mal das sehr frühe Abschalten hat eine sehr lange Haltbarkeit zur Folge.
 
Ewi2435

Ewi2435

Mitglied seit
08.06.2015
Beiträge
5.238
Ort
Emstek
Details E-Antrieb
TDCM 48V 20A Bh Bikes Nitro 45km/h S-Pedelec
Ja, das stimmt. in jetzt etwa 4-5tsd km hat der Bosch 500er ungefähr 40Wh verloren, der 400er aus 2014 und etwa selber Kilometerleistung hingegen nur 8Wh. Beide werden regelmässig zwischen 5-100% genutzt.

Dann mal danke für eure Aussagen und ich hoffe dann mal das sehr frühe Abschalten hat eine sehr lange Haltbarkeit zur Folge.
Betrachten sollte man dabei aber wie viel absolut nutzbar ist.

Aus Erfahrung weiß ich das man aus einem 10S4P mit Sanyo GA Zellen 13,4Ah heraus bekommt.
Das gleiche mit den 29E dürfte in Richtung 10,5Ah gehen.

Wenn davon nachher noch 12Ah und 10Ah über bleiben ist da immer noch ein guter Unterschied dazwischen.
 
onemintyulep

onemintyulep

Mitglied seit
23.04.2009
Beiträge
2.987
Ort
Stuttgart
Details E-Antrieb
Trekkingrad-Umbau Heinzmann 24V DC Hinterradmotor
die Abschaltung erfolgt bei einer Last von 3A bei 33,2V
Ich verstehe dich so dass die 33,2V schon unter Last sind. Das ist deutlich zu hoch, vor allem aktuelle Zellen haben untenrum noch nennenswert Kapazität. Verständlich wäre ab 3.1V. Bist du aber sicher dass das nicht das BMS deines Akkus ist, das abschaltet...?
 
lusi22

lusi22

Mitglied seit
09.04.2017
Beiträge
1.821
Ort
Erzgebirge
Details E-Antrieb
Bafang_MaxDrive Bosch_CX Brose_sMag/BMZ
Da bin ich mir ziemlich sicher, da Display und Licht weiterhin funktionieren. Der Akku selbst also aktiv bleibt. Meiner Meinung nach ist es der Controller im Motor der den Vortrieb trennt.
Abschalten war extra unter leichter Last, max. 3A, um es so lang wie möglich hinaus zu zögern. Bei höherer Belastung kam es vor das der Antrieb schon deutlich Früher abschaltete und sich nach kurzer Pause wieder aktivieren lies.
Bei der Testfahrt mit niedriger Last war dies jedoch nicht mehr möglich. Da ich keine Möglichkeit habe selbst an der Software was zu ändern, bleibt wohl nur das monieren beim Hersteller und die Hoffnung auf verbesserte Firmware.

Anscheinend besteht das Problem aber auch bei anderen Rädern mit der Kombination Brose/BMZ: Rotwild - Rotwild (Fullys und Hardtail) RC+/RX+/RE+/RG+/Q1/E1 Besitzer

Gerade Ladevorgang beendet. Verbrauch 716Wh : 1,17= 611Wh.
 
Zuletzt bearbeitet:
onemintyulep

onemintyulep

Mitglied seit
23.04.2009
Beiträge
2.987
Ort
Stuttgart
Details E-Antrieb
Trekkingrad-Umbau Heinzmann 24V DC Hinterradmotor
Zwischen 33V und 30V liegen bei geringer Last noch gut 20% der Kapazität. Schon ein Grund sich aufzuregen 🤨
 
Rutzki73

Rutzki73

gewerblich
Mitglied seit
23.07.2015
Beiträge
880
Ort
Berlin
Es kann ja sein, dass diese "fruhzeitige" Abschaltung mit einem "Versprechen" hinsichtlich der Lebensdauer verknüpft?
Vielleicht wärmt sich der Controller bei niedriger Akkuspannung und der Temperatursensor schaltet irgendwann ab?!
 
Thema:

Technisch nutzbare Kapazität aus Spannung berechnen

Oben