Inzwischen habe ich gesehen, daß die Kühlmittelpumpe je nach Zelltemperaturen mit unterschiedlicher Leistung läuft. Daher wird eine Berechnung der Lade-Energie nur anhand der von der WB gelieferten Daten weitgehend zur Lotterie mit kleinen oder größeren Fehlern.
Trotzdem sehe ich eine Möglichkeit, den SoH per Ladedaten einigermaßen genau zu bestimmen: nämlich über die Ladezeit bis zum Beginn des Ausgleichs bei 100% SoC in Verbindung mit der Ladeleistung, die in den Akku geht. Für die AC-Maximalstufe "11kW" beim 64kWh-Akku habe ich die Ladeleistung inzwischen während 3 Kalibrierungsladungen per Diagnosetablet beobachtet, und die Schwankungen um den Mittelwert von 9,4 kW sind so gering, daß die SoH-Berechnung nicht merklich verfälscht wird. Daraus resultiert ein zeit-linearer Anstieg der in den Akku geladenen Energie (die unterste "Kurve" in der Grafik)…
KaliLadungen_kW_kWh_SoC%.jpg
… der es ermöglicht, die Lade-Energie via simpler Multiplikation von Ladeleistung und –Zeit bis zum Beginn der Ausgleichsladung(!) zu berechnen.
Während der Ausgleichsladung können noch weitere kWh in den Akku gehen, die aber keinen weiteren Anstieg der Akkuspannung und damit auch keine zusätzliche Energiespeicherung bewirken. Dementsprechend bleibt die SoC-Anzeige bei 100% stehen (siehe rechte obere Ecke der Grafik), obwohl die kumulierte Energie im blauen Kreis weiter ansteigen kann und dieser Anteil quasi im Akku verheizt wird.
Wer den Akku-SoH über die Lade-Energie "berechnen" will, kann also bei konstant(!) maximaler AC-Ladeleistung die Ladedauer bis zum Erreichen der 100% SoC mit 9,4 kW multiplizieren und bekommt so die Energiemenge, die der Akku aufgenommen hat.
Zur Berechnung der Ladekapazität von 0 bis 100% SoC muß dieser Wert durch den Ladehub geteilt werden (Beispiel: Eine Ladung von 7 bis 100% bedeutet einen Ladehub von 0,93).
Die Ermittlung der Ladedauer bis 100% SoC ist dank der vorberechneten Zeit im Lademenü nicht allzu schwierig:
1. Die Uhrzeit des Ladebeginns notieren
2. Ca. 10 Minuten vor der berechneten Lade-Ende-Uhrzeit den aktuellen SoC und die restliche Ladezeit checken (bei verschlossenem MG4 durch Drücken der Fernbedienungs-Kofferraumtaste und Blick aufs Fahrerdisplay)
3. Kurz vor Ablauf der restlichen Ladezeit wieder aufs Fahrerdisplay schauen und die Uhrzeit notieren, wenn der SoC auf 100% springt bzw. die Anzeige zu "... wird ausgeglichen" wechselt
4. Aus den notierten Uhrzeiten von 1 und 3. die Ladedauer in Minuten berechnen.
Die Ladekapazität in kWh berechnet sich dann aus 9,4 kW x Ladedauer / (Ladehub x 60).
Allerdings hat auch der Akku beim Laden und Entladen gewisse Verluste, die mit dem Lade-/ Entlade-Wirkungsgrad beschrieben werden. Für Li-Ion-Akkus mit BMS fand ich im Internet Werte um ca. 0,96.
Mit dieser Annahme berechnet sich die Entladekapazität zu 0,96 x 9,4 kW x Ladedauer (Minuten) / (Ladehub x 60).
Zum Ergebnis addiert man noch den "Notfallpuffer", den Nyland mit 3kWh ermittelt hat (siehe Startpost) und teilt die Summe durch die Nettokapazität des Akkus (61,7 kWh). Das Ergebnis ist der DIY-berechnete SoH.
Diese SoH-Berechnung ist umso genauer, je größer der Ladehub bzw. je niedriger der Start-SoC ist.
Leider gibt es wohl eine kleine Fallgrube bei hoher Zellspannungsdrift zum Ladebeginn RE: 195 mV Zelldifferenz: XP-Akku auf dem Weg zum Garantiefall? :
Unterm Strich scheint die Lade-Energie bei Zelldriften oberhalb ca. 30mV bzw. Akkuspannungen unterhalb ca. 360V quasi verloren zu gehen. Wer die berechnete Lade-Energie entsprechend korrigieren will, braucht ein Diagnosetool bzw. Carscanner: Damit beobachtet man die Zelldrift bzw. Akkuspannung ab dem Ladebeginn so lange, bis Werte unter 30mV bzw. über 360V erreicht werden und notiert die entsprechende Uhrzeit als Ladebeginn (siehe oben Nr.1).
Für AC-Ladeleistungen unter 9,4kW habe ich keine verläßlichen Daten, weil die z.B. von den Einstellmöglichkeiten der Wallbox abhängen.
Die kW-Anzeige im MG4-Display zeigt durch ihre groben Wertestufen, daß die abgelesenen Werte Toleranzen im Bereich von +/- 5% oder mehr haben und daher bei Berechnung des SoH mit entsprechender Vorsicht zu genießen sind.
Mit einem Diagnosetool bzw. Carscanner läßt sich die Ladeleistung wesentlich genauer ermitteln: Einfach den Ladestrom und die Akkuspannung multiplizieren und durch 1000 teilen. Das Ganze 3 mal oder öfter bis maximal 98% SoC machen, und dann kann man anstelle der o.g. 9,4 kW den Mittelwert der Berechnungen für die SoH-Berechnung nehmen.
Trotz des Aufwandes hat dieses SoH-Berechnungsverfahren Schwachstellen, die die Genauigkeit des Ergebnisses einschränken, so z.B. der angenommene Lade-/ Entlade-Wirkungsgrad von 0,96 bzw 96%. Sollte der unbekannte(!) echte Wirkungsgrad des MG4-Akkus nur um 1% von der 96%-Annahme abweichen, dann entsteht schon daraus ein Ergebnisfehler von 1% SoH.
Auch die Größe des 3kWh-Notfallpuffers kann im Einzelfall abweichen und das Ergebnis der SoH-Berechnung entsprechend verfälschen.
Diese Fehler wären allerdings fest, weil sie bei allen Berechnungen immer gleich groß sind. Der relative Vorteil dabei: Wird der SoH eines MG4 im Abstand von 1 Jahr mehrmals berechnet, dann haben alle Ergebnisse die gleiche Abweichung gegenüber dem tatsächlichen Wert, so daß sich die Entwicklung des SoH über die Zeit bzw. die Laufleistung "korrekt" beobachten läßt.
