Ladekurven; Li-Ion Akku, E-Auto

E-Auto Fahrer · Gast

Meine Frage:
Hi,

wie kommen die typischen Ladekurven bei Elektroautos zustande?

Die normalen Akkutypen sind ja Li-Ion Akkus oder LFP Akkus. An den Ladekurven verschiedenster Hersteller kann man sehen, dass ca. im Bereich von 20-40% die höchste DC-Ladeleistung (in kW) rein geht. Je nach Hersteller können das. um die 100-200 kW sein.

Danach nimmt die Kurve jedoch meistens drastisch ab, was zur dem charakteristischen Verlauf führt und die Ladeleistung sinkt - deswegen dauern die letzten 20% oft am längsten, weswegen nicht empfohlen wird, auf 100% zu laden, sondern auf 80%.

Meine Ideen:
Jetzt frage ich mich aber, wieso das so ist. Welche chemischen/physikalischen/technischen Hintergründe gibt es dafür? Wieso nimmt die Ladeleistung so extrem ab, wenn man ein Elektroauto auflädt?

Danke für die Aufklärung smile

gast_free · Anmeldungsdatum: 15.07.2021 Beiträge: 244

Beim laden von solchen Akkus laufen komplexe elektrochemische Vorgänge ab. Diese zu erläutert zu bekommen könnte in einem eher chemisch-orientierten Forum aussichtsreicher sein.

Ich beschränke mich auf die Ladekurvenn von Li-Ionen Akkus.

In der ersten Ladephase ist der Ladestrom sehr hoch und ziemlich konstant. Die Zellspannung steigt mit der Zeit linear an.

In der zweiten Phase geht die Zellspannung in die Sättigung und bleibt auf einem konstanten Wert. Der Ladestrom sinkt mit der Zeit näherungsweise negativ exponentiell.

Die gespeicherte Energie (Ladekapazität) verläuft ähnlich wie die Aufladekurve eines Kondensators. Vermutlich baut sich im Akku ein Gegenfeld auf, dass das Einströmen weiterer Elektronen zunehmend ausbremst.

Es handelt sich bei den Formeln um plumpe Näherungen. Die Konstante k lässt sich aus der Stromkurve in der Phase 2 als Näherung bestimmen. Etwa aus der Zeit tH, bis sich der Ladestrom halbiert hat.

Die gespeicherte Ladung kann als Integral der Stromkurve berechnet werden.

Die gespeicherte Energie ist dann das Produkt aus Zellspannung und Ladungsmennge. Das trifft aber nur für den Bereich der Entladung zu, in der die Spannung einigermaßen konstant bleibt.