Avgör AC vs. DC, eller låg vs. hög kW batterislitage?

[taliz]

Om man kör en hybridbil så enligt de diagrammen för att man vill förlänga livslängden på batterierna så får man rätt dålig räckvidd tycker jag.
Annars jättebra förklarande Diagram.

Brukar vara rejäl buffer i phevs. Har för mig BMW har ca 30% på sina tex. Mycket pga att de säljs som förmånsbilar där ägarna aldrig orkar ladda. Hade de inte haft så stor buffer skulle BMW tvingas till många dyra garantiåtaganden.

[AAKEE]

Vad är det som sliter på batteriet?

Jag har nördat ned mig i lithiumbatterier innan, m.ht en hobby. När jag skaffade elbil toppade jag upp med lite kunskap om lithion jon, särskilt kring NCA-batterier som Tesla generellt använder(inte i riktigt alla bilar, men nästan).

Först och främst, följer man Teslas väldigt enkla råd kommer man inte få några problem med batteriet. Vill man trots det lägga energi på att hålla det fräshare än genomsnittsbatteriet är det möjligt. Är man inte särskilt intresserad ska man inte dra på sig vanor som eventuellt inkräktar på glädjen att äga elbil.

Här är faktorer som påverkar slitaget listade i en icke prioritetsordning:
1) Strömstyrka är en faktor som sliter på batteriet. Både vid laddning och användning.
2) Djupet på cykeln, dvs hur mångas procent man drar ur.
3) Var i laddningsområdet man ligger, dvs tex 60-20% eller 100-60%
4) Vilken laddningsnivå bilen håller i snitt dagligen(calendar aging).
5) Vilken temperatur batteriet utsätts för, speciellt vid hög laddningsstatus och lång tid.

Det går inte lista vilken som är värst eftersom det beror på hur man använder bilen(=batteriet).
Generellt används genomsnittsbilen cirka 3 mil per dag i snitt, eller 0.5-1 timme. Det innebär att den vilar ca 20-22timmar per dygn och laddas några timmar. Huvuddelen av tiden är batteriet vilande och då är det calendar aging som styr degraderingen. Hög temperaqtur är dåligt, så ju svalare desto bättre men så länge man ligger under 25 grader under längre perioder så är man safe.
Laddningsnivån fungerar så att medan bilen vilar är ju lägre desto bättre för bilens lithiumbatteri. Tesla månar om 12Vblybatteriet också, som absolut blir dåligt och sulfaterar om det blir tomt. Följ Teslas <90% dagligen så är man safe, men man kommer att utsätta bilen för märkbar calendar aging om man alltid laddar till 90% och låter bilen stå länge med 90%.
Det som bör undvikas är hög laddningsstatus tillsammans med hög SOC lång tid. Lämna inte bilen på Arlanda med 100% mitt i juli om man ska iväg 4 veckor.
Ett enkelt tips om man har möjlighet är att ladda innan man ska åka, så bilen inte står länge med hög SOC.

1) Strömstyrka: ju lägre desto bättre för batteriet. För hemmaladdning behöver man inte bry sig eftersom 0.2C eller lägre inte kommer degradera batteriet märkbart. Supercharger, som laddar uppåt 5-6C som mest sliter på batteriet och om man alltid superladdade kommer man troligen märka av ökad inre resistans som kommer visa sig som långsam superladdning, samt i längden större degradering av kapaciteten. Man behöver absolut inte vara rädd för att superchargra, men gör man det mer än man behöver får man högre degradering än man behöver.

2)Djupet på cykeln: ju mindre cykel desto mindre degradering. Här testar man/räknar per full ekvivalent cykel, så en cykel på 10% kan göras 10ggr innan det räknas som en cykel. Kör man 100-0% kanske man får ut 500-800 cykler innan man tappat 20%. Motsvarar kanske 20000mil.
Kör man med 10% cykler från 30-20% kanske batteriet håller mer än 10.000cykler, vilket skulle bli flera hundra tusen mil.
Tipset är att inte tänka att man kör flera dagar och laddar när man är nära tomt. Ladda ofta är bra.

3) Samma urladdningscykel fast lägre ned i laddningsområdet är bättre. 20-10% är massor bättre än 90-80%. Vi kan dock inte välja en laddningsnivå som är lägre än 50% vilket är fine eftersom om man laddar till 50% ändå kommer ha ett fint batteri kvar när bilen är helt slut.

4)Calendar aging påverkas av laddningsnivån. Det finns en gräns vid cirka 57% på ett nytt batteri där man ligger på rätt sida om en ”puckel” som gör att tiden frestar mindre på batteriet än om man ligger högre upp. Kan man inte lägga sig på 57% eller under så är det ingen fara, men att dagligen ladda till en högre nivå än man behöver kommer att degradera batteriet mer än det skulle behövas.

5) Omgivningens temperatur kommer avgöra vilken temperatur batteriet i genomsnitt håller och lägre temp är bättre än högre. 25 grader är som sagt ingen fara, ens under längre tid än sverige ger oss. Kombinationen lång tid och hög laddningsstatus sliter på batteriet. Så temperarutern i Sverige är generellt ingen faktor. Laddcykler/urladdningscykler med uppåt 40 grader eller drygt det verkar inte menligt påverka åldrandet så för supercharging är sannolikt inte temperaturen i sig en speciellt avgörande faktor då tiden är relativt kort. Sannolikt är det strömmen som ger störst påverkan vid supercharging.

6)Utanför listan: Att ladda ett lithiumbatteri som är minusgrader är ordentligt dåligt för batteriet, men Tesla laddar generellt inte batteriet vid minusgrader utan värmer batteriet tills det är på plussidan innan det laddas. Kan vara att tänka på andra bilmärken, jag har inte koll på hur de hanterar en laddning utomhus i minusgrader.

Jag är relativt ny på elbil men kör lite högre laddningsnivå på vintern än på sommaren för att kompensera för kallt klimat/förvärmning etc.
Jag laddar inte så lite det går, för jag ska kunna komma hem från arbetet(ca 100km t.o.r) och komma på att jag ska åka iväg på någon grej utan att tvingas ladda före. Jag laddar dock inte mer än jag tycker jag behöver för jobbresa+eventuell ad hoc kvällsevent. Laddade 80% inledningsvis i kallaste perdioden(norra Sverige) vilet successivt minskades till 57%. 50% skulle också fungera men just 57% är puckeln jag tänkte inte vara över när det inte behövs.
Jag har ställt in så att bilen börjar ladda på morgonkvisten med syftet att vara klar ett tag innan jag ska på jobbet(timme-ish före). Innebär att batteriet håller relativt lågt snitt på laddningsstatus per dag.
Jag kopplar ”alltid” in bilen, den står inga nätter utan att laddaren är ikopplad.
Jag skulle egentlige kunna låta bli att ladda på helgen, om jag inte kör några längre stäckor skulle bilen kunna vila med låg soc uinder helgen. Men, det skulle menligt påverka möjligheten att leva ett causual liv, så dert är inte aktuellt.

Efter mina första 1000mil verkar jag ha ett batteri som är mer eller mindre som nytt eller bättre. Enligt Teslafi(app som samlar data frpån bilen) har ingen annan bil med samma milage lika bra range. Kopplar jag in mig på bilen säger den att batteriet rymmer 81.9 av 82.1kwh märkstorlek. Det verkar inte som det är speciellt många som nåR den kapaciteten av batterimätnördar på ett annat forum heller så antagligen är inte teorierna helt off. Det är aningen tidigt att räkna degradering efter bara 1000mil, men jag tror jag är på rätt väg.

[Edit]Angående buffer: Tesla har generellt runt 4.5% som buffer i botten, vilken går att använda(rekommenderas inte dock). Kör man tills det står 0% kommer det finnas runt 4.5% kvar innan bilen stänger ned sig. På topsidan har tesla generellt ingen buffer när det gäller batteriets laddningsstatus. Tesla låter batteriet laddas till 4.20V/cell vilket är det man anser som 100% laddningsstatus på lithiumjonbatterier.

Det finns ertt stort antal anledningar att inte ha ett för litet batteri. IVL, Svenska miljöinstitutet gjorde en fullständingt värdelös utredning(faktiskt!) för några år sedan där de kom fram till att det var bäst att köpa ett så litet batteri man kan, utefter sina behov.
Ett litet batteri:
- Måste man ladda till en högre SOC, vilket sliter mer när batteriet står med högre SOC över tid.
- En urladdninggcykel på en fast körsträcka ger en större cykel relativt batteriets storlek vilket sliter mer.
- Laddar man med samma effekt(kW) så innebär det en högre strömstyrka räknat i C, vilket sliter mer.
- Ett riktigt litet batteri får en såpass snabb urladdning att även strömstyrkan vid urladdning sliter, vilket inte är fallet med en Tesla med rejält batteri.
-Ett litet batteri får fort en degradering pga ovanstående, och när degraderingen tar grepp om ett litet batteri räcker snart inte batteriets kapacitet till det man behöver det till.

[Dexter]

Fantastiskt bra skrivet och förklarat för de som är intresserade.
10 poäng på den.

[AAKEE]

Den här tråden kan vara av intresse:
viewtopic.php?f=43&t=21796&hilit=Soc

[tommyd]

Vad är det som sliter på batteriet?

Jag har nördat ned mig i lithiumbatterier innan, m.ht en hobby. När jag skaffade elbil toppade jag upp med lite kunskap om lithion jon, särskilt kring NCA-batterier som Tesla generellt använder(inte i riktigt alla bilar, men nästan).

Här är faktorer som påverkar slitaget listade i en icke prioritetsordning:
1) Strömstyrka är en faktor som sliter på batteriet. Både vid laddning och användning.
2) Djupet på cykeln, dvs hur mångas procent man drar ur.
3) Var i laddningsområdet man ligger, dvs tex 60-20% eller 100-60%
4) Vilken laddningsnivå bilen håller i snitt dagligen(calendar aging).
5) Vilken temperatur batteriet utsätts för, speciellt vid hög laddningsstatus och lång tid.

Tack för ett mycket utförligt och bra svar. Vilken hobby gjorde så du fick ett så stort intresse av hur batterier funkar? Quadrokopter-flygningar eller?

Så om jag tolkar det du skrivit rätt så innebär det att dessa två scenarier kommer slita exakt lika mycket på batteriet?:

1. Jag laddar ett 85 kWh-batteri från 50-60 % SoC på en DC-laddare i hastigheten 50 kW. Vi antar att hastigheten inte varierar under denna laddning, utan hela tiden är 50 kW.
2. Jag laddar ett 85 kWh-batteri från 50-60 % SoC på en AC-laddare i hastigheten 50 kW. Vi antar att hastigheten inte varierar under denna laddning, utan hela tiden är 50 kW.

För i så fall kan man strunta i om det är en DC-laddare istället för en AC-laddare, eftersom det som egentligen spelar roll för slitaget är strömstyrkan. Så om man hittar två laddare så väljer man alltid den med lägst strömstyrka (mätt i kW), oavsett om det är AC eller DC, om ens huvudsakliga mål är att minska på batterislitaget.

[AAKEE]

Tack för ett mycket utförligt och bra svar. Vilken hobby gjorde så du fick ett så stort intresse av hur batterier funkar? Quadrokopter-flygningar eller?

Så om jag tolkar det du skrivit rätt så innebär det att dessa två scenarier kommer slita exakt lika mycket på batteriet?:

1. Jag laddar ett 85 kWh-batteri från 50-60 % SoC på en DC-laddare i hastigheten 50 kW. Vi antar att hastigheten inte varierar under denna laddning, utan hela tiden är 50 kW.
2. Jag laddar ett 85 kWh-batteri från 50-60 % SoC på en AC-laddare i hastigheten 50 kW. Vi antar att hastigheten inte varierar under denna laddning, utan hela tiden är 50 kW.

För i så fall kan man strunta i om det är en DC-laddare istället för en AC-laddare, eftersom det som egentligen spelar roll för slitaget är strömstyrkan. Så om man hittar två laddare så väljer man alltid den med lägst strömstyrka (mätt i kW), oavsett om det är AC eller DC, om ens huvudsakliga mål är att minska på batterislitaget.

Har hållit på med modellflyg, RC-helikopter i huvudsak vilket ställer bland de hårdaste kraven på batterierna.

Tror någon skrev det tidigare i tråden, men batteriet laddas alltid med likström(DC). Om du AC-laddar sitter laddaren i bilen, vilken omvandlar strömmen till likström. Model 3 ombordladdare är väl på maximalt 11kW, vilket är ca 0.25C eller mindre beroende på batteristorlek. Hur än man gör sliter detta relativt lite på batteriet då strömmen är låg.
DC-laddning, laddaren sitter i laddstationen(tex tesla supercharger) och kan leverera stora mängder ström i DC/likström till bilen. Vi kan inte ställa hastigheten på DC-laddning(som jag förstått det) så i praktiken är det den lägsta av laddstationens begränsning i effekt(kW) eller batteriets förmåga att ta emot ström som avgör laddhastigheten. Förvärmningen sker för att minska interna resistansen vilket ger en högre laddström(=effekt).

För enkelhetens skull, AC-laddning är snäll mot batteriet, DC-laddning är generellt inte riktigt lika snäll. Svaret på frågan med påstående 1 & 2 är att det blir ett hypotetiskt svar eftersom du inte kan ladda mer än 11kW med AC: Ja, det sliter lika mycket/lite då batteriet matas med 50kW DC i bägge fallen.

[tommyd]

Tack för ett mycket utförligt och bra svar. Vilken hobby gjorde så du fick ett så stort intresse av hur batterier funkar? Quadrokopter-flygningar eller?

Så om jag tolkar det du skrivit rätt så innebär det att dessa två scenarier kommer slita exakt lika mycket på batteriet?:

1. Jag laddar ett 85 kWh-batteri från 50-60 % SoC på en DC-laddare i hastigheten 50 kW. Vi antar att hastigheten inte varierar under denna laddning, utan hela tiden är 50 kW.
2. Jag laddar ett 85 kWh-batteri från 50-60 % SoC på en AC-laddare i hastigheten 50 kW. Vi antar att hastigheten inte varierar under denna laddning, utan hela tiden är 50 kW.

För i så fall kan man strunta i om det är en DC-laddare istället för en AC-laddare, eftersom det som egentligen spelar roll för slitaget är strömstyrkan. Så om man hittar två laddare så väljer man alltid den med lägst strömstyrka (mätt i kW), oavsett om det är AC eller DC, om ens huvudsakliga mål är att minska på batterislitaget.

Har hållit på med modellflyg, RC-helikopter i huvudsak vilket ställer bland de hårdaste kraven på batterierna.

Tror någon skrev det tidigare i tråden, men batteriet laddas alltid med likström(DC). Om du AC-laddar sitter laddaren i bilen, vilken omvandlar strömmen till likström. Model 3 ombordladdare är väl på maximalt 11kW, vilket är ca 0.25C eller mindre beroende på batteristorlek. Hur än man gör sliter detta relativt lite på batteriet då strömmen är låg.
DC-laddning, laddaren sitter i laddstationen(tex tesla supercharger) och kan leverera stora mängder ström i DC/likström till bilen. Vi kan inte ställa hastigheten på DC-laddning(som jag förstått det) så i praktiken är det den lägsta av laddstationens begränsning i effekt(kW) eller batteriets förmåga att ta emot ström som avgör laddhastigheten. Förvärmningen sker för att minska interna resistansen vilket ger en högre laddström(=effekt).

För enkelhetens skull, AC-laddning är snäll mot batteriet, DC-laddning är generellt inte riktigt lika snäll. Svaret på frågan med påstående 1 & 2 är att det blir ett hypotetiskt svar eftersom du inte kan ladda mer än 11kW med AC: Ja, det sliter lika mycket/lite då batteriet matas med 50kW DC i bägge fallen.

Tack då förstår jag varför jag bör ladda som jag bör, och hur jag bör ladda, även om svaret behövde bli hypotetiskt. Då gissade jag hyfsat rätt om din hobby också .

[granna_polka]

Vad är det som sliter på batteriet?

Jag laddar dock inte mer än jag tycker jag behöver för jobbresa+eventuell ad hoc kvällsevent. Laddade 80% inledningsvis i kallaste perdioden(norra Sverige) vilet successivt minskades till 57%. 50% skulle också fungera men just 57% är puckeln jag tänkte inte vara över när det inte behövs.

Tack för ett bra inlägg!
När du skriver ”57%”, syftar du då på ditt batteri, eller generellt för alla M3 batterier? Rent teoretiskt, skiljer det något isåfall mellan olika M3 batterier?

[AAKEE]

När du skriver ”57%”, syftar du då på ditt batteri, eller generellt för alla M3 batterier? Rent teoretiskt, skiljer det något isåfall mellan olika M3 batterier?

Nja, mina lithiumbatterier för andra ändamål lagringsladdas med en speciell storage mode i laddaren. För lithium-ion-batterier är det 3.7-3.75v cellspänning beroende på märke på laddaren( vilket motsvarar runt 55-60%).
Rent krasst mår batterierna bättre med betydligt lägre laddningsnivå, men den bästa mixen mellan ”må bra” och gå fort att ladda upp är ungefär där. Går man över 60% påverkas batteriet mer, det går en gräns vid cirka 57-60% där tidens tand påverkar mer.
Bilden nedan är från forskning med NCA-celler, som Tesla alltid använt. Model S/X/3/Y. Undantaget är att man börjat med LFP-batterier i standard range. De fungerar aningen annorlunda.

Här har man lagt två grafer i samma bild, hur tiden sliter på batteriet vs laddningsnivå och ”grafitnivån” i batteriet.
Det minskade slitaget att ligga under ”Central graphite peak” går att se på bilden.

Jag tror att man egentligen inte behöver bry sig om man inte är intresserad, batteriet kommer hålla bra ändå. Jag tänkte dock använda mina kunskaper för att försöka hålla ned degraderingen lite extra…fast inte dra det till nivån att det blir jobbigt.

[AAKEE]

När det gäller LFP-batterier, lithium-järn-batterier som i vissa M3 SR så är den allmänna uppfattningen att de inte mår illa av att laddas till 100%.
De är helt klart mindre påverkade men de tester jag sett visar att det finns en viss påverkan ändå.

Logiken med LFP på mindre batterier som måste laddas mer och får större procentuella cykler mht att batteriet är mindre är bra. Ett bra tänk av tesla.

[Dexter]

Det innebär att LFP batterierna också har 57-60% pukeln också fastän de klarar 100%SOC bättre.

[AAKEE]

Det innebär att LFP batterierna också har 57-60% pukeln också fastän de klarar 100%SOC bättre.

Kan inte detaljer om LFP, så jag vet inte.
LFP håller väldigt många cykler 100-0% och den allmänna uppfattningen verkar vara att de inte alls degraderas av att lagras med hög SOC.
Däremot har de tester jag läst visat på att calendar aging för LFP liknar NCA, ungefär samma nivåer. Det kan bero på vilket LFP-batteri det handlar om. Ingen aning om peaken ligger på samma ställe( skulle gissa att den inre gör det).