Geht das? Die einfache Antwort ist JA…aber
In Zusammenhang mit der Pflege von Li-Ionen Akkus wird auch manchmal von “Akku-Voodoo” gesprochen. Gemeint ist damit ein übermässiger Pflegeaufwand um die Zyklenzahl bzw. die Lebensdauer einer Zelle/Batteie zu erhöhen. Im Grundsatz kann man davon ausgehen, dass bei Akkus mit einem Battery Management System (BMS) dieses so ausgelegt ist, dass es das Optimum zwischen Leistung und Lebensdauer aus dem Akku herausholt. Auch das Stromer BMS tut dies.
Die Zyklenzahl einer Zelle/Batterie kann gesteigert werden, wenn man die Zelle besonders schonend behandelt und sie ausschliesslich unter den normalen Spezifikationen betreibt, heisst die Entlade- und Ladeströme klein hält. Will man einen Stromer aber nicht an der Grenze zum Biobike betreiben ist das schwierig ist es doch als Pendlerbike gedacht um schnell von A nach B zu kommen.
Dennoch gibt es Möglichkeiten, dem BMS unter die Arme zu greifen und die Akkulebensdauer zu vergrössern.
Siehe dazu das Thema: AKKU – ,Pflege: Mechanisch / im Betrieb / Lagerung / Sicherheit‘
Siehe dazu das Thema: AKKU – ,Alterung – SoH-Verlust ‚
Neben den in den zwei Themen beschriebenen Punkten kann vom Anwender noch folgendes gemacht werden:
1. Laden bei… °C
Aussentemperatur > 10 °C Im Hochsommer sollte man den Stromer nicht länger an der prallen Sonne stehen lassen. Nach einer Fahrt im Hochsommer mit maximaler Unterstützung kann die Akkutemperatur über 40 °C steigen. Bevor man den Akku lädt sollte man ihn abkühlen lassen.
Aussentemperatur < 10 °C Hier ist zu unterscheiden, ob man:
a.) länger gefahren ist und der Akku ‚Eigenwärme‘ entwickelt hat oder
b.) einen Kaltstart hinlegen will
Ist der Akku ausgekühlt (b) sollte der Akku in einem temperierten Raum zuerst aufgewärmt, dann aufgeladen und erst kurz vor der Fahrt eingesetzt werden.
Zur Sicherheit verhindert das Stromer BMS ein Laden des Akkus und die Rekuperation unter 0 °C und über 40 °C.
Unter etwa 4° Grad erscheint ein gelbes Warndreieck im Omni. Tippt man darauf wird ein entsprechender Warnhinweis W 200002 angezeigt.
Die Akkutemperatur kann auf der Startseite der Omni App abgelesen werden.
2. Ladehub begrenzen
Lädt man einen Akku von 0 auf 100% spricht man von einem Volladezyklus. Gängige NMC-Zellen können etwa 350-500 solche Ladezyklen durchlaufen bis sie End of Life (EoL= Lebensende) sind. Je nach Definition liegt EoL bei 60-80% der Nennkapazität. Die myStromer AG definiert EoL bei 75%.
Begrenzt man den Ladehub (DoD= Depth of Discharge) ist eine Verdoppelung (oder auch mehr) der Ladezyklen und somit der Lebensdauer möglich. Mehr zu diesem Thema kann man hier oder hier nachlesen.
Wird ein Akku regelmässig auf 0% SoC heruntergefahren und danach auf 100% aufgeladen wird dies die Lebensdauer verkürzen. Es gilt:
- Wird der Akku auf 100% geladen und gleich gefahren ist dies zwar nicht optimal aber unbedenklich. Lässt man ihn jeweils bei 100% Ladezustand länger liegen wird das auf Dauer die Lebensdauer verkürzen.
- Ist der Akku komplett entladen und man lässt ihn (ohne nachladen) länger liegen droht eine Tiefentladung. Diese schädigt den Akku nachhaltig.
Kann man sich aufgrund der benötigten Tageskilometer eine Teilentladung/Ladung leisten empfiehlt es sich, den Ladehub zu beschränken. In der Praxis heisst dies ein Ladefenster von 10 – 80% (max. 90%) zu nutzen. Der Akku sollte also nicht komplett leer gefahren aber auch nicht voll aufgeladen werden.
Viele Akkuhersteller schränken über das BMS die effektiv verfügbare Energiemenge zugunsten der Lebensdauer zum vornherein ein und legen oben wie unten einen Puffer an. Die Anzeige von 0% Kapazität heisst also nicht zwingend einen leeren und 100% einen vollen Akku.
Beim Stromer BQ983 Akku sind nur etwa 90% der Nennkapazität nutzbar. Von 983 Wh eines neuen Akku bleiben für den effektiven Fahrbetrieb etwa 890 Wh. Dafür ist auch die gesetzliche Lichtreserve am unteren Ende verantwortlich.
Kann man beim Stromer den Ladehub bzw. die Ladeobergrenze einstellen?
Stromer bietet keine Ladehubbegrenzung und Einstellung der SoC-Obergrenze an. Der Akku wird immer voll geladen. Um eine Teilladung zu erreichen muss man sich mit einer Zeitschaltuhr, einer intelligenten Steckdose oder DIY behelfen.
- Zeitschaltuhr: Ein leerer Akku wird pro Stunde etwa mit 22% (BQ983) bzw. 33% (BQ814) geladen
- DIY-Lösung: Patrick Doyle (Arduino)
- SmartPlug von bikechef.at
- Smarte Steckdose mit home-assistant: stromerforum.ch – von ‚berghamster‘
- Laderechner: stromerforum.ch
- ‚Akku-Ladung‘ begrenzen – Thread im stromerforum.ch
Alle paar Ladevorgänge ist es nötig den Akku auf 100% aufzuladen um das Balancing der Zellen zu ermöglichen.
3. Rekuperation mit Bedacht einsetzen
Die Stromstärke der Rekuperation beträgt maximal 15 Ampère, beim alten ST1, je nach Firmware, 4.5 bis 6 A. Zum Schutz des Akkus wird diese bei zunehmendem Akkuladestand verringert. Dies führt dazu, dass bei fast vollem Akku die Rekuperation nur schwach oder nicht mehr fühlbar ist.
Die Rekuperationsstufe 4 & 5 (klassische Rekuperation) “drückt” ca. 2.5 A Strom in jeden Zellenstrang eines 13S/6P Akkus. Dieser Wert liegt rund 0.8 A, oder fast 50 %, über dem empfohlenen Ladestrom von 1.7 A einer Panasonic NCR 18650 GA (u.a. verwendet beim BQ983) und kann deren Lebenszeit verringern. Die Rekuperationsstufen 4 & 5 sollten also speziell bei längerer Verwendung, z.B. einer Passabfahrt, mit Bedacht eingesetzt werden.
4. Zusatzakku (Extender) verwenden
Eine nachhaltige Möglichkeit die Lebensdauer zu verlängern ist die Verwendung eines Zusatzakkus (Extender) parallel zum Hauptakku. Folgende Vorteile ergeben sich:
a.) Der max. Spitzenentladestrom pro Zelle verringert sich
b.) Bei Anwendung der maximalen Rekuperation werden die Zellen nicht überlastet. (Siehe Punkt 3)
c.) Das reguläre Laden ist schonender, weil der Ladestrom pro Zelle zusätzlich gesenkt wird.
Stromer bietet keine Möglichkeit einen Extender in die Bordelektrik einzubinden. Wie ein solcher betrieben werden kann ist im Kapitel: PIMP mySTROMER – ‚Akku – Extender‘ beschrieben.
Lebensdauer-Rechner
Stephan Klapszus hat einen Onlinerechner bereitgestellt, mit dem man verschiedene Parameter wie den SoC (State of Charge= Ladestand), den DoD (Depth of Discharge= Ladehub), die Anzahl Ladezyklen/Woche, die Ladegeschwindigkeit etc. einstellen kann. Als Resultat erhält man die Anzahl möglicher Ladezyklen und eine Schätzung der Lebensdauer in Jahren. SK betont, dass es sich um eine Annäherung an diese Werte handelt, basierend auf einem Mix von verschiedenen Li-Ionen Akkus. Für genauere Ergebnisse müsste man für jeden Akkutyp einen eigenen Rechner realisieren.