Thread by @alife_meat

Immer wieder Missverstanden: Was ist der Unterschied zwischen der (Rest-)Kapazität und dem SOC einer #Batterie? Stellt euch die Batterie mal wie einen Wassereimer vor. Die Größe des Eimers ist die Kapazität, die Füllhöhe der Ladezustand (SOC). Nun stellt euch vor,

dass an der Seite des Eimers ein Wasserhahn angebracht wird, mit dem das Ausströmen des Wassers geregelt werden kann.

Während sich der Eimer durch das ausströmende Wasser leert, verringert sich nach Torricelli naturgemäß der Druck am Hahn. Wenn das Wasser eine Arbeitsleistung erbringen soll, z.B. ein Mühlrad antreiben, muss der Hahn also kontinuierlich weiter aufgedreht werden um dieselbe

Leistung zu erhalten:

An dieser Stelle verlassen wir die Analogie mit dem Eimer (auch weil ein Eimer nicht anfängt zu brennen, wenn man ihn zu schnell füllt), und übersetzen alles in Batterieelemente. SOC und Kapazität haben wir geklärt.

Der Wasserhahn ist die Leistungselektronik (LE), sie regelt die Stromstärke am Elektromotor. Der fallende Druck ist bei einer Lithium-Ionen Zelle nicht linear, sondern folgt einer sehr charakteristischen Kennlinie und wird als Spannungspotential dargestellt:

Man kann erkennen, dass gegen Ende des SOC die LE den Strom recht schnell stark aufdrehen muss, um dieselbe Leistung zu erhalten. Hierdurch leert sich eure Batterie noch schneller. Die Hersteller versuchen hier einen Kompromiss zwischen verringerter Leistung und Reichweite zu

schließen oder dieser hintere Bereich wird komplett nicht freigegeben. Wer eine (real) SOC Anzeige im Auto hat, kann dies ja mal beobachten.

Exkurs: Warum sieht diese Spannungskurve so aus? Eine Lithium-Ionen Zelle besteht im Wesentlichen aus einer Anode, einer Kathode, einer Trennschicht zwischen den beiden und einem Elektrolyt das alles umgibt. Während eines Entladevorgangs wandern Lithium Ionen von der Anode durch

das Elektrolyt und Trennschicht zur Kathode. Dabei sind die meisten Ionen am Anfang des Entladevorgangs noch größtenteils in der Anode eingelagert, der Spannungsunterschied zwischen beiden Polen ist also noch sehr groß. Sobald sich die Ionen im Elektrolyt gleichmäßig verteilt

haben, ist die Spannungskurve annähernd linear, wie beim Wassereimer. Gegen Ende ist an der Kathode aber nur noch wenig Platz zum Einlagern neuer Ionen (sie ist "gesättigt"), wodurch die Spannung rapide einbricht.

Soweit erstmal bis hier.
Als Nächstes würde ich in separaten Threads mal auf die SW Algorithmen zur Bestimmung einiger dieser Kenngrößen eingehen. Wenn ihr das nicht verpassen wollt gerne RT und Follow. Wenn ihr sonst Fragen habt, Fehler findet oder irgendwas, gerne her damit!