SoH - wie arbeitet das BMS in Bezug auf den MEC?

Inhaltsverzeichnis

  • Im Carscanner kann man beobachten, dass der MEC (max Energy Content / maximaler Energiegehalt der Traktionsbatterie) bei einigen sehr stark schwankt. Dieses hängt u.a. vom Ladeverhalten der Nutzer ab. Würde man jetzt einen Batterietest durchführen, würde der SoH zwischen 89% - 94% schwanken. Die HV Batterie hätte aber tatsächlich einen SoH von z.B. 94%.

    1 Wie berechnet das BMS den MEC?

    Das BMS berücksichtigt bei der Berechnung des MEC u. a.:

    1. State of Health (SoH):

      • Gibt den „Gesundheitszustand“ der Batterie an, oft als prozentualer Wert gegenüber der ursprünglichen Kapazität.

      • Der MEC ist ein wichtiger Einflussfaktor auf den SoH – aber auch andersherum: Der SoH basiert z. T. auf dem, was an Energie noch zuverlässig nutzbar ist (also MEC).

    2. Zellspannungen und Impedanzen:

      • Unterschiede in den Zellspannungen (Unbalancing) oder erhöhte Innenwiderstände führen zu frühzeitigem Cutoff bei Laden oder Entladen → das BMS reduziert die nutzbare Energiemenge.

    3. Temperaturabhängigkeit:

      • Die chemische Reaktionsfähigkeit der Zellen ist temperaturabhängig. Bei niedriger oder hoher Temperatur wird die Kapazität reduziert – der MEC sinkt entsprechend temporär.

    4. Ladeverhalten:

      • Langsames Laden über längere Zeit (wie bei PV-gesteuertem Laden mit 2–5 kW) kann dazu führen, dass einzelne Zellen nicht vollständig balanciert werden.

      • Das BMS kalkuliert konservativ: Wenn einige Zellen frühzeitig voll sind, wird der Ladevorgang beendet → weniger nutzbare Energie → niedrigerer MEC (schlechter SoH).

    5. Balancing:

      • Die aktive Zell-Balancierung läuft typischerweise nur gegen Ladeende (>90 % SoC) bei gewissen Bedingungen.

      • Wird das Auto nie vollgeladen, kommt das Balancing nicht zum Einsatz → langfristig Unbalancing → MEC sinkt.


    2 Was kann man tun, um den MEC hoch zu halten?

    1. Regelmäßig auf 100 % laden:

      • Empfohlen: ca. 1× im Quartal auf 100 % SoC laden und kurz stehen lassen (z. B. über Nacht).

      • Dadurch wird die Zellspannung ausgeglichen („Balancing“) → das BMS erkennt, dass mehr Energie nutzbar ist → MEC steigt wieder.

    2. Nicht zu langsam laden:

      • Wenn möglich, mit 7–11 kW (AC) laden, nicht dauerhaft mit 2–3 kW. Dadurch wird die Ladezeit verkürzt und die Batterie erreicht häufiger die Balancing-Zone.

    3. Ladehistorie variieren:

      • Immer nur Teilentladungen (z. B. 40–70 %) geben dem BMS kein vollständiges Bild → manchmal auf unter 10 % entladen, dann wieder voll laden.

    4. Software-Updates prüfen:

      • VW hat in mehreren Softwareversionen (z. B. ab 3.0 und höher) das SoH- und MEC-Verhalten angepasst.


    3 Warum schwankt der MEC um die 2-3 kWh?

    Das liegt sicher daran, dass man:

    • Nicht auf 100 % lädt (und somit kein Zellbalancing stattfindet)

    • PV-gesteuert mit reduzierter Ladeleistung lädt (das verlängert den Ladevorgang und verhindert Balancing)

    • Eventuell keine tiefen Entladungen gemacht werden, wodurch das BMS keine gute Basis für die SoH-Rechnung hat


    Ein nicht gebalanctes Batteriepaket kann dazu führen, dass das BMS den Energieinhalt „vorsichtiger“ bewertet – obwohl physikalisch mehr Kapazität da wäre.


    4 Details zur Balancing-Zone (VW MEB)

    SoC-BereichBalancing-AktivitätHinweise
    < 80 %Kein BalancingWird vom BMS ignoriert
    80–90 %Minimal möglich, seltenEher passiv, z. B. bei Ladevorgang
    90–95 %Beginn aktives BalancingNur bei bestimmten Bedingungen
    > 95 %Aktives Zell-BalancingEffektivster Bereich
    100 % SoC (geladen + Ruhezeit)Maximales Balancing möglichIdeal über Nacht lassen

    5 Voraussetzungen, damit Balancing stattfindet

    • SoC nahe 100 % (optimal: >95 %)
    • Batterie nicht stark gekühlt oder extrem heiß (ideal: 15–30 °C)
      • Ideal bei gemäßigten Temperaturen (z. B. abends oder nachts)
    • Fahrzeug steht und ist nicht aktiv (Zündung aus, keine Verbraucher)
      • Mindestens 2–4 Stunden Ruhezeit, idealerweise über Nacht (6–8 Stunden)
        • Das BMS nutzt diese Zeit, um Zellspannungen zu vergleichen und auszugleichen
    • Ladegerät noch angeschlossen lassen (AC oder DC)
    • gleichmäßige Ladeleistung z. B. 7–11 kW (kein PV-„Tröpfeln“)


    6 Maßnahmen für einen stabilen MEC

    MaßnahmeWirkung auf MEC
    1×/Quartal auf 100 % laden↑ Balancing → ↑ MEC
    Gelegentlich tiefer entladen (<= 10 %)↑ SoH-Genauigkeit → ↑ MEC
    Moderate Ladeleistung (z. B. 11 kW)↑ Balancing-Wahrscheinlichkeit
    Regelmäßige Softwareupdates :rolleyes: ^^ ↑ Genauigkeit der BMS-Rechnung
    Temperatur beachten (nicht zu kalt laden)↑ Ladeeffizienz, weniger Cutoffs

Kommentare 6

  • Ein sehr lesenswerter Artikel. Noch eine Rückfrage dazu, es steht im Text nicht zu langsam laden. Ich kann zu Hause auf Grund der historischen Infrastruktur nur sicher mit 1,5kW bzw. rund 2kW laden findet da dann auch das Balancing statt im oberen SoC Bereich? Zeit spielt bei mir keiner Rolle das Fahrzeug steht teilweise drei bis vier Tage ohne das es bewegt wird und hätte damit Zeit zum Laden.

  • Hi zusammen,

    Letzten Herbst habe ich einen gebrauchten ID.4 MJ22 mit Zellmodul G bekommen. Er wurde mir mit ~94% SoH laut einem "Batterietest" verkauft.

    Ich habe mich in den letzten Monaten viel mit der Technik auseinandergesetzt und einiges gelernt.

    Den Effekt des Balancings am oberen Ende des SoC konnte ich bereits früh feststellen.

    Gerade beim ersten Vollladen in meinem Besitz kam es nach einer Nacht Standzeit zu einem Abfall von 2 oder 3% SoC.

    Über CarScanner beobachtet, hat der Wagen da das Spannungsdelta zwischen den Einzelzellen auf <10mV abgebaut. Das wird über partielle Entladungen gemacht, weswegen dadurch in Summe der SoC sinkt. Beim erneuten Aufladen auf 100% ist dann in Summe mehr drin als beim ersten Durchlauf.

    So weit, so klar.


    Spannend ist meine Beobachtung aus der vorletzten Woche. Da habe ich das Gleiche am anderen Ende des Spektrums ausprobiert.

    Bin mit 3% SoC zu Hause von einer Langstecke angekommen und hatte dann etwas Zeit zum rumprobieren.

    CarScanner verbunden und dann bin ich im Ort hin und her gefahren um die Batterie komplett zu leeren. Bei 1% hat der Wagen die gelbe Schildkröte gebracht und nach einer weiteren Runde im Wohngebiet habe ich den Wagen mit 1% und 0km Rest zu Hause abgestellt.

    Kurz was zu Hause erledigt und dann zurück ans Auto (ca. 1h):

    2% im Akku.

    Gleiches Spiel wieder. Den Wagen nochmal leer gefahren. Diesmal wirklich auf 0% Anzeige und dann noch etwas weiter bis auf -1,5% laut CarScanner.

    Nochmal 1-2h gewartet und erneut ins Auto. SoC wieder auf ziemlich genau 0% laut CarScanner. Also hat der Wagen nochmal mehr Energie gefunden.

    Wieder leer gefahren, diesmal bis zur roten Schildkröte (nur noch Rangieren möglich). Das passierte bei -2% SoC (4% SoC aus dem BMS) laut CarScanner. "Rangieren" kann man dann aber noch mit gut 30km/h. Ich bin ohne Probleme noch durch das Wohngebiet nach Hause gefahren. Dann nochmal 1h gewartet ob nochmal was passiert.

    Dann war aber endgültig alles an Energie gefunden.


    Danach habe ich den Wagen in einem Zug an AC auf 100% voll geladen und einen halben Tag stehen lassen. Kurz bewegt und etwas SoC verloren. Wieder auf 100% vollgeladen und dann den Energieinhalt des Akkus ausgelesen.


    Vorher lag der 100-0% Energieinhalt bei 67,7kWh und der MEC bei 71,7kWh

    Nach der Aktion ist der 100-0% Energieinhalt bei ~70kWh und der MEC bei 74,5kWh.

    Mein Wagen hat 65000km drauf. Der SoH ist nach der Aktion rechnerisch von 93,1% auf 96,7% angestiegen...

    Das sind praktisch ca. 10-15km mehr Reichweite. Also alles immer in Relation betrachten.


    Ich denke das ist was, was man jedes halbe Jahr mal machen kann. Also nicht so aufwändig wie ich, aber sinngemäß:

    - Wagen nahe der Wohnung mal wirklich auf 0% leer fahren und dann einen halben Tag stehen lassen (nicht wenn es saukalt ist).

    - Dann nochmal Zündung an und ein paar Minuten warten und/oder kurz bewegen.

    - In einem Zug bis 100% voll laden und dann einen halben Tag stehen lassen (nicht wenn sommerliche Gluthitze ist).

    - Dann Zündung an und ein paar Minuten warten und/oder den Wagen kurz bewegen.


    Jetzt solltet ihr ein rundum kalibriertes BMS und einen erhöhten MEC haben.


    Bei den 0 und 100% SoC Grenzen bin ich relativ entspannt. Wenn man sich das auf Ebene der Zellspannung anschaut ist das weitestgehend harmlos für die Zellen. Nahe 0% liegen die Zellen bei ~3,4V und bei 100% liegen die Zellen bei ~4,1V. Die Grenzen der Zellmodule liegen bei 3,3 bzw 4,2V. In manchen Applikationen liegt die Entladeschlussspannung sogar bei nur 2,5V.

    Danke 2

  • Ich hatte einen Artikel dazu gelesen aus dem hervorging, dass nach der ersten Aufladung auf 100% innerhalb von ein paar Stunden Ruhezeit der Ladestand etwas absinkt und man dann eine kurze Fahrt von ungefähr 10 km machen sollte und anschließend nochmals auf 100% hochladen soll.


    Bei mir war der Ladestand auf 98% gefallen.


    Das Abfallen nach der ersten Vollladung erkläre ich mir mit dem Balancing. Ich habe jedenfalls diesen Effekt genau so beobachten können und habe mich anschließend auch an den Ablauf gehalten. Nach der zweiten Aufladung ist der Ladestand nicht mehr erkennbar abgefallen und ich bin dann auch losgefahren um die 100% nicht unnötig lange anstehen zu lassen.


    Ich hatte nach dieser Maßnahme eine geringer Zellenspreizung (19,05 mV auf 4,89 mV) und einen kleinen Sprung beim maximalen Energiegehalt (MEC) von 75,4 kWh auf 76,05 kWh.


    Ich habe das Zellmodul B. Laut Wiki von CATL. Leider kenne ich nicht den Neuwert des MEC. Pauschal mit 77 kWh zu rechnen oder mit 79,9 kWh erscheint mir beides nicht korrekt.

    • Das reicht auch aus, wenn du nachdem laden auf 100% ca 3 Std wartest, setz dich ins Auto und machst die Zündung für 1 min an.

      Dann werden nachdem Balancing auch noch etwas nachgeladen👍🏻

  • Auf welchen Annahmen beruht dies?

    • Die Annahmen stammen aus diversen Foren mit Log-Files, die ich per KI ausgewertet habe:

      • OpenInverter-Forum, GoingElectric.de, IDTalk.de, MEBCoding, etc.

        → Viele Nutzer haben dort über Monate hinweg OBD‑Daten geloggt (CarScanner, EVNotify, CAN-Logs), insbesondere:

        • Veränderungen im MEC bei Balancing, Tiefentladung, Zelltausch

        • Reaktionen des MEC auf Temperatur, SoC, Zellspannung

          → Daraus wurden schlüssige Verhaltensmodelle abgeleitet, z. B.:

          • MEC sinkt bei temporär hohem Innenwiderstand

          • MEC springt nach Tiefentladung oder Balancing an

          • MEC verändert sich in Abhängigkeit von Zellabweichung


      Was NICHT bekannt ist (nicht öffentlich):

      • Der exakte mathematische Algorithmus zur MEC-Berechnung im BMS (VW/Bosch BMS)

      • Die Gewichtung von Temperatur, Ladezyklen, Zellabweichung im SoH-Modell

      • Ob MEC als Ergebnis einer Integrationskurve über Zell-OCV (open circuit voltage) berechnet wird