Bei hohem Akkustand zeigt das Display einen höheren Stand als das BMS. Bei niedrigem Akkustand ist es genau umgekehrt. Das kommt von den Puffern am oberen und unteren SoC des Akkus.
Nur in der Mitte, also bei ca. 50% sind Displaywert und BMS auf Augenhöhe.
Folglich ist 1%-Punkt SoC je nach Akkustand eben nicht immer derselbe Wert in Wh.
Der Unterschied beim SOC ergibt sich hauptsächlich dadurch, dass bei der Displayanzeige, so wie ich es hier gelernt habe, man sich auf den Energieinhalt des Akkus bezieht, also Wh und man sich bei der anderen SOC-Anzeige, auf die Batteriekapazität bezieht.
Bei der Kapazität werden nur Ah gezählt und daher spielt dabei nur die Stromstärke und die Zeit eine Rolle.
Bei der Energie spielt dagegen das Produkt aus Stromstärke mal Spannung (also die Leistung) und die Zeit eine Rolle.
Beispiel anhand der Brutto-82kWh-Batterie von LG Chem (Zelle:LGX E78 NCM 712)
Techn. Daten der einzelnen Zelle:
Nennspannung 3,65V, Nennkapazität 78Ah, Nennnergieinhalt der Zelle: 284,7Wh
Die Batterie besteht aus 288 Zellen, die 96s3p angeordnet sind.
Die Nennspannung der Batterie beträgt daher: 3,65V x 96 = 350,4V, die Maximalspannung. 4,2V x 96 = 403,2V
Die Nennkapazität der Batterie beträgt: 3 x 78Ah = 234Ah.
Daraus ergibt sich die Batterie-Nennenergie von 234Ah x 350,4V = 81993,6Wh, also die sogenannte "Bruttoenergie"
Nehmen wir mal an, dass die Batterie jeweils 10 Minuten mit 20kW belastet wird.
1 mal im oberen SOC-Bereich, als Beispiel bei 375V und
1 mal im unteren SOC-Bereich als Beispiel bei 325V.
Da der genaue Spannungverlauf nicht bekannt ist, wird jeweil vereinfachend angenommen, dass die Spannung für die 10 minütige Belastung jeweils gleich bleibt.
Dei Leistungsbedarf soll konstant 20kW betragen, so dass die benötigte Energie für jeweils 10 Minuten: 20000/60x10= 3333,3Wh, also 4,1% des Gesamtenergieinhaltes der Batterie beträgt.
Im oberen SOC-Bereich, bei durchschnittlich 375V sind 53,3A für 20kW Leistung notwendig. Das ergibt eine benötigte Kapazität für 10 Minuten von 53,3A/60x10= 8,88Ah also einem Anteil von 8,88Ah/ 234Ah= 3,8% der Batteriekapazität.
Im unteren SOC-Bereich, bei durchschnittlich 325V sind 61,5A für 20kW Leistung notwendig. Das ergibt eine benötigte Kapazität für 10 Minuten von 61,5A/60x10= 10,25A, also einem Anteil von 10,25Ah/234Ah= 4,4% der Batteriekapziät.
Diese 3 unterschiedlichen SOC-Differenzen zeigen den Grund, weswegen eine Wh-basierte SOC-Anzeige größtenteils nicht mit einer Ah-basierten SOC-Anzeige übereinstimmen kann.
Dass der Fz-Hersteller den Nutzungsbereich auf weniger als die Nennenergie der Batterie eingeschränkt hat, kann diesen Effekt etwas verändern, aber der hauptsächliche Grund für die genannten Unterschiede sind diese vom Hersteller programmierten Puffer nicht.
Letztendlich ist der SOC-Wert, der sich auf die Batteriekapazität bezieht, in der Praxis irrelevant.
Für eine bestimmte Strecke mit einer bestimmten Geschwindigkeit wird eine bestimmte Energie benötigt und die wird im unteren und im oberen SOC-Bereich in gleicher Weise gezählt.
Dass die Batterie für die dafür benötigte Energie, je nach SOC-Bereich, einmal mehr und einmal weniger Batteriekapazität benötigt, interessiert praktisch nicht.
Der Hersteller verspricht dem Kunden eine nutzbare Energie von 77kWh. Das ist der Maßstab....
