Mehr Verbrauch im Winter auch ohne Heizung?

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Mehr Verbrauch im Winter auch ohne Heizung?

Beitragvon zottel » Mi 20. Nov 2013, 14:51

Ich dachte immer, wenn es kalt ist sinkt die Kapazität der Akkus und damit natürlich auch die Reichweite. Aber steigt auch der Verbrauch?

Ab Steckdose scheint sich meine mia jedenfalls mehr kWh/100 km zu genehmigen, je kälter es ist, auch ohne Heizung. Und eine Batterieheizung habe ich nicht.

Oder sind es zusätzliche Ladeverluste, die diesen Eindruck erwecken? Den SOC beim Anstecken habe ich bisher wenig beachtet, glaube aber, dass er weitgehend gleichgeblieben ist.
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Re: Mehr Verbrauch im Winter auch ohne Heizung?

Beitragvon PowerTower » Mi 20. Nov 2013, 16:01

Deine Beobachtungen sind korrekt. Neben der Kapazitätsabnahme, die bei Lithium-Eisen-Phosphat nicht ganz so gravierend ist, verbraucht man auch durch die geringere Spannungslage der kalten Zellen mehr Ah für die gleiche Leistung. Die geringere Spannungslage wird durch den größeren Innenwiderstand verursacht. Ebenso sinkt der Ladewirkungsgrad durch den Innenwiderstand, denn dieser beeinflusst die Verlustleistung (Abwärme) beim laden.

Die 12 kWh Mia hat 76,8 V Nennspannung (3,2 V * 24 Zellen) und 160 Ah Kapazität.

Für das dahinrollen bei 30km/h benötigst du etwa 2 kW Leistung.
- Bei 20°C liegt die Spannungslage der Zellen bei etwa 3,15 V (75,6 V gesamt). Du verbrauchst dann ~26,5 A.
- Bei 0°C liegt die Spannungslage der Zellen bei etwa 3,10 V (74,4 V gesamt). Du verbrauchst dann ~26,9 A.
Mehrverbrauch im Winter: ca. 1,6%

Für das dahinrollen bei 50km/h benötigst du etwa 5 kW Leistung.
- Bei 20°C liegt die Spannungslage der Zellen bei etwa 3,10 V (74,4 V gesamt). Du verbrauchst dann ~67,2 A.
- Bei 0°C liegt die Spannungslage der Zellen bei etwa 3,00 V (72,0 V gesamt). Du verbrauchst dann ~69,4 A.
Mehrverbrauch im Winter: ca. 3,3%

Für das dahinrollen bei 70km/h benötigst du etwa 10 kW Leistung.
- Bei 20°C liegt die Spannungslage der Zellen bei etwa 3,05 V (73,2 V gesamt). Du verbrauchst dann ~136,6 A.
- Bei 0°C liegt die Spannungslage der Zellen bei etwa 2,90 V (69,6 V gesamt). Du verbrauchst dann ~143,7 A.
Mehrverbrauch im Winter: ca. 5,1%

Die Zahlen sind geschätzt und können abweichen. Sie entsprechen aber in etwa der Realität von Lithium-Eisen-Phosphat Zellen und sollen den Zusammenhang erklären.

Zusammenfassung
1. Je geringer die Zelltemperatur und je größer die Belastung, desto größer ist der Mehrverbrauch im Vergleich zum Sommer.
2. Während der Fahrt erwärmen sich die Zellen durch den größeren Innenwiderstand und nach etwa 20 km Fahrt kann sich dieses Verhalten normalisieren. Das ist abhängig davon, ob die Zellen gut isoliert sind und diese die Wärme entsprechend behalten können.
3. Der Ladewirkungsgrad sinkt bei niedrigeren Zelltemperaturen.

Das alles fůhrt dazu, dass du einen tatsächlich höheren Verbrauch ab Akku und einen noch höheren Verbrauch ab Steckdose hast. Ich hoffe es ist so einigermaßen verständlich. ;)

Gruß
Micha
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Re: Mehr Verbrauch im Winter auch ohne Heizung?

Beitragvon Beetle » Mi 20. Nov 2013, 20:37

Super dargestellt, Micha!

Dankeschön,
Stefan
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Re: Mehr Verbrauch im Winter auch ohne Heizung?

Beitragvon Twizyflu » Mi 20. Nov 2013, 23:00

PowerTower hat geschrieben:
Deine Beobachtungen sind korrekt. Neben der Kapazitätsabnahme, die bei Lithium-Eisen-Phosphat nicht ganz so gravierend ist, verbraucht man auch durch die geringere Spannungslage der kalten Zellen mehr Ah für die gleiche Leistung. Die geringere Spannungslage wird durch den größeren Innenwiderstand verursacht. Ebenso sinkt der Ladewirkungsgrad durch den Innenwiderstand, denn dieser beeinflusst die Verlustleistung (Abwärme) beim laden.

Die 12 kWh Mia hat 76,8 V Nennspannung (3,2 V * 24 Zellen) und 160 Ah Kapazität.

Für das dahinrollen bei 30km/h benötigst du etwa 2 kW Leistung.
- Bei 20°C liegt die Spannungslage der Zellen bei etwa 3,15 V (75,6 V gesamt). Du verbrauchst dann ~26,5 A.
- Bei 0°C liegt die Spannungslage der Zellen bei etwa 3,10 V (74,4 V gesamt). Du verbrauchst dann ~26,9 A.
Mehrverbrauch im Winter: ca. 1,6%

Für das dahinrollen bei 50km/h benötigst du etwa 5 kW Leistung.
- Bei 20°C liegt die Spannungslage der Zellen bei etwa 3,10 V (74,4 V gesamt). Du verbrauchst dann ~67,2 A.
- Bei 0°C liegt die Spannungslage der Zellen bei etwa 3,00 V (72,0 V gesamt). Du verbrauchst dann ~69,4 A.
Mehrverbrauch im Winter: ca. 3,3%

Für das dahinrollen bei 70km/h benötigst du etwa 10 kW Leistung.
- Bei 20°C liegt die Spannungslage der Zellen bei etwa 3,05 V (73,2 V gesamt). Du verbrauchst dann ~136,6 A.
- Bei 0°C liegt die Spannungslage der Zellen bei etwa 2,90 V (69,6 V gesamt). Du verbrauchst dann ~143,7 A.
Mehrverbrauch im Winter: ca. 5,1%

Die Zahlen sind geschätzt und können abweichen. Sie entsprechen aber in etwa der Realität von Lithium-Eisen-Phosphat Zellen und sollen den Zusammenhang erklären.

Zusammenfassung
1. Je geringer die Zelltemperatur und je größer die Belastung, desto größer ist der Mehrverbrauch im Vergleich zum Sommer.
2. Während der Fahrt erwärmen sich die Zellen durch den größeren Innenwiderstand und nach etwa 20 km Fahrt kann sich dieses Verhalten normalisieren. Das ist abhängig davon, ob die Zellen gut isoliert sind und diese die Wärme entsprechend behalten können.
3. Der Ladewirkungsgrad sinkt bei niedrigeren Zelltemperaturen.

Das alles fůhrt dazu, dass du einen tatsächlich höheren Verbrauch ab Akku und einen noch höheren Verbrauch ab Steckdose hast. Ich hoffe es ist so einigermaßen verständlich. ;)

Gruß
Micha


Find ich auch super erklärt.
Gehört eigentlich angepinnt oben dass es alle immer sehen :)
Aber eines frage ich mich dann.

Haben diese Faktoren (Zellwiderstand usw.) Bzw die kalten Temperaturen an sich dann auch höheren Verschleiß der Zellen zur Folge?
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Re: Mehr Verbrauch im Winter auch ohne Heizung?

Beitragvon bm3 » Mi 20. Nov 2013, 23:18

Hallo,
eigentlich nein, bei Lithiumzellen sinkt die Lebensdauer stark ab mit der Erwärmung. Im Winter sind die Zellen trotz mehr Erwärmung aber maximal gleich warm wie im Sommer.
Also geht der Sommer eher auf die Lebensdauer.
Die Sache bei Lithium-Zellen ist ja die dass sie zwar bei Kälte länger leben aber bei Wärme besser arbeiten. :mrgreen:
Außerdem gibt es auch noch die kalendarische Lebensdauer wo die Alterung unabhängig davon besteht ob die Zellen betrieben werden oder nicht und mindestens 50% Anteil an der gesamten Alterung hat, da nimmt die Alterung aber ebenfalls mit Umgebungswärme überproportional zu.

Viele Grüße:

Klaus
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Re: Mehr Verbrauch im Winter auch ohne Heizung?

Beitragvon Twizyflu » Mi 20. Nov 2013, 23:23

Nunja mein Zoe wird wohl so 4 Tage oft am Stück stehen.
Das ist leider so.
Das muss er verkraften.

Dafür fahre ich auch keine 10.000km im Jahr :)
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Re: Mehr Verbrauch im Winter auch ohne Heizung?

Beitragvon Jogi » Mi 20. Nov 2013, 23:27

bm3 hat geschrieben:
Die Sache bei Lithium-Zellen ist ja die dass sie zwar bei Kälte länger leben aber bei Wärme besser arbeiten. :mrgreen:

Wußt ich's doch:
Mit Arbeit versaut man sich nicht nur den ganzen Tag, sondern auch noch die Lebenserwartung... :twisted:
Hinterher findet sich immer Einer,
der es schon vorher gewusst hat.
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Re: Mehr Verbrauch im Winter auch ohne Heizung?

Beitragvon zottel » Do 21. Nov 2013, 09:13

Danke, Micha, genau so eine Erklärung wollte ich haben!

bm3 hat geschrieben:
Außerdem gibt es auch noch die kalendarische Lebensdauer wo die Alterung unabhängig davon besteht ob die Zellen betrieben werden oder nicht und mindestens 50% Anteil an der gesamten Alterung hat


Ah, das ist auch so ein Punkt, wo ich mich schon immer gefragt habe, wie sich das auswirkt. Woher hast Du die 50%? Gibt es irgendwo Übersichten zu diesem Thema, wie stark sich die Alterung auf die Kapazität auswirkt etc.? Mich würden natürlich speziell LiFePO4-Akkus interessieren. :mrgreen:

In den Datenblättern, die ich gesehen habe, sind Daten zu Zyklen und Temperatur und Selbstentladung, aber nichts zur Alterung.
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Re: Mehr Verbrauch im Winter auch ohne Heizung?

Beitragvon dexter » Do 21. Nov 2013, 20:28

bm3 hat geschrieben:
Also geht der Sommer eher auf die Lebensdauer.


...außer man lädt eiskalte Akkus mit hohen Strömen, das geht auch auf die Lebensdauer. Weshalb der Zoe das ja bspw. verhindert.

Faustregeln: sachte Strom geben wenn der Akku kalt ist, aufladen wenn der Akku warm ist.
Michael

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Emco Novum-Li (45 km/h; 3 kW) ..... 4.003 km / 208 kWh => 5,2 kWh/100km
(Stand: 10/2016, Verbrauch ab Steckdose)

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Re: Mehr Verbrauch im Winter auch ohne Heizung?

Beitragvon PowerTower » Fr 22. Nov 2013, 15:30

Dann sollte bei eiskalten Temperaturen aber auch die Rekuperation zurück gefahren werden, denn das ist schließlich auch ein Ladevorgang. Ein Großteil meiner Akkus ist war auch beim laden bis -45°C spezifiziert, aber ein paar davon sind noch von der alten Sorte, die nicht unter 0°C geladen werden dürfen. Deswegen schalte ich in dem Fall die Rekuperation aus, bis die Temperaturen entsprechend angestiegen sind. Geht leider nicht bei allen Autos, aber zumindest die neuen sollten das von selbst berücksichtigen.
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