Akkuheizung während der Ladung

[TMEV]

Innenraum: ja
Akku: nein

[Knobi]

Alles klar - Danke !!!
VG U x I

[jodi2]

Der Winter ist da und der ID.3 regt einen zusätzlich an, sich Gedanken um die Akkuheizung zu machen. Ich holen diesen thread daher wieder vor und schreibe mal meinen Snef und meine Fragen dazu:

Ich selbst muss in der Regel selten CCS laden und kann mit der evtl. etwas geringeren Leistung oder Reku des i3 bei kaltem Akku leben, der Akku wird in unserer Region nur selten Minusgrade haben und wohl nie zweistellige Minusgrade. Ich möchte nur den Akku langfristig möglichst gut behandeln/schonen, beim Fahren als auch beim Laden und das BEV möglichst effizient (inkl. dem verbrauchten Strom am Lader) betreiben, also gerne Akku vorheizen, wenn ich damit nachher mind. ähnlich viel beim Fahren wieder einsparen kann, aber für die Reichweite brauch ich in der Regel keinen i3 auf 100% und Akku und Innenraum schon warm.

Wenn es z.B. zur Akkuschonung (nicht für Ladeleistung/Ladezeit) sinnvoll ist, den Akku auch vor 11kW AC Laden vorzuwärmen, mach ich das gerne. In der Regel folge ich der Regel “Laden direkt bei Ankunft” (eigentlich fast immer, wenn ich unter 40% nach Hause komme), aber es könnte auch (selten) mal sein, dass der Wagen mit 50-60% abgestellt wurde, tagelang bei Eiseskälte steht und ich dann abends kurzfristig erfahre, morgen früh muss ich 180km weit fahren, also will ich den Akku mit Minusgraden über Nacht mit 11kW auf 100% vollladen. Ist es da sinnvoll/nötig, denn Akku vorzuheizen?

Bisher weiß ich grob an Voraussetzungen und Eckdaten der i3 Akkuheizung:
- Sitzheizung vorhanden/verbaut
- Ladegerät (WB?) angeschlossen und Abfahrtzeit weit genug in der Zukunft angegeben
- Akkutemp unter 8 Grad C, dann fängt er 3-4h vor Abfahrtszeit an, den Akku bis auf bis 10(?) Grad zu heizen (in einem BMW Prospekt las ich etwas von 20?), das Akku laden beginnt aber sofort bzw. je nach Tariffenster

Daraus ergebe sich in etwa folgende Fragen für mich:
1) Spart das Akku vorheizen nachher bei der Fahrt in großer Kälte irgendwo Energie/verbraucht man mit warmem Akku dann deutlich weniger? Meiner bisherigen Erfahrung nach nicht, meine Kurzstreckenverbräuche sind auch im Winter noch gut/nur wenig höher als im Sommer, da ich da die Heizung da meist aus habe und mit Mütze&Sitzheizung gut leben kann.
2) Schont es den Akku/erhöht es die Lebensdauer bzw. reduziert es die Degradation, im Winter mit vorgewärmtem Akku, also z.B. immer mit 10 Grad statt 2 Grad loszufahren, bei verhaltener Fahrweise (also keine Nordschleife oder 163 auf der AB)?
3) Wäre es bei großer Kälte auch für 11kW AC Laden zur Akkuschonung (nicht für die Ladeleistung) schon sinnvoll, den Akku vorzuwärmen? Oder regelt das BMS die Akkuschonung schon zur genüge, was an Ladeleistung reingeht ist ok und mehr lässt es eh nicht zu?
4) Kann man die Akkuheizung beim i3 überhaupt irgendwie aktivieren, ohne zu laden oder zumindest ohne auf 100% zu laden? Mir fiele nur ein, den lahmen Ladeziegel zu verwenden (oder wenn der i3 den dafür nicht akzeptiert, die WB auf 6A) und so zu planen, dass das Zeitfenster so bemessen ist, dass es reicht zum Akku vorheizen, aber der Akku bis zur Abfahrtszeit nur wenig bis gar nicht mehr SoC hat. Wäre aber schon ziemlich umständlich und ginge wohl nur mit Tariffenster, um nicht mitten in der Nacht aufstehen zu müssen. Sofern Akku vorheizen und Tariffenster zusammen geht.
5) Lässt sich die i3 Akkuheizung wirklich nur über eine geplante Abfahrtszeit aktivieren? Oder geht sie auch bei Sofort-Laden an, wenn der Akku unter 8 Grad hat? Meines wissens ersteres.

Ich seh schon, wenn es im Lockdown jetzt mal richtig kalt wird, hab ich einiges zum Ausprobieren zum Zeitvertreib…

[ntruchsess]

Mit vorgewärmten Akku hat dieser eine höhere Zellspannung und einen niedrigeren Innenwiderstand. Das bedeutet man hat bei gleicher Ladung etwas mehr entnehmbare Energie und unter Last einen besseren Entladewirkungsgrad. Damit erreicht man eine etwas größere Reichweite und maximale Leistung im Vergleich zum kalten Akku. Zusätzlich hat man den Vorteil, dass der Akku beim Schnellladen unterwegs warm genug für hohe Ladeleistung ist.

Energie (gemessen ab Steckdose) spart man damit aber nicht - dafür ist die Wärmekapazität des Akkus im Vergleich zum energetischen Gewinn einfach zu groß. Wenn man weder die höhere Reichweite noch die mögliche höhere Ladegeschwindigkeit benötigt, dann lohnt sich Akku vorheizen nicht. Wegen des Ladens bei kaltem Akku muss man sich keine Sorgen machen - das BMS sorgt schon dafür, dass der Ladestrom bei kaltem Akku nicht zu groß wird. Wenn am Schnelllader die Leistung wegen zu kaltem Akku reduziert wird, wird die Vorwärmung automatisch aktiviert. Die Ladeleistung steigt dann mit zunehmender Erwärmung des Akkus. Hat man eine Wärmepumpe kann man das gut beobachten, weil die Vorwärmung ihre Energie dann über die Wärmepumpe bezieht, was das Verhältnis von aufgewandter Energie zu nutzbarer Mehrkapazität verbessert.

Solange nicht Gefahr besteht, dass der Elektrolyt tatsächlich einfriert ist es für die Lebensdauer vermutlich eher unbedeutend.

[jodi2]

Danke! Ich kann leider nur einen like geben...

[SU-N_i3]

Mit 11kW-Ladeleistung heizt Du den Akku automatisch über die Ladeverluste mit vor, je nach SOC zum Ladestart natürlich. Die elektrische Akkuheizung wird leider erst nach der Vollladung aktiviert. Da fühle ich mich schon etwas durch das BMS bevormundet.

Unter Null-Grad Akkutemperatur soll man in der Theorie den Akku besser nicht oder nur mit sehr kleinen Strömen laden. Direkt nach dem Fahren laden ist da schon die bessere Strategie.

Chemisch verdoppelt sich die Reaktionsfähigkeit des Akkus etwa alle 10 Grad, damit steckt er den Abruf höherer Leistungen besser weg. Im Umkehrschluss gilt das auch gleichermaßen negativ für die kalendarische Alterung bei wärmeren Akku.

[jodi2]

Also wenn mal nach eiskalter Nacht morgens laden unvermeidlich ist, vielleicht besser mit dem Ladeziegel.
Das Vorwärmen beginnt bei AC erst nach 100%? Selten dämlich, quasi umgekehrt dämlich wie beim ID.3 derzeit. Einfach ein Knopf dass man es manuell an- oder abschalten kann, für Kurzstrecken im Winter oder wenn es eben bald an den Schnelllader gehen soll...

>Chemisch verdoppelt sich die Reaktionsfähigkeit des Akkus etwa alle 10 Grad, damit steckt er den Abruf höherer Leistungen besser weg. Im Umkehrschluss gilt das auch gleichermaßen negativ für die kalendarische Alterung bei wärmeren Akku.

Den zweiten Satz musste ich dreimal lesen, bis ich ihn verstanden habe... Ich erinnere mich auch dunkel, dass mir ein Freund, der als Chemie-Ing. schon früh/vor der Masse mit Lithium-Ionen-Akkus zu tun hatte mal empahl, die Akkus bei längerer Nichtbenutztung am besten im Kühlschrank aufzubewahren.
Bei Pedelecfahrern ist der Irrglaube weitverbreitet, dass schon Temperaturen nahe dem Gefrierpunkt dem Akku schaden würden und man ihn nichtmal in der Garage lassen sollte und unbedingt im Winter nur im Haus lagern...

[E-Mobil-Foo]

Wer den Akku schonen will, muß erkennen, daß es dem I3 an minimalen Einstellvorgaben fehlt.
Per Überlieferung schont es den Akku, wenn er in warmgefahrenem Zustand bei Frostlagen, also z.B. direkt nach der Fahrt, geladen wird.
Der Konterpunkt liegt im Fehlen der manuellen Vorgaben:
1. Laden nur bis xyz %
2. Nach Akku-Vorklimatisierung bzw. Innenraumklimatisierung rechtzeitig auf 100% volladen.

Somit zeigt der I3 die recht "dumme" vorhandene Strategie (Ladeprogrammierung "sofort*)"):
1. er lädt beim Anstecken (z.B. abends) auf 100%
2. er startet "rechtzeitig" in Abhängigkeit von Akku- und Außentemperatur die Akku-Heizung auf +10°C mit bis zu 3,7kW, also z.B. 2 1/2 Stunden vor programmierter Abgangszeit
3. er startet "rechtzeitig" in Abhängigkeit von der Innentemperatur
3a) die Nachladung des Akkus mit max. 11kW
3b) anschließend am 3a die Innenraumheizung
...Beispiel: bei -1°C a) von 3:18 bis 3:50 Uhr und b) 5:53 bis 6:30 Uhr
*) hier könnte man auch eine z.B. nächtliche Zeit vorgeben (der Akku wäre dann ggf. eisekalt), an den folgenden Operationen ändert sich dann nix.

Diese Angaben stammen von einem Zähler, der die gelieferte Leistung aller Phasen des Wallbox permanent aufzeichnet.

[B.XP]

Alle falsch!

Nur Spaß

Ich versuche mal kurz die Puzzleteile zusammenzufügen: Es gibt am Markt unterschiedliche Batterietypen und chemische Zusammensetzungen. Alles sind für sich spezialisiert und haben ein etwas unterschiedliches Verhalten in Sachen Temperatur. Auch die Zellen der unterschiedlichen i3-Akkus verhalten sich unterschiedlich.

Grundsätzlich ist es so, dass je kühler der Akku ist, desto langsamer die Reaktionsgeschwindigkeit und desto höher der Innenwiderstand. Geringere Reaktionsgeschwindigkeit bedeutet weniger Leistung (und auch Ladegeschwindigkeit) und bessere Haltbarkeit. Die Zellen sind normal bis -30°C spezifiziert, darunter bekommst du dann halt Probleme. Ob der Akku voll oder leer ist, spielt eigentlich keine Rolle, weil das BMS selbstständig die maximale Ladung begrenzt. Dieses "lade dein Smartphone nicht voll" kann man sich eigentlich schenken, ebenso wie die 90%-Blockade von Tesla, weil die einfach mehr von ihrer Brutto-Kapazität freigeben; Beim i3 ist das integriert. Bei uns ist das so, dass der i3 einfach nicht jeden Tag an die Streckdose kommt. Gleicher Effekt.

Generell willst du in Sachen Haltbarkeit also immer einen möglichst kühlen Akku. Auf der anderen Seite willst du Leistung und Effizienz. Hier kommen die Unterschiede zum tragen: Die Rundzellen von Tesla mögen Kälte überhaupt nicht. Unter 10°C kommen die ersten Einschränkungen in Sachen Rekuperation, unter der Schwelle beheizt der Wagen die Zellen effektiv (entweder aktiv oder passiv durch den Innenwiderstand) auf eine relativ hohe Betriebstemperatur für maximale Leistung. Ehrlicherweise müsste man sagen, dass die Vorheizerei vor Supercharging der Lebensdauer der Tesla-Zellen nicht gerade zuträglich ist - aber die Zeitfenster sind in Bezug auf die Zeit in der das Auto inaktiv parkt eigentlich zu vernachlässigen. Bei den prismatischen Zellen des i3 sieht die Sache anders aus - die haben ein tolles Temperaturverhalten: Sprich: Auch bei unter 0°C kannst du ohne Einschränkungen Laden, Rekuperieren, Fahren...Einzige Ausnahme sind die 60er-Akkus. Die spielen noch nicht so mit dem Kühlsystem zusammen, was dazu führt dass unter einer gewissen Temperatur die Kühlung inaktiv ist, die Zellen sich aber durch den Innenwiderstand (ungleichmäßig) erhitzen und dann die Überhitzung droht! Deswegen hat BMW die 60er bei niedrigen Temperaturen begrenzt - der 120er hat diese Einschränkungen nicht.
Bei ID.3 kommen Pouch-Zellen zum Einsatz. Die sind quasi dazwischen und auch wieder vielfältig.

Wir machen das deswegen folgendermaßen: Im Alltag wird das Auto vorgeheizt, aber der Akku nicht vorkonditioniert. Für die kurzen Strecken, die wir da fahren, lohnt es sich nicht, den Akku zu konditionieren. Die geplanten Abfahrt mit Vorkonditionierung kommt ausschließlich dann ins Spiel, wenn längere Fahrten geplant sind. Nachdem wir für sowas mittlerweile das Model3 haben und Corona wütet, kommt das aktuell eher selten vor. Ansonsten ist der i3 unser bevorzugtes Winterauto aufgrund des geringeren Winterverbrauchs.

[E-Mobil-Foo]

"Wir machen das deswegen folgendermaßen: Im Alltag wird das Auto vorgeheizt, aber der Akku nicht vorkonditioniert. Für die kurzen Strecken, die wir da fahren, lohnt es sich nicht, den Akku zu konditionieren."
Es fehlt die Vorgehensweise - "Im Alltag wird das Auto vorgeheizt" - geht aber nur per Fernbedienung (wenn der Schlüssel so eingerichtet), Handy-App oder per Einsteigen ins Auto und "Heizung an"
Der im I3 programmierte Abfahrzeitpunkt arbeitet immer die obige Zwangsfolge 2 + 3a + 3b ab. Eine Einstellung mit/ohne Akku-Konditionierung gibt es in keinem Menü.