Wirkungsgrad beim Laden - Wie hoch sind die Verluste?

[Curio]

Hallo,
nachdem ja beim Thema Wirkungsgrad die Post abgegangen ist, hier mal ein Teilausschnitt, der mich im Moment besonders interessiert - der Ladevorgang. Aus meiner Sicht dort zumindest an einer Stelle allzu optimistisch mit 0.9 "abgehakt" ist das aus meiner Sicht der Bereich wo vielleicht im Moment am meisten "verschütt" geht...

Hier mal meine Definition/mein Verständnis für Ladeverluste bzw. spiegelbildlich den Wirkungsgrad beim Laden: Wir haben immer eine Differenz zwischen der Energie, die die Steckdose/Ladesäule aus dem Netz/von der PV abnimmt und der Energie, die am Ende als nutzbar in der Batterie angekommen ist. Also zwischen "Zähler an der Steckdose" und Batterie liegen diese Verluste. Für DC Laden würde ich sagen, das was die Ladesäule an Energie aufnimmt wieder vs. das was in der Batterie ankommt.

Was habt ihr hier für Praxiswerte? Ich habe glaube ich schon Zahlen von 0.8 oder niedriger gesehen...

Und: Das ganze ist sicher stark vom Nutzungsfall abhängig, wenn ich mich recht entsinne lädt wohl eine ZOE mit ganz vernünftigem Wirkungsgrad bei 22kW oder 11kW Anschlußleistung, aber am "Notladekabel" unterhalb 2 kW wird es "finster". Gibt es hier Zahlen? Wie vergleicht sich das mit zB dem LEAF? dem Ampera?
Wenn/sobald ich meinen i3 habe, steuere ich dann auch gerne Praxiswerte bei - aber das wird dieses Jahr nichts mehr...

Und: Sollten wir nicht auch ein besonderes Augenmerk auf diesen Schritt haben, wenn er denn zu den "verlustreichsten" in der Energiekette des e-Autos gehört?

[Jogi]

Wir haben immer eine Differenz zwischen der Energie, die die Steckdose/Ladesäule aus dem Netz/von der PV abnimmt und der Energie, die am Ende als nutzbar in der Batterie angekommen ist.

Korrekt.

Für DC Laden würde ich sagen, das was die Ladesäule an Energie aufnimmt wieder vs. das was in der Batterie ankommt.

Es gibt nur "DC Laden".
Was aussieht wie "AC Laden", bedeutet nur, daß die Gleichrichtung im Fahrzeug erfolgt.

Was habt ihr hier für Praxiswerte? Ich habe glaube ich schon Zahlen von 0.8 oder niedriger gesehen...

Ist halt stark von der Technologie abhängig.

Und, besonders beim Chamäleon (ZOE), wie man den Blindleistungsanteil bewertet.
Finanziell wirkt Der sich in den meisten Fällen (beim Bezug) nämlich überhaupt nicht aus, aber bei der Ladedauer sehr wohl!

wenn ich mich recht entsinne lädt wohl eine ZOE mit ganz vernünftigem Wirkungsgrad bei 22kW oder 11kW Anschlußleistung, aber am "Notladekabel" unterhalb 2 kW wird es "finster". Gibt es hier Zahlen?

Ja, gibt es.
Leider bin ich jetzt auf Anhieb nicht fündig geworden, aber irgendwo existiert eine ziemlich ausführliche Tabelle mit Messwerten (EVplus?).
Unterhalb 2kW muß man ja nur in wirklich seltenen Ausnahmefällen gehen, aber das ist schon richtig, da gehen die Zeiten für eine Vollladung schon mal über 30h.
Und das geht in erster Linie auf das Konto "Blindleistung".
Die wird von einem "normalen" Haushaltsstromzähler nicht erfasst, aber der Energieversorger muß sie bereitstellen.
Und, ja, da wird Strom zu Wärme, also ist das auch als "Verlust" zu werten.

Wie vergleicht sich das mit zB dem LEAF? dem Ampera?

Leaf und Ampera (und auch die meisten anderen EVs) haben einen galvanisch getrennten Einphasenlader an Bord, das ist für niedrige Ladeleistungen an AC das Optimum, da bewegen sich die Verluste im Bereich von 5-10%.

Sollten wir nicht auch ein besonderes Augenmerk auf diesen Schritt haben, wenn er denn zu den "verlustreichsten" in der Energiekette des e-Autos gehört?

Haben wir.

Es gibt zwei Threads hier die das behandeln:

http://www.goingelectric.de/forum/renau ... tml#p22205

und...

http://www.goingelectric.de/forum/renau ... -t945.html

... vielleicht wirst Du da fündig.

[Jogi]

Yepp. danke, lingley, da gibt's ja alles, was man braucht...

[zottel]

Und das geht in erster Linie auf das Konto "Blindleistung".
Die wird von einem "normalen" Haushaltsstromzähler nicht erfasst, aber der Energieversorger muß sie bereitstellen.
Und, ja, da wird Strom zu Wärme, also ist das auch als "Verlust" zu werten.

Verstehe ich Dich richtig, dass Du sagst, Blindleistung wird in Wärme umgewandelt?

Wenn ja, das stimmt nicht. Blindleistung ist der Anteil des Stroms, der wieder zurück ins Netz gespeist wird, also nicht verbraucht und auch nicht berechnet wird. Mit Wärme hat das nichts zu tun. Richtig ist, dass der Versorger trotzdem die Gesamtleistung zur Verfügung stellen muss, was ein Problem sein oder werden kann, weil immer mehr Netzteile (nicht nur von Elektroautos) mehr Leistung beanspruchen, als sie letztlich verbrauchen.

Zur mia kann ich sagen: Geladen wird mit maximal 2,8 kW (jedenfalls bei unserer Spannung von meist nur knapp über 220V, ob das bei höheren Spannungen des lokalen Netzes anders ist, kann ich nicht sagen). Zu Beginn wird langsam auf 2,8 kW hochgefahren. Wenn diese Leistung erreicht ist, liegt die Blindleistung bei null. Gegen Ende der Ladung, wo es ins Balancing übergeht, sinkt die genutzte Leistung drastisch, bis sie letztlich nur noch einstellige Prozentzahlen der angeforderten Leistung ausmacht.

[Jogi]

Verstehe ich Dich richtig, dass Du sagst, Blindleistung wird in Wärme umgewandelt?

Wenn ja, das stimmt nicht. Blindleistung ist der Anteil des Stroms, der wieder zurück ins Netz gespeist wird, also nicht verbraucht und auch nicht berechnet wird.

Nicht berechnet, das stimmt.
Aber wenn Du nicht gerade supraleitende Kabel verlegt hast, erwärmt auch der Blindstrom Deine Leitungen.
Bei der Leitungsquerschnittsberechnung muß deshalb auch immer der Blindstrom mitberücksichtigt werden.

[Karlsson]

Im Kabel ist der Blindstrom ja kein Blindstrom mehr....also wenn ich mich richtig erinnere ging es da um Phasenversatz von Strom und Spannung. Das haben wir aber nicht beim ohmschen Widerstand im Kabel. Da ist die Verlustleistung i^2 * R, unabhängig vom Phasenversatz beim Verbraucher.

[Curio]

Hallo zusammen,
mir ging es bei Eröffnung des Themas darum, einmal die Ladeverluste/Effizient der verschiedenen Fahrzeuge und Lademodi zu vergleichen.
Daher halte ich die Aussage 'Es gibt nur "DC Laden"' nicht für wirklich hilfreich, zumal sich hier eine Diskussion über Blindleistung anschließt, die ja in einer "reinen DC Welt" nie und nimmer vorkommen könnte. Am Ende fließt Gleichstrom in die Batterie, ja - über diese Selbstverständlichkeit brauchen wir hier nicht zu reden.

Auch die DC Ladesäule wird mit Wechelstrom gespeist (PV DC-to-DC mal außen vor) - mir geht es um die Effizienzvergleiche, wann gibt es wieveiel Verlust? Ich sehe hier viele Diskussionen, wie man am schnellsten Laden kann, was ja für unterwegs auch wichtig ist - aber für zu Hause wäre für mich ein enorm wichtiger Modus: "so effizient wie möglich".
Daher komme ich auch von der Wirkleistung her, letztlich von dem, was auf dem offiziellen Zähler ist und ich am Ende mit der Stromrechnung bezahlen muss. Blindleistung ist eine interessante Frage, wegen der Belastung der Infrastruktur bis hin zum E-Werk, aber war jetzt nicht mein primäres Interesse.

Aus dem ZOE Thread unter den Links sehe ich fürs einphasige Laden Wirkungsgrade von 70% bei 10A - mit grenzwertigen Ladezeiten von 18 Stunden und 80% bei 13A bis 30A mit praxisnahen Ladezeiten zwischen 4.5 und 11h. Das deckt sich mit 77% aus 16 A einphasig aus einem anderen Thread
Dreiphasig für die ZOE habe ich Werte von unter 10% Verlust bei Leistungen über 8.2 kW (also >12A) gesehen, aber offenbar eher geschätzt als gemessen(?)

Beim Leaf gab es glaube ich auch schon Themen rund um Ladeverluste, habe im Augenblick nicht die Zeit, alles nachzulesen, wie der letzte Stand der Erkenntnis dort ist. Und mich würde wie erwähnt auch die unterschiedliche Bilanz/Effizienz interessieren, wenn man zB einen Leaf mit DC oder eben per CHADEMO lädt...

Vielleicht gibt es auch keine genauen Zahlen, mir ist bewußt dass das nicht einfach zu messen ist, wenn man saubere, reproduzierbare Zahlen bekommen will - aber ein paar Praxiswerte wären schon mal gut, meiner Meinung nach, und dann mal die verschiedenen Ansätze vergleichen, AC "slow", AC "fast" und CHADEMO... ca CCS DC ja eher noch Zukunftsmusik ist, was die Praxis in DE angeht...

Die 20kW Chademo-Säule von 8energy wird vom Hersteller mit 98% Effizienz angegeben. Gleichwohl ist die Ausgangsleistung mit maximal 18,3kW angegeben. Bei mir lud sie den 14,5kWh-Akku des iOn mit maximal 17,8kW. Ich nehme an, die fehlenden 2,2kW werden über die drei Lüfter entsorgt. Also eher 89% als 98% Effizienz.

Dazu kommen aber noch permanente 30W Standby-Verbrauch der Säule. Also allein gute 265kWh oder 1700 Fahrkilometer pro Jahr nur für das Rumstehen.

[sven]

Ich habe mit meinem ZOE mal ein bisschen rumgemessen. In der Tat ist es aber nicht ganz einfach, den Ladewirkungsgrad zu bestimmen. Die Energie, die dem Netz entnommen wird, lässt sich ja mit einem Stromzähler messen. Was die Energie betrifft, die dem Akku entnommen wird, muss man sich auf den Bordcomputer verlassen. Und hier gibt es leider eine Diskrepanz zwischen den verbrauchten kWh, die man direkt ablesen kann und der Energie, die man aus der Ladezustandsanzeige (SOC) ermitteln kann.

Beispiel/Vorgehensweise: Akku voll geladen. 51 km gefahren, danach Verbrauch am Bordcomputer abgelesen: 8 kWh, SOC 56 %. Entnommene 44 % von 22 kWh Batteriekapazität entsprechen 9,7 kWh. Danach wieder vollladen und dabei die Energiemenge messen. Im Beispiel waren es 10,7 kWh. Daraus ergibt sich ein Ladewirkungsgrad von 74,8 % oder von 90,5 %, je nach dem, ob man dem kWh-Zähler des Bordcomputers oder der SOC-Anzeige glaubt. Nun aber meine Ergebnisse:

Einstellung Crohmbox 13 Ampere, einphasig: 1 Messung, Wirkungsgrad 72,5 % bzw. 77,5 %
Einstellung Crohmbox 16 Ampere, einphasig: 2 Messungen, Wirkungsgrad im Schnitt 72,7 % bzw. 80,0 %
Einstellung Crohmbox 13 Ampere, dreiphasig: 4 Messungen, Wirkungsgrad im Schnitt 82,7 % bzw. 89,0 %
Einstellung Crohmbox 16 Ampere, dreiphasig: 4 Messungen, Wirkungsgrad im Schnitt 84,0 % bzw. 91,5 %
Ladesäule 32 Ampere, dreiphasig: 1 Messung (Anzeige Ladesäule), Wirkungsgrad 80,2 % bzw. 94,9 %

Unberücksichtigt bleiben die Leitungsverluste vom Stromzähler im Keller bis zum Zwischenzähler in der Garage.