Habe mir über die Akkuheizung des i3 schon vor dem Kauf Gedanken gemacht, aber in der Hinsicht, daß ich die auf keinen Fall will. Es wird nämlich für die Aufheizung mit Sicherheit viel mehr Energie verbraucht als man am höheren Wirkungsgrad gewinnt. Sprich: Akkuheizung ist ein Energiefresser, deshalb will ich das nicht. Werde deshalb niemals einen Timer setzen um den Akku aufzuheizen. Sitzheizung ist vorhanden.
Habe sehr genau beobachtet, ob der Akku vielleicht während der Fahrt geheizt wird. Als Antwort kann ich heute sagen: bei Temperaturen über dem Gefrierpunkt mit Sicherheit nicht. Zum Glück.
Gestern hatte ich die bisher tiefste Akkutemperatur von +2°. In der Nacht davor hatten wir schon um 19:00 leichten Frost. Wegen Nebel wurde es nicht kälter als -3,5°. Gegen Mittag hatte ich dann Akkutemperatur +2°.
Bin dann losgefahren 10,5km hin, 15 Minuten eingekauft, gleiche Strecke zurück. Lufttemperatur Start +2,5°, Ziel +3,5°, zurück auf Start +3°.
Akkutemperatur blieb auf dem Hinweg bei +2°, sprang auf dem Rückweg bei km 13 auf +3° und blieb dabei bis zu Hause.
Die Lufttemperatur lag im Mittel ziemlich genau bei der mittleren Akkutemperatur, der Fahrtwind hatte also nur minimalen Einfluß auf die Akkutemperatur. Die Erwärmung um 1° ist durch Batterieverluste ( Innenwiderstand ) entstanden.
Mit Sicherheit wurde hier nicht geheizt. Bei ca. 50 km/h Durchschnittsgeschwindigkeit und 21km Gesamtstrecke hatte ich 25 Minuten reine Fahrzeit, in der sich eine aktive Akkuheizung sehr deutlich bemerkbar gemacht hätte.
Danach habe ich übrigens sofort geladen, weil ich abends noch eine längere Strecke geplant hatte, für die 51% SOC knapp gewesen wäre.
Nach der Ladung von 11 kWh war die Akkutemperatur von 3 auf 7° gestiegen.
Bin danach sofort wieder losgefahren. Auf 25km Strecke mit Bergen dazwischen stieg die Akkutemperatur von 7 auf 8°. Dann noch mehrere Fahrten mit Pausen dazwischen ( Kino, Restaurant ), insgesamt 70km nach der Ladung, bin danach mit 11° Akkutemperatur zu Hause angekommen.
Die Akkutemperatur verhält sich sehr träge in Relation zur Lufttemperatur. Der Akku muß eine gewisse Dämmung haben, und die erhebliche Masse hat eine Speicherwirkung.
Wenn er überhaupt nicht beansprucht würde hätte der Akku übers Jahr gesehen eine Durchschnittstemperatur, die der mittleren Lufttemperatur entspräche. Nur mit sehr starker Dämpfung, so als ob man ein Thermometer 10cm unter der Erdoberfläche vergräbt. Wenn die Lufttemperatur übers Jahr Extreme von -20° bis +35° hat würde man im Akku vermutlich nur zwischen -10° und +25° sehen.
Dazu kommt aber jetzt noch die Erwärmung durch Ladung und Entladung. Nach meinen bisherigen Beobachtungen würde ich grob schätzen, daß ein Energieumsatz von 3 kWh den Akku um 1° erwärmt. Mehr bei schneller Ladung und Entladung, weil dann die Verluste höher sind. Hierbei zählen alle Energieumsätze - Ladung am Netz, Entladung und Reku.
Insgesamt liegt der Energieumsatz etwa beim Doppelten dessen, was man aus dem Netz bezieht. Die Flotte verbraucht laut ConnectedDrive im Mittel 16 kWk/100km plus 4 kWh Reku. Dieser Rekustrom zählt zweimal, wird einmal eingespeichert und dann wieder entnommen. Zu dem Nettoverbrauch von 16 kWh kommen noch die Ladeverluste, die aber zu erheblichen Teilen außerhalb des Akkus anfallen ( Kabel, Ladegerät ). Um 16 kWh nachzuladen zieht man etwa 20 kWh aus dem Netz. Der Energieumsatz im Akku liegt bei schätzungsweise 17 kWh davon plus 16 kWh Entnahme plus 2x 4 kWh Reku, also gut 40 kWh oder wie gesagt das Doppelte des aus dem Netz bezogenen Stroms. Alles sehr Pi mal Daumen. Bei kaltem Akku sind die Verluste und damit die Erwärmung größer, das gilt auch für hohe Lade- und Entladeströme.
Wenn jetzt jemand 20.000 km pro Jahr fährt mit diesem mittleren Verbrauch von 16 kWh/100km laut BC dann zieht der etwa 4.000 kWh aus dem Netz und der Akku hat einen Energieumsatz Laden + Entladen von 8.000 kWh. Das sind pro Tag knapp 22 kWh. Wenn o.g. Faustregel stimmt wird der Akku dadurch um 7° erwärmt. Jetzt müßte man noch wissen, wie schnell die Abkühlung vor sich geht - nach meiner Beobachtung ziemlich langsam - um zu wissen, wie hoch über der mittleren Lufttemperatur sich die Akkutemperatur bewegt. Sie liegt jedenfalls im Mittel um mehrere Grad über der Lufttemperatur und ist gegenüber dieser zudem sehr stark gedämpft.
Wie viel Energie wird gebraucht, um den Akku aufzuheizen? Der Akku wiegt 230kg. Davon würde ich die Hülle abziehen, die im Kontakt mit dem Fahrtwind steht sowie die Aufhängung. Bleiben vielleicht 200kg Speichermasse. Davon bräuchten wir die spezifische Wärmekapazität, die unbekannt ist. Die höchste Kapazität hat Wasser mit 1,16 kWh je Kelvin und Tonne. Metalle liegen sehr niedrig mit 0,1 bis 0,25 kWh, Kunststoffe und Elektrolyte dürften höher liegen. Wenn ich eine mittlere spezifische Wärmekapazität von 0,25 kWh/K je Tonne annehme dann könnte man den Akku mit 1 kWh um 20° aufheizen.
Wenn ich das mit o.g. Schätzung von 1K Erwärmung je 3 kWh Umsatz verrechne ergäbe sich ein Verlust von 1,66% bei jedem Lade- oder Entladevorgang, der innerhalb des Akkus in Wärme umgesetzt wird. Alles sehr grob und mit viel Unsicherheit.
Jemand Gedanken dazu?
Grüße
Frank