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Batterietemperatur wird dauernd gehalten? Verluste pro Tag

Hallo,
in einer Diskussion am SUC erzählte mir ein Interessierter das MS würde die Batterietemperatur immer auf 18° C. halten. Ich war da etwas überfragt. Da die Temperatur ja beim MS nicht angezeigt wird wusste ich nicht was ich antworten sollte. Während der Fahrt oder beim Laden/Aufheizen ja.
Aber bisher war ich davon ausgegangen das z.B. in einer Garage die Batterie die Umgebungstemperatur hat. Auch wenn ich dann den Verbrauch von ca 15km nach ein paar Tagen nicht ganz nachvollziehen kann. Ich denke das reicht für ein Halten der Batterietemperatur bei 18° C. nicht aus. Waren ja die letzten Tage eher unter Null.
Weiss jemand näheres?
den Titel passe ich noch an wenn jemand einen besseren nennt. „Verlust pro Tag“ passt ja nicht so ganz. Mir fällt aber auf die Schnelle nichts besseres ein :wink:

Gruss Siggy

Das dürfte eine Legende sein.
Wie Du schon beobachtest hast, wäre der Energiebedarf dafür bei Minustemperaturen massiv.
Wenn es so wäre, wären dann im Winter auch keine Einschränkungen bei der Reku vorhanden.

Der Reichweitenverlust im Stand kommt, nach allem was wir wissen, durch die Standbyverbräuche der übrigen Fahrzeugelektronik zustande, nicht durch das Batteriemanagement des Hochvolt-Akkus.

Nach meinem Kenntnisstand wird der Akku nur während der Fahrt und bei Vorklimatisierung per App ohne Rang Mode temperiert.

…und Letzteres soweit ich weiss auch nur, wenn das Auto am Strom angeschlossen ist. Kann das jemand bestätigen?

Der Vampirverlust von einigen km pro 24 h entspricht einer Leistungsaufnahme von größenordnungsmäßig 40-60 W. Für ein Bordsystem, das eigentlich „aus“ sein sollte, ist das schon viel, wird ja auch entsprechend drüber diskutiert. Aber damit lässt sich definitiv keine dauerhafte Temperierung von etwas so großem wie der Traktionsbatterie bewerkstelligen. Da bräuchte man eher 50-100x so viel Leistung, und dann wäre der Akku (offshore) nach 24 h leer :nerd: .

Der Akku wird bis +10 grad aktiv geheizt. Ab +40 Grad passiv gekühlt. Ab 55 Grad aktiv gekühlt.
passiv: Wärmetauscher, Pumpen (kein nennenswerter Stromverbrauch)
aktiv: zusätzlich Widerstandsheizung bzw Kältemaschine (viel Stromverbrauch)

Bin gerade 2000 km Autobahn bei Minusgraden gefahren, im Rangemode 110km/h- 125 km/h alles im Temperaturbereich -4 bis +4 Grad.
Die Reichweite war jeweils zwischen 250 und 270 km bei 90% SoC.
Also relativ „geringe“ Reichweite.
Das hat zwar gut funktioniert weil es überall SC auf der Strecke gab, aber mein Rückschluss war, das wohl laufend die Batterie geheizt wurde und deswegen dafür recht viel Strom „abgezwackt“ wurde!?

Nein. Die Hauptverursacher des zusätzlichen Verbrauchs im Winter sind:

  1. Heizung
  2. Luftwiderstand (kalte -> höhere Dichte)

Den gleich nach der Heizung wichtigsten Verursacher hast du ignoriert: Der höhere Innenwiderstand der Akkuzellen bei niedrigen Temperaturen was einen schlechteren Antriebswirkungsgrad verursacht.

Und genau dieser schlechtere Wirkungsgrad resultiert in Wärme, die den Akku aufheizt, was man dann wieder an der aktiven Akkuheizung via Battery Heater spart.

Auf der Autobahn bei 110 km+ wird der Akku durch seine eigene Abwärme unter Last und die Verlustwärme von Motor und Inverter (die ja auch das Kühlmittel erwärmen) seine 10 °C auch von alleine halten. Die ersten km wird er vermutlich aktiv mitgeheizt. Die Innenraumheizung ist definitiv ein ordentlicher Brocken am Energieverbrauch, da kommen je nach Innen-/Außentemperaturdifferenz leicht 20-40 Wh/km obendrauf.

Die Ursprungsfrage bezog sich aber glaube ich darauf, ob der Akku „dauernd auf 18 °C gehalten“ wird, auch wenn das Auto abgestellt ist. Das ist definitiv nicht so. Auch nicht auf 10 °C.

Aber genau der wird doch durch die Aufwärmung der Batterie wieder eliminiert - oder stehe ich auf dem Schlauch?

Heizung kann ich nur durch abschalten oder herunterregeln eliminieren und - naja, Luftwiderstand bei Kälte durch globale Erderwärmung. :wink:

Natürlich ist es von der Energiebilanz scheinbar wurscht ob der Akku künstlich beheizt wird oder die Erwärmung von selbst stattfindet durch den geringeren Wirkungsgrad innerhalb der Zellen bei niedrigen Temperaturen. Das habe ich auch nie bestritten. Trotzdem ergibt sich bei niedrigen Außentemperaturen ein höherer Verbrauch da auch der Zellwirkungsgrad bei z.B. 30 Grad Akkutemperatur schlechter ist als bei 40 Grad.

Das Problem ist die Abstimmung von Zellchemie und Akkuklimatisierung auf unterschiedliche Umgebungstemperaturen und Leistungsabnahme. Da sind leider immer faule Kompromisse notwendig da man bei den Temperaturen nach oben leider auch nur geringen Spielraum hat.

Das ist eine coole Darstellung - und auch voll interessant.

Wer könnte dieses Schema näher erklären?

Generell wäre es hochinteressant, wenn wir mehr an anzeigen und Informationen am Display hätten.
Der Standard- uns sorglosUser muss sich das nicht ansehen, aber es gibt sicher sehr sehr viele unter uns die liebend gerne mehr anzeigen vom momentanen betriebszustand hätten.
Abgesehen vom Interesse, könnte man sicher auch noch die fahr- und bedienweise des Autos optimieren.

Da versteh ich den Elon nicht - ist selber einer der genialsten Techniker auf diese welt, und uns verschweigt er das allermeiste, was sich so im Auto abspielt.
Hat keiner da einen guten draht zu ihm.
Vielleicht braucht er eine unterschriftenliste, dass wir so gerne mehr vom Innenleben sehen wollen…

…ich weiss, jetzt kommen sicher die Kommentare, wie: das brauch ich alles nicht, das verwirrt mich nur, warum ist heut meine akkutemp so hoch…usw…
Hmm…

Rot, der Kühlkreis der den Motor, Umrichter und Lader kühlt, darin

  • rechts oben verstellbares Ventil für den Kühler (der ist im Bild nicht durchflossen (100% Bypass)
  • Unten Motor + Umrichter (Inverter)
  • darüber Lader + Bypass (vermutlich anstelle des 2 Lader)
  • Links Mitte Kühlmittelpumpe (0% also abgeschaltet)
  • darüber Ventil für die Einbindung des Batterie Kreislaufs (grün) (geschaltet auf parallel)

Grün der Batterie Kühlmittelkreislauf

  • Links oben das Ventil zur Trennung von Batterie und Motor Kreislauf (parallel, also getrennt geschaltet)
  • oben Mitte Kühlmittelpumpe für diesen Kreislauf (läuft mit 1%)
  • Rechts oben Ventil zur Einbindung im A/C Kreislauf zum runterkühlen (0%, es wird nicht aktiv runtergekühlt (chiller, Wärmetauscher darüber wird nicht vom Kreislauf durchflossen)
  • in der Mitte, mit dünnen Leitungen angebunden DC-DC Spannungswandler
  • Rechts unten Heizung für den Batterie Kreislauf
  • Unten die Batterie

Der Schwarze Kreis in der Mitte ist der A/C Kreislauf des Klimakompressors (derzeit wohl ausgeschaltet)
-Oben bei diesem 2 Kühler mit derzeit stehenden Ventilatoren (0%)
-Links unter dem linken Lüfter EAC der Klimakompressor

  • rechts daneben der Wärmetauscher für den Batterie Kühlmittelkreislauf, daneben rechts dessen Düse
  • unten Gebläsekiste (HVAC) mit Verdampfer (Evap) zum kühlen und entfeuchten, rechts daneben dessen Düse
  • unter dem Verdampfer in der HVAC ist noch das Heizelemet Air PTC einzeichnet

So ich hoffe das war alles richtig.

Vielen Dank für deine sehr ausführliche Erklärung.

Wenn wir dieses Schema (mit aktuellen Zahlen) am Display hätten wäre das sehr interessant.

Ich denke das Teil oben in der Mitte ist der dritte mittige Wärmetauscher - den dc-dc-Wandler sehe ich auf dem Bild nicht. Der befindet sich ja ( zumindest bei meinen) hinter dem vorderen rechten Radkasten.
… 162°C an Motor ist schon ein Wort.

Das schlimme ist, dass immer mehr verschwiegen wird von Seiten Teslas. Z.B. wurde früher das Gesamtuntersetzungsverhältnis beim S noch angegeben. Mit Erscheinen des Dualantriebs wo dieser eine spezielle technische Wert erst richtig interessant wurde (Spekulation auf unterschiedliche Untersetzung vorne und hinten) gab es das nicht mehr.

Ich denke die Verschwiegenheitspolitik von Tesla hat einen klaren betriebswirtschaftlichen Grund: Je mehr spezielle Sachen preisgegeben werden, desto mehr spezielle, lästige, „doofe“ Fragen kommen von den Kunden welche die Angestellten von den Servicecentern überfordern und Kosten verursachen. Und das führt zu Verunsicherung der Kunden, die dann merken wie… . :unamused:
Das soll nun kein pauschaler Vorwurf an die Teslaangestellten sein (kenne persönlich keinen einzigen und habe deshalb natürlich auch kein Recht so etwas zu sagen). Es ist nur eine allgemeine Lebenserfahrung wie viele Menschen sind die auf Posten sitzen wo man eigentlich meinen müsste, dass sie die Dinge die sie verkaufen, bedienen oder reparieren an sich auch technisch begreifen müssten aber das in Wirklichkeit… .

Ja, hört sich nach viel an. Ich wüsste brennend gern bei wie viel Grad Differenztemperatur zwischen Rotor und Stator es zum Kontakt kommt. (Exitus des Motors durch verschiedene Ausdehnung)
Das sind so Fragen die natürlich irgend welche Ingenieure bei Tesla wissen. Aber der Angestellte im nächsten Teslaladen … (siehe meinen Post davor).

Annahme:
Rotor und Stator erwärmen sich gleichzeitig
Aussendurchmesser Rotor: 150 mm (wenn jemand genaueres weiss, bitte melden)
Innendurchmesser Stator: 150.5 mm
Material Rotor: Kupfer (ich glaube es war Kupfer?)
Material Stator: Stahl

150 * (1 + 16.5 * 10^⁻6 * t ) = 150.5 * ( 1 + 11.7 * 10^⁻6 * t )

t = 715.2 K

t ist die Temperaturdifferenz in K zwischen „Ausgangssituation“ und „Berührung“. Gehen wir davon aus, dass Tesla bei ca. 20°C produziert. Somit wäre die Grenztemperatur bei 735.2 °C. Diese Zahl ist jedoch mit viel Vorsicht zu geniessen, denn die Materialien sind nicht genau bekannt und der Anfangsspalt von 0.25 mm könnte auch ganz anders sein. Es gibt wahnsinnig viele verschiedene Stähle, die riesige Unterschiede in den Wärmeausdehnungskoeffizienten haben.
Eines lässt sich mit Garantie sagen: Wäre der Stator aus Aluminium (was er nicht ist), wäre eine erhitzungsbedingte Berührung nicht möglich.

Nähmen wir an, der Stator wird sehr gut gekühlt und erwärmt sich nicht, ergibt sich folgendes:

150 * (1 + 16.5 * 10^⁻6 * t ) = 150.5

t = 202 K

Somit würde der Rotor den Stator bei einer Temperatur von 222 °C berühren.

Danke für die Rechnung reniswiss!
Das Problem mit der Ausdehnung durch verschiedene Temperaturen beim E-Motor ist vielleicht gar nicht so groß wie ich vermutet habe.
Der Stator besteht auch viel aus Kunststoff (Die Kupferwicklung sind darin eingegossen). „Plastik“ hat üblicherweise ziemlich hohe Wärmeausdehnungskoeffizienten. Das könnte den geringeren Ausdehnung von Stahl entgegenwirken. (Andererseits auch dafür sorgen, dass der Stator wegen dauernden wechselnden inneren Spannungen… .)
Ich denke es ist auch nicht sicher ob sich der Stator wie von dir angenommen wie ein einfacher homogener Hohlzylinder verhält. Vielleicht dehnt sich da auch was nach innen. (komisches Drahtgewickel mit verschiedenen Materialien) :question:
Ob Tesla vielleicht auch bewusst den Stator weniger kühlt als möglich ist um gegenüber dem Rotor (der auf jeden Fall schwierig zu kühlen ist) eine geringere Temperaturdifferenz zu haben? Bei insgesamt hohem Temperaturniveau des Motors kann auch viel Wärme über die Rotorwelle und Zahnrad ins Getriebe abfließen.