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Model S heizt/kühlt mit Shore Power

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Wir haben es ja alle immer schon gewusst, geahnt oder jedenfalls gehofft, dass Model S keinen wertvollen Akku-Strom vergeudet, wenn es noch am Netz hängt und die Kabine heizen soll. Jetzt hatte ich im Rahmen des Projekts „Berlin elektromobil 2.0“ vom DAI die seltene Gelegenheit, dem Model S mal aus Perspektive der Ladesäule zuzusehen. Und siehe da: Tatsächlich zieht mein Auto die Energie für’s Heizen direkt aus der Säule und geht nicht den Umweg über den Akku.

Die Grafik oben zeigt zunächst mal Laden mit 18 kW (sic!). Integriert über den gesamten Zeitraum (der hier abgeschnitten ist) hat mein Model S runde 70 kWh am Stück gezogen. Das hatte diese Laborsäule vorher auch noch nicht erlebt! :wink: Gegen 15 Uhr hatte ich dann etwas Langeweile und hab mal die Heizung per App auf volle Pulle gedreht. Man sieht zum einen: Es wird sofort Shore Power gezogen (ich habe genau auf die Uhrzeiten geachtet, und die passen perfekt). Man sieht zum anderen: Die Heizung des Model S kann bis zu 6 kW verheizen, das entspricht drei handelsüblichen Heizlüftern. Nicht übel.

Um 18 Uhr sieht man noch etwas Interessantes: Bevor ich mein Auto wieder abgeholt habe, habe ich den Innenraum schonmal gemütlich vortemperiert. In diesem Fall allerdings nicht „volle Pulle“, sondern auf menschenfreundliche 20°C. Man sieht sehr schön: Je kleiner die Differenz zur Zieltemperatur, desto weniger Energie wird verheizt. Eigentlich so, wie man sich das vorstellt, aber trotzdem (oder gerade deswegen) sehr erfreulich und hübsch anzusehen!

Mehr Informationen zu dem Projekt, an dem ich auf diese Weise teilnehmen durfte, findet Ihr unter:
dai-labor.de/act/laufende_pr … omobil_20/

Wow, 6kW würden ja nicht möglich sein via UMC / Schukostecker zum Beispiel. Würde mich interessieren ob dieses Verhalten abhängig ist von der Art der Quelle, also Typ2 vs. UMC. Ich habe zumindest einen Zähler in meiner Wallbox, muss mir das mal ansehen und auch mal mit UMC/Schuko.

Danke für die interessante Information,

Leto

Von einem Ferienausflug im Tirol, wo das Hotel nur einen Schuko-Anschluss hatte (noch), kann ichs dir bestätigen dass es das Selbe verhalten hat.
Da ich vor dem losfahren noch vorwärmen wollte, habe ich die Heitung im noch eingesteckt gestartet um währenddessen noch einen Kaffee etc zu trinken.
Statt die von zuhause gewohnten 5-10 Minuten am CEE16 dauerte das Vorwärmen etwa eine halbe Stunde, kostete aber keine Akkukapazität.
Was ich leider nicht weiss ist, ob es den Akku noch angezapft hätte, wenn ich zum warten eingestiegen wäre. Aber wieso sollte iman auch, wenn man schon die Wahl hat :wink:

Danke, wirklich schade daß es keine Anzeigen für den 12V Akku gibt… welche Rolle der dann spielt…

Gestern habe ich in derselben Konfiguration mal die Klimatisierung (Kühlung) getestet:

full.png

Zunächst einmal sieht man eine Ladekurve bei 21,5 kW fast wie am Lineal gezogen. Was kann man sich mehr wünschen… :slight_smile: Das war „laden pur“ ohne Klima oder Heizung.

Dann folgen einige „Nasen“ mit jeweils einigem Abstand zueinander. Das Auto stand in der direkten Sonne, aber es war kein ganz heißer Tag. Beim Starten der Kühlung zeigte die App jeweils ca. 32°C für den Innenraum an. Wenn der erstmal heruntergekühlt ist, dauert es ganz schön lange, bis er sich wieder aufgeheizt hat. Daher die großen Abstände zwischen den Tests.

Beim ersten und beim letzten Test habe ich die Klimaanlage auf „LO“ gestellt. Beim letzten Test war „Range Mode“ an, bei allen anderen aus. In beiden Fällen wurde nach einer halben Stunde etwa 13°C Innentemperatur gemessen. Beim letzten Test war ich am Auto, und muss sagen, die 13°C sind glaubhaft. Das Auto war auch von außen (an den Scheiben) eiskalt.

LO-1.png
LO-2-range.png

Die beiden mittleren Tests repräsentieren eher den Normalfall: Kühlen bis auf 20°C. In beiden Fällen war „Range Mode“ aus.

20-1.png
20-2.png

Ich finde auffällig, wie sehr sich die Kurven ähneln. Die Vorgabe der Zieltemperatur macht offenbar keinen großen Unterschied. Range Mode hat möglicherweise überhaupt keinen Einfluss, solange das Auto am Strom hängt, aber das kann aufgrund dieser Daten nicht eindeutig geklärt werden. Wenn man über die letzte Messung das Integral bildet, kommt man auf 1,26 kWh, also etwa 5 km Range-Verlust. Die Maximalleistung der Klimaanlage scheint bei 3,5 kW zu liegen, wobei wir davon ausgehen können, dass die kontinuierliche Leistung während der Fahrt deutlich geringer ist – auch dann, wenn der „Range Mode“ aus ist. Wie man an den Graphen gut sehen kann, regelt das Model S die Leistungsaufnahme der Klimaanlage ziemlich feingranular.

Danke für diese detaillierte Untersuchung.
intressant finde ich, dass für diese Td die AC mit 3kW deutlich effizienter als die PTC-Elemente für die Heizung mit 6kW sind. :open_mouth:

Das ist nicht sehr verwunderlich.
Zum einen muss eine Klimaanlage nur eine viel geringere Temperaturdifferenz (zu außen) ausgleichen als eine Heizung und zum anderen arbeiten Klimaanlagen wie eine umgekehrte Wärmepumpe.
Ich hätte die Leistung der Klimaanlage eher noch deutlich niedriger erwartet.

Zum Vergleich: meine Klimaanlage zu Hause, die ein komplettes Stockwerk mit ca. 100qm kühlt, zieht max. 1,4 kW!

Ich denke bei allen Einschätzungen muss man beachten, dass von einem heißen ( bzw. kalten) Auto ausgegangen wird, das zunächst auf die gewünschte Temperatur herunter gekühlt (geheizt) wird. Sinnvoller wäre eine Messung über 1-2 h. Wer schwer muss eigentlich der Sack für den Fahrersitz sein ? :smiley:

Kommt auf die Fragestellung an. Mir ging es erstmal um den Worst Case, und den habe ich glaube ich einigermaßen gut repräsentiert. Unabhängig davon wäre natürlich auch die Stromaufnahme im Average Case interessant. Vielleicht kann ich das ja gelegentlich auch noch aufzeichnen.

Fenster öffnen, aussteigen, Türen schließen und von außen einmal auf den Touch Screen tippen, dann bleibt Klima und Radio an. Irgendwann schaltet es trotzdem aus, aber ich glaube erst nach 1 Stunde, zumindest galt das mal für eine ältere Firmware.

Edit: Die Idee mit dem Fenster ist natürlich blöd, wenn man die Klimaanlage testen will… Dann vielleicht besser durch’s Dach, und das Dach dann per App schließen.

Interessante Messung.

Kann die Testsäule auf 3 kW gedrosselt werden ?

Es wäre recht interessant wie sich die Heizung dann verhält.

Gruß SRAM

Ich kann einfach an Schuko laden, dann habe ich etwa 3 kW (230 V x 13 A). Allerdings kann ich dann nicht mehr sehen, wie viel die Heizung verbraucht. Deine Frage ist ja: Reduziert er die Heizleistung oder heizt er mit Akku-Strom? Ich bin nicht sicher, wie ich das einigermaßen zuverlässig testen sollte, aber ich bin auch nicht sicher, wie relevant das ist: Ich kann ja auch vorheizen, wenn er gar nicht eingesteckt ist. In dem Fall nimmt er garantiert Akku-Strom. :wink: Da wir hier über Größenordnungen von 1 bis 2 kWh reden, ist das für den Akku-Füllstand kaum der Rede wert. Um überhaupt erstmal rauszukriegen, wie die maximale Leistungsaufnahme ist und wie grob oder fein die Leistungsaufnahme am Bedarf entlang geregelt wird, habe ich diese (etwas hemdsärmeligen) Tests durchgeführt.

Tolle Diagramme, Danke! Solche Daten sind Gold wert. Sie decken sich mit meinen Reichweiteverlusten beim Vorkühlen. Dass ein deutsches Luxusauto nicht Vorkühlen kann, halte ich für blamabel. Ich würde in eine S-Klasse einen 2kWh Akku einbauen, um so einen Komfort bieten zu können.

Meine private stationäre Wärmepumpe für die Hausheizung kühlt das Grundwasser und schafft eine Arbeitszahl von 5. D.h. mit einer kWh elektrisch lassen sich fünf kWh thermisch bewegen. Die im Tesla eingebaute Wärmepumpe ist viel kleiner und dürfte Bauart bedingt vielleicht eine Arbeitszahl von 2 bis 2,5 schaffen. Die Heizung ist dagegen ein einfaches Heizregister und keine Wärmepumpe, wie ich von einem Ranger erfahren habe. Im Winter aus der nasskalten Autobahnluft Wärme zu gewinnen würde zu Vereisungen führen. Ginge bestimmt nicht gut. Als einfache Elektroheizung hat sie also eine Arbeitszahl von 1. D.h. um eine gleiche Temperaturdifferenz wie die Klimaanlage zu schaffen braucht man mindestens die doppelte Energiemenge.

Danke Volker.Berlin fürs verlinken. Hier nochmal mein Beitrag:

Ich meine mich auch zu erinnern, dass 6kW die maximale Leistung war. Nur ich habe jetzt im Winter beobachtet, dass das MS beim Vorheizen anfangs bis zu 10kW gezogen hat (dreiphasig, laut Anzeige des MS im Bildschirm), obwohl es nicht am laden war. Kann das jemand von Euch bestätigen? Hat Tesla die Heizleistung erhöht? Wie groß ist die Batterieheizung? Oder hat es doch heimlich noch etwas nachgeladen, obwohl charging complete angezeigt war?

Grüße
Karl

Ich meine mich zu erinnern, dass 6kW die Leistung des Batterie-Heizers ist und 3kW die des Innenraum-Heizers. Ist auch gar nicht leicht, so viele kW an Luft abzugeben.

Auf der vorherigen Seite hier im Thread hat Volker.Berlin 2013 6 kW für die Innenraumheizung gemessen. Also 3-4kW maximal für die Akkuheizung? Wer hat das mal gemessen bzw hat jemand auch mal 10kW beim Vorheizen abgelesen?

Um die Kühlen / Heizen Geschichte nochmal näher zu erläutern:

Ein Heizstab hat wie schon erwähnt eine Leistungszahl von 1, d.h. 1 kW elektrische Leistung ergibt 1 kW thermische Leistung.

Klimaanlagen/Wärmepumpen erzielen jedoch je nach Temperaturhub Leistungszahlen zwischen 2,5 und 5, d.h. aus 1 kW elektrischer Leistung werden 2,5 - 5 kW thermische Leistung. Die Leistungszahl einer Wärmepumpe ist dabei grundsätzlich um 1-1,5 höher, da die Antriebsleistung des Verdichters mitgenutzt werden kann.

Das Vereisen der Wärmetauscher ist kein Problem, gängige Luft/Wasser-Wärmepumpen funktionieren bis -15°C ohne Probleme. Die Heizleistung geht durch die häufig notwendigen Abtauungen und die schlechteren Leistungszahlen allerdings deutlich zurück. Man unterscheidet daher zwischen maximaler Heizleitung und der integrierten, welche die effektive Heizleistung unter Berücksichtigung der Abtauungen darstellt.

Das Umschalten der Anlage zwischen Klimatisierungs- und Heizfunktion stellt technisch kein Problem dar und ist seit Jahren gängige Praxis in VRV-Klimanlagen, es werden nur 4-5 zusätzliche Ventile benötigt.

Fahrender Beweis ist der Renault Zoe, der genau so funktioniert und die Klimaanlage auf Wärmepumpenbetrieb umschaltet. Für mich nicht ganz nachvollziehbar warum Tesla sich dagegen entschieden hat, die Reichweitenminderung im Winter dürfte sich dadurch ein gutes Stück entschärfen.

Und noch was, das ich gestern beobachtete zu dem ich aber mittels Forumssuche nichts fand:

Ich wollte gestern kurz die Verbindung der Tesla App nach einem App-Update testen. Mein Model S stand in der Garage mit knapp unter 20 % Ladestand (66 km TR Anzeige in der App) war an die Wallbox angeschlossen und wartete auf das Laden per Ladetimer später des Nachts.

Also App connected, zum Klima gewechselt und wollte das Vorheizen anschalten.

Da meldet die App, der Batteriestand sei zu niedrig um vorzuheizen! Erst am nächsten Morgen nach erfolgter Ladung auf 80 % ging das Vorheizen wieder.

War das schon immer so, oder ist das wieder eine unangekündigte Einschränkung der Nutzbarkeit durch Tesla? Und was macht es für einen Sinn, das Vorheizen zu beschränken obwohl das Auto am Strom hängt?

Cheers

Frank

Seit der 6.2 ist mir das aufgefallen. Ich meine beobachtet zu haben, dass man nur noch per App vorheizen kann, wenn sich der SoC im grünen Bereich befindet (aber das müsste doch mit 20% der Fall sein?).

Gruß
Benjamin

Das ist ja nicht so schön :frowning:
Hatte allerdings noch nie den Fall, dass ich beinst niedrigem SoC vorheizen wollte.

Vielleicht ist das so, weil das Model S nicht sicher weiß, ob es an einer Stromquelle angeschlossen ist, die mind. die benötigten kW zum Vorheizen liefern kann?
Dann verweigert es das Vorheizen, um sicher zu gehen, dass der SoC nicht weiter fällt.

Das ist auch bei 6.1 so - habe schon paar mal getestet - Ich meine auch so ab 60 - 70 km(Typical) sind ja ca 20% wäre die Meldung auf dem Handy dann nicht mehr gekommen und die Heizung ließ sich starten - ist aber jetzt schon einige Wochen her. Jetzt heize ich nicht mehr vor :mrgreen: