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Wieviel Energie wird pro Grad Akkutemperatur verheizt?

Hallo rms69
aus meiner Sicht nicht.
Lass uns ein kleines Gedankenexperiment machen. Unser 2Tonner (LR) gewinnt/verliert pro 100m Höhendifferenz rd. 0,5kWh potentielle Energie. Wenn du nun bei kaltem Wetter deinen tiefgekühlten Akku (sagen wir 0°C) auf eine Temperatur aufwärmen möchtest bei der die Rekuperation voll da ist (Akku ca. 20°C), dann mußt du rd. 2,5 kWh (siehe oben Post 4) Heizenergie aufwenden. Wenn man mal vernachlässigt, dass du ja ein bisschen Rekuperation noch hast und vor Kurven bremst und der Akku sich während der Fahrt erwärmt usw., dann müsstest du 500m bergab vor dir haben um wieder auf die reingesteckte Heizenergie zu kommen. Das werden wohl die wenigsten von uns als Standardfall haben.

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Hallo MacAxel,

klar, denke auch dass das bei der Anfahrt an den SUC via Navi passiert

Das sehe ich nicht so.
Wenn ich Zuhause direkt vom Netz lade, hab ich keine Ladeverluste, was schon mal 20-25% ausmachen kann.
Außerdem wird der Akku weniger belastet und man hat mehr Reichweite.

Wenn man nur sehr kurze Strecken fährt, kann man auch den Reichweitenmodus einschalten.
Dann wird der Akku weniger, oder gar nicht geheizt und man spart wirklich Strom.

So hat alles sein Vor- und Nachteile.

Ich beziehe mich jetzt mal auf die Daten aus Youtube, vom @thom3 und Rechnungen / Fragen von @hithunter.

Dazu noch auf diesen Review:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1002007118307536
und diese Daten bei kalten Temperaturen:
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/ra/c9ra00490d#!divAbstract

Meine Zusammenfassungen zum Thema:

Wieviel Energie wird pro Grad Akkutemperatur verheizt?

  • Ein Model 3 LR benötigt ca. 0,18kWh/K für die „Akkuheizung“ im Stand und bei 0 Grad Außentemperatur. Dabei gilt: je kälter es wird, desto ineffizienter wird das System. Außerdem wird mehr Energie benötigt, während das Auto fährt, weil der Fahrtwind den Akku zusätzlich auskühlt.
  • Beispielsweise für einen Heizvorgang von 0-27 Grad bei „geplanter Abfahrt“ und 0 Grad Außentemperatur werden 6,1kWh oder rund 9% Akku (bei M3 LR 2020) verbraucht. Achtung: bei der geplanten Abfahrt vermischen sich die Verbräuche von Kabinen- und Akkuheizung.
  • Die Heizkurve ist unheimlich träge. Ca. 5-10 Minuten sollte man schon einplanen, bevor eine merkliche Erhöhung der Akkutemperatur eintritt. Diese Energie ist aber nicht komplett verloren, sondern wird größtenteils „gepuffert“, weil der Akku auch nach Abschalten der Heizung weiter warm wird.
  • Model 3 mit Wärmepumpe sind beim Heizen des Innenraums effizienter, aber kühlen dabei meist den Akku. Damit sind sie ungefähr genauso (in-)effizient wie Model 3 ohne Wärmepumpe, wenn zusätzlich zum Innenraum auch der Akku geheizt werden muss.

Wann wird ein Model 3 Akku normalerweise geheizt?

  • Bei „geplanter Abfahrt“ und niedrigen Temperaturen.
  • Bei „Klimaanlage eingeschaltet“ und Fahrzeug verschlossen.
  • Bei Navigation zum Supercharger.
  • Bei Ladevorgängen und gleichzeitig sehr niedrigen Temperaturen.
  • Beim normalen Fahrbetrieb, auch bei sehr kalten Temparaturen, wird nicht aktiv geheizt. Allerdings wird die Abwärme, die natürlicherweise in den Motoren entsteht, im Winter zum Heizen der Akkus genutzt.

Ist das Vorheizen bei kalten Außentemperaturen sinnvoll?

  • Das Vorheizen der Kabine ist immer sinnvoll, solange das Fahrzeug am Lader hängt, weil die Energie dann direkt aus dem Netz genommen wird und nicht mit Ladeverlusten behaftet ist. Durch dieses Vorheizen steigt nicht nur der Komfort, sondern auch die Reichweite, während der Gesamtenergieverbrauch sinkt und der Akku geschont wird.

    • Ein Vorheizen der Kabine aus Akkustrom ist aber nicht sinnvoll.
  • Ein Vorheizen des Akkus ist nur bedingt sinnvoll.

    • Bei moderaten Außentemperaturen (oberhalb -10 Grad), ist eine Entladung der Akkus mit moderaten C-Werten schadlos möglich. Gerade bei den Long Range Versionen und vernünftiger Fahrweise sind keine Schäden durch zu kalte Akkus zu erwarten.
    • Anders verhält es sich beim Aufladen des Akkus. Dies sollte niemals bei kalten Akkus passieren. Tesla limitiert den erlaubten Ladestrom und die mögliche Rekuperation bei zu kalten Temperaturen aber automatisch, so dass hier auch keine Schäden zu erwarten sind.
    • Wenn das Auto viel potentielle Energie gespeichert hat (es steht z.B. auf einem Alpenpass und soll ins Tal gefahren werden), dann kann in solchen extremen Situationen ein Vorheizen des Akkus sinnvoll werden, weil dadurch die Rekuperation ermöglicht wird, mit der man die Energie zurückgewinnen kann. Da die Model 3 Akkuheizung aber sehr ineffizient ist und auch die Rekuperation nicht verlustfrei abläuft, wird dieser Fall in der Praxis eher nicht auftreten.
    • Durch den bei Kälte erhöhten Innenwiderstand entstehen erhöhte Entladeverluste (Heat-Loss). Das bedeutet, dass sich ein kalter Akku beim Entladen schneller erwärmt, als ein bereits warmer Akku. Bei 0,3C (typische LR Autobahngeschwindigkeit) sollte sich dieser Mehrverbrauch bei ca. 1K Heizleistung, oder ca 65Wh einpendeln. Dieser Verlust fällt also nicht nennenswert ins Gewicht und rechtfertigt keine Akkuheizung.

Wann sollte man den Akku also vorheizen?

  1. Wenn die Temperaturen unter -10 Grad fallen. Aber Achtung: Hier greift unter Umständen auch schon eine automatische Vorkonditionierung, die den Akku auch bei Nicht-Nutzung vor solchen Zuständen schützt.
  2. Bei SoC unter 30%, da dann bei extremer Kälte eventuell nicht genug Zeit bleibt um den Akku durch den normalen Fahrbetrieb zu wärmen, bevor die Entladeschlussspannung erreicht wird.
  3. Wenn man direkt nach Abfahrt die volle Leistung entnehmen möchte oder die volle Rekuperation braucht.
  4. Wenn man plant, den Akku in Kürze zu laden. Dabei gilt: je schneller geladen werden soll, desto gründlicher sollte man Vorheizen. Hier gilt es nämlich auch, den Akku gleichmäßig warm zu bekommen, weil ansonsten ein erhöhter Zelldrift auftreten kann.

Schadet es dem Akku, wenn er vorgeheizt wird?

  • Nein. Es erhöht nur den Gesamtenergieverbrauch des Fahrzeugs.
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Sehr gut,
vielen Dank.

@admins kann man den Text irgenwo in ein Wiki oder so was übernehmen?