Ladeeffizens

akls · 14. September 2018, 09:52

Elektromobilitaet schrieb:

Kann sein , dass die Messung nicht zeitinvariant ist:
Die Kühlung des Ladegerätes könnte unregelmäßig arbeiten.
Ansonsten tolle Messungen!
Nur kam bei meinen Auswertungen (ohne OBD) raus, dass 2-phasig Laden immer besser ist als einphasig.
Und ganz wichtig: Unter 80% bleiben, damit noch keine Ausgleichsvorgänge laufen.
Die Batterieladeverluste werden in obiger Tabelle natürlich nicht betrachtet. Wären proportional zum Ladestrom der Batterie.

Zum Thema Batterieverluste hier mal ein Ausschnitt aus Wiki:

Der Coulomb-Wirkungsgrad bzw. die Coulomb-Effizienz beträgt typischerweise annähernd 100 %,^[26] das heißt, fast die gesamte in den Akkumulator geflossene Ladung kann diesem auch wieder entnommen werden. Nur während der ersten Zyklen ist die Coulomb-Effizienz geringer, da ein Teil der Lithiumionen mit der Elektrolytlösung an der Anode und Kathode irreversibel unter Ausbildung von Deckschichten reagiert.^[27]
Das Speichervermögen in Abhängigkeit vom Entladestrom kann durch die Peukert-Gleichung näherungsweise beschrieben werden. Je höher der Entladestrom, desto weniger elektrische Energie kann dem Akku entnommen werden. Für Lithium-Ionen-Akkus liegt die Peukert-Zahl bei ca. 1,05.

Das heißt für mich das die Batterieverluste hauptsächich beim Entladen (siehe Peukert-Zahl) entstehen.
Mit anderen Worten, bei hohen Entladeströmen kann die Batterie eben nicht die volle Energie wieder zurückgeben.

0cool1 · 14. September 2018, 10:21

Beim Fahren lässt dann der Peukert grüßen.

Das muss ich eigentlich noch mal für den 190er machen.

Burkhard, wo genau finde ich die Messwerte?

Elektromobilitaet · 14. September 2018, 10:59

akls schrieb:

Elektromobilitaet schrieb:

Kann sein , dass die Messung nicht zeitinvariant ist:
Die Kühlung des Ladegerätes könnte unregelmäßig arbeiten.
Ansonsten tolle Messungen!
Nur kam bei meinen Auswertungen (ohne OBD) raus, dass 2-phasig Laden immer besser ist als einphasig.
Und ganz wichtig: Unter 80% bleiben, damit noch keine Ausgleichsvorgänge laufen.
Die Batterieladeverluste werden in obiger Tabelle natürlich nicht betrachtet. Wären proportional zum Ladestrom der Batterie.

Zum Thema Batterieverluste hier mal ein Ausschnitt aus Wiki:
Der Coulomb-Wirkungsgrad bzw. die Coulomb-Effizienz beträgt typischerweise annähernd 100 %,^[26] das heißt, fast die gesamte in den Akkumulator geflossene Ladung kann diesem auch wieder entnommen werden. Nur während der ersten Zyklen ist die Coulomb-Effizienz geringer, da ein Teil der Lithiumionen mit der Elektrolytlösung an der Anode und Kathode irreversibel unter Ausbildung von Deckschichten reagiert.^[27]
Das Speichervermögen in Abhängigkeit vom Entladestrom kann durch die Peukert-Gleichung näherungsweise beschrieben werden. Je höher der Entladestrom, desto weniger elektrische Energie kann dem Akku entnommen werden. Für Lithium-Ionen-Akkus liegt die Peukert-Zahl bei ca. 1,05.

Das heißt für mich das die Batterieverluste hauptsächich beim Entladen (siehe Peukert-Zahl) entstehen.
Mit anderen Worten, bei hohen Entladeströmen kann die Batterie eben nicht die volle Energie wieder zurückgeben.

Neeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiin, bitte nichts verwechseln:

Es war schon immer so, ob NiCd, NimH oder jetzt LiIon Batterien: Die Lademenge, die rein und raus fließt, ist fast identisch. Der Strom transportiert Ladungsträger und später sorgt die Bewegung für Ladungsträger wieder für etwa den gleichen Stromfluss.

Aber, es wird von vielen nicht verstanden: Die Spannung beim Laden ist wesentlich höher als beim Entladen.
Beim Laden hängt die Spannung vom Ladestrom, von Temperatur,... usw. ab,
Beim Entladen vom Ladestrom, Temperatur, Ladezustand,.... ab.

Als Modellbauer hatte man sich früher im Wesentlichen für die Kapazität in Ah interessiert: Akku hat 2300mAh: Also muss ich eine Stunde mit 2,3A laden, fertig.
Einen Autofahrer interessiert aber die Leistung und die Energie und die Energie ist nun mal Spannung mal Kapazität also Wh = U x Ah.

Von den Spannungsunterschieden kommt man auf die Lade- und Entladeverluste.
Das heißt, beim Laden hast Du sagen wir 20% mehr Spannung gehabt als beim Entladen. Du hast aber die gleiche Kapazität rein gesteckt, wie raus genommen.
Also hast Du 20% mehr an kWh rein gesteckt und somit 20% Ladeverluste.

Darum kann man ja auch gar nicht sagen, wie viel Energie ein Akku hergeben kann.
Man kann sagen, dass bei einer definierten Belastung der e-Golf Akku 31,5 kWh abgeben kann.
Wenn die entnommene Leistung aber viel höher ist, hat er am Ende vielleicht nur 28 kWh oder weniger hergegeben und ist trotzdem auf 0%.

Beim Laden das Gleiche: Ist der Strom höher, steigt die Spannung und somit die Ladeverluste.
Gleichzeitig dauert aber auch die Ladezeit und es steigen die Verluste der eingeschalteten Verbraucher.
Das wüssten halt alle gerne hier, wo die goldene Mitte liegt.

Maverick78 · 14. September 2018, 11:26

Elektromobilitaet schrieb:

Man kann sagen, dass bei einer definierten Belastung der e-Golf Akku 31,5 kWh abgeben kann.

Korrekt, deswegen werden alle sog. Traktionsbatterien im gewerblichen Einsatz in C10 bzw C5 angegeben. Energiemenge bei definierter Entladezeit 10 oder 5h.

JimKnopf · 14. September 2018, 13:24

0cool1 schrieb:

Burkhard, wo genau finde ich die Messwerte?

Hi!

Das ist das Hochvolt-Batterieladegerät C6.
Bei 10A einphasig gergibt sich folgendes Bild:
i1 0A, I2 9,6A, U1 230V, U2 0V. Akku: 6A bei 335V. (Man beachte, dass das zweite Ladegerät verwendet wurde obwohl nur an Phase1 Spannung anliegt!)
Netz: 2208W
Akku : 2010W
Effizens 91%

Die Tabelle muss evtl. nochmal überarbeitet werden. Zweiphasig lässt sich NUR an der PhasenSPANNUNG erkennen, da auch einphasig beide Ladegeräte benutzt werden können. Wie auch immer VW das Realisiert hat.
So ist z.B. in der Tabelle noch 2*15A Farbig markiert, das war aber einphaisg (32A).
Zweiphasig fehlte noch. Hier das Ergebnis:
I1 15,3A I2 15,6A, U1 229V U2 227V. Akku: 19A bei 336V.
Netz: 7045W
Akku: 6384W
Effizens: 91%

Nach meiner Einschätzung ist es vorteilhafter einphasig zu laden. Außer Acht gelassen sind die Leitungsverluste zur Wallbox, da sich zweiphasig der Querschnitt verdoppelt (oder so ähnlich). Ebenfalls ist dabei die Schieflast nicht berücksichtigt.
Gruß,
Burkhard

Elektromobilitaet · 14. September 2018, 13:57

Wie oft guckst Du denn während eines Ladevorgangs auf die Messgeräte?
Müsste man ja mehrmals drauf schauen, zu Beginn, nach 50% der Zeit, 70%, 80% 90% und kurz vor Ende der Ladezeit.
Denke, dass der AC-Strom konstant bleibt, aber die DC-Leistung zur Batterie mit mehr zunehmender Kühlleistung am Ladegerät, fallen wird, und somit die Effizienz.

Maverick78 · 14. September 2018, 14:01

Man kann doch den Ladevorgang loggen mit VCDS. Dann hat man alle Werte über den gesamten Ladevorgang als CSV. So hatte ich das damals bei den Tests mit dem 190er gemacht.

JimKnopf · 14. September 2018, 14:48

Ich habe die Messungen bei ca. 50% SOC durchgeführt. Ich habe die Ströme eingestellt und sich das System darauf einstellen und beruhigen lassen. Dann habe ich die Werte abgelesen.
Die Effizens bei verschiedenen SOC wäre natürlich auch noch mal interessant.

Gruß,
Burkhard

Elektromobilitaet · 14. September 2018, 15:03

ja, und vor allen Dingen muss der Ladevorgang länger dauern, damit auch Wärme entsteht.
Danke für Eure Mühen!

MartinKH · 14. September 2018, 23:13

Ich habe die Tabelle überarbeitet:

2-phasig farbig unterlegt, nach DC-Leistung sortiert

Elektromobilitaet · 21. September 2018, 09:45

Kann das sein, dass hier ein Fehler gemacht wird?:
Ihr lest AC eff Spannung und AC eff Strom aus.
Wenn Ihr das multipliziert, habt Ihr nicht die Wirkleistung, sondern die Scheinleistung.

Daher glaube ich, kommt Ihr fälschlicherweise zu dem Ergebnis, dass die Effizienz auch bei kleinen Strömen und auch noch bei 1-phasigen Laden hoch ist.

Schlage folgenden Versuch vor:
Die Scheinleistung mal berechnen und mit einem Energiemessgerät die Wirkleistung bei verschiedenen Ladeströmen vergleichen.
Mal schauen, was da raus kommt.

Stromsegler · 21. September 2018, 11:02

Ich habe neulich meine Batterie gewartet. Habe diese dafür auf unter 20% leergefahren und mit meiner 2 phasigen Wallbox auf 6 Ampere gedrosselt über Nacht geladen.
Ich habe den Hausstromzähler vor und nach dem Laden abfotografiert und das selbe in der nächsten Nacht ohne Laden ebenfalls gemacht, um den Grundverbrauch der Wohnung herauszufinden.
Mein Netto-Verbrauch ab Zähler war 28,5 kWh.
Die erzeugte Akkuladung habe ich über die resultierenden Restreichweiten vor (49 km) und nach dem Laden (287 km) geschätzt. Die Restreichweite bei Vollladung wird bei meiner Fahrweise im Sommer erreicht oder übertroffen.

Unter der Schätzung, dass 49 km Restreichweite = 17% Restladung entsprechen, bin ich auf eine Lademenge von ca. 26 kWh (83%) bezüglich 31,5 kWh (100%) gekommen.

Mit 28,5 kWh Einspeisung ergebe sich ein Wirkungsgrad von grösser 91%.

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