Es gab ja schon früher Annahmen zum Akku des ID.3 und dessen Aufbau/Einteilung. Mit den jetzt erhältlichen Daten aus einem irischen Prospekt möchte ich etwas über das Ladeverhalten, vor allem auch der 77 kWh Batterieversion, an "kleineren" Ladern spekulieren. Schließlich trifft man auch vor allem im Ausland noch häufiger ausschließlich auf diese Lader.

Zunächst mal die Technischen Daten aus dem PDF.

Volkswagen schrieb:

Rated capacity	kWh 58
Number of cells	216
Nominal voltage, V	399.6

Ausgehend von diesen Daten kann man von einer Nennspannung von 3,7 Volt je Zelle ausgehen, das bedeutet die Batterie ist in 2 Stränge aufgeteilt.
399,6 V / 3,7 V = 108 Zellen (pro Strang)
216 Zellen / 108 Zellen/Strang = 2 Stränge
Dann kennt man auch die netto verwendbare Kapazität je Zelle.
58 kWh / 216 Zellen = 0,269 kWh/Zelle

Ok, soweit so gut. Wie schnell lädt das Ding nun an einem 50 kW CCS? In der Regel laden die 50 kW CCS mit maximal 125 Ampere.
Ich habe mir das Video von Car Maniac genau angesehen als der Ionity Lader bei 12% die Ladeleistung hochzieht. Mit der Ladespannung steigen die Ladeampere.
Bei 12% und 125 Ampere zeigte der Bildschirm ca. 393 Volt an.
Das wären dann 125 A * 393 V = 49,125 kW Ladeleistung bei fast leerem Akku für die 58 kWh Version.

Man kann also davon ausgehen, dass der 58 kWh Akku von praktisch 0% weg die volle Ladeleistung von 50 kW am 125 Ampere CCS Lader ziehen kann.


Und wie schnell lädt nun der 77 kWh Akku?

In der 58 kWh Version sind 9 Module verbaut, in der 77 kWh Version 12 Module. In der 58 kWh Version sind also 216 Zellen / 9 Module = 24 Zellen/Modul verbaut. Ich nehme an in der 77 kWh Version wird dieselbe Zellenanzahl je Modul verbaut.
So kommen wir auf 12 Module * 24 Zellen/Modul = 288 Zellen.
Kapazität wäre dann mit den obigen Werten 288 Zellen * 0,269 kWh/Zelle = 77,47 kWh. Könnte hinkommen.
Nun zur Nennspannung. Nehmen wir an es sind wie bei der 58 kWh Version 2 Stränge.
Das wären dann 144 Zellen je Strang und eine Batterienennspannung von 144 Zellen * 3,7 V/Zelle = 532,8 V
Das ist zu hoch, viele Lader können nur 500 Volt. Kann also nicht sein. Nehmen wir die nächste Variante, 3 Stränge.
Das wären dann 288 Zellen / 3 Stränge = 96 Zellen/Strang. Und damit 96 Zellen * 3,7V/Zelle = 355,2 V Batterienennspannung.


Oha, das ist niedrig. Im CarManiac Video zeigte die 58 kWh Batterie 383 Volt bei 0 Ampere Ladeleistung bei 12% SOC an. Das wären 3,546 Volt/Zelle.
Nimmt man denselben Wert für den 77 kWh Akku wären das bei 12% SOC dann 3,546 Volt/Zelle * 96 Zellen = 340,416 Volt Batteriespannung bei 12% SOC.
Sicher kommt da noch etwa Spannung beim Laden drauf, beim 58 kWh Akku waren es rund 10 Volt bei 125A, ich frage mich ob der Akku bei dem die Zellen auf mehr Stränge aufgeilt sind einen geringeren Innenwiderstand aufweist und die Ladespannung daher geringer ist, aber seis drum, nehmen wir mal auch die 10 Volt.
350 V * 125 A = 43,75 kW für die 77 kWh Version.

Oha, das sind keine 50 kW. Erst mit steigender Batteriespannung steigt auch die Ladeleistung in Richtung 50 kW.

Ich nehme jedoch an, dass der 58 kWh Akku durchgehend mit 50 kW schneller an einem 50 kW, 125 A, 500 V, CCS Schnelllader lädt als der 77 kWh Akku mit vielleicht 44 - 48 kW.


Hab ich irgendwo einen Denkfehler oder etwas völlig falsch verstanden? Falls jemand mal einen ID.3 in die Finger bekommt bitte ich darum ihn auch mal an einem 50 kW Lader auszuprobieren, bin schon auf die Zahlen gespannt.

Deshalb die Schätzung von 44-48 kW. Ich denke am Anfang (10% SOC) eher 44 kW und zum Ende hin eher 48 kW, bis die Allgemeine Ladekurve bei 86% oder so dann wieder dominierend wird und die Ladeleistung eher unter diese Werte sinkt.
Hast du hier die unterschiedliche Zellenzahl bedacht? Also nicht nur eine Änderung von 2p auf 3p sondern auch insgesamt mehr Zellen?
Nehme ich z.B. irgendeinen absurden Wert, 1 Ohm pro Zelle dann wären es bei der 58 kWh Version 108 Ohm pro Strang (108 Zellen) und durch 2 Stränge parallel dann insgesamt 54 Ohm.
Bei der 77 kWh Batterie wären es 96 Ohm für einen Strang (96 Zellen) und dann 32 Ohm für 3 Stränge parallel. Gut ok, das wären dann 59,26 %. Kann man das auch in Hochvoltbatterien einfach so rechnen? Keine Ahnung. Dazu kommen mehr Kabel, Stecker, auch keine Ahnung wieviel die ausmachen. Wir dann schon hinkommen, stimme dir zu. Das senkt wahrscheinlich die Ladespannung dann noch um ein paar Volt und damit kann es nochmal 1 kW oder so im Schnitt nach unten gehen.

Machen wir doch gleich noch mit der 45 kWh Version weiter.
In der 58 kWh Version sind 9 Module verbaut, in der 45 kWh Version 7 Module. In der 58 kWh Version sind also 216 Zellen / 9 Module = 24 Zellen/Modul verbaut. Ich nehme an in der 45 kWh Version wird dieselbe Zellenanzahl je Modul verbaut.
So kommen wir auf 7 Module * 24 Zellen/Modul = 168 Zellen.
Kapazität wäre dann mit den obigen Werten 168 Zellen * 0,269 kWh/Zelle = 45,192 kWh. Könnte hinkommen.
Nun zur Nennspannung. Nehmen wir an es sind wie bei der 58 kWh Version 2 Stränge.
Das wären dann 84 Zellen je Strang und eine Batterienennspannung von 84 Zellen * 3,7 V/Zelle = 310,8 V Batterienennspannung.


Das ist noch einmal deutlich niedriger als beim 77 kWh Akku. Im CarManiac Video zeigte die 58 kWh Batterie 383 Volt bei 0 Ampere Ladeleistung bei 12% SOC an. Das wären 3,546 Volt/Zelle.
Nimmt man denselben Wert für den 45 kWh Akku wären das bei 12% SOC dann 3,546 Volt/Zelle * 84 Zellen = 297,864 Volt Batteriespannung bei 12% SOC.
Sicher kommt da noch etwas Spannung beim Laden drauf, beim 58 kWh Akku waren es rund 10 Volt bei 125A, da dieser Akku auch 2 Stränge hat kann man den Widerstand wahrscheinlich 1:1 runter rechnen. Also 77,78% Widerstand der 58 kWh Batterie.
Nehmen wir trotzdem mal auch die 10 Volt von der 58 kWh Batterie, auch wenn es eher 8 Volt oder sowas sein werden.
310 V * 125 A = 38,75 kW für die 45 kWh Version (bei ca. 12% SOC).

Auch das sind keine 50 kW. Erst mit steigender Batteriespannung steigt auch die Ladeleistung in Richtung 42 kW.

Der 45 kWh Akku wird also eher von ca. 39 kW bis 42 kW am 50 kW, 125 A, 500 V, CCS Lader, je nach SOC, laden, bis irgendwann die Ladekurve zuschlägt. Bin auch hier gespannt wie es sich dann in der Realität verhält.

Ob wir mit den Netto oder Bruttokapazitäten rechnen sollte meiner Meinung nach keinen Unterschied machen, die Spannungen bleiben gleich und damit auch die Ladegeschwindigkeit.

Den können wir auch gleich nach dem gleichen Schema durchmachen. Also die 52 kWh Version.
In der 58 kWh Version sind 9 Module verbaut, in der 52 kWh Version 8 Module. In der 58 kWh Version sind also 216 Zellen / 9 Module = 24 Zellen/Modul verbaut. Ich nehme an in der 52 kWh Version wird dieselbe Zellenanzahl je Modul verbaut.
So kommen wir auf 8 Module * 24 Zellen/Modul = 192 Zellen.
Kapazität wäre dann mit den obigen Werten 192 Zellen * 0,269 kWh/Zelle = 51,648 kWh. Könnte hinkommen.
Nun zur Nennspannung. Nehmen wir an es sind wie bei der 58 kWh Version 2 Stränge.
Das wären dann 96 Zellen je Strang und eine Batterienennspannung von 96 Zellen * 3,7 V/Zelle = 355,2 V Batterienennspannung.

Das ist exakt die gleiche Batteriespannung wie beim 77 kWh Akku. Daher kopiere ich einfach den restlichen Text der 77 kWh Version hier fast identisch rein.

Im CarManiac Video zeigte die 58 kWh Batterie 383 Volt bei 0 Ampere Ladeleistung bei 12% SOC an. Das wären 3,546 Volt/Zelle.
Nimmt man denselben Wert für den 52 kWh Akku wären das bei 12% SOC dann 3,546 Volt/Zelle * 96 Zellen = 340,416 Volt Batteriespannung bei 12% SOC.
Sicher kommt da noch etwa Spannung beim Laden drauf, beim 58 kWh Akku waren es rund 10 Volt bei 125A, hier dürften es aufgrund der geringerer Zellenzahl bei gleicher Strangzahl etwas geringer sein. Ca. 88,9% des Innenwiderstandes der 58 kWh Version.
Seis drum, nehmen wir mal auch die 10 Volt.
350 V * 125 A = 43,75 kW für die 52 kWh Version.

Das sind auch keine 50 kW. Erst mit steigender Batteriespannung steigt auch die Ladeleistung in Richtung 50 kW.

Ich nehme jedoch an, dass der 58 kWh Akku durchgehend mit 50 kW schneller an einem 50 kW, 125 A, 500 V, CCS Schnelllader lädt als der 52 kWh Akku mit vielleicht 44 - 48 kW.

Hier noch ein wenig Datensammlung.

In diesem Video sieht man einen Pro S (77 kWh) bei 55% laden. Er lädt mit 247 A bei 94 kW. Wenn man den Wert nun auf 125 A linear runterrechnet kommen 94 kW / 247 A * 125 A = 47,57 kW Ladeleistung am 50 kW, 125 A CCS Lader bei 55% SOC raus. *edit* Nach Hinweis von Outsider64 muss hier eventuell noch etwas Ladeleistung abgezogen werden, weil bei einem geringeren Strom auch die Spannung etwas geringer wird. Das liegt meiner Meinung nach im Bereich von ca. 0,5 - 1,0 kW weniger Ladeleistung als hier errechnet. *\edit*

Alexs Universe schrieb:

Im gleichen Video sieht man einen Pro (58 kWh) bei 52% laden. Er lädt mit 179 A bei 76 kW. Wenn man den Wert nun auf 125 A linear runterrechnet kommen 76 kW / 179 A * 125 A = 53,07 kW Ladeleistung heraus, hier wird also der 50 kW CCS Lader nicht von den Ampere sondern von seiner eigenen Leistung begrenzt. Deshalb wohl 50,00 kW Ladeleistung am 50 kW, 125 A CCS Lader bei 55% SOC raus. *edit* Nach Hinweis von Outsider64 muss hier eventuell noch etwas Ladeleistung abgezogen werden, weil bei einem geringeren Strom auch die Spannung etwas geringer wird. Das liegt meiner Meinung nach im Bereich von ca. 0,5 - 1,0 kW weniger Ladeleistung. Für den Pro bei diesem SOC wahrscheinlich egal, weil immernoch die Ladeleistung der Säule begrenzt statt die geringere Voltzahl. *\edit*

Alexs Universe schrieb:

Stimmt, daran hatte ich gar nicht mehr gedacht. Das sollte maximal im Bereich von 0,5 - 1,0 kW weniger Ladeleistung rum liegen?

Auf welche Ladegeschwindigkeit beziehst du dich? Auf die volle Ladegeschwindigkeit, also 100 kW beim 58 kWh Akku und 125 kW beim 77 kWh Akku oder auf die Ladegeschwindigkeiten an einer 50 kW, 125 A Säule?

Mal von der vollen Ladegeschwindigkeit ausgehend:
Der e-Tron 55 hat einen brutto 95 kWh Akku bei dem netto 83,6 kWh verfügbar sind. Laut Schaubild ca. 150 kW maximale Ladeleistung. 1,58 C Laderate Peak.
Der ID.3 77 hat 83 kWh brutto, 77 kWh netto. 125 kW maximale Ladeleistung. 1,51 C Laderate Peak.
Der e-Tron 50 hat einen brutto 71 kWh Akku bei dem netto 64,7 kWh verfügbar sind. Laut Schaubild ca. 120 kW maximale Ladeleistung. 1,69 C Laderate Peak.
Der ID.3 58 hat 62 kWh brutto, 58 kWh netto, 100 kW maximale Ladeleistung. 1,61 C Laderate Peak.

Im Verhältnis zu den Akkugrößen laden beide e-Trons schneller als der ID.3. Aber jetzt auch nicht wesentlich mehr.

Ich nehme an es ist trotzdem ein Kompromiss bezüglich der verbauten Komponenten. Das Kühlsystem muss wahrscheinlich größer dimensioniert werden. Auch Kabel müssen dann mehr Ampere aushalten. Das ist wiederaum auch Gewicht usw. usw. Also gehe ich davon aus es wurde ein "Sweet Spot" bezüglich Ladegeschwindigkeit und Kosten gewählt. Ein e-Tron ist auch deutlich teurer und darf auch schwerer sein. Irgendwann rentiert sich der Mehraufwand nicht mehr im Vergleich zu dem was man gewinnt. (Alles nur Annahmen)

Wenn man sich die Ladebilder im Vergleich zu Teslas anschaut gehen Teslas enorm hoch (spitz) und auch wieder so spitz runter. Die Audis/VWs dagegen haben eine glatte Ladekurve bis zu einem Punkt an dem sie abfallen. Ich gehe davon aus, auch die Audi/VW Batterien könnte man so "spitz" laden, aber für diesen relativ kleinen Bereich müssen die Kabel, Anschlüsse, etc. sehr viel mehr Ampere aushalten. Auch das Kühlsystem muss zu dem Zeitpunkt mehr wegschaufeln. Daher hat man sich wohl dagegen entschieden die Systeme für einen relativ kurzen Bereich so hoch auszulegen wenn die Mehrheit der Fahrer wahrscheinlich eher den 10-80% Bereich lädt als einen 10-50% Bereich. (Alles nur Annahmen)