Ladeverluste


    Wunderbar beschrieben :) schön zu lesen!!
    in Deiner Rechnung fehlt aber noch das Gebläse..
    ups dann natürlich fehlt auch noch die Zusatzkühlmittelpumpe in derBilanz :P


    Schade das BMW wegen Vermeidung der Schieflast im Stromnetz unserem 225xe anstelle der 3,7 kW keine 7,4kW Ladeelektronik spendiert hat :( dann müßte beim Vorklimatisieren überhaupt nicht nachgeladen werden...


    Es wurde hier ja schon viel über die verschiedenen Ladeziegel von BMW und Notwendigkeit von Wallboxen geschrieben.


    Aktuelle Zwischenbilanz:
    Also ich würde nun einmal behaupten das eine 16 Ampere Wallbox oder Ladeadapter durchaus Sinn macht, um den Akku beim klimatisieren und im heißen Sommer beim "aktiven Kühlen" etwas mehr zu schonen.



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    Wenn ich die 5 Minuten Volllast zum start des Vorheizen genauer betrachte


    Wallbox 16A:
    bring in den 5 Minuten 0,308 kWh
    Tauchsieder benötigt 0,458     kWh
    = 0,150 kWh müssen aus dem AKKU nachgeladen werden..


    Ladeziegel 10A:
    bringt in den 5 Minuten 0,192 kWh
    Tauchsieder benötigt 0,458 kWh
    = 0,266 kWh müssen aus dem AKKU nachgeladen werden..


    Die Verluste vom Gleichrichter und DC/DC Wandler (auf HV Niveau) in der Ladeelektronik, Lüftungsgebläse und Zusatzkühlmittelpumpe sind dabei nicht berücksichtigt!!
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    Der elektrische Zuheizer und der Klimakompressor hängen direkt am Hochvoltnetz der Ladeleelektronik (KLE) an der dann auch der Akku über die Elektromaschinen-Elektronik (EME) parallel angeschlossen ist.
    Das fette und rote mini "k" und big "W" bedeutet, ich habe Deinen Hinweis verstanden 8o
    nun auch das zeitbezogene "h"


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    Hier noch einige Verbraucher Klimatisierung mit Werten:


    Elektrischer Zuheizer:

    Größe Wert
    Versorgungsspannung Niederspannungsseite 9 bis 18 V
    Versorgungsspannung Hochvolt-Anschluss 180 bis 430 V
    Elektrische Leistung bei Nennspannung 280 Volt bis 5,5 kW ± 10 %
    Aktiver Heizbetrieb bis 105 °C
    Temperaturbereich -40 bis 120 °C
    Maximale Stromaufnahme 21 A

    https://www.newtis.info/tisv2/…xiliary-heater/1VnXsEf65V


    elektrischer Klimakompressor:

    Größe Wert
    Versorgungsspannung 120 V
    Nennleistung 4,5 kW bei 6500 1/min

    https://www.newtis.info/tisv2/…essor-electrical/GOOGOoPw


    Gebläsemotor (geschätzer Max Verbrauch = 0,366 kWh):

    Größe Wert
    Spannungsbereich 9 bis 16 V
    Maximale Stromaufnahme 30,5 ± 1,5 A

    https://www.newtis.info/tisv2/…/m26-blower-motor/XW8Fhv8


    Zusatzkühlmittelpumpe (geschätzter Verbrauch = ca. 0,016 kWh) :
    nicht variabel, keine Drehzahlverstellung!

    Größe Wert
    Drehzahl (Betriebspunkt) Ca. 2800 1/min
    Volumenstrom (mindestens) 720 l/h
    Spannungsbereich 9 bis 16 V
    Versorgungsspannung 12 V
    maximale Stromaufnahme im Normalbetrieb 1,2 A bis 1,4 A


    https://www.newtis.info/tisv2/…iperformance-sat/Ezgqem9I
    https://www.newtis.info/tisv2/…ne-electronics/1VnYsteBBV


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    Verbraucher Kühlung Hochvolt-Komponenten(es gibt auch eine "vorgesehene Heizung im Schaltplan") :


    Kühlmittelpumpe Hochvolt-Batterieeinheit

    Größe Wert
    Spannungsbereich 8 bis 16 Volt
    Leistung 50 Watt
    maximale Stromaufnahme im Normalbetrieb 6,6 A
    Förderleistung (Normalbetrieb) 1450 l/h

    https://www.newtis.info/tisv2/…erformance-sat/1VnYQQNkgU


    Kühlmittelpumpe 2 Niedertemperatur-Kühlmittelkreislauf

    Größe Wert
    Spannungsbereich (volle Leistung) 12,5 bis 16 Volt
    Spannungsbereich (reduzierte Leistung) 8 bis 12,5 Volt
    Leistung 50 Watt
    maximale Stromaufnahme im Normalbetrieb 6,5 A

    https://www.newtis.info/tisv2/…erformance-sat/1VnZ4BkWdJ


    Sicherheitsbox (nicht vorhandene Heizung Hochvolt Batterie theoretisch)

    Index Erklärung
    1 Hochvolt-Batterieeinheit
    5 Steuerelektronik für die Heizung (ausstattungsabhängig)
    21 Heizung der Hochvolt-Batterie (ausstattungsabhängig


    https://www.newtis.info/tisv2/obj/1VnXiNcUH1
    https://www.newtis.info/tisv2/…6-4-safety-box/1VnYECPwVT

    Hab dir grad einen grünen Daumen gegeben.


    Deine Rechnung ist richtig, aber jetzt sind es kWh.


    Leistung integriert über die Zeit macht Arbeit und wird nach SI-System eigentlich in Joule angegeben, kWh gehen auch.


    Bezahlen tun wir kWh, also elektrische Arbeit.


    Leistung, kW ist nur ein Momentanwert und wird eben erst ü er die Zeit zur Arbeit.


    Genauso ein Fehler passiert bei den Nahrungsmitteln. Alle sprechen von Kalorien ud meinen immer Kcal, Also Kilokalorien.


    Kalorie oder cal ist wenn du 1g Wasser um 1K erwärmst(Kelvin), sind dann 4,1868 Joule oder Ws(Wattsekunden) oder 0,001163 Wh.


    LG


    Wolle

    Mal so gefühlt kann ich mir die 20% La,deverluste nicht vorstellen.


    Ein Steckernetzteil, der klassischen Art hat so 4-8W Verlustleistung-also handwarm.


    Wenn ich also 3,7kW reinjage wären um die 750W an Wärme die irgendwie in den Aufstellraum entweichen.


    Das sollte spürbar sein.


    6% der Gleichrichter(Ladegerät), wären dann 220W und vielleicht 4% in die Batterieerwärmung(hat ja einen Nutzen, zumindest im Winter) und noch 2-3% für sonstiges.


    Macht dann so um die 12-13% insgesamt.


    Der normale Akku muss ja auch nach einem System geladen werden? Wann erfolgt das?


    Fortlaufend oder Intervallmäßig?


    Licht, Radio Bremslicht und sonstiges wollen doch auch mit 12V versorgt werden.


    LG


    Wolle


    .....Erwärmung habe ich nur im Sommer festgestellt, wenn das Gebläse faucht, bei Laden gleich nach der Fahrt...

    Mit Ruhm hat sich BMW da nicht bekleckert. In der Tat. Ich vermute mal, dass der verbaute AC-DC-Wandler nicht sonderlich effizient ist. Da kann man Geld sparen.


    Bei anderen Autos kommen aber auch mindestens 15% zusammen.


    Auf Energie-Effizienz hat BMW wohl generell nicht so beim 225xe geachtet. Man hat wohl an verschiedenen Stellen den Rotstift angesetzt.


    Dafür hat man auf Sportlichkeit geachtet. Und für einen Plugin-Hybriden ist er nach Rabatt vergleichsweise günstig.

    Das Problem ist doch, das keiner die Verluste richtig ermitteln kann.
    Den vorgeschalteten Zähler kann man ablesen. Der Rest verschwindet in der black box und wird mit Pseudowerten hochgerechnet.


    Verluste an Energie werden immer Wärme!!!!


    Die 750W würde man spüren. Auch der AC-DC Wandler müsste bei 220W Wärmeabgabe immer zwangsgekühlt werden, also Gebläse. Ich höre da aber im Winter nichts.


    Meine alten WR von meiner PV Anlage hatten ETA von 92%. Bei 2200W pro WR waren die sauheiß, also auch so um die 180W Wärmeabgabe. Die hatten freie Konvektion an der Rückseite mit Kühlrippen.
    Das geht aber im Auto nur mit Zwangskonvektion, also Gebläse-ist auch das billigste.


    Der HV-Akku wird mit Kältemittel gekühlt, da es dort nicht anders geht.


    Wo sitzt eigentlich der AC-DC Wandler? So ein kleines Gebläse ala eines stärkeren PC-Lüfter müsste zu hören sein und der Warmluftstrom irgendwo austreten.


    LG


    Wolle


    Zitat von delitzscher

    Der normale Akku muss ja auch nach einem System geladen werden? Wann erfolgt das?


    Fortlaufend oder Intervallmäßig?


    Licht, Radio Bremslicht und sonstiges wollen doch auch mit 12V versorgt werden.

    man könnte meinen das auch hier TIS eine Antwort liefert aber die folgende Komponente ist sicherlich nur in den Teilekatalog gerutscht und nicht ernst gemeint :)


    Hier einmal der Eintrag aus der TIS:
    https://www.newtis.info/tisv2/…/g2-alternator/1VnYBm17uW


    Ich würde darauf tippen, wenn der Verbrenner läuft wird die AGM Batterie kontinuierlich (Zündung, Licht, Pumpen. Lüfter, Anzeigen usw....) und im E-Drive nach Bedarf.
    Das würde ich so vermuten!!
    Das läuft dann mittels DC/DC Wandler in der Elektromaschinen Elektronik (EME) ab


    Hier die Beschreibung der EME:
    https://www.newtis.info/tisv2/…erformance-sat/1VnYvThVWt


    Das komplette Hochvoltsystem wird im folgenden beschrieben, im ersten Bild unter Position 8 an der Hinterachse hinten links ist der Komfortladeelektronik (KLE) verbaut:
    https://www.newtis.info/tisv2/…ctrical-system/1VnYiybiA3


    Der Schaltplan des 12 Volt Netzes mit den Verbrauchern kannst Du Dir hier anschauen:
    https://www.newtis.info/tisv2/…ctrical-system/1VnYy93rtq


    Bezüglich des intelegenten Batteriesensors und Aufladen der AGM Batterie hier lesen:
    https://www.newtis.info/tisv2/…e-supply/battery/BdzoqEna


    Der Batteriesensor ist genial und wenn mal etwas im Stillstand Strom zieht erkennt der Sensor das!!
    Hatte ich auch einmal bei meinem E91, nach der Fehlermeldung ging dann in der Werkstatt die Fehlersuche los :)


    Eine vergleichbare Sensorik zur Messung von Strom, Spannung und Temperatur ist in der Sicherheitsbox der Hochvoltbatterie verbaut. Damit wird dann bilanziert was geladen und entladen wurde!!??
    Das ist sicherlich nicht "hochgenau" aber wenn Du schaust wieviel bei meinen "Ladeversuchen" in der Hochvoltbatterie die nie ganz leer war geladen wurde (ca. 5 kW) ist das schon plausibel.
    Ich würde eine Abweichung von 0,1 kW SCHÄTZEN (nicht wissen, nur vermuten), denn unter dem Strich muss das Messen stimmen sonst wären Zustände möglich die keiner (Hersteller und Kunde) haben möchte (überladen oder komplett entladen)??
    Jede einzelne der 80 Zellen wid in den 5 Modúlen mittels Spannungsmessung überwacht, in den Modulen sind noch Temperatursensoren verbaut.
    Mein Strommesser bringt vermutlich auch eine Abweichung +/- 0,1 kW mit sich, worauf ich jetzt nicht im Detail eingehen möchte...


    Einen etwas vereinfachten Schaltplan mit dem DC/DC Wandler zum Batterie laden gibt es hier:
    https://www.newtis.info/tisv2/…ce-sat/wiring-functional-
    info/body/voltage-supply/battery/1VnYcOAO4o


    @ Wolle ich habe Dir mal den neuen Text nach Deinem Post unten rot markiert


    Hier noch der Hochvoltstartergenerator:
    https://www.newtis.info/tisv2/…rter-generator/1VnYGpItyV

    Habe mir das alles mal angeschaut.


    Zum Tauchsieder:


    Der wird getaktet geschaltet, also entweder 5,5kW oder nichts.


    Wenn in dem Heizkreis 5l Wasser von 0°C auf 80°C zu erwärmen sind, gehen dafür ca 450Wh drauf(5*80*1,168)


    Vielleicht ist es etwas weniger Wasser, die 80°C nehme ich von der normalen Kühlwassertemperatur des Verbrenners.


    Es dauert ja beim Vorheizen eine ganze Weile bis richtig warme Luft kommt.


    In einer Minuten Betrieb des Tauchsiders sind ja knapp 100Wh verbraten.


    12V Bordnetz:


    aus TSI


    Über den ebenfalls in der Elektromaschinen-Elektronik integrierten DC/DC-Wandler wird die Spannungsversorgung des 12-V-Bordnetzes gewährleistet.


    Da steht nicht wann und wie das erfolgt, ob kontinuierlich oder intermittierend nach dem Ladezustand des 12V Akku.
    Der Generator ist m.M. nach nur zur Spannungsstabilisierung da.


    HV-Elektrik:


    Das ganze Zeug ist mit Kältemittelleitungen angeschlossen, um die Verlust Energie, sprich Wärme, abzuführen.


    Habe heute mal die Motorhaube geöffnet und geladen. Da ist das summen des Kompressors zu hören.
    Bei stärker Verlust Energie,Wärme, musste eigentlich das Kühlgebläse anspringen und die Wärme dann abführen.
    So scheint bei den jetzigen Temperaturen die Natur Kühlung der Rippen ausreichen.


    300W würde man da schon als warmen Lufthauch am Kühler spüren.
    Das Gebläse habe ich bei diesen Temperaturen noch nie in Aktion gehört. Im Sommer ja.


    Merke: Energie verschwindet nicht, sondern wird im Endeffekt wieder zu Wärme.


    Ein Teil deiner "gemessenen Verluste" dient der Erhöhung der Batterie Temperatur, ein weiterer geht in den normalen Akku und der Rest geht über die Kühlung weg.


    Einsparpotentiale seitens BMW sind da bestimmt noch da, aber die sind ja auch noch am Anfang und werden das Verbessern:-) :)


    Nur mal zum Vergleich: Fahre mal mit Benzin ohne Hybrid, also den 218i. Der nimmt da bestimmt 8l*8,6kWh/l sind dann 70kWh/100km.Wirkungsgrad Benzinmotor 30 %(geschätzt) sind dann 21kWh, bei33% ETA dann schon 23kWh.
    Die Verluste für Heizung sind ja beim Verbrenner gratis.


    LG


    Wolle



    Verlust Energie wird IMMER zu WÄRME, und diese ist feststellbar

    Wo die Verluste an Energie sind wird zwangsgekühlt. Das sind die ganzen Wandler von Gleichstrom in dreiphasigen Wechselstrom, und umgekehrt, der AC-DC Wandler, der Startgenerator, und neben dem HV-Akku noch der Motor für den Antrieb und der Kältekompressor gleich mit.
    Die Wärme wird dann über den Kühler im Grill vorn abgeführt.


    Safety first sagt sich BMW:-) :)


    Was anderes:


    Wenn der HV-Akku leer ist und der Verbrenner läuft, bringt der Startgenerator auch im Automodus Energie um die 12V Batterie zu versorgen. Ansonsten würde ja irgendwann das Licht und die Zündung ausfallen, da 12V Akku leer.
    Nur der HV-Akku wird nicht extra aufgeladen, wie bei Sport oder save.


    LG


    Wolle

    wo soll ich anfangen :)
    ok dann mal mit der letzten Thematik.....

    Zitat von delitzscher

    Wenn der HV-Akku leer ist und der Verbrenner läuft, bringt der Startgenerator auch im Automodus Energie um die 12V Batterie zu versorgen. Ansonsten würde ja irgendwann das Licht und die Zündung ausfallen, da 12V Akku leer.
    Nur der HV-Akku wird nicht extra aufgeladen, wie bei Sport oder save.

    Nein,
    auch im Auto Edrive / Comfort Modus wird die HV Batterie geladen (wenn ich das richtig in Erinnerung habe) .
    Habe das ganz eindeutig nachvollzogen und war baff!!
    Fällt die Hochvoltbatterie unter 3% dann springt der Benziner an und lädt der Startergenerator bis 5%, dann fährt man wieder elektrisch bis ca. 3% runter.
    Das ganze läuft immer schön im Wechsel ab, wie in einer "Endlosschleife", das hatte ich auch schon einmal geschrieben.
    Der DC/DC Wandler versorgt die Batterie über den intelegenten Batteriesensor vermutlich nach Bedarf oder sogar kontinuierlich, letzlich wohl wie eine "nicht vorhandene klassische Lichtmaschine" (die TIS hat für unseren 225xe hier und da Fehler"
    Die Lichtmaschine war nicht ernst gemeint, auch wenn die TIS den Eindruck vermittelt das der 225xe eine hat...
    Der DC/DC Wandler in der EME ist via Startergenerator und HV Batterie unsere Lichtmaschine


    Zitat von delitzscher

    Wo die Verluste an Energie sind wird zwangsgekühlt. Das sind die ganzen Wandler von Gleichstrom in dreiphasigen Wechselstrom, und umgekehrt, der AC-DC Wandler, der Startgenerator, und neben dem HV-Akku noch der Motor für den Antrieb und der Kältekompressor gleich mit.
    Die Wärme wird dann über den Kühler im Grill vorn abgeführt.

    Jaein,
    alle Hochvoltkomponenten bis auf die HV Batterie hängen am Niedertemperatur-Kühlkreislauf und die Wärme wird am entsprechenden Kühler abgegeben, die Kühlmittelpumpe wid mit 80 Watt angegeben.
    Die HV Batterie dagegen hängt am HV Klimakompressor und der eigenständige Klima-Kühlkreislauf wird durch ein Ventil freigegeben.


    Hier die Übersicht zum Gesamten Kühlkreislauf aus der TIS:
    https://www.newtis.info/tisv2/obj/1VnYluseKC
    Das Bild stammt aus folgernder TIS Tafel:
    https://www.newtis.info/tisv2/…ne-electronics/1VnYsteBBV



    weiter gehts nun hier..

    Habe Deine 5 Minuten Theorie (vorheriger Beitrag) heute Morgen in die Praxis umgesetzt.
    Versuch mach ja bekanntlich (vielleicht) kluch.


    soc 5.3189 kW voll geladen
    soc 4.8429 kW nach 5 Minuten Heizen (kann ein paar Sekunden mehr sein..)!!!


    tatsächlich zum 5 Minuten Heizen benötigt = 0,476 kW


    Wenn der Wert von 0,476 kW in ca. 5 Minuten auf eine Stunde (x12) hochgerechnet würde, dann kommt man auf ca. 5,712 kWh!!!!


    Durchlauferhitzer = HV mit 5,5 kW
    Zusatzkühlmittelpumpe = 12V mit 0,02 kW (theoretisch gerechnet 16 W)
    Heizungsgebläse = 12V mit 0,366 kW (läuft wohl auf mittlere Drehzahl)


    Das wären dann theoretisch 5,5 kW + 0,02 kW + 0,2 kW = 5,72 kW Verbrauch theoretisch


    Also nach meinem Gefühl ist der SOC Wert nicht schlecht geschätz oder doch relativ gut gemessen :):)
    Wenn die Zahlen stimmen würden, dann könnten die 12 Volt für das Heizungsgebläse und die Kühlmittelpumpe direkt vom DC/DC Wandler versorgt werden, um die AGM 12 Volt Batterie zu schonen??