Ladeverluste! Welche Faktoren spielen eine Rolle?

Ich wollte wissen welche Verluste ich beim Laden meines Q4s habe.

Dazu habe ich in den letzten Monaten jeden Ladevorgang aufgeschrieben, die Smartmeter Werte ausgelesen, alles in ein Excel-Sheet eingetragen und eine Auswertung gemacht. 

Recht schnell ist mir aufgefallen das hier mehrere Faktoren eine Rolle spielen. Ein Faktor ist die Ladeleistung. Das war der Grund warum ich alle mit dem Ladesystem kompakt zur Verfügung stehenden Konfigurationen ausprobiert habe.

Die Auswertung in Diagrammform zeigt das unten liegende Bild.

kWh je % SoC laut MMI Anzeige

Aus den unterschiedlichen Ladevorgängen pro verwendeter Ladeleistung ergibt sich jeweils die blau markierte Bandbreite an Messergebnissen. Diese lag bei 3-phasiger Ladung mit der Kraftsteckdose (Drehstrom) bei typisch ca. 0,8 kWh pro % SoC. Bei einer Nettokapazität von 0,766 kWh pro % SoC ergibt sich damit ein Ladeverlust von ca. 10%.

Bei den Tests war auffallend, dass lange Ladevorgänge, z.B. eine Ladung von 20% auf 80% SoC immer am unteren Ende lagen und damit geringere Verluste hatten. Dies ist durch die Erwärmung der Batterie leicht erklärbar. In der Grafik ist dies bei der Ladeleistung von 5 kW auch dargestellt. 

Wenn ich mit dem Auto von einer längeren Autobahnfahrt zurückkam und dann direkt einen Ladevorgang gestartet habe, lag die Messung auch immer am unteren Ende der Bandbreite. Dies erklärt sich wieder über die Temperatur der Batterie, die von der Autobahnfahrt (Leistungsbezug) warm war.

Den Test habe ich immer unter den folgenden gleichen Bedingungen durchgeführt. Das Auto war in der Garage geparkt und dort herrschte eine Temperatur von ca. 7 Grad. 

Ladungen unter anderen Bedingungen habe ich aussortiert. Dies war z.B. die Ladung vor der Garage oder eine Ladung wo ich vorher am HPC geladen habe. 

Die Ladung vor der Garage hatte eine deutlich kältere Batterie und zeigte sehr niedrige kWh je % SoC, der gleiche Effekt war zu sehen als ich kurz vorher HPC geladen habe. 

Der Grund ist bei beiden Fällen aber unterschiedlich. 

Durch die warme Batterie waren die Ladeverluste nach dem HPC Laden geringer. 

In der Kälte war aber wahrscheinlich die Aufnahmefähigkeit der Batterie geringer. Über die Ladeverluste war keine wirkliche Aussage möglich.

Die Tests bei den kleinen Ladeleistung waren oft schwierig, da die Ladezeiten sehr lange werden. Dies ist unten dargestellt.

Ladezeiten

Aus den Tests ergeben sich folgende Empfehlungen, die oben schon zum Teil beschrieben waren.

Empfehlungen

Diese Tests basierten auf der MMI Anzeige. Die Quantisierungseffekte von 1 Prozentsprüngen führen  damit zu relativ großen möglichen Meßfehlern von typisch 2 bis 4%. Die höhere Bandbreite bei 5 kW resultiert aus einer größeren Testanzahl. Ob 5 oder 10 kW Ladeleistung geringere Verluste ermöglicht ist momentan nicht eindeutig zu beantworten, die Verluste scheinen sehr ähnlich zu sein.

Eigentlich war ich mit der Testmethode nicht glücklich, da mir die Fehleranfälligkeit zu groß war. Durch die neue Möglichkeit die BMS Werte auszulesen, kann ich in Zukunft viel genauer testen.

Um die bisherigen Ergebnisse zu verifizieren habe ich noch 3 Testladungen gemacht und diese mit den Werten im BMS verglichen. 

Einzelmessungen mit Vergleich BMS und Smartmeter

Diese Ergebnisse bestätigen im wesentlichen die ersten Messungen und die Grafik oben. Ich werde mir das Thema 5 oder 10 kW Ladeleistung und die Ladung bei kalten Temperaturen vor der Garage jetzt mit der neuen Mess-Methode anschauen.

Fazit:

Ist eine Ladeempfehlung für Zuhause:

• 3 phasig mit mindestens 5 kW laden 
• mit warmer Batterie direkt nach dem Fahren laden
• möglichst große SoC-Differenz (Ladedifferenz) laden
•  bei kalten Temperaturen in der Garage laden