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Klima im BEV vs. Reichweite
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priusfreunde.de befasst sich nicht nur mit den Hybriden des Toyota-Konzerns, sondern blickt gerne über den Tellerrand. In dieser Rubrik geht es um die Elektromobilität.
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THEMA: Klima im BEV vs. Reichweite
#545356
Aw: Klima im BEV vs. Reichweite 08.07.2019 11:12 - vor 4 Jahren, 10 Monaten  
KSR1 schrieb:
Diesen Beitrag nominiere ich als Beitrag des Jahres! Ehrlich!
Selbst beim Prius dauert es einige Minuten, bis die Klima den vergleichsweise winzigen Akku geleert hat.


Ich liebe Fakten... daher ein paar Zahlenjonglierereien…

Eine Klimaanalage erzeugt ca. 1-2 kW "Kälte".
Beim Dieselmotor sind das dann ca. 0,5 - 1,0 ltr Diesel pro Stunde für die Klimaanlage. Dazu kommt noch der Leerlauf an sich mit ca. 0,5 ltr/h.

Bei E-Autos sind es dann ca. 1-3 kW Leistung, die für die Klima weggehen. Bei Akku-Kapazitäten von mehr als 30 kWh sollte das nicht ganz so problematisch sein...

Der Prius hat ja nur ca. 0,8 kWh netto verfügbar. Und wenn der Akku mal nicht richtig voll ist am Anfang des Staus, dann hat man tendenziell eher nur 0,2 - 0,4 kWh zur Verfügung. Dass der Verbrenner dann nach ein "paar" Minuten auch mal geht, sollte dann auch verständlich sein.

--

Wie kommt man auf 1-2 kW Kälteleistung?

Luftstrom Klimaanlage ca. 75-225 m³/h.
Annahme: 30 °C draussen, 150 m³/h Luftstrom runtergekühlt auf ca. 15 °C

WärmeKapa Luft 1,005 kJ/(kg·K)
Dichte Luft ca. 1,15 kg/m³

Energie zum Kühlen pro Stunde:
150 m³ * 1,15 kg/m³ => 172 kg
dT => 15 K
172 kg * 15 K * 1,005 kJ/(kg K) => 2.600 kJ => 0,72 kWh

Dazu kommen noch die Kondensationsverluste der Luftfeuchtigkeit. Hierbei wird die Luft beim Kondensieren der Luftfeuchtigkeit wieder etwas erwärmt.
Die Energie für den Klimakompressor und Lüfterantrieb am Kondensator (meist nähe Kühler) muss ja auch irgendwo her.
Und am Ende hat die Klimaanlage noch einen Wirkungsgrad.

Daraus ergeben sich dann ca. 1,5 kWh pro Stunde für die Klimaanlage insgesamt im obigen Beispiel...

--

Oder anders herum... Sonneneinstrahlung auf das Auto.
Dachfläche + Fenster => ca. 2,5 m²
Bestrahlungsstärke von der Sonne: Sommer, Mittagszeit, keine Wolken => ca. 700 W/m²

Absorption vom Dach (ca. 1,5 m²) ca. 30%
Fensterflächen mit darunterliegenden schwarzen Flächen (ca. 1 m²) ca. 100%
Annahme: keine Infrarotlicht blockierende Scheiben

1,5 m² * 0,3 * 700 W/m² => 300 W
1,0 m² * 1,0 * 700 W/m² => 700 W

Macht zusammen ca. 1 kW Wärmeeintrag auf das Auto in der Mittagszeit.
Davon kommt nicht alles komplett im Innenraum an. Ein wenig wird zurückgestrahlt...

--

Ach ja, jeder Erwachsene erzeugt ca. 70 W Wärme...
ex_Waldfee0815
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Letzte Änderung: 09.07.2019 10:08 von KSR1.Grund: Titel angepasst
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#545359
Aw: Klima im BEV vs. Reichweite 08.07.2019 11:34 - vor 4 Jahren, 10 Monaten  
KSR1 schrieb:
DonC schrieb:
Spaß beiseite, den meisten Stau verursachen Baustellen, dämliche Verkehrsführungen und unfähige Fahrer - nicht die Antriebsart.
Nach meinem Empfinden in umgekehrter Reihenfolge, inhaltlich Zustimmung.


Naja, viel Verkehr ist ja auch ein Grund.
Und die ganzen anderen Autofahrer kann man ja nicht wegbeamen oder auf den Mond schießen.

Um mal Hrn. Adenauer zu zieren:
"Nehmen Sie die Menschen, wie sie sind, andere gibt's nicht."

Baustellen lassen sich ja auch nicht vermeiden. Bei Standzeiten von ca. 10-20 Jahren muss halt jedes Jahr min. 5% der Autobahnstrecken repariert werden. Das dauert halt immer einige Wochen/Monate. Brücken halten manchmal a biserl länger, aber auch hier sind die Reparaturen oder Neubauten auch mal nötig. Auch hier werden min. 5% aller Brücken jeder Jahr irgendwie repariert oder saniert.
Ohne Baustellen wird es nie gehen... auch nicht zu den Urlaubszeiten.

Und da alles immer irgendwie billig, billig, billig sein muss, dauern die Reparaturen und Baustellen an den Autobahnen immer etwas länger als nötig. Dazu fehlt an allen Ecken und Enden das Fachpersonal bei den Baufirmen und Straßenbauämtern.
D.h., es wird sich an dieser Situation nicht viel ändern in der nahen Zukunft.

Einfach mal gelassen bleiben, Rettungsgasse freihalten und Tee trinken.


BTW:
Man könnte ja auch mal das leidige Thema Gewerbesteuer und die Einnahmen für Städte und Gemeinden anpacken. Ein Stadt wie München muss ja nicht unbedingt jedes Jahr weitere Gewerbeflächen ausweisen. Damit fangen die ganzen Probleme des Einwohnerzuwachses an. Und auch die ganzen Pendlerströme könnte man vermeiden, wenn es mehr Gewerbe außerhalb der Ballungsräume geben würde. Hier könnte der Gesetzgeber (Bundestag und Bundesrat) mal regulierend eingreifen - ähnlich wie die alte Zonenrandförderung.
ex_Waldfee0815
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#545472
Aw: Klima im BEV vs. Reichweite 08.07.2019 21:17 - vor 4 Jahren, 10 Monaten  
Daihatsu-Fahrer schrieb:
Oder mitteilen, dass es heutzutage keinen Verbrennungsmotor im Auto benötigt um Klimaanlagen zu betreiben.

DONE


Hier die Antwort des Mitarbeiters der Stadt Esslingen, welcher im Artikel zitiert wurde:

Sehr geehrter Herr Daihatsu-Fahrer,
vielen Dank für Ihren Hinweis, den wir gern an unsere Fuhrparkleitung im Tiefbauamt weitergeleitet haben. Hilft er doch eventuell, dass wir in Zukunft auch das umweltfreundliche Fahrzeug zur Verfügung gestellt bekommen, das wir uns für die Verkehrssicherheitsarbeit wünschen...


(nur ein Teil, da ich nicht ungefragt eine komplette Korrespondenz veröffentlichen möchte)
ex_Daihatsu-Fahrer
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#545478
Aw: Klima im BEV vs. Reichweite 08.07.2019 21:46 - vor 4 Jahren, 9 Monaten  
@Daihatsu-Fahrer: Thumbs up!
yarison
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#545510
Aw: Klima im BEV vs. Reichweite 09.07.2019 00:41 - vor 4 Jahren, 9 Monaten  
Waldfee0815 schrieb:
[Zahlenjongliererei]
Oder etwas weniger wissenschaftlich und dafür experimentell:

Ich musste heute eine halbe Stunde totschlagen. Da ein kostenloser Typ 2-Charger zur Verfügung stand, habe ich mein Model 3 kurzerhand angesaftet.

Ladeleistung: 200 V x 48 A = 9,6 kW, entsprechend 60 km/h.

Mit Klimaanlage wurden weiterhin 9,6 kW gezogen, aber die Batterie wurde "nur" mit 55 km/h geladen. Es wurden also 5 km/h oder etwa 0,8 kW Leistung für die Klimatisierung gebraucht. Das war bei 30 ° C Außentemperatur in praller Sonne, 22 °C Innentemperatur und Umluftbetrieb. Im Frischluftbetrieb lag der Strombedarf bei etwa 1 kW.

So oder so ist das angesichts der verbauten 75 kWh-Batterie irrelevant. Unter den genannten Bedingungen könnte ich die Klimaanlage drei volle Tage am Stück laufen lassen.
CA-Klaus
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#545546
Aw: Klima im BEV vs. Reichweite 09.07.2019 10:10 - vor 4 Jahren, 9 Monaten  
CA-Klaus schrieb:
Waldfee0815 schrieb:
[Zahlenjongliererei]
Oder etwas weniger wissenschaftlich und dafür experimentell:
[…]
Es wurden also 5 km/h oder etwa 0,8 kW Leistung für die Klimatisierung gebraucht. Das war bei 30 ° C Außentemperatur in praller Sonne, 22 °C Innentemperatur und Umluftbetrieb. Im Frischluftbetrieb lag der Strombedarf bei etwa 1 kW.
[…]


Machen wir doch ein wissenschaftliches Experiment draus...

Dazu brauchen wir nur ein paar bekannte Daten:
* Breitengrad + Längengrad und die Uhrzeit
* Ausrichtung des Fahrzeuges in Fahrtrichtung (Nord, Süd, West, Ost, ...)
* Beschreibung des Ortes (versiegelte Flächen, Bäume, Wiesen, …)
* Lackfarbe / Innenraum eher hell oder dunkel - Auto war sauber, d.h. keine Deckschicht auf dem Dach?
* Meteorlogische Eckdaten => Temperatur, Luftfeuchte, Wind, Bewölkung
* Lüfterstufe (rel. zu Max) - Alle Ausströmöffnungen offen?
ex_Waldfee0815
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#545547
Aw: Klima im BEV vs. Reichweite 09.07.2019 10:18 - vor 4 Jahren, 9 Monaten  
Ich habe das mal in einen eigenen Thread gepackt und danke Euch für die interessanten Beiträge.

LG
Klaus
KSR1
Moderator
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#545563
Aw: Sachen, die eh keinen interessieren oder die sonst 09.07.2019 10:52 - vor 4 Jahren, 9 Monaten  
Ort: kurz vor dem Karawanken Tunnel Richtung Norden
Uhrzeit: 16:00
Temperatur: auf der Autobahn sicher 40grad "im Schatten", nur das da kein Schatten gab
Wind: 0
Bewölkung: 0
Lüfterstufe: Auto, 2-3?
Farbe: midnight silver (sehr dunkel) , innen schwarz, alles frisch gewaschen

Das Glasdach hatte übrigens keine der erwarteten Nebenwirkungen.
gcf
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#545565
Aw: Klima im BEV vs. Reichweite 09.07.2019 10:54 - vor 4 Jahren, 9 Monaten  
Waldfee0815 schrieb:
Machen wir doch ein wissenschaftliches Experiment draus...Eigentlich wollte ich nur Deine Berechnungen mit einem Wert aus der Praxis untermauern, aber gut.
*Breitengrad + Längengrad und die Uhrzeit 45.031201, -74.757268, 15:20-15:50 EDT
* Ausrichtung des Fahrzeuges in Fahrtrichtung (Nord, Süd, West, Ost, ...)Süd-Süd-Ost
* Beschreibung des Ortes (versiegelte Flächen, Bäume, Wiesen, …)Asphaltierte Fläche, Gebäude hinter dem Fahrzeug
* Lackfarbe / Innenraum eher hell oder dunkel - Auto war sauber, d.h. keine Deckschicht auf dem Dach?Dunkelblau, Innenraum afro-amerikanisch ("schwarz" darf man in 2019 nicht mehr sagen ), Auto sauber, Dach ist komplett aus Glas (mit IR-undurchlässiger Beschichtung)
* Meteorlogische Eckdaten => Temperatur, Luftfeuchte, Wind, Bewölkungca. 30 °C, rel. Luftfeuchtigkeit unbekannt, dürfte bei etwa 60% gelegen haben. Windgeschwindigkeit <3 m/s, wolkenlos
* Lüfterstufe (rel. zu Max) - Alle Ausströmöffnungen offen?5/10, Umluftbetrieb, alle Ausströmöffnungen offen.

Wie gesagt, die Leistungsaufnahme des Fahrzeugs betrug 9,6 kW. Ohne Klima lädt es dabei mit 60 km/h, mit Klima waren es 55 km/h. Die Leistung, die nicht zum Laden verwendet wurde, lag also bei 9,6 kW / 60 x 5 = 0,8 kW.
CA-Klaus
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#545574
Aw: Klima im BEV vs. Reichweite 09.07.2019 11:17 - vor 4 Jahren, 9 Monaten  
gcf schrieb:
Also ich stand 3h mit AC im Stau, dazu noch 3:30h Fahrzeit und danach erst wieder aufgeladen, es war im Elektroauto kein Problem.
Ich habe mich aber gewundert, warum so viele Verbrenner Fahrer im stau mit offenen Fenstern unterwegs waren, die frische Luft kann's ja nicht gewesen sein.


Ältere Autos im Stau bei gefühlten 40 °C in den Bergen:
Damit der Kühler nicht überhitzt muss man ggf. die Heizung aktivieren, um die Motorkühlung zu unterstützen. Insbesondere dann, wenn man kurz vorher mit hoher Motorlast und/oder geringer Geschwindigkeit unterwegs war (Steigungen / High Speed).

Aktuelle Autos:
Der Kondensator heizt unter Umständen auch den Kühler/Motor zusätzlich mit auf. Einfache Konstruktionen können da durchaus mal aufgeben und die Klimaanlage stellt die Arbeit ein...ähnliches kennt man von der Deutschen Bahn mit ihren Klimaanlagen... Klimaanlage etwas zu knapp ausgelegt.

Nicht umsonst verbauen viele Autohersteller einen 2. Kühlerlüfter in ihren Autos für Südeuropa. Oder wenn das Auto vom Werk aus mit einer Anhängerkupplung verbaut wird, dann kommt meist auch ein 2. Kühlerlüfter rein.

Und wenn der Dieselmotor grade den Partikelfilter putzen wollte, dann hat der Kühlerlüfter bei der Hitze im Stau richtig was zu tun...
ex_Waldfee0815
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#545581
Aw: Klima im BEV vs. Reichweite 09.07.2019 11:37 - vor 4 Jahren, 9 Monaten  
Es kommt beim BEV etwas darauf an, ob es sich um ein Fahrzeug mit Wärmepumpe (WP) handelt oder nicht.

Mein Leaf mit WP zieht zu Beginn ab Klima zwischen 2-4kw, nach 5min dann unter 500 Watt Leistung.

Stau und Klimabetrieb ist für ein BEV mit Wärmepumpe schnulli, der Verbrauch praktisch null. Im vergangenen Winter hat mich ein richtiger Megastau bei kaltem Sauwetter nur rund 1% Akku gekostet. Das ist wirklich kein Problem für ein BEV mit WP. Was hatte ich Panik am Anfang, denn ich war zu Beginn des Staus schon auf 23% SoC runter und wollte noch ohne Schieben nach Hause
Wie geschrieben, bei einem BEV mit WP ist Klima und Stau eignetlich kein Thema .

Ohne WP und bei Dauerbetrieb auf Hochlast der Klima wegen extremen Temperaturunterschieden innen/aussen kann es z.B. beim 40er Leaf aber schon mal 10% des SoC pro Stunde ausmachen...
Knoli
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Aktuell: Nissan Leaf Tekna 2018 in rot mit 40kWh Akku und aktuell >100'000km, keine Reparaturen, Wartung immer rund CHF 150-200.
Vorher: Für problemlose 170000km ein Prius 2
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#545582
Aw: Klima im BEV vs. Reichweite 09.07.2019 11:51 - vor 4 Jahren, 9 Monaten  
Verwechselt du Heizen mit Kühlen?
Letzteres geht grundsätzlich nur mit Wärmepumpe
gcf
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#545592
Aw: Klima im BEV vs. Reichweite 09.07.2019 12:42 - vor 4 Jahren, 9 Monaten  
Waldfee0815 schrieb:
KSR1 schrieb:
DonC schrieb:
Spaß beiseite, den meisten Stau verursachen Baustellen, dämliche Verkehrsführungen und unfähige Fahrer - nicht die Antriebsart.
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Naja, viel Verkehr ist ja auch ein Grund.

Baustellen lassen sich ja auch nicht vermeiden.


Eine gute Verkehrsführung kann auch einen Stau handeln, wenn die Fahrer mitspielen - oft genug in den USA erlebt.

Man steht nicht, sondern rollt immer so leicht vor sich hin und nach der Baustelle gibt's kein niedriges Tempolimit, sondern das höchstmögliche.

Baustellen lassen sich zwar nicht vermeiden, jahrelange Baustellen schon wie uns die NL mit ihren Nachtbaustellen vorführen.
DonC
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#545594
Aw: Klima im BEV vs. Reichweite 09.07.2019 12:55 - vor 4 Jahren, 9 Monaten  
gcf schrieb:
Verwechselt du Heizen mit Kühlen?
Letzteres geht grundsätzlich nur mit Wärmepumpe

Nein, ich glaube/hoffe nicht
Siehe hier: Funktionsbeschreibung
Die WP des Leaf funktioniert in beide Richtungen, was sich auch am Energiemonitor im Cockpit so zeigt. Sie ist im Sommer und im Winter sehr effizient, nachdem die erste Sommerhitze weggekühlt oder die Winterkälte weggeheizt wurde.

Natürlich ist mit der Klimaanlage immer eine Wärmepumpe an Bord, es gibt aber trotzdem den Leaf mit oder ohne WP zu kaufen. Ist natürlich Marketingsprech...wegen der Reichweitenverlängerung mit "WP"
Knoli
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Letzte Änderung: 09.07.2019 12:57 von Knoli.
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#545599
Aw: Klima im BEV vs. Reichweite 09.07.2019 13:39 - vor 4 Jahren, 9 Monaten  
Naja, der Kompressor ist der gleiche, der Unterschied besteht darin, das man bei der Version "WP" ein 4-wege-ventil drin hat, welches die Betriebsart zwischen Heizen und Kühlen wechselt. (Der Kompressor kann nicht rückwärts laufen.)

Der Wirkungsgrad einer solchen WP ist beim kühlen nicht besser als der einer reinen Kühlung, nur beim Heizen hat sie Vorteile.
gcf
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