Stromkosten / 100km - ein Berechnungsversuch Renault ZOE 2019 22kW

Zitat von wohliks

Nein: Unterstellen wir mal, das 12-V-Bordnetz zieht konstant eine Leistung von 115 W,

Das ist richtig. Wenn ich eine Stunde mit 2,3Kw oder 11Kw lade, sind es 115W (angenommen pro Stunde) die das Bordnetz verbraucht, also Verlust. Der Verbrauch pro Stunde für das Bordnetz wird ja nicht weniger wenn ich mit 11Kw lade. Das Bordnetz möchte seine 115W. Ob ich nun 1Kwh mit 2,3Kw oder 1Kwh mit 11Kw lade, die 115W Verlust für das Bordnetz bleiben ja.

Angenommen, ich lade eine Stunde mit 11kw und mit 2,3 Kw. Mit 2,3Kw sind es rund 4,8h x 115W/h für das Bordnetz, also 550W, also 435W mehr wie mit 11Kw. 435W Mehrverlust, macht rund 4% mehr aus oder großzügige 15 Cent/11Kwh.

Der Begriff "NOTladekabel" wurde von irgendwem mal erfunden. Sehen wir mal über den Tellerrand der ZOE, so sehen wir Fahrzeuge mit "echten" Ladegeräten, die auch mit 10A 1P effizient umgehen können. Den Smart 451 haben viele Owner per Ziegel geladen. 90% hatten eh nur den 3,7er Lader der Firma LEAR, der sehr effizient war. Es ist nur der Chamäleon Lader vom ZOE der mit 10A 1P bzw, niedriger Leistung ziemlich "rum saut" . Sicherlich kommt auch die lange Ladedauer mit Stromverbrauchern zum Tragen, aber die sind nicht alleinig für die niedrige Effzienz verantwortlich - denn lt. min. zwei duchgeführten mir bekannten Messreihen soll es einen Gap von 92% vs. 70% geben, 11KW vs. 2,3kw .

Echte Ladegeräte arbeiten bis 98% Effizienz. Bspw. https://innolectric.ag/wp-cont…c_on-board-charger_de.pdf

@Messungen ADAC

VW, Tesla, Fiat haben keine Chamäleon Ladetechnik mit den Motorspulen sondern "echte" Charger, daher sind sie effizenter.

Leider hat der ADAC keinen Peugeot oder Corsa mit Renault Technik im Vergleich. Auch keinen Koreaner ! Gut gedacht der Test, schlecht durchgeführt.

PS: Edit Tabelle Ladeverluste aus zweiter Quelle:

Ladeverluste R110 on some serious lab equipment.pdf

Wie kommst Du darauf, dass ein Peugeot oder Corsa mit Renault Technik daher kommt?

Mal davon abgesehen, ist der Vergleich des Renault Chargers mit dem des Smarts (dem vorletzten Model, der aktuelle hat ja auch den Charger von Renault an Bord) ist ein wenig unfair. Denn ein Charger, der maximal mit 3,7kW AC an der Steckdose laden kann, sollte da auch am effizientesten funktionieren. Der Charger der Zoe deckt aber bis zu 43kW AC ab und da bei jeder Ladeleistung effizient zu funktionieren ist schlicht unmöglich. Mal davon abgesehen ist die Effizienz eines Chargers nicht das einzige Kriterium bei seiner Entwicklung. Da spielen auch Dinge wie Kosten und Platzbedarf eine Rolle. Was nützt es, wenn der Charger mit der höchsten Effizienz eingesetzt wird und das Auto dann für den Kunden ein paar tausend Euro teurer wird. Oder ein Charger eingebaut wird, der nur bis 11kW laden kann. In jedem Fall gibt es dann darüber wieder Diskussionen. Ich finde den Spagat den Ranault 2013 bei dem Zoe Charger gemacht hat gut gelungen. Kein anderes Modell (soweit ich weiß) bietet einen wirklich vergleichbaren Charger, zumindest im AC Bereich. DC lässt er aber heutzutage ziemlich zu wünschen übrig, aber bei neuen Modellen hat er sich sicher auch weiter entwickelt.

Edit:

Sucht man beim Fiat 500 nach der Effizienz des Chargers, findet man auch ziemlich entäuschte Kunden vor.

Edit 2:

Es wäre auch interessant, ob die Kunden einen Charger (von Ranault) mit max 11kW AC Ladeleistung und einem besseren Wirkungsgrad bevorzugen würden. Für mich wäre das OK, für Renault damals scheinbar nicht. Sind eben alles Kompromisse, die der Hersteller eingehen muss, den perfekten Charger gibt es leider nicht, das sieht man auch bei den Batterie Wechselrichtern und deren Wirkunsgraden.

RZ135 Hätte mal eine Frage zu deinem Ladeziegel. Lädt der tatsächlich mit 16A, auch wenn der Original-Ziegel an der selben Dose nur mit 10A lädt?

Zitat von maikt

Genau, umso kürzer/schneller die Ladung, umso weniger Ladeverluste. Dazu kommt noch dass ein Lader, welcher einen PKW von 2,3kW - 22kW laden kann, nicht im kompletten Bereich den gleichen (besten) Wirkungsgrad haben kann. Der Lader wurde sicher für einen Arbeitspunkt optimiert und der liegt sicher nicht bei 2,3kW, sondern eher >11kW. Dort hat er dann den besten Wirkungsgrad und die niedrigsten Ladeverluste.

Hier noch eine Erläuterung zu dem Thema, weil ich mich die Tage mit Batteriewechselrichtern beschäftigt habe und ich da Analogien zum Charger der Zoe gesehen habe:

Batteriewechselrichter haben zum Teil ähnliche Aufgaben, wie der Charger in der Zoe. Sie wandeln AC (230V Wechselspannung) in DC (z.B. 400V Gleichspannung) um, um einen Akku zu laden (genau das macht der Zoe Charger auch, um den Akku zu laden). Sie wandeln also AC in DC und sie sind nicht in der Lage 100% AC in 100% DC umzuwandeln, denn bei der Umwandlung wird Energie in Wärme umgewandelt (daher werden die Geräte auch warm) und diese steht dann nicht mehr zur Speicherung im Akku zur Verfügung. 100% AC ergeben dann z.B. 95% DC, 5% werden in Wärme umgewandelt, der Wirkungsgrad beträgt also 95%.

So ein System hat aber nicht einen pauschalen festen Wirkungsgrad, es hat einen maximalen Wirkungsgrad, der nur unter ganz bestimmten Bedingungen erreichbar ist. Weicht man von diesen Bedingungen ab, sinkt der Wirkungsgrad, genau wie bei der Zoe.

Diese Abhängigkeiten lassen sich in Form von Kennlinien in Diagrammen darstellen, z.B. mit einem Diagramm, welches den Wirkungsgrad in Abhängigkeit der umzuwandelnden Leistung darstellt. Da wir bei der Zoe aber so ein Diagramm nicht haben, nehme ich einfach mal eines von einem SMA SunnyBoy Storage 6.0 Batteriewechselrichter. Der Vergleich ist sicher nicht perfekt, das Diagramm der Zoe sieht aber bestimmt ähnlich aus und es soll nur zur groben Erklärung dienen:

Bildschirmfoto 2022-09-21 um 21.44.04.png

Grau sind die Daten des SMA Batteriewechselrichters und ich habe die 360V Kennlinie einfach mal als Referenz genommen. Bemessungsleistung sind 43kW, da der Zoe Lader dafür entwickelt wurde. Mit rot habe ich nun an den richtigen Positionen die einzelnen Arbeitspunkte bei 2,3kW, 3,6kW, 11kW, 22kW und 43kW angetragen und die entsprechenden Wirkungsgrade ermittelt.

Was sieht man nun:

- den besten Wirkungsgrad bekommt man bei der 11kW und 22kW Ladung

- bei niedrigen Leistungen verschlechtert sich der Wirkungsgrad enorm, daher empfiehlt Renault auch, die 2,3kW Ladung nur gelegentlich durchzuführen

- Charger anderer Marken mit niedrigeren Bemessungsleistungen (3,6kW oder auch 11kW) haben automatisch bessere Wirkungsgrade bei niedrigen Ladeleistungen. Der breite Einsatzbereich des Zoe Chargers fällt Renault also an der Stelle auf die Füße.

- es kann keinen Charger mit einem durchgehend hohen Wirkungsgrad geben.

Was sieht man nicht:

- reale Werte, da die Kennlinien nicht vom Zoe Charger, sondern von dem SMA Batteriewechselrichter stammen

Was noch zu bedenken ist:

- auch der Akku hat einen Wirkungsgrad (da geht Energie rein und wieder raus), der hier nicht betrachtet wurde und den Gesamtwirkungsgrad weiter senkt

- bei der Zoe werden beim Laden noch zig Geräte vom 12V Bordnetz versorgt, was den Wirkungsgrad weiter verschlechtert

- auch die Anschlusskabel auf der AC Seite verbrauchen Energie und senken dadurch den Gesamtwirkungsgrad

- die Kennlinie stammt von einem modernen und teuren Batteriewechselrichter. Der Charger in der Zoe wurde vor >10 Jahren entwickelt und muss sicherlich günstiger produziert werden, was dem Wirkungsgrad nochmals verschlechtern dürfte.

- SMA hatte die Chance, seine Produkte in einem wesentlich längerem Zeitraum zu perfektionieren

Ich kenne die Effizienzkurven auch , habe aber einen Einwand, was mir persönlich aufgefallen ist, bei allen meiner laufenden WR:

Die beste Effizienz liegt in der Regel bei ~50 Last. Schauen wir uns die Effizienz des ZOE an, liegt die bei 11kw, ergo 50% von 22Kw.

"Unten rum" , wie du bemerkst und grafisch gut dar gestellt hast, ist es mau. Beim ZOE wie auch bei den WR.

Die WR haben vergleichbare Kurven, unten rum fällt die Effizienz brutal ab, ab 70% nur leicht. Absolute Parallelen.

Ich war von 43kW Maximalleistung ausgegangen, da ich der Meinung bin, dass sich an der Charger Hardware (und damit an der Wirkungsgrad Kennlinie) seit der ersten Version vor 10 Jahren nicht viel geändert hat.

Im Grunde richtig, bei der Reku werden ja auch AC erzeugt.

So what, mit 13-16A an 3P liegt man goldrichtig. Ich hab meine Box auf 14A gestellt, außerdem bin ich dann bei voller Sonne im Pari.

Ich kann beruflich immer so ab ~12 Uhr an die WB.

Zitat von maikt

[...] Diese Abhängigkeiten lassen sich in Form von Kennlinien in Diagrammen darstellen, z.B. mit einem Diagramm, welches den Wirkungsgrad in Abhängigkeit der umzuwandelnden Leistung darstellt. Da wir bei der Zoe aber so ein Diagramm nicht haben, nehme ich einfach mal eines von einem SMA SunnyBoy Storage 6.0 Batteriewechselrichter. Der Vergleich ist sicher nicht perfekt, das Diagramm der Zoe sieht aber bestimmt ähnlich aus und es soll nur zur groben Erklärung dienen: [...]

Die Kennlinie ist mir zwar grundsätzlich bereits bekannt - trotzdem Danke fürs Veranschaulichen anhand einer Grafik. Ich steh auf verständliche grafische Darstellungen

Zitat von maikt

Genau, umso kürzer/schneller die Ladung, umso weniger Ladeverluste. Dazu kommt noch dass ein Lader, welcher einen PKW von 2,3kW - 22kW laden kann, nicht im kompletten Bereich den gleichen (besten) Wirkungsgrad haben kann. Der Lader wurde sicher für einen Arbeitspunkt optimiert und der liegt sicher nicht bei 2,3kW, sondern eher >11kW. Dort hat er dann den besten Wirkungsgrad und die niedrigsten Ladeverluste.

wie ich schon geschrieben habe, ging es mir um die Verluste vom Bordnetz, der beim ADAC Test mit Verlust 5-15% und bei 11Kw kleiner als 1%. Es ging nicht um den Lader (ON Board Lader), diese Verluste sind vom ADAC extra mit 5-10% angegeben und werden sowohl bei Schuko als auch Wallbox genannt. Wenn man dein letzten Bericht liest, kommen mir einige Zweifel was den ADAC-Test betrifft. Es könnte sein, das man da einige Zahlen verdreht hat.

Zitat von maikt

- bei der Zoe werden beim Laden noch zig Geräte vom 12V Bordnetz versorgt, was den Wirkungsgrad weiter verschlechtert

vom ADAC werden mit der Wallbox aber weniger als 1% Verlust angegeben. Wobei an Schuko die oben genannten 5-15% entstehen (laut ADAC). Alles etwas schwammig das ganze.