Hyundai IONIQ Forum banner

Heizung oder Klimaanlage: Welche Leistung wird verbraucht?

34K views 48 replies 13 participants last post by  chui  
#1 · (Edited)
Um eine bessere Annäherung an den Bereich für niedrige und hohe Temperaturen zu erhalten, ist es nützlich, die Verluste in kW Leistung für Heizung oder Klimaanlage zu berücksichtigen. Ich habe ein Rechenmodell mit einigen Parametern dafür erstellt und möchte fragen, ob die Werte für bestimmte Temperaturen aus Ihren Erfahrungen zu hoch, zu niedrig oder in Ordnung sind. Ich gehe davon aus, dass eine Vorkonditionierung stattgefunden hat, und dies zeigt nur die durchschnittliche Leistung in kW an, um die Innentemperatur während der Fahrt aufrechtzuerhalten. Beachten Sie, dass es manchmal zwischen niedriger und höher schwankt, so dass dann ein Durchschnitt berücksichtigt werden sollte.

Dies ist die Grafik für die aktuellen Einstellungen (mit Innentemperatur 20 °C).

P.S. Ich habe den Fall modelliert, dass eine Wärmepumpe verwendet wird (bis -10 °C), wie Sie in der Kurve der Linie sehen können. Für die widerstandsbasierte Heizung müssen Sie die gerade Linie von -10 °C bis zum Punkt 0 bei 20 °C ziehen; siehe die gestrichelte Linie in der zweiten Grafik.
 

Attachments

#2 · (Edited)
Ich habe diese Frage auch in einigen anderen Ioniq-Foren gestellt, darunter das deutsche Forum. Basierend auf einigen ersten Erfahrungsberichten habe ich einige der Parameter etwas angepasst. Zum Beispiel schätze ich jetzt die Wärmeverlustrate eines fahrenden Ioniq auf 80 Watt pro °C Temperaturunterschied zwischen Innen- und Außentemperatur. Die Grafik unten zeigt dieses Update, unter der Annahme einer Innentemperatur von 22 °C; die gemeldeten Erfahrungen sind als Punkte dargestellt.

Weitere erfahrene Zahlen sind willkommen!

Später hinzugefügt: eine Erfahrung von @pmiddeld für +4 °C mit Temperaturerhaltung Heizleistung 0,5 kW, gemeldet hier. Die Grafik wurde nur durch Hinzufügen dieses Datenpunkts aktualisiert, der sich gut an die zuvor ermittelten Parameterwerte anpasst.
 

Attachments

#3 · (Edited)
Der obige Beitrag wurde heute aktualisiert, indem ein weiterer Datenpunkt für +4 °C draußen hinzugefügt wurde. Beachten Sie, dass dieser Beitrag den Fall behandelt, die Innentemperatur auf einem bestimmten Niveau zu halten, z. B. 22 °C (unter der Annahme, dass sie diese Temperatur aufgrund des Vorheizens bereits zu Beginn hat), und herauszufinden, wie viel Leistung in kW Sie für diese Temperaturerhaltung aus Ihrer Batterie entnehmen. Vielleicht ist eine weitere Erklärung nützlich. Eine wichtige Größe für den obigen Beitrag ist, wie viel Wärme pro Minute oder Stunde aus dem Auto entweicht, was als Wärmeverlust bezeichnet wird. Dieser Wärmeverlust hängt proportional von der Temperaturdifferenz zwischen innen und außen ab, gemäß der sogenannten Wärmeverlustrate, einem Parameter, der den Wärmeverlust für nur 1 °C Temperaturunterschied angibt. Die Wärmeverlustrate wurde jetzt auf 80 Watt pro °C Temperaturunterschied zwischen außen und innen geschätzt. Wenn beispielsweise die Außentemperatur +4 °C und der Innenraum 22 °C beträgt, beträgt diese Temperaturdifferenz 18 °C, sodass der Wärmeverlust 80 * 18 Watt = 1440 Watt beträgt. Sie können dies in dem Sinne interpretieren, dass das Auto die Außenluft erwärmt, als wäre es eine 1440-Watt-Heizung. Um diesen Wärmeverlust auszugleichen und somit die Innentemperatur auf dem gleichen Niveau zu halten, müssen Sie die gleiche Wärmemenge durch die Heizung des Autos hinzufügen. Glücklicherweise kann unter diesen Bedingungen eine Wärmepumpe 1440 Watt erzeugen, indem sie nur einen Bruchteil dieser Energiemenge verbraucht, in diesem Fall etwa 500 Watt. Um zu wissen, wie viel kWh dies aus der Batterie verbraucht, können Sie diese Zahl einfach mit der Dauer der Fahrt in Stunden multiplizieren. Zum Beispiel kostet es Ihre Batterie für eine zweistündige Fahrt 2 * 500 = 1000 Wh = 1 kWh. Dies reduziert die verfügbare volle Ladung von 28 kWh um 1/28 = 0,036, was fast 4 % entspricht. Sie können eine Verringerung der Reichweite um den gleichen Prozentsatz erwarten, da die Heizung eingeschaltet ist. Dies alles dient dazu, die Innentemperatur auf dem gleichen Niveau zu halten, unter der Annahme, dass das Auto zu Beginn bereits auf diesem Niveau vorgeheizt wurde. In meinem nächsten Beitrag hier werde ich den Fall behandeln, dass Sie kein Vorheizen durchgeführt haben: Wie viel kW entnehmen Sie dann zusätzlich Ihrer Batterie, und wie lange, um den Innenraum des Autos in den ersten Minuten auf die richtige Temperatur zu bringen, und wie viel kWh insgesamt verbraucht das aus Ihrer Batterie?
 
#4 · (Edited)
Neben der Aufrechterhaltung der Innentemperatur auf einem bestimmten Niveau, beispielsweise 22 °C, wird die Heizung des Autos auch verwendet, um die Temperatur überhaupt erst auf dieses Niveau zu bringen. Dies geschieht, wenn keine Vorheizung angewendet wurde. Wenn sich das Auto beispielsweise bei +4 °C befindet, wenn Sie losfahren, muss die Heizung die Temperatur um 18 °C erhöhen, bis sie 22 °C erreicht hat. Die dafür benötigte Energiemenge hängt proportional von der Temperaturdifferenz ab, und zwar mit einer Rate, die als Wärmekapazität des Autos bezeichnet wird. Die Wärmekapazität ist ein Parameter, der die Energiemenge angibt, die benötigt wird, um die Innentemperatur des Autos um 1 °C zu erhöhen.

Beachten Sie den Unterschied zur Verlustrate im obigen Beitrag. Die Verlustrate hängt von der Oberfläche oder 'Haut' des Innenraums des Autos ab, wie z. B. dem Dach, den Fenstern, dem Boden, den Türen und wie gut diese Haut isoliert ist. Im Gegensatz dazu hängt die Kapazität nicht von der Oberfläche ab, sondern vom Volumen und/oder der Masse des Innenraums, also davon, wie viel Wärmeenergie der Innenraum sozusagen speichert oder durch Erhitzen absorbiert. Wenn ein Material viel Energie speichert, benötigt man viel Wärme, um die Temperatur steigen zu lassen, speichert es weniger Energie, ist weniger Wärme erforderlich, um sie zu erhöhen.

Wenn Sie in einigen Fällen die Wärmemenge kennen, die von der Wärmepumpe und/oder dem Widerstandsheizer geliefert wird, und auch, um wie viele Grad °C sich die Innentemperatur erhöht hat, können Sie den Wärmekapazitätsparameter schätzen. Wenn beispielsweise die Heizung 5-6 Minuten lang mit 5-6 kW arbeitet (wie von @pmiddeld hier) berichtet, dann kann die insgesamt erzeugte Energiemenge mit 5,5*5,5/60 = 0,5 kWh berechnet werden. Diese Energie wird auch der Batterie entnommen, so dass Ihre Batterie bei einer zweistündigen Fahrt wie im obigen Beitrag 1,0 + 0,5 = 1,5 kWh für das Heizen verbraucht. Dies sind 1,5/28 = 0,054 der gesamten Batterie, also 5,4 %. Durch diesen Prozentsatz wird sich auch Ihre Reichweite verringern. Unter der Annahme, dass der Temperaturanstieg 18 °C betrug (von 4 auf 22), ergibt sich eine Schätzung für den Wärmekapazitätsparameter von 0,5/18 = 0,028 kWh pro °C Anstieg.

Die obigen Berechnungen gehen jedoch davon aus, dass der Temperaturanstieg vollständig auf dem Widerstandsheizer basiert. Wenn das Auto auch eine Wärmepumpe hat, wird diese wahrscheinlich auch zum Anstieg beitragen. Da sie in nur wenigen Minuten sehr schnell ansteigt, ist es wahrscheinlich nicht nur die Wärmepumpe; vielleicht ist der größte Teil (oder fast der gesamte) Anstieg auf den Widerstandsheizer zurückzuführen.
 
#5 · (Edited)
Obwohl ich in diesem Thread etwas allein zu sein scheine, zumindest von den Likes her, schließe ich, dass drei von euch diesen Thread manchmal lesen. Das hat also genug Motivation gegeben, den nächsten Schritt zu tun, den ich in diesem Beitrag zeigen werde.

Im vorherigen Beitrag habe ich ein Beispiel für die Berechnung einer Situation gezeigt. Jetzt habe ich ein Rechenmodell erstellt, das für jede Außentemperatur einen Hinweis darauf gibt, was die anfängliche Heizung zur Erhöhung der Innentemperatur des Autos auf 22 °C in kWh aus der Batterie kostet (wenn Sie nicht vorgeheizt haben). Siehe die folgende Grafik; in dieser Grafik werden zwei Fälle verglichen: Heizen nur mit einem Widerstandsheizer (RH) in Lila und Heizen mit einer Wärmepumpe (HP) in Kombination mit einem Widerstandsheizer in Hellblau/Grau.

Man sieht, dass die Wärmepumpe nur einen sehr geringen Vorteil gegenüber dem Widerstandsheizer für diese anfängliche Heizung hat. Grob gesagt kann diese anfängliche Heizung 0,5 kWh (für +5 °C) bis 1,5 kWh (für -20 °C) kosten.

Ich ging davon aus, dass, wenn eine Wärmepumpe verfügbar ist, die anfängliche Innentemperaturerhöhung zu 80 % auf dem Widerstandsheizer und zu 20 % auf der Wärmepumpe basiert (und nur für -10 °C und höher). Dies basiert auf einer Annahme über die maximale Leistung, die die Wärmepumpe aufnehmen kann (1200 W) und die damit verbundene maximale Produktionskapazität der Wärmepumpe. Da die anfängliche Heizung sehr schnell stattfindet, als eine Art Schub, halte ich es für vernünftig anzunehmen, dass der Widerstandsheizer dabei eine Hauptrolle spielt.

Für diese Grafiken wurde die Wärmekapazität des Autos mit 0,0286 kWh pro °C Erhöhung angenommen, wodurch der Datenpunkt von @pmiddeld im vorherigen Beitrag auf der Kurve liegt. Natürlich sind weitere Datenpunkte willkommen.

In dem Thread über die elektrische Reichweite werde ich die Auswirkungen auf die Reichweite posten, sowohl für die anfängliche Heizung, wie in diesem Beitrag behandelt, als auch für die Heizung zur Aufrechterhaltung der Innentemperatur, wie in den vorherigen Beiträgen oben behandelt.
 

Attachments

#7 ·
Wenn diese Keramikheizung Elektrizität wie eine Widerstandsheizung verwendet, dann gilt die obige Analyse auch dafür: Mit wie viel Leistung kann sie arbeiten? In den Grafiken können Sie sehen, wie viel Leistung benötigt wird.
 
#9 ·
Also, dann gilt die Leistungsbegrenzung auf maximal 1,44 kW. Ziehen Sie in Erwägung, diese über ein separates Kabel zusammen mit der Heizung des Autos zu verwenden? Dann können Sie im Prinzip die dem Auto zugeführte Leistung auf 2,88 kW verdoppeln.
 
#10 ·
Also, dann gilt die Leistungsbegrenzung auf maximal 1,44 kW. Ziehen Sie in Erwägung, sie über ein separates Kabel zusammen mit der Heizung des Autos zu verwenden? Dann können Sie im Prinzip die Leistung, die in das Auto eingebracht wird, auf 2,88 kW verdoppeln.
Das ist ein interessantes Konzept, beides gleichzeitig zu betreiben. Daran habe ich nicht gedacht. Tragbare Keramikheizungen liegen normalerweise zwischen 0,7 und 1 kW, je nach Größe.
 
#11 ·
Ich könnte mich irren, da ich das Fahrzeug noch nicht habe.

Die 1,3 kW sollten in der Lage sein, den Vorheizzyklus durchzuführen, ohne auf die Batteriereserve zurückzugreifen, wenn es nicht zu kalt ist, solange die Batterie vollständig geladen ist.
 
#12 ·
Ja, und die Grafik gibt eine Schätzung dessen, was als 'nicht zu kalt' zu betrachten ist.
 
#13 ·
Jetzt ist die Heizperiode für die meisten von uns vorbei, und wir treten in die entgegengesetzte Jahreszeit ein: die Verwendung der Klimaanlage, um das Auto ausreichend kühl zu halten. Gestern habe ich während einer längeren Fahrt die Leistung der Klimaanlage überwacht. Es war sonnig, die Außentemperatur betrug 26 °C und die Innentemperatur war auf 21 °C eingestellt, also 5 °C Unterschied. Der Lüfter blies meistens auf zwei Stufen.

Obwohl es ein wenig schwankte, lag der durchschnittliche Stromverbrauch der Klimaanlage bei etwa 0,4 kW. Übrigens verbrauchten die Zubehörteile (einschließlich Radio und Bildschirm, der die Leistungsstufen anzeigt) etwa 0,25 kW. Gibt es noch andere beobachtete Zahlen (Durchschnitt über einen längeren Zeitraum)? Wenn der Unterschied beispielsweise 10 °C beträgt (Außentemperatur 31 °C), verdoppelt sich dann der Stromverbrauch der Klimaanlage, also 0,8 kW? Oder weniger oder mehr?
 
#15 ·
Wenn Sie die Vorheizoption verwenden und eine Abfahrtszeit einstellen, wird dann das Stromnetz zum Heizen/Kühlen des Autos verwendet oder die Batterie?

Muss die Batterie vollständig aufgeladen sein?

Was passiert, wenn Sie nicht genau zur angegebenen Zeit zum Auto kommen? Wird die Temperatur gehalten und wie lange?

Enteischt es Eis?

Wie viel früher als Ihre Abfahrtszeit beginnt es und was wäre von außen zu bemerken? (Lüfter bläst usw.)
 
#16 · (Edited)
How much earlier than your departure time does it start and what would be noticeable from the outside? (Fan blowing etc)
The charging starts long before if you give it that time. The preheating or precooling mainly in the last half an hour as far as I know.
 
  • Like
Reactions: Patrick
#17 ·
In einem anderen Thread @Alien-S (Post #17) meldete einen weiteren Datenpunkt zur Temperaturhaltung für die Kabinentemperatur 22 °C: durchschnittliche Leistungsaufnahme mit einer Wärmepumpe 0,6 kW bei 7 °C. Ich habe diesen Datenpunkt dem neuesten Diagramm oben hinzugefügt. Siehe die neue Grafik unten. Ich habe noch keinen Grund gesehen, die Parameter des Modells für diesen neuen Datenpunkt anzupassen. Jetzt wird es für die meisten von uns wieder kälter, weitere empirische Datenpunkte sind willkommen, um eine genauere Grafik zu erhalten.
 
#22 ·
Nun, für die meisten von uns wird es wieder kälter, mehr empirische Datenpunkte sind willkommen, um eine genauere Grafik zu erhalten.
Heute Morgen betrug die Außentemperatur -8 Grad Celsius und es war windig. Von Zeit zu Zeit überprüfe ich den Energieverbrauch der Klimaanlage und er variiert zwischen 1,5 kW und 1,6 kW.

Mittwochabend betrug die Außentemperatur 2 Grad Celsius und die Energie der Klimaanlage variiert zwischen 0,5 und 0,7 kW.
 
#18 ·
Gestern Abend habe ich mir ein paar Minuten Zeit genommen, um die Heizleistung mit Torque Pro zu registrieren. Das Diagramm ist angehängt.
Sie müssen wissen, dass es in Torque Pro keine spezifischen Daten für das Klima gibt, also verwende ich die Gesamt-kW und subtrahiere 0,60 für die Elektronik. Und ich warte auch, bis sich die Leistung stabilisiert hat, bevor ich fahre.

Die Außentemperatur betrug 2 °C. Die Innentemperatur war auf 22 °C eingestellt.

Der Energiebedarf zur Aufrechterhaltung der Temperatur passt so ziemlich zu Ihrem Diagramm.
 

Attachments

#20 ·
Gestern Abend habe ich mir ein paar Minuten Zeit genommen, um die Heizleistung mit Torque Pro zu registrieren. Die Grafik ist angehängt.
Sie müssen wissen, dass es in Torque Pro keine Daten speziell für das Klima gibt, also verwende ich die Gesamt-kW und subtrahiere 0,60 für die Elektronik. Und ich warte auch, bis sich die Leistung stabilisiert, bevor ich fahre.

Die Außentemperatur betrug 2 °C. Die Innentemperatur war auf 22 °C eingestellt.

Der Energiebedarf zur Aufrechterhaltung der Temperatur passt so ziemlich zu Ihrer Grafik.
Welche Sätze von PIDs verwenden Sie für Torque Pro?

Ich weiß, dass einige Mitglieder es verwenden, aber PIDs sind ein modifizierter Satz von Kia Soul EV

Sie scheinen Details zu haben, die ich noch nie zuvor gesehen habe
 
#19 ·
Schönes Bild!
 
  • Like
Reactions: reald
#23 · (Edited)
Ich habe die neuen Datenpunkte zum Diagramm hinzugefügt. Ich habe die Parameter noch nicht angepasst.
 
#25 ·
Ja, das ist richtig.
 
#27 · (Edited)
Jetzt haben wir mehr Datenpunkte. Siehe die neue Grafik unten. Diesmal habe ich die Schätzparameter für den Wärmeverlust von 0,08 kW/°C (die ursprünglich auf nur ein oder zwei Datenpunkten basierte) auf eine neue Schätzung von 0,1 kW/°C angepasst, da sonst die meisten Datenpunkte knapp über der Linie lagen. Diese Zahl bedeutet, dass jeder °C Temperaturunterschied zwischen Kabine und Außentemperatur einen Wärmeverlust des Autos von 100 W verursacht. Wenn beispielsweise die Außentemperatur 2 °C und die Kabinentemperatur 22 °C beträgt, gibt das Auto 2000 W Wärme an die Außenluft ab.
 
  • Like
Reactions: reald
#28 ·
Diesmal habe ich die Schätzparameter für den Wärmeverlust von 0,08 kW/°C (die ursprünglich auf nur ein oder zwei Datenpunkten basierte) auf eine neue Schätzung von 0,1 kW/°C angepasst, da sonst die meisten Datenpunkte knapp über der Linie lagen.
Danke für das Update Jan,
Hast du nur den Wärmeverlustparameter nach außen geändert? Vielleicht brauchst du mehr Punkte von der Ioniq-Version ohne Wärmepumpe, aber warum nicht die Parameter für den Wirkungsgrad der Wärmepumpe reduzieren?

Vielleicht kann dir jemand ohne Wärmepumpe ein paar Zahlen um -10 oder 0 Grad C unter Fahrbedingungen geben, um sicherzugehen.
 
#29 ·
Tatsächlich habe ich nur diesen einen Parameter für den Wärmeverlust angepasst. Ich könnte auch Parameter der Wärmepumpe selbst ändern. Das habe ich noch nicht getan, da ich durch die Änderung des Wärmeverlustparameters bereits eine vernünftige Verteilung der Datenpunkte auf beiden Seiten der grünen Wärmepumpenlinie erhalten habe. Für die Wärmepumpenparameter verwende ich Werte, die für Hauswärmepumpen etwas normal sind. Wenn wir noch mehr Datenpunkte haben, kann ich eine ausgefeiltere, statistisch basierte Feinabstimmung beider Arten von Parametern durchführen.
 
#33 ·
Ja, für kalte Klimazonen ist die Wärmepumpe sehr wichtig, da sie den Strombedarf für die Heizung um das 3- oder 4-fache senken kann. Sie funktioniert jedoch nicht bei Temperaturen unter -10 °C; dann übernimmt der Heizwiderstand die Heizung.
 
  • Like
Reactions: MarB
#34 ·
Ich plane auf jeden Fall, das Ladegerät zu installieren. Ich habe eine Garage in meinem Keller, die nie unter 13 Grad Celsius oder etwa 55 Grad Fahrenheit fällt. Wenn ich jedoch unterwegs bin, habe ich keinen Zugang zu meiner beheizten Garage oder zum Vorladen, und es kann kalt sein. Mein Auto ist heute ohne das von mir bestellte Winterpaket angekommen, und ich muss mich jetzt entscheiden, ob ich es annehme oder warte, bis das nächste eintrifft.
 
#35 ·
Ich habe vor, das Ladegerät auf jeden Fall zu installieren. Ich habe eine Garage in meinem Keller, die nie unter 13 Grad C oder etwa 55 F fällt. Wenn ich unterwegs bin, habe ich jedoch keinen Zugang zu meiner beheizten Garage oder zum Vorladen, und es kann kalt sein. Mein Auto ist heute ohne das von mir bestellte Winterpaket angekommen, und jetzt muss ich entscheiden, ob ich es annehme oder bis zum Eintreffen des nächsten warte.
Sehen Sie, ob Sie dieses Auto in der Zwischenzeit benutzen können, anstatt es jetzt zurückzugeben. Ich hoffe, Sie haben eine gute Zeit beim Fahren des Ioniq.
 
#36 ·
Sie prüfen Optionen. Da ich über Weihnachten verreise, bräuchten sie mir nur für eine Woche ein Auto leihen. Es wäre jedoch nicht der Ioniq, da diese alle brandneu sind, sondern etwas anderes, falls sie zustimmen. Sie versprachen, sich heute Nachmittag mit meinen Optionen bei mir zu melden. Wenn jedoch eine der Optionen darin besteht, das Auto ohne Winterpaket zu akzeptieren, muss ich vorbereitet sein, wie meine Antwort lauten wird. Ich tendiere dazu, auf die Wärmepumpenversion zu warten.
 
#37 ·
Sie prüfen Optionen. Da ich über Weihnachten verreise, müssten sie mir nur für eine Woche ein Auto leihen. Es wäre jedoch nicht der Ioniq, da alle brandneu sind, sondern etwas anderes, falls sie zustimmen. Sie versprachen, sich heute Nachmittag mit meinen Optionen zu melden. Wenn jedoch eine der Optionen darin besteht, das Auto ohne Winterpaket zu akzeptieren, muss ich vorbereitet sein, wie meine Antwort lauten wird. Ich tendiere dazu, auf die Wärmepumpenversion zu warten.
MarB, welcher Händler? Meiner ist erst am Freitag angekommen und sie wissen nicht, ob er das Kältepaket hat oder nicht. Sie prüfen es heute. Ich würde gerne wissen, was mit Ihnen passiert und was für ein Angebot sie Ihnen für den verringerten Wert des Basismodells SE machen.