Reichweite, Effizienz und Lebensdauer von der Komponenten- bis zur Systemebene des Volkswagen ID.3

  • Ganz interesanter Bericht über ID3 mit 58kwh Akku.


    https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2590116822000133


    mfg

    ID.3 Pro Performance bestellt am 26.08.2021

    unverbindl. Liefertermin 12/2021

    unverbindl. Liefertermin Q2/2022 laut Autohaus, AB von VW unbekannt


    AG91XX

    Assi einfach + ACC

    Design +

    Komfort +

    Info einfach

    Wärmepumpe


    Ersatzmobilität 15.03.22 - 17.07.22


    Go-E Charger 11kW

    FIN: Seit 05.07.2022

    Abholung Wolfsburg: 17.07.2022


    Seit 27.07.2022 defekt, Hochvoltsicherung beim Laden ausgelöst.

    über 4 Monate schon in der Werkstatt... :evil:

    Am 09.12.2022 endlich wieder fahrfähig zurückbekommen.

  • motoqtreiber


    Inhaltsangabe vom Anfang des Berichts (keine Garantie für die Übersetzung):

    • Untersuchung des elektrischen Antriebsstrangs eines Volkswagen ID.3 durch Demontage und Messungen.

    • Die Bauweise von Zellen im Modulen verursacht den größten Teil der Energiedichteverluste.

    • Der Wirkungsgrad des Antriebsstrangs wird hauptsächlich durch die Wechselrichter/Motor-Einheit begrenzt.

    • Die Begrenzung der Schnellladung wird auf die Leistungsfähigkeit auf Zellenebene zurückgeführt.

    • Alterungstests weisen auf eine größere Laufleistung/Laufzeit hin als bisher in der Literatur angenommen.



    Am Ende des Artikels - "Zusammenfassung, Schlussfolgerungen und zukünftige Arbeiten:

    Dieser Artikel enthält eine eingehende Multiskalen-Bewertung eines hochmodernen elektrischen Antriebsstrangs für Fahrzeuge aus dem Volkswagen ID.3 Pro Performance auf mehreren Ebenen. Das Fahrzeug wurde von einem Händler erworben, um sicherzustellen, dass wir ein unverändertes Serien-Elektrofahrzeug erhalten, und um unabhängige Tests durchzuführen. Es wird eine umfassende Untersuchung des untersuchten Fahrzeugs präsentiert, in der die Errungenschaften des Standes der Technik aus verschiedenen nutzerorientierten Perspektiven, d. h. Reichweite, Effizienz und Nachhaltigkeit, diskutiert werden. Insgesamt lassen sich die wichtigsten Schlussfolgerungen dieser Studie wie folgt zusammenfassen:


    Bereichsabweichungen von Standardzyklen

    Die erreichbare elektrische Reichweite übertrifft die WLTP-Spezifikationen in realistischen Stadt- bis Überland-Szenarien, während die elektrische Reichweite im realistischen Autobahnszenario eingeschränkt ist. Die Hauptursache ist auf große Rad-Weg-Verluste zurückzuführen, z. B. beim Schleppwiderstand, der bis zu 82 % der gesamten Energieverluste ausmacht. Außerdem liegt der zweitgrößte Hebel für eine verbesserte Effizienz in der Antriebseinheit, die durch größere fortschrittliche Materialien/Technologien, z. B. die Verwendung von SiC-MOSFET-Wechselrichtern, und verbesserte Wärmemanagementstrategien, z. B. durch fahrzeugzustandsabhängige Thermokontrollfenster während des Betriebs verbessert werden könnte, die zwischen verschiedenen Fahr- und Lademodi unterscheiden.


    Komponentenintegration und Energiedichte

    Während 273 Wh/kg und 685 Wh/L in der gravimetrischen und volumetrischen Energiedichte auf Zellebene erreicht werden, reduziert sich die Energiedichte auf 233 Wh/kg und 530 Wh/L auf Modulebene und weiter um das Zweifache auf 173 Wh/kg und 284 Wh/l auf Packebene. Unter Berücksichtigung von Spannungsgrenzen reduziert sich die Energiedichte um weitere 7 %. Die Ergebnisse betonen die Notwendigkeit einer höheren Batteriezellintegration ohne die Notwendigkeit von Batteriemodulen, z. B. durch Cell-to-Pack- oder Cell-to-Chassis-Konzepte.


    Leistungsfähigkeit in verschiedenen Szenarien

    In Bezug auf die Leistungsfähigkeit zeigte die Analyse bei unterschiedlichen Temperaturen, dass Minustemperaturen immer noch eine Herausforderung darstellen, da die Leistungsfähigkeit aufgrund erhöhter Widerstände auf Zellebene streng begrenzt ist. Dies erfordert fortschrittliche Vorheizstrategien des gesamten Batteriepakets, z. B. durch nutzungsspezifische Vorkonditionierungsalgorithmen. Beim Laden scheint die Ladeleistung auf Zellebene begrenzt zu sein, da C-Raten über 1C bereits zu einem steilen Spannungsanstieg führten. Fortschrittliches Zelldesign und Materialien mit entweder geringerer Überspannungsneigung (z. B. dünnere Elektroden) oder besserer thermischer Stabilität (z. B. LFP) könnten die Leistungsfähigkeit verbessern, insbesondere beim Laden.


    Auswirkungen des Systems auf die Leistung

    Die anfänglichen Kapazitäts- und Impedanzabweichungen der Batteriezellen innerhalb des Batteriemoduls stimmen gut mit zuvor veröffentlichten Abweichungen in der Literatur (für die Kapazität und für den Innenwiderstand) überein. Während der Nutzung sind die thermischen Modul-zu-Modul-Gradienten aufgrund dieser Abweichungen und der BTMSs so niedrig wie 2 K im schlimmsten Fall eines 100-kW-DC-Schnellladeszenarios. Kleine Unterschiede führen jedoch zu einem eingeschränkteren Spannungsfenster des Gesamtsystems, das sich mit dem Alter des Batteriepacks verstärken und die verfügbare elektrische Reichweite einschränken kann. Zudem können sich diese Abweichungen bei zukünftig höheren Ladeleistungen weiter ausbreiten. Dem sollte begegnet werden durch ein fortschrittlicheres Thermomanagement der Zellen, z.B. eine direktere und kraftvollere Abwärmeabfuhr an der Entstehungsquelle.


    Batterielebensdauer und Kilometervorhersage.

    Alterungstests zeigten eine reduzierte Alterungsrate im Vergleich zu den Angaben in der Literatur. Insgesamt übertreffen die realen Zyklen die Laufleistungs- und Laufzeitgarantie des Herstellers und die in der Literatur allgemein angenommenen Annahmen bei weitem. Berücksichtigt man diese aktualisierten Zahlen bei Vergleichen von Elektroantriebskonzepten, etwa in der intensiv diskutierten Brennstoffzellen- versus Batterie-Elektrodebatte, könnten batterieelektrische Fahrzeuge überlegener sein als bisher angenommen. Wir empfehlen daher dringend, diese aktualisierten Ergebnisse des Folgeartikels zu den absoluten Alterungsergebnissen zu berücksichtigen, insbesondere in Lebenszyklusanalysen (LCAs) und Studien zu den Gesamtbetriebskosten (TCO).


    Zukünftige Arbeiten werden die Verwendung der Ergebnisse als Referenz, Benchmark und Ausgangspunkt für Forschungsaktivitäten umfassen. Wir ermutigen Forscher, den zugrunde liegenden Open-Source-Datensatz für ihre Studien zu verwenden. Weitere BEVs, wie beispielsweise ein Tesla Model 3 Standard Range (C/LFP), werden in einer Folgestudie analysiert und mit den Ergebnissen des zugrunde liegenden Artikels verglichen. Auch die Batteriealterung in verschiedenen Szenarien wird in einer Folgestudie genauer analysiert."



    Auch wem der lange englische Text mühsam ist, sollte sich das Original https://www.sciencedirect.com/…cle/pii/S2590116822000133 mal anschauen, denn es enthält jede Menge Diagramme mit den Ergebnissen der Messungen. Die Studie wurde Ende 2021 von der TU München. Lehrstuhl für Fahrzeugtechnik, veröffentlicht. Dort gibt es weitere ausführliche Forschungen zu unserem Themenfeld: https://www.mos.ed.tum.de/ftm/…nikolaos-wassiliadis-msc/

    ID.3 Tour, scale silver, seit 2/2021

    5 Mal editiert, zuletzt von heidrei () aus folgendem Grund: Ergänzungen

Jetzt mitmachen!

Drei Gründe dafür:
- Austausch mit VW ID. Fahrer
- Alles zu Versicherung & Finanzierung
- Tipps zum Fahren & Laden

Registriere Dich kostenlos und nehme an unserer Community teil!