Archiv der Kategorie: Technik

Sind Wasserstoff-Fahrzeuge die Zukunft?

Viele denken, dass Elektrofahrzeuge nur eine Übergangslösung sind und Wasserstroff-Fahrzeuge die Zukunft sind. Wieso?

  • Man kann in 3-5 Minuten Volltanken
  • Das vorhandene Tankstellennetz kann verwendet werden
  • Es ist Lokal emissionsfrei
  • Es kann CO2 Frei gefahren werden
  • über 600km Reichweite

Klingt verlockend, ist es aber wirklich so?

Volltanken

Die Werbung und Tests sagen, dass Wasserstoff-Fahrzeuge binnen 5 Minuten vollgetankt sind. Leider sieht die Realität ganz anders aus. Die 3 Minuten werden erreicht, wenn zuvor niemand getankt hat. Der Kompressor muss 700 Bar wieder aufbauen und das geht nicht mal eben binnen Sekunden. Deshalb werden bei Wasserstofftankstellen oft die Kapazität der Fahrzeuge pro Tag angegeben. Günstige Tankstellen um 1 Mio. € haben eine Kapazität von 40 Fahrzeuge pro Tag oder 4 Busse. Nimmt man einen Taschenrechner kommt man auf eine Wartezeit von 36 Minuten. Hat ein Bus zuvor getankt, dann beträgt die Wartezeit 360 Minuten.

Aktuell ist das Technisch machbare 200 Fahrzeuge / 20 Busse pro Tag mit Kryopumpen. So kommt man aber auch auf eine Wartezeit von 7,2 Minuten / 13 – 15 Minuten pro Tankvorgang.
Zum Vergleich: Ein Porsche Taycan ist auch in 15 Minuten auf 80% aufgeladen. Teslas Supercharger V3 kann mit 250kW laden. Wie schnell das in der Praxis sein wird müssen wir abwarten.

https://cleanenergypartnership.de/h2-infrastruktur/cep-tankstellen/

In Kalifornien / Santa Ana konnte ich mit einigen Toyota Mirai Besitzer unterhalten. Dort bekommt man zum Fahrzeug eine Tankkarte, mit der man kostenlos Wasserstoff tanken kann. Dementsprechend viele Fahrzeuge verwenden die Wasserstoff-Tankstellen. Zwischen 6 Uhr und 23 Uhr tankt man in ca. 20-30 Minuten. Ab Mitternacht geht das in 3-5 Minuten.

Tankstellennetz

In der Bevölkerung herrscht die Meinung, dass man das vorhandene Tankstellennetz einfach auf Wasserstoff umbauen kann, so dass man innerhalb kürzester Zeit tausende Wasserstoff-Tankstellen aufsuchen kann. Man nimmt quasi einen Benzintank und füllt einfach Wasserstoff rein. Leider ist das nicht ganz so einfach.
Wasserstoff ist das chemische Element mit der geringsten Atommasse und kann so durch alle Materialien diffusieren. Mit anderen Worten: Füllt man es in einem Stahltank, ist es nach einer gewissen Zeit einfach weg. Hinzu kommt, dass Wasserstoff für Fahrzeuge auf 700 Bar komprimiert wird. Da kann man dann nicht einfach ein Benzintank nehmen, der nicht auf hohe Drücke ausgelegt ist.

Fazit: Das aktuelle Tankstellennetz ist für Wasserstoff weder von Vorteil noch von Nachteil.

Emissionen

Wasserstoff kann durch Elektrolyse von Strom durch Windkraft und Photovoltaik CO2 arm hergestellt werden. Gleichzeitig eremitiert ein Wasserstoffauto nur Wasser. Im Prinzip also Perfekt. Da man aber unseren Strom nicht schönrechnen darf, müssen wir wie beim Elektroauto auch hier den Strommix nehmen.
Man benötigt 55kWh Strom um 1 kg Wasserstoff herzustellen. Mit den Strommix von 2018 sind wir dann bei 55kWh x 518g CO2= 28,49kg CO2. Der Toyota Mirai verbraucht ca 1 – 1,5 kg / 100km. Also ca 30kg CO2 / 100 km. Zum Vergleich: 6 Liter Diesel verbrennen zu 15,8 kg CO2. Aktuell emittiert also ein Wasserstofffahrzeug nahezu doppelt so viel CO2 wie ein Dieselfahrzeug.

Aktuell wird Wasserstoff zu 80%-90% je nach Quelle durch Dampfreformation hergestellt. Dazu wird Erdgas mit einem Wirkungsgrad von 60-70% in Wasserstoff umgewandelt. Sinnvoller ist es dann gleich ein Erdgasfahrzeug zu fahren, denn dann verschwendet man nicht 30-40% an Energie.

Preis

1kg Wasserstoff wird aktuell (05.2019) für Subventionierte 9,90€ / kg Verkauft. Somit kommt man auf ca 13€ / 100km. Einen Diesel fährt man bei 1,30€ / Liter und 6 Liter verbrauch auf 7,80€ / 100km.

Das die Subventionen nicht unendlich lange gehen, sollte klar sein. Aber mit welchen kosten hat man zu rechnen?

Wie schon gesagt, benötigt man 55kWh um 1kg Wasserstoff herzustellen. Bei einem Strompreis von 0,30€ / kWh kommen wir auf 16,50€ Energiekosten pro kg Wasserstoff.
Eine Tankstelle kostet ca 1 Mio Eur. Will man diese auf 20 Jahre abschreiben, dann sind das 137€ / Tag. Bei 50 Tankungen pro Tag muss man 2,25€ pro Takungen aufschlagen. Der Betreiber muss dann auch noch für Wartung / TÜV einen Aufschlag kalkulieren und er muss auch noch einen Gewinn aufschlagen. Ich kann mir nicht vorstellen, dass man unter 25€ / 100 km ohne Subventionen realisieren kann. Eher wird es bedeutend mehr.

Fazit

Alle Vorteile gegenüber Elektrofahrzeuge sind beim genauen Hinschauen eher nachteilig. Also wird sich das Wasserstoff-Fahrzeug nicht durchsetzen?
Meiner Meinung nach wird sich das Wasserstoff-Fahrzeug erst in 15-25 Jahre durchsetzen, wenn man ein paar Annahmen trifft:

Wenn wir von Atomkraft und Kohle aussteigen wollen und nicht mit Gaskraftwerke das ganze kompensieren wollen, dann müssen wir massiv in Windkraft und Photovoltaik investieren. Das wiederum führt dazu, das wir viel zu viel Strom von April bis Oktober produzieren, so dass es zum negativen Strompreis kommen wird. An Sonnenreiche Sonntagen mit viel Wind haben wir jetzt schon regelmäßig negative Strompreise. Hinzu kommt, dass wir zu wenige Pumpspeicher haben und kaum Pumpspeicher hinzugebaut werden, obwohl wir dringend so viele wie möglich brauchen für die Energiewende. Gasspeicher haben wir aber mehr als genug.
Die Idee ist, den Strom mittags nicht mehr zu verschenken oder sogar Geld zu bezahlen um ihn zu “entsorgen”, sondern man produziert einfach Wasserstoff. Dann ist es auch nicht mehr so schlimm, dass ein Wasserstoff-Auto 3 mal mehr Energie braucht als ein Elektroauto. LKWs, Wohnwagen, Busse lassen sich dann mit Wasserstoff sorgenfreier fahren. Einfache PKWs werden aber aus Effizienzgründen mit Akkus betrieben. Denn Effizienz ist ein wichtiger Punkt in der Energiewende.

Wird aber Gas unsere Atomkraftwerke und Kohlekraftwerke ersetzen, was ich leider glauben muss, dann wird das Wasserstoff-Fahrzeug keine Chance auf den Markt haben. Dafür sind die laufenden Kosten viel zu hoch.

Realität

Als ich in Los Angeles war, habe ich beim Wasserstoff Tanken zugeschaut und einem Toyota Mirai Besitzer ausgefragt und hab mich auch auf Facebook mit ihm “befreundet”. Hin und wieder chatten wir auch miteinander und er erzählt mir von seinen Erfahrungen, die ich hier auch weitergeben möchte. Erstmal muss man sagen, dass das Wasserstoffnetz in Los Angeles hervorragend ist. Die sind um einiges weiter. Wieso?

Los Angeles hat mit extremen Verkehr und damit mit extremer Luftverschmutzung zu kämpfen. 14 Spuren Auf der Interstate 10 sprechen für sich. Um die Luftverschmutzung zu bekämpfen hat Kalifornien die strengsten Abgasregeln in USA. Hinzu kommt, dass saubere Fahrzeuge gefördert werden. Z.b. gibt’s bis zu 7500$ Steuererleichterungen, die Benutzung von HOV Spuren, so dass man mit einem Elektroauto deutlich schneller vorankommt. Ein Wasserstofffahrzeug ist dort als Elektroauto eingestuft, da es die Innenstadt nicht verpestet.

Aber wieso sind Wasserstofffahrzeuge dort so beliebt? Weil sie quasi verschenkt werden.

Ein Toyota Mirai kostet im Leasing: $389 * 36 Monate + $2499= $16.503
Man erhält eine Tankkarte in Wert von $15.000 und bekommt bis zu $5000 Rabatt + $7500 Steuererleichterungen.
Das Fahrzeug kostet eigentlich nichts.

Ganz ehrlich? Ich würde das Angebot sofort annehmen. Günstiger kann man kaum ein neues Auto fahren. Trotzdem möchte mein Freund so schnell wie möglich von seinem Leasing-Vertrag raus. Aber wieso?
Wie oben schon erwähnt, ist es nur in der Theorie, dass man in 3 Minuten Tanken kann. Sobald die Tankstelle von mehreren Fahrzeuge oder sogar Busse hintereinander angefahren werden, braucht die Betankung länger und länger. 20-45 Minuten sind zur Rushhour keine Seltenheit.
Wenn 4 Mirai’s vor einem warten, dann ist man vor 2 Stunden auf keinen Fall wieder weg. Das ist die Praxis.

Hinzu kommt, dass gerade bei der großen Abgabe von Wasserstoff der Zapfhahn eingefriert. Das Ding bleibt am Fahrzeug kleben und man muss warten, bis er wieder warm wird. In Kalifornien geht das Gott sei dank schneller als in Deutschland. Trotzdem kann das 10-20 Minuten dauern, bis man wieder den Zapfhahn entfernen kann. Ich glaube es ist jedem klar, dass man da nicht mit einem Feuerzeug versuchen sollte der Vereisung entgegenzuwirken.

Die Betreiber der Tankstellen sagen dazu:

Can you explain the frozen nozzle problem?

Hydrogen is cooled to -40°C so it can be quickly dispensed. Cold hydrogen turns moisture in the air into frost on the nozzle and receptacle. Sometimes the frost becomes ice—particularity after back-to-back fuelings—and the cold metal of the nozzle latching mechanism freezes.

WEH, the company that manufactures most nozzles, is working with automakers and station developers to engineer a solution and Air Products recently tested a new nozzle made by Walther at the UC Irvine station. Other manufacturers are starting to produce hydrogen nozzles as well. Station developers will implement fixes or new nozzles once they’ve proven to withstand freezing.

In the meantime, before you fuel give the nozzle a shake to dislodge any water that might be between the “teeth” inside the nozzle. If it does freeze to the car, don’t pour water on it or twist it back and forth to try to force it off the car. You may have to wait a few minutes for the temperature of the nozzle to warm up enough to remove it from the receptacle.

Siehe: https://cafcp.org/blog/october-2017-hydrogen-station-update-webinar-questions-answers

Durch die hohe Nachfrage an Wasserstoff an einer Tankstelle, kann der Gegendruck und die Temperatur auch nicht so schnell wieder angeglichen werden, so dass man auch nicht Volltanken kann. Oft ist es so, dass wenn die Tanks nahezu leer sind, man das Fahrzeug bestenfalls halb vollladen kann. Danach kämpft der Kompressor. Die meisten geben dann auf, weil man kein “tanken” mehr beobachten kann. Die Abgabe bleibt stehen, würde man aber 20 Minuten warten, dann hätte man vielleicht noch Volltanken können.

Da Wasserstofftanken zu einer Herausforderung wurde, hat man sich im Zeitalter des Internets vernetzt und es entstand eine Whatsapp Gruppe, wo man sich gegenseitig Hilft. Klingt im ersten Augenblick super. Wenn es an einer Tankstelle (Zeitweise) die oben genannte Probleme gibt, verbreitet sich das sofort und die Fahrer wissen, da brauch ich gar nicht hinfahren. Tankt jemand erfolgreich, zieht das gleich etliche andere Fahrer an und es entsteht ein neues Problem. Eine Tankstelle, die normalerweise wenig liefern musste, wird jetzt durch die Whatsappgruppe sehr stark belastet und die ganze Planung der Tankfahrzeuge geht durcheinander und so kommt es, dass regelmäßig Tankstellen ohne Wasserstoff da stehen. Am nächsten Tag werden sie zwar beliefert, aber dann geht kein Mensch mehr hin, da man ja schon weiß, dass die Tankstelle kein Wasserstoff mehr hat. Das ist ein Teufelskreis.

Das alles sind mit Sicherheit Probleme, die man früher oder später in Griff bekommt. Aber in genau den selben Problemen werden wir uns wiederfinden, wenn bei uns Wasserstofffahrzeuge zum Alltag werden. Die ersten werden sehr leiden müssen.

Als Abschluss noch: 2 Stunden warten auf tanken 🙂

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Auslesen der Batterie mit ScanMyTesla

Um an die Internen Batteriedaten zu kommen, braucht man die App Scanmytesla und zwei Adapter. Das habe ich hier beschrieben: LINK

Nominal full Pack

Einer der wichtigsten Werte ist “Nominal full pack”. Der sagt aus, wie viel Energie man laut BMS (Batterie Management System) von der Batterie entnehmen kann, wenn sie voll währe. Hat man die Wahl zwischen 2 Fahrzeuge, die man kaufen möchte, könnte das ein wichtiger Indikator sein.

Full typical range ist mehr oder weniger vom Nominal full Pack abgeleitet. So kann man schnell erkennen, wie viel Typical Range das Fahrzeug hat bei einer Vollladung und ist viel genauer als ein Dreisatz vom SOC und aktueller Typical Range.

Das sind Referenzwerte von 801 ausgelesene Fahrzeuge:

Battery CodeTesla ModelEstimated Usable Capacity10 kWh -> 50 kWh charge time
BT373 Long Range72.8 kWh23 min
BT60S6056.3 kWh42 min
BT70S7065.7 kWh33 min
BT85S8573.4 kWh27 min
BTX4S/X9079.8 kWh23 min
BTX5S/X7571.6 kWh27 min
BTX6S/X10095.7 kWh20 min
BTX8Rare S/X7525 min

Quelle: https://forum.abetterrouteplanner.com/blogs/entry/6-tesla-battery-charging-data-from-801-cars/

DC charge total / AC charge total

Es gibt einige bekannte YouTuber, die behaupten am Verhältnis der beiden Zahlen den “Gesundheitszustand” der Batterie bestimmen zu können. DC laden ist Gleichstrom also entweder Supercharging oder CHAdeMO laden mit Adapter. Da viel Schnellladen schädlich für die Batterie ist, klingt es naheliegend, dass viel DC laden schädlich ist.

Als Kommunikationselektroniker kann ich nur sagen, dass das Quatsch ist.

Als Schnellladung bei LiIon Akkus wird eine Ladung ab 2C bezeichnet. 1C ist dagegen die empfohlene Ladeleistung. Das ist bei einem 85kWh Akku eine Ladung mit 85kW. Am Supercharger erreicht er bei optimalen Bedinungen (Akkutemperatur 30-40°C und SOC 5%-22%) 118kW. Das sind 1,38C und weit entfernt von einer Schnellladung. Ab ca 40% wird sogar mit weniger als 1C geladen. Hinzu kommt, dass einige CHAdeMo Adapter haben und natürlich auch DC Ladung ist und dort auch Summiert wird. Der CHAdeMO Adapter schafft aber unter optimalen Bedienungen 50kW. Das ist sogar per Definition eine Langsamladung.
Im Hinterkopf sollte man aber immer haben, dass Teslas Batteriegarantie über 8 Jahre und unbegrenzte km ist. Das machen sie auch nur, weil Supercharging nicht wirklich eine Schnellladung ist, sondern eine schonende Ladung ist.
Eine echte Schnellladung hat der Hyundai Ioniq elektro. Bei einer Akkukapazität von 28,5 kWh schafft er eine 60kW Ladeleistung und das sehr lange. Das ist eine Ladeleistung von 2,1C und ist per Definition eine Schnellladung.

Tesloop ist ausschließlich mit Supercharger unterwegs und hat über 320.000km geschafft ohne die Batterie kaputt zu machen. Insofern ist das Verhältnis DC / AC Ladung wirklich nicht aussagekräftig.

Cell min Vc / Cell max Vc / Cell avg Vc / Cell diff / Cell xx voltage

Hier wird nicht, wie man annehmen könnte die Zellspannungen angezeigt, sondern die Spannung einer Gruppe an paralell geschalteten Einzelzellen.

Werden mehrere Zellen in Reihe geschaltet, muss man mindestens beim Laden ein Zellbalancing betreiben, damit keine Zellen schon überladen sind und andere noch nicht ganz voll sind.

Das Zellbalancing verfälscht also aktiv den Gesundheitszustand (SOH / State of health). So kann es sein, dass man eine geringe Zelldifferenz hat von 5-10mV hat, aber durch aktives Zellbalancing eigentlich viel höher gewesen wäre.

Also kann nur eine Langzeitauswertung von allen Zellen ein Aussagekräftiges Urteil fällen. Wenn ein oder mehrere Zellen auffallen, dass sie meist deutlich unter den anderen Zellen sind, dann könnte das auf eine Batterie hinweisen, die teilweise repariert werden muss.

Was man auch testen kann: unter Volllast die Zellspannungen vergleichen. Eine Zellengruppe mit ein oder mehrere kaputte Einzelzellen würde die Spannung stark einbrechen, denn der Innenwiderstand (Ri) ist höher als bei allen anderen Zellgruppen. Hier spricht man noch lange nicht von einer kaputten Batterie, aber man sollte dann nie unter 10% Ladeleistung fahren, denn dieser Zellblock kommt früher in den kritischen Bereich und es kann sein, dass sich das Fahrzeug mit 20 km Restreichweite einfach runterfährt und man muss Abgeschleppt werden.

Charge cycles / Discharge cycles

Eine gute Batterie schafft 500-1000 Vollzyklen und dann ist sie bei 80% Degradation. Die Tesla Batterie würde ich ohne Zweifel zu einer sehr guten einstufen. Auch Tesla glaubt daran und gibt auch entsprechende Garantien. Aber ist jetzt eine Tesla Batterie nach 1000 Vollzyklen kaputt? Nein, natürlich nicht, aber Vollgasorgien sollte man dann bestenfalls nur noch bei mehr als 90% SOC machen, weil die Zellspannungen zu stark einbrechen und das BMS sicherheitshalber das Fahrzeug runter fährt. Fahren unter 10% mit hoher Leistung sollte man ganz vermeiden. An über 2000 Vollzyklen bei Tesla glaube ich nicht. Es gibt zwar viele Teslas , die mehr geschafft haben, aber die Batterien wurden schon ein oder mehrfach repariert oder Ausgetauscht. Da gibt es genug Prominente Beispiele wie Tesloop, FabBec, Bjorn Nyland und unser Rekordhalter Hansjörg von Gemmingen-Hornberg mit mehr als 900.000km (14.07.2019) und dritter Batterie.

Energy / Distance

Teilt man die verbrauchte Energie durch die zurückgelegte Strecke, dann ist das ein recht guter Indikator wie es der Batterie geht. Jetzt werden einige sagen: Das ist doch einfach der Verbrauch. Was hat das mit der Batterie zu tun? Je Stärker man die Batterie entlädt, desto schneller sinken die maximale Vollzyklen. Mit anderen Worten: Je länger man über 2C Entladung fährt, desto schneller sinkt die Lebensdauer. Beim 85er ist es dann mehr als 170kW / 230 PS. Ein Model X mit 22″ Felgen, das regelmäßig mit einem großen Trailer bewegt wurde wird mit Sicherheit keine 300.000km Fahren.

Man muss hier nur ein bisschen Aufpassen, denn hier wird der echte Verbrauch angezeigt und nicht wie in der Anzeige im Tesla. Dort fehlen die internen Batterieverluste, Vampir Drain, Vorheizen usw…

Ein Verbrauch von 250Wh/km ist dann nicht wirklich schlimm.

Was schadet der Batterie und wird nicht angezeigt?

Range Mode

Eine Lagerung der Batterie bei Temperaturen unter 20°C ist nicht schädlich. Aber deren Entladung ist schädlich. Deshalb hat der Tesla eine Batterieheizung. Schaltet man diese durch Range Mode (Reichweitenmodus) aus, schadet man der Batterie.

Ladung über 90%

Das Laden über 90% ist generell nicht gut und der Tesla meckert auch, wenn man es regelmäßig macht. Noch schlimmer ist es das Fahrzeug mit über 90% Ladung stehen zu lassen. Tesloop mit über 2.000.000 Meilen Teslaerfahrung will raus bekommen haben, dass nur Ladungen über 95% schädlich sind. Ein Zähler wäre schön um zu sehen, wie lange das Fahrzeug stand mit voller Ladung.

Tiefentladung

Eine Tiefentladung ist sehr schädlich für die Batterie. Tesla hat zwar 4kW “Brick” / Tief-Entladungsschutz, so dass es eigentlich nichts ausmacht bis 0% zu fahren, aber er wäre schon gut, zu wissen, wie oft das gemacht wurde und wie oft der Tesla sich aus Sicherheitsgründen heruntergefahren hat.

Kann man über CAN-Bus den Zustand der Batterie bestimmen?

Aus meiner Sicht: ein klares Nein aus den oben genannten Gründen. Jason Hughes bekannt durch den Gelben SP100++ und Jack Rickard bekannt durch unzählige Elektroautoumbauten und (Tesla)-Batterie Anwendungen haben den CAN-Bus entschlüsselt und uns bereitgestellt. Beide haben hunderte Batterien zerlegt und vielleicht noch mit Verygreen den größten Know-How über Teslas verfügen, sagen, dass es nicht möglich ist damit eine genaue aussage zu treffen, ob man gerade eine gute oder schlechte Batterie vor sich hat. Es ist eher wie Kaffesatz lesen. Es fehlen einfach zu viele Metriken um hier was verlässliches sagen zu können.

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ScanMyTesla

Ich wurde mehrfach gefragt, wie ich an die Can-Bus Daten komme. Also, Anzahl Schnellladungen (DC) und Anzahl AC Ladungen. Und natürlich hunderte anderer Metriken.

Man braucht dazu eine APP. z.B. ScanMyTesla: https://play.google.com/store/apps/details?id=com.emon.canbus.tesla&hl=de
Es gibt auch TM-Spy, wie gut oder wie schlecht das geht, weiß ich nicht. TM-Spy gab es wohl auch mal für I-Phones. Viellelicht bekommt man es noch irgendwo?

Zusätzlich brauch man ein einen Speziellen OBD2 Diagnosestecker, mit einem ELM327 II Chipsatz. Aber auch da scheint einige zu geben, die nicht funktionieren. Diese funktionieren 100%ig:

Achtung, den steckt man nicht in den OBD2 Port, denn dort kann man nur die Abgaswerte für den TÜV auslesen 🙂 Der ist vorgeschrieben und ist ein Relikt aus alten Zeiten 🙂

Man brauch noch Zusätzlich ein Adapterstecker vom Diagnoseport zum OBD2 Dongle:

https://www.e-mobility-driving-solutions.com/produkt-kategorie/kabel/

Tesla Can Bus Diagnostic Adapter

Unterm großen Bildschirm ist ein Ablagefach. Das lässt sich mit mehr oder weniger Gewalt nach unten drücken. Bei mir war so viel Kraft notwendig, dass ich dachte, dass es Abbricht. Scheint aber sehr stabil zu sein.
Dahinter findet man auf jeden Fall einen freien Stecker. Dort kann man das Kabel mit OBD2 Dongel einstecken und auch für immer drin lassen. Zumindest unter Android kann ich gleichzeitig die Daten visualisieren, telefonieren und surfen gleichzeitig. Ob das auch mit IPhones möglich ist, muss man ausprobieren. Ich habe gelesen, dass manche Störungen im Lautsprecher danach hatten. Ich hatte es nicht, obwohl ich 3 Endstufen im Auto habe…

Wie man die Tesla-Batterie auslesen kann, steht hier: LINK

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Elektrotechnische Mythen zum Elektroauto

Ich habe oft mit Elektroautofahrern diskutiert über Elektrotechnische Vorschriften. Dabei ist mir immer wieder viel gefährliches Halbwissen aufgefallen. Sogar unwissende Elektromeister oder Elektromeister, die nur das beste von einem wollen: Das Geld.

Ich würde ziemlich frech behaupten, dass über 80% der Sat-Anlagen falsch angeschlossen sind. Sie funktionieren zwar und es kommt ein Bild, aber richtig angeschlossen muss man die F-Stecker mit einem Potentialausgleich in unmittelbarer Nähe zur Schüssel mit einem starren 16mm² Erdungskabel am Potentialausgleich anschließen und vor dem Multischalter das selbe Spiel. Siehe: DIN EN 60728-11 / VDE 0855-1

Bevor jetzt viele sagen: der hat selbst keine Ahnung. Ich bin Kommunikationselektroniker und habe mit 1,1 abgeschlossen. Ich werde alle meine Behauptungen mit Quellenangaben beweisen.

Trotzdem: Das soll nur eine Aufklärung sein. Jeder soll es so machen, wie er es möchte und für richtig hält.

Mein Lieblingsmythos:

RCD / Fi-Schalter / Fehlerstromschalter

Was ist ein RCD, der umgangssprachlich auch Fi-Schalter genannt wird? Unter bestimmten Bedienungen kann (muss nicht) ein RCD ein Herzflimmern verhindern und damit den Tod. Arbeite ich mit schwitzigen Füßen an einer Steckdose, die ich vergessen hab auszuschalten und ich hab mich nicht vergewissert, dass sie Spannungsfrei ist und ich habe die Phase nicht absichtlich kurzgeschlossen dann kann es sein, dass der RCD mein Leben rettet. Durch meinem Beruf und weil ich nicht immer die oben genannten Regeln beachtet habe, habe ich schon einige mal einen Stromschlag bekommen. Ich kann mich nicht erinnern, dass auch nur ein mal der RCD ausgelöst hat. Ich hatte früher Grau-Papageie und die liebten es Kabel anzunagen. Da die Zunge gummiartig ist und der Schnabel nicht leitfähig ist, haben sie keinen Stromschlag bekommen. Ich hab aber regelmäßig einen gewischt bekommen, wenn ich die Kabel angefasst habe, weil die Isolierung nicht mehr da war. Vielleicht habe ich auch überirdische Kräfte 🙂 Grundsätzlich sind Schuhe ziemlich toll. Die verhindern je nach Sole, dass man überhaupt einen Stromschlag bekommt…

Seit 1984 müssen in Neubauten (in Deutschland) im Bad / WC ein RCD verbaut werden. Die Idee ist ja gut und hat früher, als man noch Metallbadewannen hatte, die geerdet waren das ein oder andere Leben gerettet. Heute gibt es nur noch Badewannen und Duschen aus Plastik. Diese können nicht geerdet werden, da Plastik nicht leitfähig ist. Es kommt noch hinzu, dass Wasser auch kaum leitfähig ist. Ja, richtig gelesen. Was passiert, wenn man einen Fön in die Plastikbadewanne schmeißt? Nichts. Siehe lustiges Video. Da Leitungswasser schlecht leitet, darf die Feuerwehr bis 1000V mit Leitungswasser gefahrlos löschen. “Zufällig” dürfen Photovoltaik-Anlagen nur bis 1000V Stringspannung gebaut werden…

Wenn die RCD in den Feuchträumen nichts bringen, wieso sind sie dann immer noch Pflicht? Tja, damit kann man Geld verdienen. Da ein gewöhnlicher RCD nur eine kleine Summe kostet, empfehle ich trotzdem einen RCD. Verlängerungskabel haben im Bad absolut nichts verloren, denn wenn ein Bad vorschriftsgemäß gebaut wurde, sind die Kabel der Föns / Rasierapparate zu kurz um in die Badewanne zu fallen. Auch Badesalz gehört nicht zum Baden, denn mit Badesalz wird das Wasser leitfähig. Das mussten leider zwei Mädchen mit ihren Leben bezahlen. Sehr interessanter Artikel vom VDE / TÜV.

Jetzt kommt das für uns Elektroautofahrer interessante.: Für Wallboxen ist ein RCD Typ B oder RCD Typ A EV vorgeschrieben. Dieser soll verhindern, dass ein Gleichstromfehler von der Fahrzeugbatterie auf das Hausnetz überschlagen kann . Hinzu kommt, dass ein Gleichstromfehler einen RCD Typ A in die Sättigung bringen kann und gar nicht mehr funktioniert. Dann ist es ziemlich blöd, wenn man an der Steckdose rumschraubt und gleichzeitig ein Auto lädt, wenn die Isolierung des Ladegerätes im Auto fehlerhaft ist. Ja, das sind schon ziemlich viele Dinge, die gleichzeitig passieren müssen. Aber oben haben wir gelernt, dass wenn man an Elektrischen Anlagen arbeitet, man diese Allpolig stromlos machen muss. Dazu gehört auch das Abstecken des Elektroautos! Die Wahrscheinlichkeit ist extrem gering, dass so viele Ereignisse gleichzeitig passieren. So ein RCD Typ B kostet von Elektroinstallateur durchaus 300-500€ eingebaut. Deswegen habe ich bei mir nur einen RCD Typ A für 30€ verbaut. Wie ihr das macht, bleibt eure Entscheidung. Wer sich aber dafür entscheidet so viel Geld für einen RCD Typ B auszugeben, der sollte auch die Funktion testen. Das sollte man alle 6 Monate machen. Na, wann habt ihr das letzte mal die RCDs getestet? Es kommt noch schlimmer: Man muss eigentlich den Potentialausgleich / Erdung des Hauses testen lassen, denn ohne einwandfreie Erdung, kann ein RCD überhaupt nicht funktionieren. Das muss man alle 4 Jahre machen:

Die Test-Taste sagt nur aus, dass er theoretisch funktionieren müsste… Und es geht noch weiter. Streng genommen dürfte man das Auto nirgends laden, wenn man nicht 100%ig weiß, dass ein funktionsfähiger RCD verbaut ist. Deshalb müsste man Isolationshandschuhe bis 1000V anziehen, wenn man das Ladekabel / Stecker unterwegs berührt…

Ein bisschen Statistik: Laut VDE gab es 2015 nur 7 Tote durch Stromschlag in deutschen Haushalten: https://www.vde.com/de/suf/statistik-stromunfaelle

Laden an der Schukosteckdose

Das Gerücht, dass das Laden an der Haushaltssteckdose (Schuko) gefährlich ist wegen Brand und Dauerbelastung hält sich sehr tapfer. Selbst Elektromeister behaupten sowas.

Für diejenigen, die eine Prüfung in einem Elektrischen Beruf gemacht haben, ist die einzige richtige Antwort 16A Dauerbelastung (3680W). Da die erlaubte Netzspannung 230V +- 23V ist, sprechen wir sogar von 4048W.

Zitat:
Die Stecker, Dosen und Verlängerungsleitungen sind in der Regel für 16 A Dauerstrom ausgelegt, was bei 230 V einer Leistung von 3.680 W entspricht.

Jetzt kommt bestimmt der Einwand: Ja, aber wenn 16A möglich sind, wieso begrenzt mein Tesla das bei 13A? Ganz einfach: Da man nicht für jede Steckdose eine Sicherung installiert, teilen sich oft mehrere Steckdosen eine Sicherung. Damit nicht das Elektroauto immer schuld ist, dass die Sicherung raus fliegt, lässt man einen theoretischen 680W Puffer. Wieso theoretisch? Ganz einfach: Eine Sicherung (Leitungsschutzschalter) mit der Standardauslösecharakteristik B16, darf eine Stunde lang das 1,45 fache der Nennlast überschreiten. Das sind dann 5336W. Probiert es aus: Mehrfach Steckdosenleisten anschließen und gleichzeitig mit 13A laden und einen Fön mit 1000W einschalten. Damit überlasten wir theoretisch die Steckdose um 320W. Der Leistungsschutzschalter wird normalerweise über Stunden nicht auslösen. Übrigens: mit einem 1000W Staubsauger wird es vermutlich nicht funktionieren, weil der Anlaufstrom zu hoch ist.

Jetzt kommt bestimmt der Einwand: Ja, aber ich habe im Internet Steckdosen gesehen, die abgefackelt oder verschmort sind. Sowas kommt ganz selten vor. Aber: ein Haus brennt deswegen nicht ab. Die Steckdosen sind aus nicht brennbaren Material gefertigt. Da ist der Schaden bei 10€ und viele Schuko Ladegeräte für Elektroautos haben einen Temperatursensor. Zumindest bei Tesla kann nichts passieren. Mein Tipp: Bei fremden Steckdosen immer Kontaktspray auf die Stecker sprühen und 4-5 mal rein und rausstecken. Dadurch werden Ablagerungen vermieden und man erhöht die Leitfähigkeit. Die ersten paar Minuten schaue ich mir dann die Spannung an. Sinkt sie von 230V auf 220V, dann ist das zu vernachlässigen. Das sind dann zwar rechnerisch 100W und 100W können ganz schön warm werden, aber normalerweise verteilen sich die 100W bis zum Sicherungskasten.

Ich hab schon im Ferienhaus mit billigsten 50m Verlängerungskabel und “interessanten” Elektroinstallation 25 Stunden lang bei 209V geladen. Ich habe aber jede Stunde die Stecker und Kabeltemperaturen überprüft.

Sebastian von der ModelXFamile hat mir geschrieben, dass er auf Ibiza ohne Probleme mit 198V laden konnte.


Ich habe den Hersteller meiner (Baumarkt)-Steckdosen in der Garage angeschrieben, ob sie mir zu Dauerbelastbarkeit etwas sagen können. Man hat mir mitgeteilt, dass die Dosen in deren Qualitätssicherung bei 290V und 28A über Monate (nicht Stunden) getestet werden. Das sind 8120W! Platzen Reifen die für 160km/h zugelassen sind bei 170km/h? Natürlich nicht.

Leitungsquerschnitt

Es werden abenteuerlichste Empfehlungen ausgesprochen, mit welchen Querschnitt man die Wallboxen anfahren soll. Dabei werden sogar die Formeln ausgepackt und man weiß gar nicht wie man sie anwenden soll. Z.B. wird bei einem 3 Phasen Kabel der Hinweg und der Rückweg in die Berechnung genommen. Prinzipiell ist das Gedanklich erstmal richtig. Der Strom muss ja wieder zurück fließen, aber da die 3 Phasen um 120° Phasenverschoben sind, ist der Summenstrom 0A. Deswegen wird er auch fälschlicherweise Nullleiter genannt und deshalb ist der doppelte Weg schlichtweg falsch und gehört in die Kategorie gefährliches Halbwissen…

Bei mir hat der Elektriker fälschlicher weise 5×1,5mm² verbaut auf eine Strecke von ca 20m zur Garage, obwohl ich eindeutig gesagt habe, dass ich 2 x 11kW Starkstromdosen brauche. Das habe ich erst jetzt bemerkt und könnte ihn Ohrfeigen. Wenn ich jetzt mit 16,5 kW (24A) lade, dann habe ich ca 4,1% Spannungsabfall. Nach VDE 0100-520 darf der Spannungsabfall maximal 3% betragen. Was aber viele nicht wissen: für Beleuchtungsanlagen. 5% für alles Andere. Ich bin also noch ganz knapp noch “Legal”. Man sollte aber die Kirche im Dorf lassen! In anderen Ländern sind 10% kein Problem. Deswegen lädt der Tesla auch noch bei 209V. Jetzt könnte man als Einwand nehmen: Ja, aber der Wirkungsgrad… Ich habe ein Passivhaus. Wenn ich jetzt ein dickeres Kabel durchziehen lasse, dann müsste ich eigentlich einen Blower-Door Test machen und der kostet richtig viel Geld. Und 5x10mm² verlegt man nicht so einfach, wie sich das einer glaubt, der das noch nie gemacht hat…

CEE 32A Adapter auf CEE 16A

Es ist vorgeschrieben, dass ein Adapter von CEE32A auf 16A mit Leitungsschutz (Sicherungen) ausgestattet werden muss da die theoretische Möglichkeit besteht, dass das angeschlossene Gerät genau 32A durch einen Defekt belastet wird und so den CEE16 Stecker und das Gerätekabel überlastet wird. Wie wir oben gelernt haben, kann man eine Standard Sicherung B16 bis zu 1,45 fach über eine Stunde überlasten ohne dass der Leitungsschutz aktiviert wird. Somit können wir diesen theoretischen Fall außen vor lassen.

https://amzn.to/2SGfOIm

Ich habe den eigentlich nicht zulässigen Adapter genommen ohne Sicherung:

https://amzn.to/2RnpNG8

Meine Gründe: Wie wir oben gelesen haben, ist meine Wallbox mit 5×1,5mm² angeschlossen und ohne Probleme und ist vom Spannungsabfall noch im legalen Rahmen. Das UMC (Tesla Ladegerät) hat 5×2,5mm². Insofern besteht hier kein Leitungsschutzproblem. Darüber kann man ohne Probleme auch 3x32A laufen lassen ohne dass das Kabel heiß oder sogar brennen wird. Der große Vorteil ist, dass es klein und leicht ist. Ich schleppe doch nicht eine riesen Box mit mir mit, die ich nur ein oder 2 mal im Jahr benötige.

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Wie hoch sind die Ladekosten für ein Tesla?

Da ich heute die Abrechnung machen musste für meinen Stromversorger, habe ich alle Zahlen zusammen und ich kann es mal ausrechnen.

ADAC behauptet einfach: 30ct/kWh * 21kWh/100 km macht: 6,30€ auf 100km. Stimmt das? Natürlich nicht!

Die 30ct/kWh bezahlt niemand, der ein Elektroauto hat. Es gibt für Elektroautos, wie auch für Wärmepumpen und Nachtspeicheröfen günstige “Netzdienliche Tarife”.  Der Betreiber kann jederzeit für 30-60 Minuten den Strom abstellen um das Netz leichter zu regeln. Im Gegenzug bekommt man einen günstigeren Tarif. Ich bezahle so 17,4 ct/kWh.

So einen geeichten Zähler bekommt man bei Amazon.

Hinzu kommt, dass man am Tesla Supercharger kostenlos laden kann. Laut der App “scan my tesla” konnte ich so 1143 kWh kostenlos laden. Wenn Ihr auch kostenlos bei Tesla’s Supercharger laden möchtet, dann könnt Ihr dazu beim Kauf eines Teslas mein Empfehlungslink verwenden: http://ts.la/christian7267

Zusätzlich kommt hinzu, dass ich 234,54 kWh kostenlos unterwegs laden konnte. Das war z.B. in Hotels, Ferienhaus, Therme, Eislaufanlage, Schwimmbad, Parkhäuser, Ikea usw….

Bei uns in Ulm kann man für pauschal 5€ Volltanken. das habe ich laut PayPal Abrechnung 11 mal gemacht. Für 30€ im Monat hätte ich auch eine Stromflatrate bei der Stadtwerke Ulm bekommen können. Ich bin aber zu faul immer die öffentlichen Ladesäulen zu verwenden. 🙂

Rechnet man alles zusammen, dann kommt man auf einen Verbrauch von 25,95 kWh/100 km. Wieso so hoch? Mein Fahrzeug behauptet ich hätte einen Duchschnittsverbrauch von 23 kWh/100 km, was auch schon sehr hoch ist. Mich sieht man eher auf der Linken Fahrspur 🙂  Die Differenz sind Lade- und Entladeverluste. Das muss man leider mit bezahlen.

Unterm Strich kostet mich der Tesla 3,06€ auf 100 km für das Laden. Zum Vergleich: Mein 3 Liter Diesel, den ich zuvor hatte, hat 7,9 Liter verbraucht. Bei aktuell 1,51€ / Liter Diesel, macht das 11,93€ / 100km!

Update

Nachdem ich das gepostet habe, habe ich viele Kommentare erhalten, dass das alles erlogen ist. Viele glauben nicht, dass ich 17,4 ct/kWh bezahle. Viele glauben auch nicht, dass man für 8,5 ct/kWh bei der Stadtwerke Ulm laden kann. Viele glauben auch, dass das kostenlose laden unterwegs sehr bald eingestellt wird.

Wie ich oben schon geschrieben habe, sind die 17,4 ct/kWh kein normaler Haushaltsstrom, sondern ein spezieller Stromtarif, den jeder bekommen kann. Es handelt sich um ein sogenannten Stromtarif für “abschaltbare Lasten” oder “Netzdienlicher Tarif”. Man bekommt einen neuen Zähler und ein bisschen Elektronik. So kann der Netzbetreiber den Strom abstellen, wenn zu viel in der Umgebung verbraucht wird. Damit kann er sehr einfach und kostengünstig das Netz stabil halten. Infolge sinkt das “Netzentgelt” und das, was wir bezahlen wird günstiger. Darunter fallen z.B. Wärmepumpumen, Nachtspeicheröfen und auch Elektrofahrzeuge.

Das ganze ist im Gesetz EnWG §14a verankert:
https://www.gesetze-im-internet.de/enwg_2005/__14a.html

Wie finde ich so einen Stromtarif? Das allereinfachste ist: Check24 und nach Wärmepumpenstrom suchen – das ist nichts anderes wie im EnWG §14a beschrieben. Man muss aber vorher beim Netzbetreiber einen Stromzähler für Abschaltbare Lasten beantragen!
Bei Check24 bekomme ich natürlich meine 17,4ct/kWh nicht, denn die müssen ja auch noch ihre Werbung bezahlen. Da bekomme ich für mein Gebiet 20,97ct/kWh, was auch schon nicht schlecht ist. Man muss eben ein bisschen die Suchmaschinen durchforsten…

Das ist das, was ich in meinem Gebiet bezahle. 50 km weiter sieht das ganze vielleicht anders aus, deshalb habe ich den Anbieter unkenntlich gemacht, sonst bekommt er vielleicht heute tausende Anrufe… Es sind nur 17,23ct, aber wenn ich den Grundpreis mit einrechne, dann komme ich auf ca 17,4 ct/kWh…

Kann ich diesen Tarif auch für mein ganzes Haus nehmen? 

Nein, das geht nicht, denn wie schon gesagt, wird mehrfach am Tag der Strom für 30-60 min abgestellt. Ob es so spannend ist, wenn mitten im Fußballspiel der Strom abgestellt wird… Erlaubt ist das auch nicht…

Hat das Auswirkungen beim Laden?

Bis jetzt hatte ich keine Probleme. Mein Tesla ist in 4,5 Stunden voll geladen, wenn er komplett leer ist. Ob er jetzt eine halbe Stunde länger an der Dose ist, spielt keine Rolle. Es gibt aber einen Fall: ich habe nur noch “Sprit” für 100km drin und muss dringend nachladen, weil ich ungeplant 200km fahren muss. Gerade jetzt wird aber der Strom abgestellt… Sowas kann natürlich passieren.

Die nächste Frage war: Das kann doch gar nicht sein, dass die Stadtwerke Ulm den Strom für 8,5 ct/kWh verkaufen. Da machen sie doch Verlust…

Nein, machen Sie nicht.

Industriekunden bezahlen einen Bruchteil vom Strompreis, wie private Haushalte bezahlen. Insofern können Sie das so weiter geben. Die Stadtwerke bezahlen noch weniger für den Strom. Das sind so ca 3-6 ct/kWh…

Aktuell gibts eine Flatrate für 30 € / Monat oder 5€ pro Ladung. Wenn man mit fast leerer Batterie ankommt und ca ca 65kWh lädt, dann macht das 7,7ct/kWh. Kommt man mit komplett leerer Batterie an, dann sind das sogar 6,9ct / kWh…

Nächste Frage war: Kostenloses laden wird es bald nicht mehr geben.

Bei Tesla wird es so bleiben. Das steht in meinem Kaufvertrag. Sollte Tesla das einstellen, werde ich es einklagen!

Aber wie sieht es denn aus bei Hotels, Schwimmbad, Ikea und wo ich überall kostenlos geladen habe? Wie wir oben gelernt haben, bezahlt die Industrie einen Bruchteil vom dem, was wir bezahlen. Oft haben sie auch noch große Photovoltaik anlagen und produzieren Ihren Strom selbst, was unterm Strich noch günstiger ist. Wenn ich jetzt 2 Stunden im Ikea bin, dann kostet das Ikea wenn überhaupt 2€. Dafür habe ich (vielleicht) einiges eingekauft. Jetzt könnte man Fragen: Wieso berechnet Ikea nicht einfach die 2€? Ganz einfach: Strom zu verkaufen ist in Deutschland nicht ganz so einfach. Man braucht dafür geeichte Zähler, die es für Gleichstrom aktuell nicht einmal gibt. Für Wechselstrom ist das kein Problem, aber die Abrechnung ist nicht ganz so einfach. Außerdem wird man auf einmal zum Energieunternehmen mit Pflichten… Also verschenkt man das ganze. Aber niemand schenkt mir doch was… Doch! Die Parkplätze werden ja auch oft kostenlos angeboten. Die Klimaanlage ist ja auch immer kostenlos. WLAN bieten auch viele Firmen den Kunden an. Bietet man das nicht an, kommen die Kunden eventuell nicht…

Ich hoffe, dass mit dem Update, das ganze glaubhafter und transparenter ist. Sollte immer noch was unklar sein, dann schreibt mir bitte. Ich werde das dann erklären.

Update 2 – ScanMyTesla

Ich wurde mehrfach gefragt, wie ich an die Can-Bus Daten komme. Also, Anzahl Schnellladungen (DC) und Anzahl AC Ladungen. Und natürlich hunderte anderer Metriken.
Hier gehts zum Artikel: https://www.impala64.de/blog/tesla/2019/01/12/scanmytesla/

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Phone Dock Adapterklemmen für Huawei P20 Pro

Tesla bietet für eine Handvoll Smartphones ein Phone Dock an. Das besteht aus einem Lightning, USB-C oder Micro-USB Stecker und ein paar Adapterklemmen, die das Smartphone sicher im Stecker reinführt und auch bei der starken Beschleunigung fest hält.

Leider gibt es aktuell keine Klemmen für ein Huawei P20 Pro und die mitgelieferten sind entweder zu breit oder zu kurz.

Tesla Shop Phone Dock

Also habe ich mir im 3D Drucker welche selbst gemacht.

Das Modell habe ich mit Microsoft 3D Builder selbst gemacht. Das Programm ist kostenlos bei Windows 10 dabei. Ich hab früher mit Blender und Cinema 4D gearbeitet, wollte aber mal sehen, was man mit einem kostenlosen Tool machen kann und bin eigentlich sehr begeistert. Zum Teil ist es viel intuitiver, weil es nicht überladen ist mit Profifeatures.

Wenn man fertig ist, dann wird das Modell als STL Datei exportiert und dann mit einem Slicer in gcode umgewandelt und gedruckt. Das drucken hat in etwa eine Stunde gedauert.

Man sieht ziemlich gut wie das Werkstück aus vielen lagen gedruckt wurde. Rechts ist ein Original von Tesla.

Da ich was professionelles haben möchte, muss noch ein finish her. Erst wird das alles angeschliffen:

Dann kommt Spritzspachtel / Grundierung drauf und danach mit 400er Schleifpapier nassgeschliffen:

Und Schwarz matt lackiert:

Das Ergebnis kann sich sehen lassen:

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GFK Subwoofer und Endstufe nachrüsten

Da das Standard und Premium Soundsystem von Tesla zu wenig Tiefgang, Dynamik und Pegelfest ist, habe ich entschlossen mit einem selbst gebauten GFK Subwoofergehäuse entgegenzuwirken. Das Ergebnis ist ein Unterschied wie Tag und Nacht zum Premium Soundsystem.

Hier sieht man den Endstufeneinbau und Erstellung des GFK Subwoofergehäuse:

https://www.youtube.com/watch?v=Mdmw0w-tDko

Endstufe 179€: https://amzn.to/2FOaP17
Subwoofer 159€: https://amzn.to/2KG22SF
Kabel 20€: https://amzn.to/2wmvhqt
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