Stromverbrauch

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Aktuelle Version vom 29. Mai 2015, 09:49 Uhr

Blick auf die 12V und Hochvoltbatterie eines P2

Blick auf die Hochvoltbatterie eines P2

Stromverbrauch Definition

Den Stromverbrauch an sich gibt es physikalisch gesehen nicht. Vielmehr meint man damit die Umwandlung elektrischer Energie in eine andere Energieform, meist Wärmeenergie.

Noch falscher wird es, wenn man auf die Frage nach dem Stromverbrauch die Antwort beispielsweise 100 Watt erhält. Hiermit ist die elektrische Leistung gemeint. Wir müssen aber noch zwischen aufgenommener Leistung und abgegebener Nutzleistung unterscheiden. Je nach Wirkungsgrad können diese beide Angaben sehr unterschiedlich sein.

Da ich hier aber einen allgemeinverständlichen Beitrag und keine hochwissenschaftliche Abhandlung schreiben will, werde ich ebenfalls die nicht ganz korrekten Begriffe verwenden.

Ruhestrom

Als Ruhestrom bezeichnet man die aufgenommene elektrische Leistung eines Verbrauchers im Ruhe- oder Bereitschaftzustand, ohne das dieser eine nennenswerte Nutzleistung erbringt. Wir kennen das alles vom Stand-By Betrieb eines Fernsehgerätes oder Videorecorders.

Aber auch im Prius gibt es zahlreiche elektrische Komponenten, die nicht erst mit Strom versorgt werden wenn sie gebraucht werden, sondern deren Leistungsbereitschaft immer notwendig ist. Hierbei unterscheiden wir zwischen Verbrauchern, die auch im abgestellen Zustand aktiv sind, wie zum Beispiel dem Smart Entry oder welche die bei eingeschaltetem Fahrzeug mit Strom versorgt werden, aber nicht immer gebraucht werden wie zum Beispiel dem Inverter.

Stromverbraucher bei abgestelltem Fahrzeug

Da die 12V Starterbatterie, die ja beim Prius eine Bleigelbatterie ist, möglichst nicht belastet werden darf, halten sich die Verbräuche stark in Grenzen. Im Gegensatz zu so mancher deutschen Nobelmarke, wo extra wegen dem Ruhestromverbrauch eine zweite Starterbatterie existiert.

Beim Prius betrifft das nur die Zentralverriegelung oder das Smart Entry, den Funkfernbedienungsempfänger, die Alarmanlage (falls vorhanden), vergessene Innenbeleuchtung oder Standlicht und mögliche CAN-Bus Aktivitäten.

Beim P3 mit Solardach kommt noch der Stromverbrauch des Lüfters, der Steuerung und ggf. des Klimakompressors mit dazu. Der Lüfter wird zwar über das Solardach gespeist und der Klimakompressor über die Traktionsbatterie, aber die Steuerung der ganzen Geschichte wird wahrscheinlich an der 12V Starterbatterie hängen bleiben. Wer hier genauere Informationen hat bitte entsprechend ergänzen oder ändern.

Stromverbraucher bei eingeschaltetem aber stehendem Fahrzeug

Sobald der Startknopf bei getretener Bremse gedrückt wird, fährt das Hybridsystem hoch und im Display erscheint Ready. Ab diesem Moment steigt der Stromverbrauch im Prius drastisch an, auch wenn man praktisch noch nicht losfährt und auch selbst aktiv noch nichts weiter eingeschaltet hat.

In Ready geht u.a. der Inverter in Betrieb und versorgt das 12V Bordnetz mit Spannung. Dafür entnimmt er Strom aus der Traktionsbatterie. Gleichzeitig werden aber auch die Spannungswandler für die beiden Motorgeneratoren aktiviert. Auch wenn die im Stand noch nichts zu tun haben, wird deren Elektronik bereits mit Spannung versorgt. Zur Betriebsbereitschaft gehört natürlich auch das Bremssystem, welches durch Füllung des Druckspeichers durch die elektrische Hydraulikpumpe realisiert wird. Dazu kommen noch alle Steuergeräte für die Sicherheit, die Armaturenbeleuchtung und natürlich der Bildschirm beim P1-2 und P3 mit Navi. Die elektrische Kühlmittelpumpe für die Motorgeneratoren und den Inverter läuft natürlich auch schon.

In diesem Zustand benötigt der Prius schon mindestens 200 Watt elektrischer Leistung, die meist von der Traktionsbatterie bereitgestellt wird. Besonders sollte man darauf achten, wenn der Prius in "N" länger auf der Hebebühne steht. Hier kann der ICE nicht nachladen und die Traktionsbatterie kann unter Umständen stark entladen werden.

weitere Verbraucher die durch den Nutzer zugeschaltet werden

Neben den für das Fahrzeug notwendigen Stromfressern gibt es natürlich noch welche, die einem das Fahren einfach nur angenehmer machen. Ich möchte hier mal einige aufzählen mit deren typischen Leistungsaufnahmen:

• Musikanlage (10-50 Watt je nach Lautstärke und CD-Benutzung)
• Heizungslüfter (20-300 Watt je nach Lüfterstufe)
• Sitzheizung (35-150 Watt je nach Heizstufe und Anzahl beheizter Sitze)
• Licht (130 Watt Abblendlicht incl. Schlusslicht; Begrenzungsleuchten und Kennzeichenbeleuchtung)
• Heckscheibenheizung (ca. 300 Watt je nach Temperatur)
• Innenraumbeleuchtung (7 Watt und 2x 5 Watt Leseleuchten)
• Bordsteckdosen (maximal belastbar mit 120 Watt für Kühlschrank, Handy, Saugnapfnavi etc.)
• Scheibenwischer (30-70 Watt je nach Geschwindigkeitsstufe und gefahrener Geschwindigkeit)

weitere Verbraucher die nur kurzzeitig in Betrieb genommen werden

• Fensterheber (je ca. 30 Watt)
• Zentralveriegelung (bis zu 100 Watt Leistungsspitze)
• Hupe (keine Ahnung)

Zusätzliche Verbraucher während der Fahrt

Fährt man nun los, kommen erst die richtig großen Stromverbraucher zum Zuge. Allen voran natürlich der E-Motor, der den Prius zuerst sanft in Bewegung setzt und je nach Fahrsituation einige Zeit später den ICE anwirft. Da sowohl der Inverter als auch die Motorgenergatoren Verlustleistung im Kilowattbereich erzeugen können, ist ein zweiter Kühlkreislauf nötig. Dieser wird ständig durch einen weiteren Verbraucher, die elektrische Kühlwasserpumpe im Bewegung gehalten.

Bei zu hohen Temperaturen der Kühlkreisläufe schalten sich die elektrischen Kühlerlüfter ein. Die Batterie verfügt ebenfalls über einen eigenen elektrischen Lüfter, der bei zu hohen Temperaturen zugeschaltet wird.

Stromverbrauch und Kraftstoffverbrauch

Jetzt kommen wir aber zu einem Thema, bei dem sich regelmäßig die Fachleute und die die sich dafür halten, die Köpfe heiß reden.

Zuerst die Fakten:

• Energiegehalt des Benzines ca. 9 kWh/Liter
• Durchschnittlicher ICE Wirkungsgrad im Prius 25%
• Durchschnittsgeschwindigkeit im Stadtverkehr 25 km/h

Daher wird für eine kWh Stromverbrauch ca. 500 ml Kraftstoff zusätzlich benötigt. Daran kann man schon erkennen wie stark eigentlich der Stromverbrauch aller Verbraucher den Kraftstoffkonsum erhöht. Dazu noch einige weitere Berechnungen:

• Mehrverbrauch mit 130 Watt Abblendlicht im Stadtverkehr:
  • 130 Watt * 4 h = 520 Wh
  • 520 Wh / 1000 Wh * 500 ml = 260 ml zusätzlicher Kraftstoffverbrauch auf 100 km im Stadtverkehr.

• Mehrverbrauch mit 300 Watt Heckscheibenheizung
  • 300 Watt * 4 h = 1200 Wh
  • 1200 Wh / 1000 Wh * 500 ml = 600 ml zusätzlicher Kraftstoffverbrauch auf 100 km im Stadtverkehr