A66, zuerst einmal sollte man den wesentlichen Unterschied machen, ob über die Batterie geheizt wird oder ob über Netz geheizt wird.
Im ersten Fall wirkt sich Vorheizen auf die Reichweite aus, denn man muss das Fz, welches durch die winterliche Außenluft ständig gekühlt wird, insgesamt (Anfang Vorheizen bis Ender der Fahrt) länger auf höherer Temperatur halten und das kostet mehr Energie.
Zu deinen Punkten:
1. der Innenraum muss auch nach einer Vorheizung weiter geheizt werden. So ein Pkw-Innenraum ist ja weit davon entfernt, ein Thermosgefäß zu sein. Außerdem muss, zwecks permanentem Luftaustausch ständig Frischluft ins Auto kommen und die kommt von draußen und ist kalt....
Damit das Auto durch kalte, zuströmende Frischluft nicht noch schneller auskühlt, muss die kalte Frischluft ständig erwärmt werden. Von daher ist bei einem Fz im Winter auch nach dem Aufheizen ständig eine relativ (für vielleicht 2m³ beheizten Innenraum) große Heizleistung notwendig.
2.Die Wärmepumpe startet meist zu dem Zeitpunkt, wo die Klimaanlage anläuft. (Das macht sie aber nicht immer...warum und wieso weiß ich nicht). Ihr Anteil an der Wärmeleistung scheint aber bescheiden zu sein.
Erst wenn der Innenraum warm ist, ist die WP verbrauchstechnisch meist dominant.
M.E. heizt das PTC-Element ständig mit. Beim Aufheizen halt sehr stark und später wenig. Leider kann man die Leistung des PTC-Elements nicht explizit sehen.
3. Ob der Akku automatisch beim Vorheizen mit beheizt wird, weiß ich (noch) nicht. Wenn man normal bei ausgekühltem Akku losfährt dauert es nach meien bisherigen Beobachtungen teils mehrere Minuten, bis die PTC-Akku-Heizung anläuft.
Eine direkte Leistungsüberwachung gibt es anscheinend nicht.
Die Akkutemperatur erhöht sich, allein durch die PTC-Beheizung, aber nur sehr träge.