Immer mehr Menschen steigen auf ein Elektrofahrzeug um. Eine der größten Änderungen dabei ist die Art des "Betankens". In diesem Blogbeitrag gehen wir anhand von Praxisbeispielen der Frage nach, welche Variablen die Dauer des Schnellladevorgangs beeinflussen.
Ladestationen und -standorte gibt es überall: an Autobahnen, auf Parkplätzen, bei Bürogebäuden und in Wohngebieten. Wir werden oft gefragt, wie lange das Aufladen eines Elektrofahrzeugs an unseren Ladestationen dauert. Eigentlich eine einfache Frage. Die Antwort fällt jedoch ein wenig ausführlicher aus, denn die Dauer des Ladevorgangs hängt von einer ganzen Reihe von Variablen ab.Welche Variablen beeinflussen die Ladegeschwindigkeit?
Neben der Leistung des von Ihnen gewählten Schnellladeanschlusses beeinflussen mehrere Parameter die Ladegeschwindigkeit:• Batterie: Kapazität und Ladezustand der Batterie
• Ladetechnologie Ihres Fahrzeugs: unterstützte maximale Ladegeschwindigkeit, Ladekurve und im Zusammenhang damit das Batteriemanagementsystem (kurz BMS)
• Temperatur: die Außentemperatur und die Batterietemperatur
In diesem Blogbeitrag erfahren Sie mehr über diese Variablen.
Batterie
Batteriekapazität
Die Kapazität der Batterie eines Elektrofahrzeugs beeinflusst die Ladezeit. Dabei scheint die Reichweite eines Elektrofahrzeugs umso größer, je größer die Batteriekapazität ist. Oder etwa nicht? Tatsächlich spielen auch das Gewicht und die Fahreffizienz des Fahrzeugs eine wichtige Rolle. So beträgt die realistische Reichweite des Audi e-tron mit einer 86 kWh-Batterie etwa 320 km, während der Hyundai IONIQ 5 long range mit einer 76 kWh-Batterie eine realistische Reichweite von 385 km hat.Die Batteriekapazität wird in Kilowattstunden (kWh) gemessen, d. h. je größer die kWh-Kapazität der Batterie ist, desto länger dauert der Ladevorgang. Bei gleicher Leistung dauert es länger, die 86 kWh-Batterie des Audi zu laden als die 76 kWh-Batterie des Hyundai.
Doch auch das gilt unter Vorbehalt. Beide Fahrzeuge müssten nämlich mit der gleichen Leistungsstufe geladen werden. In vielen Fällen entscheiden sich die Automobilhersteller bei der Einführung von Modellen mit höherer Batteriekapazität auch für eine höhere maximale Ladeleistung.
Ladezustand
Der Ladezustand ist der Füllstand einer Batterie im Verhältnis zu ihrer Kapazität. Oder anders gesagt: Der Ladezustand gibt an, wie voll die Batterie ist. Der Ladezustand hat großen Einfluss auf die Dauer des Schnellladevorgangs. Nähere Informationen dazu finden Sie in diesem Blogbeitrag im Abschnitt „Ladetechnologie des Elektrofahrzeugs“.Wir wollen Ihnen nicht die Freude an Ihrem E-Auto verderben, aber es ist unmöglich, Ihr Fahrzeug mit der beworbenen Ladeleistung schnell von 0 auf 100 % zu laden. Das ist vergleichbar mit dem Befüllen einer Wasserflasche: Wenn Sie den Hahn ganz aufdrehen, füllt sich der erste Teil der Flasche schnell, der letzte Teil der Flasche füllt sich jedoch am besten, wenn der Hahn nur zum Teil aufgedreht ist, weil Sie dann weniger Wasser verschütten.
Das Gleiche gilt für die sogenannte Ladekurve beim Aufladen eines Elektrofahrzeugs. Die Ladekurve variiert je nach Fahrzeug, im Allgemeinen aber liegt der optimale Ladezustand für das Schnellladen zwischen 10 und 80 %.
Ladetechnologie eines Elektrofahrzeugs
Die maximale Ladeleistung eines E-Autos variiert je nach Modell. Der bereits erwähnte Audi e-tron kann beispielsweise mit 155 kW schnellladen, eine Variante des Porsche Taycan sogar mit bis zu 270 kW. Als Faustregel gilt: Wenn Sie die Ladeleistung mit 5 multiplizieren, erhalten Sie die ungefähre Anzahl der Kilometer, die Sie nach einer Ladedauer von einer Stunde zusätzlich fahren können. Wenn Sie ökonomisch fahren, multiplizieren Sie mit dem Faktor 6 oder 7. Bitte beachten Sie dabei aber unseren Vergleich zum tatsächlichen kWh-Verbrauch pro Kilometer: Dieser variiert je nach Elektrofahrzeug.Bei gleicher Batteriegröße, wäre die Batterie des Taycan trotzdem schneller vollständig aufgeladen. Die Ladekurve und der Ladezustand spielen dabei eine wichtige Rolle.
Maximale Leistung und Batteriemanagementsystem
Wie schnell ein E-Auto aufgeladen wird, hängt in hohem Maße von dessen Ladetechnologie ab. Manche Elektrofahrzeuge können zum Beispiel mit einer hohen maximalen Ladeleistung laden, doch nach diesem Maximum sinkt die Ladeleistung ab, um die Batterie zu schonen. Hier kommt die Ladekurve ins Spiel.
Die Ladekurve beschreibt die zu erwartende Leistung im Verhältnis zum Ladezustand der Batterie zu diesem Zeitpunkt. Das Batteriemanagementsystem (BMS) spielt eine wichtige Rolle bei der Steuerung der Ladekurve.
Beispielhafte Ladekurve eines E-Autos mit hoher maximaler Ladeleistung.
Je besser die Gesamtladekurve – d. h. je höher die durchschnittliche Ladegeschwindigkeit –, desto schneller können Sie Ihr Elektrofahrzeug vollständig aufladen. Eine gute Ladekurve ergibt sich dann, wenn Sie Ihr Fahrzeug über lange Zeit auch bei zunehmend höherem Batteriefüllstand mit hoher Leistung laden können. Nachstehend finden Sie zwei Beispiele zum Vergleich.
E-Auto 1 hat eine höhere maximale Ladeleistung als E-Auto 2, seine Ladeleistung fällt bei einem Ladezustand von 50-60 % jedoch unter die von E-Auto 2.
E-Auto 2 zeigt eine flache Kurve über 140 kW bei einem Ladezustand von 30-80 %.
Letztendlich kommt es darauf an, wie viele kWh/Kilometer Sie hinzufügen möchten. Wenn Sie auf dem Weg nach Hause sind und eine Wallbox besitzen, kann es ausreichen, wenn Sie auf 60 % aufladen. E-Auto 2 würde bei diesem Ladevorgang eine höhere durchschnittliche Ladegeschwindigkeit erreichen.
Batterietemperatur
Wenn Sie lange Strecken fahren, erwärmt sich die Batterie Ihres Elektrofahrzeugs. Je nach Fahrzeugmarke verfügt das E-Auto über eine passive oder eine aktive Batteriekühlung. Bei der passiven Kühlung nimmt die Ladeleistung nach längerer Fahrt mit hoher Geschwindigkeit ab. Neuere Elektrofahrzeuge nutzen häufig die aktive Kühlung mittels Wärmepumpen, die dafür sorgen, dass die Batterie die ideale Temperatur zum Laden hat.
Ein weiterer wichtiger Faktor, der die Ladegeschwindigkeit bestimmt, ist das Wetter. Batterien von Elektrofahrzeugen funktionieren am besten zwischen 20 und 30 Grad Celsius. Wenn Sie losfahren, ist die Batterie noch kalt – auch im Sommer. Bei kaltem Wetter muss sich die Batterie erst aufwärmen, um richtig aufgeladen werden zu können. Bei einigen Modellen und Marken, etwa bei Tesla, wird die Batterie vorgeheizt, wenn eine Schnellladestation ausgewählt wird. Dadurch wird sichergestellt, dass die Batterie vor dem Aufladen die richtige Temperatur hat, was das Ladeerlebnis verbessert. Beachten Sie jedoch, dass auch das Vorheizen Energie kostet; es spart Zeit, ist aber nicht die energieeffizienteste Lösung.
Die beiden folgenden Beispiele verdeutlichen den Unterschied. Gleich sind das Auto und die Schnellladestation, nur der Ladezeitpunkt liegt einmal im Mai und einmal im Dezember.
Laden eines E-Autos im Winter: Nach dem Anstieg auf 120 kW sinkt die Geschwindigkeit.
Art der Ladestation: DC- und AC-Laden im Vergleich
Neben den wichtigsten Faktoren – dem Elektrofahrzeug selbst und seinen Ladeeigenschaften – beeinflusst auch die Art der Ladestation die voraussichtliche Ladeleistung. Vielleicht kann Ihr E-Auto mit 150 kW geladen werden, wenn Sie es aber an eine Ladestation mit einer Leistung von bis zu 50 kW anschließen, können Sie nur mit diesen 50 kW laden.Die Ladegeschwindigkeit ist je nach gewählter Ladestation unterschiedlich. Es gibt drei verschiedene Arten von Ladestationen: normale Ladestationen (AC), Schnelllader (DC) und Ultraschnelllader (HPC). Beim AC-Laden wird das Fahrzeug mit einer geringeren Leistung aufgeladen. Das Fahrzeug muss dann nicht so „hart arbeiten“ wie beim DC-Laden. Beim DC-Laden müssen sich sowohl das Fahrzeug als auch die Ladestation ständig anpassen. Im Grunde genommen teilt das Fahrzeug der Ladestation kontinuierlich mit, welche Spannung und Stromstärke es benötigt. Dadurch wird anfangs oft mit hoher Leistung geladen, die dann aber schnell abnimmt. Das schont die Batterie. Beim AC-Laden wird somit gleichmäßiger geladen, dafür deutlich langsamer.
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