Ladegeräte und Ladestationen gibt es überall. Entlang der Autobahnen, auf Parkplätzen, rund um Bürogebäude und in Wohngebieten. Wir werden oft gefragt: "Wie lange dauert es, ein Elektrofahrzeug an Ihren Ladestationen aufzuladen?" Die Frage mag einfach sein, aber die Antwort ist etwas komplizierter. Die Geschwindigkeit Ihres Ladevorgangs hängt von einer ganzen Reihe von Variablen ab.

Welche Variablen beeinflussen Ihre Ladegeschwindigkeit?

Neben der Leistung des von Ihnen gewählten Schnellladeanschlusses gibt es mehrere Parameter, die die Ladegeschwindigkeit beeinflussen:

• Batterie: Kapazität und Ladezustand des Akkus
• Ladetechnologie Ihres Fahrzeugs: Maximal unterstützte Ladegeschwindigkeit, Ladekurve und, damit zusammenhängend, Batteriemanagement (Batteriemanagementsystem/ BMS)
• Temperatur: Sowohl die Außentemperatur als auch die Temperatur des Akkus

In diesem Blog werden wir mehr über jede einzelne dieser Variablen erfahren.

Batterie

Kapazität der Batterie

Die Kapazität der Batterie eines Elektrofahrzeugs beeinflusst die Ladezeit. Es scheint ziemlich offensichtlich, dass die Reichweite eines E-Fahrzeugs umso größer ist, je größer die Batteriekapazität ist. Oder doch nicht? Tatsächlich spielen auch das Gewicht und die Fahreffizienz des Fahrzeugs eine wichtige Rolle. So beträgt die realistische Reichweite des Audi eTron 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. Es dauert länger, die 86-kWh-Batterie des Audi zu laden als die 76-kWh-Batterie des Hyundai bei gleicher Leistung.

Und wieder gibt es einen Haken. Das oben Gesagte gilt nur, wenn beide Fahrzeuge mit der gleichen Leistung geladen werden. In vielen Fällen entscheiden sich die Automobilhersteller dafür, die maximale Ladeleistung des Fahrzeugs zu erhöhen, wenn sie Modelle mit einer höheren Batteriekapazität einführen.

Zustand der Ladung

Der Ladezustand (SoC) ist der Ladezustand einer Batterie im Verhältnis zu ihrer Kapazität. Kurz gesagt, wie voll ist Ihre Batterie. Der Ladezustand hat großen Einfluss auf die Geschwindigkeit Ihres Schnellladevorgangs. Weitere Einzelheiten zu diesem Thema finden Sie in diesem Blog unter "Ladetechnologie für Elektrofahrzeuge".
Wir wollen kein Spielverderber sein, wenn wir sagen, dass es nicht möglich ist, mit der beworbenen Ladeleistung von 0 bis 100 % zu laden. Ziehen wir einen Vergleich mit dem Befüllen einer Wasserflasche: Wenn Sie den Wasserhahn vollständig öffnen, füllt sich der erste Teil der Flasche schnell, aber der letzte Teil funktioniert am besten, wenn der Wasserhahn nur teilweise geöffnet ist, so dass es einfacher ist, den letzten leeren Teil der Flasche zu füllen, ohne etwas zu verschütten.

Dies ist die so genannte Ladekurve des Ladevorgangs. Sie ist von Fahrzeug zu Fahrzeug unterschiedlich, aber im Allgemeinen liegt der optimale Ladezustand für das Schnellladen zwischen 10 und 80 %.

Ladetechnologie des EV

Die maximale Ladeleistung ist bei den verschiedenen EV-Modellen unterschiedlich. Der bereits erwähnte Audi eTron kann zum Beispiel mit 155 kW schnellladen, und eine bestimmte Version des Porsche Taycan kann sogar bis zu 270 kW leisten. Multiplizieren Sie die Ladeleistung im Durchschnitt mit dem Faktor 5, um eine Schätzung der zusätzlichen Kilometer innerhalb einer Stunde zu erhalten, und mit dem Faktor 6 oder sogar 7, wenn Sie sparsam fahren. Beachten Sie jedoch unseren früheren Vergleich bezüglich des tatsächlichen kWh-Verbrauchs pro Kilometer: Er variiert je nach Fahrzeug.

Wenn beide E-Fahrzeuge die gleiche Batteriegröße haben, würde der Taycan seine Batterie trotzdem schneller vollständig aufladen. Allerdings spielen die Ladekurve und der Ladezustand eine wichtige Rolle dabei, ob dies tatsächlich der Fall ist.

Maximale Leistung und Batteriemanagementsystem

Wie schnell ein Elektroauto lädt, hängt stark von der Ladetechnik des Fahrzeugs ab. Einige E-Fahrzeuge können zum Beispiel mit einer hohen maximalen Spitzenleistung laden, aber nach dieser Spitze sinkt die Ladeleistung, um die Batterie zu schützen. An dieser Stelle wird die Ladekurve wichtig.

Die Ladekurve bezieht sich auf 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.

Beispiel einer EV-Ladekurve mit hoher Spitzenleistung.

Je besser die Ladekurve insgesamt ist, d. h. je höher die durchschnittliche Ladegeschwindigkeit, desto schneller können Sie Ihr Elektrofahrzeug vollständig aufladen. Eine gute Ladekurve bedeutet, dass Sie Ihr Elektrofahrzeug lange Zeit mit hoher Leistung laden können, auch wenn die Batterie auf einen hohen Ladezustand zusteuert. Nachfolgend finden Sie zwei Beispiele zum Vergleich.

EV 1 Höherer Spitzenwert der Ladeleistung als EV 2, aber die Ladeleistung sinkt unter die des EV1 beim SoC zwischen 50-60%.
EV 2 Flache Kurve über 140kW von 30-80% SoC

Letztendlich kommt es darauf an, wie viele kWh/Kilometer Sie hinzufügen möchten. Wenn Sie auf dem Heimweg sind und ein Heimladegerät besitzen, könnte eine Aufladung bis zu 60 % ausreichen, und der EV 2 würde bei diesem Ladevorgang eine höhere durchschnittliche Ladegeschwindigkeit erreichen.

Die Temperatur des Akkus

Wenn Sie lange Strecken fahren, erwärmt sich die Batterie Ihres Elektrofahrzeugs. Je nach Fahrzeugmarke verfügt das Fahrzeug über eine passive oder aktive Batteriekühlung. Bei passiver Kühlung wird die Ladeleistung nach längeren Fahrten mit hoher Geschwindigkeit reduziert. Neuere E-Fahrzeuge sind häufiger mit aktiver Kühlung durch Wärmepumpen ausgestattet, die sicherstellen, dass die Batterie die ideale Temperatur für den Ladevorgang hat.

Ein weiterer wichtiger Faktor, der die Ladegeschwindigkeit bestimmt, ist das Wetter. EV-Batterien funktionieren am besten zwischen 20 und 30 Grad Celsius. Wenn Sie eine Fahrt beginnen, ist die Batterie noch kalt, selbst im Sommer. Bei kaltem Wetter muss sich die Batterie erst aufwärmen, um richtig geladen zu werden. Bei einigen Modellen und Marken, wie z. B. Tesla, ist bei der Auswahl eines Schnellladegeräts die Vorwärmung aktiviert. Dadurch wird sichergestellt, dass die Batterie vor dem Laden die richtige Temperatur hat, was ein besseres Ladeerlebnis ermöglicht. Beachten Sie jedoch, dass das Vorheizen auch Energie kostet; es spart Zeit, ist aber nicht die nachhaltigste Lösung.

Die beiden folgenden Beispiele verdeutlichen den Unterschied. Gleiches Auto, gleiches Schnellladegerät, aber ein Ladevorgang im Mai und einer im Dezember.

EV-Ladung im Frühjahr: nach Beginn der Sitzung auf 120kW steigt die Geschwindigkeit weiter an und stabilisiert sich
EV-Ladung im Winter: nach Beginn des Ladevorgangs auf 120 kW sinkt die Geschwindigkeit

Der Typ des Ladegeräts - DC vs. AC

Obwohl der Schwerpunkt auf dem Elektroauto und seinen Ladefähigkeiten liegt, wirkt sich auch die Ladestation auf die Ladeleistung aus, die Sie erwarten können. Ihr Elektroauto kann vielleicht mit 150 kW geladen werden, aber wenn Sie es an eine Ladestation anschließen, die bis zu 50 kW leistet, erhalten Sie nur letzteres.

Die Ladegeschwindigkeit hängt vom gewählten Ladegerättyp ab. Es gibt drei verschiedene Arten von Ladegeräten: normale Ladegeräte (AC), Schnellladegeräte (DC) und ultraschnelle Ladegeräte (HPC). Ein AC-Ladegerät lädt ein Elektroauto mit einer geringeren Leistung auf, so dass das Elektroauto nicht so hart arbeiten" muss wie bei einem DC-Ladegerät. Beim Laden an einem Gleichstrom-Ladegerät müssen sich sowohl das Auto als auch das Ladegerät ständig anpassen. Das Auto teilt dem Ladegerät unaufhörlich mit, was es in Bezug auf Spannung und Stromstärke braucht, was oft dazu führt, dass zu Beginn mit hoher Leistung geladen wird, die dann aber schnell abnimmt. Dies geschieht, um die Batterie zu schützen. Ein Wechselstrom-Ladegerät lädt daher viel gleichmäßiger, aber auch mit einer viel geringeren Geschwindigkeit.

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