Ladegeschwindigkeit beim Elektroauto: Davon hängt sie ab

Wie hoch die Ladegeschwindigkeit eines Elektroautos ist, hängt von vielen Faktoren ab. Neben Akkugröße und Ladestation kommt es auch auf den Onboard-Lader an. Alles, was Du über die Ladegeschwindigkeit wissen musst, steht hier.

Fabian Hoberg
Fabian Hoberg
Zu sehen ist ein Elektroauto an einer Ladestation
Elektroautos werden über ein Stromkabel mit der Ladesäule verbunden. Geladen wird mit Wechsel- oder Gleichstrom. In Deutschland gibt es rund 25.500 Ladesäulen (Stand Q4 2021) [Bildquelle: Fabian Hoberg]

Eine hohe Reichweite erfordert einen großen Akku und damit lange Ladezeiten. Wer mit dem Elektroauto oder Plug-in-Hybrid unterwegs ist, scheut wenn möglich ein Zwischenladen. Zu nervig, zu zeitintensiv, zu teuer. Das liegt nicht immer an besetzten Ladesäulen oder zu großen Akkus im Auto. Die Ladegeschwindigkeit hängt von mehreren Faktoren ab. Lädt die Ladesäule mit Gleichstrom oder mit Wechselstrom? Hat die Batterie die richtige Temperatur? Und: Welche Ladeleistung schafft das E-Auto selbst eigentlich? Wir geben einen Überblick.

Akkukapazität / Akkugröße

Es ist wie bei einem Auto mit Verbrennungsmotor, nur viel deutlicher: Je größer der Tank, desto mehr Liter Kraftstoff passen hinein. Desto länger dauert der Tankvorgang. Beim E-Auto lautet die Gleichung: Je größer der Akku, je höher seine Speicherkapazität. Desto länger benötigt er (bei gleicher Ladeleistung und gleicher Ladegeschwindigkeit), um vollständig geladen zu werden. Die Kapazität des Akkus wird in kWh (Kilowattstunde) angegeben.

Ein VW ID.3 mit der kleinen Batterie „pur“ und 55 kWh Bruttokapazität benötigt daher weniger Zeit zum Laden als der VW ID.3 mit der großen Batterie „Pro S“ und 82 kWh Bruttokapazität. An einer Wallbox mit 11 kW sind es rechnerisch 2,5 Stunden mehr bis zur vollen Ladung. Viele Hersteller empfehlen allerdings, den Akku nur bis zu 80 Prozent zu laden. Ein Grund: Darüber nimmt die Ladegeschwindigkeit deutlich ab.

Ladeleistung

Flüssiger Kraftstoff fließt an deutschen Tankstellen durch genormte Zapfpistolen. Die Tankleistung liegt daher in der Regel auf einem ähnlichen Niveau. Elektrofahrzeuge laden hingegen sehr unterschiedlich. Dabei spielt die Ladeleistung in Kilowatt (kW) eine ganz entscheidende Rolle. Allgemein gilt: Je größer die Ladeleistung der Ladestation (Stecker, Wallbox oder Schnelllader) und des Autos, desto schneller lädt die Batterie.

Grundsätzlich gilt: An Ladestationen mit Gleichstrom lädt man schneller. Deshalb nennt man sie auch Schnellladesäulen. Aus dem Hausanschluss und vielen Ladestationen kommt jedoch Wechselstrom. Der fließt per se langsamer. Zwischen 2,3 kW und 3,6 kW liegt die Leistung an der Haushaltssteckdose nur. Dieser Wert errechnet sich aus der Spannung (230 Volt) und der Stromstärke (Ampere).

Schnellladestationen bieten Ladeleistungen zwischen 50 kW und 350 kW. Öffentliche Wechselstrom-Ladestationen in Städten und Kommunen bieten meist 11 kW oder 22 kW. Eine Wallbox für zu Hause schafft meist 7,2 oder 11 bzw. maximal 22 kW. Auch das ist nur ein theoretischer Wert: Lädt parallel ein zweites Fahrzeug, kann sich je nach Ladestation die Ladeleistung auf die Hälfte reduzieren. Auch können Netzbetreiber zu bestimmten Zeiten die Leistung einer Ladestation drosseln, etwa am frühen Abend oder in den Morgenstunden.

Übliche Ladegeschwindigkeiten im Überblick: 

AnschlusstypLadegeschwindigkeitStromart
Haushaltssteckdose2,3 kW bis 3,6 kWWechselstrom (AC)
Wallbox3,6 kW bis 22 kWWechselstrom (AC)
Öffentliche Ladestation11 kW bis 22 kWWechselstrom (AC)
Öffentliche Schnelladesäule50 kW bis 350 kWGleichstrom (DC)
Zu sehen ist ein E-Auto, das an einer Ladesäule lädt
Die Speicherkapazität der Lithium-Batterie bestimmt die Ladung: Je größer der Akku, desto länger benötigt er um vollständig aufgeladen zu werden [Bildquelle: Fabian Hoberg]

On-Board-Lader und Ladegeschwindigkeit

Genauso wichtig wie die Ladestation ist der sogenannte Onboard-Lader eines Elektroautos. Er bestimmt, wie hoch die tatsächlich erreichbare Ladegeschwindigkeit eines Elektroautos ist. Auch hier muss man wieder zwischen Wechselstrom (AC) und Gleichstrom (DC) unterscheiden.  

Da der Akku eines E-Autos Gleichstrom speichert, das deutsche Stromnetz jedoch mit Wechselstrom betrieben wird, braucht ein Elektroauto ein integriertes Ladegerät mit Stromwandler. Das wird von der Ladeelektronik gesteuert und wandelt Wechselstrom in Gleichstrom um. Darüber hinaus setzt der On-Board-Lader bei der möglichen Ladeleistung Grenzen. Die Autohersteller gehen hier unterschiedliche Wege, von rund 3,6 kW bis zu 22 kW reichen die möglichen AC-Ladeleistungen.

Entscheidend sind hier auch wieder Spannung und Stromstärke. Außerdem muss man berücksichtigen, über wie viele Phasen ein Onboard-Lader laden kann. Für die Berechnung der maximal möglichen Ladeleistung gilt folgende Formel:

Spannung (Volt) x Stromstärke (Ampere) x Anzahl der Phasen

Manche Autohersteller spendieren ihren AC-Onboard-Ladern drei Phasen und 32 Ampere Stromstärke. Andere sparen Aufwand und Kosten für ein leistungsfähiges Ladegerät und setzen auf eine Phase mit nur 16 Ampere. Daraus ergeben sich folgende gängige Angaben in den Datenblättern der Elektroautos:

  • 16 Ampere, einphasig: max. 3,7 kW
  • 16 Ampere, dreiphasig: max. 11 kW
  • 32 Ampere, einphasig: max. 7,4 kW
  • 32 Ampere, dreiphasig: max. 22 kW

Bei manchem Hersteller findet man auch eine Angabe von 6,6 kW fürs Wechselstromladen, dabei handelt es sich ebenfalls um einphasiges Laden mit 32 Ampere. Wichtig in diesem Zusammenhang: Um die jeweilige maximale Ladeleistung zu erreichen, muss die Ladestation ebenfalls entsprechend ausgerüstet sein. Anders ausgedrückt: An einer gängigen innerstädtischen Ladesäule mit 11 kW Ladeleistung laden nur E-Autos mit 11 kW, die dreiphasig laden können. Beherrscht der Onboard-Lader nur einphasiges Laden, dafür aber mit 32 Ampere Stromstärke, sind an einer 11-kW-Säule maximal 3,7 kW realisierbar. Umgekehrt gilt das natürlich genauso: Ein E-Auto, das dreiphasig mit 16 Ampere laden kann, erreicht an einer 22-kW-Säule trotzdem nur 11 kW. Die maximale Ladeleistung und damit die Ladegeschwindigkeit hängt immer vom schwächsten Glied der Kette ab.

Schneller laden mit Gleichstrom

Laden mit Gleichstrom (DC) funktioniert schneller, denn die Umwandlung von Wechsel- in Gleichstrom passiert schon in der Gleichstrom-Ladesäule. Mindestens 50 kW DC fließen üblicherweise aus den Leitungen, bei Super-Schnellladern wie einigen Ionity-Säulen sind es bis zu 350 kW. Allerdings sind die meisten Fahrzeuge bei der Aufnahme der Ladeleistung begrenzt. Oft schaffen handelsübliche Kleinwagen in der Spitze 50 kW oder 100 kW, beim Dacia Spring sind es 30 kW. Nur sehr wenige E-Autos können mit bis zu 250 kW laden. Beispiele: Der Hyundai Kona Elektro kann DC bis 70 kW laden, AC bis 11 kW, der VW ID.3 bis zu 135 kW DC und 11 kW AC.

Ladekurve und Ladegeschwindigkeit

Nicht jedes Auto lädt beim Einstecken sofort mit voller Leistung. In der Regel verfolgen die Hersteller eine Ladestrategie, die sogenannte „Ladekurve“. Damit die Batterie möglichst lange hält und nicht „gestresst“ wird, muss sie langsam auf hohe Ladeleistungen vorbereitet werden. Dieses „Vorkonditionieren“ passiert bei einigen Modellen intelligent während der Fahrt, bei der das Navi die nächste Ladesäule ausgesucht hat. Der Regelfall: Die Ladeelektronik lädt zunächst mit langsamer Ladeschwindigkeit, erreicht dann im mittleren Bereich ihre Spitze und senkt zum Ende des Ladevorgangs wieder die Leistung. Jedes Auto setzt dabei auf eine spezifische Ladekurve. Sie bestimmt letztlich die durchschnittliche Ladegeschwindigkeit, die wichtiger ist als die maximal mögliche Leistung. Wird die nur kurz erreicht, hilft ein hoher Wert nicht viel.

Zu sehen ist der Stromanschluss eines Elektroautos
Laut Angaben des Herstellers dauert das Aufladen des Hyundai Kona von 10 auf 80 Prozent an einer Gleichstrom-Schnellladesäule nur etwa 47 Minuten [Bildquelle: Fabian Hoberg]

Temperatur

Von Smartphones wissen wir: Ist es draußen sehr kalt, geht der Akku schneller in die Knie. Bei E-Autos ist es ähnlich. Nicht nur, dass die maximale Reichweite drastisch sinkt. Das Laden dauert ebenfalls länger. So kann es passieren, dass im Winter an einer Schnellladesäule mit 150 kW der Strom mit nur 89 kW in die Batterie fließt. Beim Laden berücksichtigt die Elektronik des Batteriemanagement-Systems die Temperatur der Batterie: Zu schnelles Laden gerade in der Ladeschluss-Phase würde die Batterie stark erhitzen und schädigen. Ein Grund, warum die Elektronik meist ab 80 Prozent Ladekapazität die Ladeleistung deutlich drosselt. Viele Hersteller empfehlen sogar, die Batterie im Regelfall nur bis 80 Prozent zu laden. Liegt die Temperatur nicht im optimalen Fenster, ist es also zu kalt (Winter) oder zu heiß (Sommer), regelt die Elektronik die Ladeleistung herunter. Das schont die Batterie. Zwischen etwa 20 und 30 Grad Celsius funktioniert die Chemie in den Batteriezellen am besten.

Alter der Batterie

Auch das kennt man von Smartphones: Je älter das Handy, umso häufiger muss man es aufladen. Akkus altern mit der Zeit. Bei Elektrofahrzeugen verliert die Batterie mit der Zeit genauso Kapazität, also ihre Speicherfähigkeit. Das senkt vor allem die Reichweite. Aber auch das Laden kann länger dauern, weil sich durch die Alterung der Innenwiderstand der Batterie erhöhen kann. Das reduziert die Ladeleistung. Den Gesundheitszustand eines E-Auto-Akkus gibt der Wert „State of Health“ (SoH) an. Experten erwarten, dass er künftig bei gebrauchten Elektroautos ein wichtiges Verkaufsargument sein wird.

Zu sehen ist Fabian Hoberg

Fazit:

Beim Laden von Elektroautos oder Plug-in-Hybriden gibt es nicht die eine Ursache für schnelles oder langsames Laden. Vielmehr spielen viele Faktoren eine Rolle. Nur wer die berücksichtigt, wird seine Batterie wieder schnell und sicher füllen.

Fabian Hoberg

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