Ladegeschwindigkeit bei Elektroautos – Davon hängt das Ladetempo wirklich ab

In fünf Minuten einen E-Auto-Akku aufladen? Einige Hersteller fantasieren von besonders fixer Ladegeschwindigkeit. Doch der Akku ist nur ein Problem. Worauf es wirklich ankommt.

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. Dabei liegt es nicht immer an besetzten Ladesäulen oder zu großen Akkus im Auto. Die Ladegeschwindigkeit hängt von mehreren Faktoren ab. 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 voll.

Aus dem Hausanschluss kommen nur zwischen 2,3 kW und 3,6 kW. Dieser Wert errechnet sich aus der Spannung (230 Volt) und der Stromstärke (Ampere). Schnellladestationen bieten Ladeleistungen zwischen 50 kW und aktuell bis zu 350 kW. Öffentliche Wechselstrom-Ladestationen in Städten und Kommunen bieten meist bis zu 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.

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

E-Fahrzeuge besitzen ein integriertes Ladegerät mit Stromwandler, das von der Ladeelektronik gesteuert wird. Denn aus den Haushaltsstromleitungen fließt Wechselstrom (AC), der Akku speichert jedoch nur Gleichstrom (DC). Darüber hinaus setzt der On-Board-Lader bei der möglichen Ladeleistung Grenzen. Kann das E-Auto nur mit maximal 11 kW AC (Wechselstrom) laden, dann lädt die Batterie selbst an einer Wallbox mit 22 kW nur mit 11 kW. Ebenfalls wird die Batterie eines E-Autos mit einem integrierten On-Board-Lader mit 125 kW DC (Gleichstrom) an einer Schnell-Ladestation mit 50 kW auch nur mit maximal 50 kW laden. Andersherum bringt es nichts, an eine 350-kW-Säule zu fahren, wenn das Auto nur mit 50 kW laden kann. 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 teure E-Autos können mit bis zu 250 kW laden. Beispiele: Der Hyundai Kona Electric kann DC bis 70 kW laden, AC bis 11 kW, der VW ID3 bis zu 125 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, nicht 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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