So schnell laden Elektroautos

Die Ladeleistung gibt an, wie schnell der Akku eines Elektroautos oder Plug-in-Hybrids mit Strom gefüllt wird. Gemessen wird sie in kW (Kilowatt). Genau wie die Motorleistung eines Autos, obwohl die veraltete PS (Pferdestärke) noch immer gebräuchlicher ist (1 kW=1,36 PS). Die Kapazität des Akkus geben die meisten Hersteller in kWh (Kilowattstunde) an. Die gleiche Einheit, mit der Stromanbieter die Energiekosten abrechnen.

Als Elektroautokäufer solltest Du alle Fakten und Faktoren zu Haushaltssteckdose, Wallbox und Co. kennen, die für die Elektromobilität wichtig sind. Denn Ladeleistung und Ladedauer bestimmen maßgeblich, für welchen Einsatzzweck sich das E-Auto eignet.

Von der Ladeleistung zum Akkustand: kW und kWh

Wer die Größe des Akkus im Auto kennt und die Ladeleistung, mit der geladen wird, kann simpel die Ladezeit kalkulieren. Laden mit 100 kW Leistung füllt einen Akku mit 100 kWh Kapazität in einer Stunde vollständig. Theoretisch. In der Praxis wird es schwieriger.

Wie schnell der Strom in den Akku kommt, hängt von zahlreichen Faktoren ab. Die wichtigsten im Überblick:

• Ladeleistung der genutzten Ladesäule
• Ladeleistung des Onboard-Laders im Auto
• Kapazität der Traktionsbatterie
• Füllstand der Batterie im Auto
• Temperatur des Akkus

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Lademöglichkeiten und ihre Ladeleistung

Im Prinzip kann man sagen: Je geringer die Ladeleistung, desto direkter ist das Verhältnis von Ladeleistung zu Ladezeit. Wer einen komplett leeren Akku mit 23 kWh Kapazität an einem Anschluss mit 2,3 kW Ladeleistung lädt, wird nach zehn Stunden einen vollen Akku haben.

Die Haushaltssteckdose: Entscheidend für die maximal erzielbare Ladeleistung ist zuallererst der genutzte Stromanschluss. An einer Haushaltssteckdose fließt der Strom üblicherweise mit maximal 3,6 bis 3,7 kW, oft liest man auch von 2,3 kW. Der Wert ergibt sich aus der Spannung (bei uns 230 Volt) und der Stromstärke (Ampere). Moderne Leitungen sind üblicherweise mit 16 Ampere abgesichert. Multipliziert mit der Spannung ergibt sich dann die maximale Ladeleistung in Watt, also 3.680 W oder 3,68 kW. In der Praxis wird dieser Wert jedoch selten erreicht.

Wichtig dabei: Wer sicher mit voller Leistung laden will, braucht eine separat abgesicherte Leitung, an der keine weiteren Verbraucher hängen. Selbst dann belastet das Elektroauto die Hausleitung über viele Stunden mit voller Leistung. Das kann aufgrund großer Hitzeentwicklung gefährlich werden. Man sollte das heimische Stromnetz von einem Experten durchchecken lassen, wenn man plant, sein E-Auto dort zu laden.

Die Wallbox: Mit sogenannten Wallboxen, also Ladestationen daheim, lässt sich die maximale Leistung steigern. Je nach Hausinstallation können hier drei Phasen zusammengeschaltet werden. So sind Ladeleistungen von rund 11 kW möglich (3 mal 3,68 kW). Die Wandladestation kommuniziert zudem mit dem Elektroauto, sodass die jeweils aktuell mögliche maximale Leistung abgefragt werden kann.

Die Ladestation mit Wechselstrom: Aus unseren Stromleitungen kommt Wechselstrom (AC). Der Akku des Elektroautos (auch: Traktionsbatterie) braucht jedoch Gleichstrom (DC). Ein Großteil der öffentlichen Ladesäulen gibt trotzdem nur Wechselstrom ab. Im Onboard-Lader des Elektroautos wird er dann in Gleichstrom umgewandelt. Die Ladestationen hängen, ähnlich wie die heimische Wallbox, meist an drei Phasen und können also ebenfalls mit 11 kW Leistung laden. Manche schaffen bis zu 22 kW. Allerdings kann es vorkommen, dass sich die maximal an einer Säule verfügbare Ladeleistung auf mehrere Fahrzeuge verteilt.

Die Ladestation mit Gleichstrom: Wirklich schnell wird das Laden erst an einer Gleichstrom-Ladesäule. Hier erfolgt die Umwandlung von Wechselstrom in Gleichstrom schon an der Ladestation. Die Energie kann deutlich zügiger in den Akku fließen. Mindestens 50 kW sind an solchen Ladepunkten möglich. Stationen, wie sie oft an Supermärkten oder Möbelhäusern stehen, schaffen meist auch nicht mehr als das. Es gibt jedoch Ladesäulen, die mit bis zu 150 kW oder sogar mit 250 kW laden. Teslas neueste Generation Supercharger (V3) etwa lädt mit bis zu 250 kW. Schnellladestationen von Ionity, einem Verbund verschiedener Autohersteller (Audi, BMW, Ford, Mercedes, Porsche, VW), laden sogar mit bis zu 350 kW. Allerdings gibt es bislang kein Auto, das diese Ladeleistung aufnehmen kann.

Ladestationen und Ladezeiten im Überblick

Je geringer die Ladeleistung, desto realistischer ist der theoretische Wert. Denn hohe Ladeleistungen vertragen Akkus nur bis zu einem gewissen Füllstand (siehe unten). Hinweis: Es handelt sich um theoretische Werte, die unter optimalen Bedingungen erreichbar sind.

Die Ladeleistung des Elektroautos

Wie beim Stromanschluss gibt es auch bei den Elektroautos große Unterschiede in der Ladeleistung. Sie variiert je nach Modell und ist abhängig davon, welchen Onboard-Lader der Hersteller einbaut. Kann der die Ladeleistung nicht umsetzen, bleibt er der limitierende Faktor. Dabei ist wie bei den Ladesäulen zwischen Gleichstrom und Wechselstrom zu unterscheiden. Üblicherweise vertragen Elektroautos an Wechselstrom nicht mehr als 11 kW. Plug-in-Hybride sind oftmals auf 3,6 bis 3,7 kW limitiert. Der kleinere Akku, so das Kalkül, rechtfertigt nicht den Einbau eines teuren Ladegeräts mit hoher Leistung. Schnell laden an Gleichstrom können die wenigsten PHEVs.

Dort sind deutlich höhere Ladeleistungen möglich. Doch die Unterschiede zwischen den Modellen bleiben groß. Am unteren Ende stehen Modelle wie der Nissan Leaf, der mit maximal 50 kW lädt, oder der Hyundai Ioniq Elektro mit höchstens 45 kW Ladeleistung. Kleinwagen wie der Opel Corsa-e und der Peugeot e-208 laden mit bis zu 100 kW. Ein Audi e-Tron schafft 150 kW. Der Porsche Taycan tankt Strom mit bis zu 270 kW. Ähnlich flott ist sonst nur Tesla. Das Model 3 schafft mittlerweile 250 kW.

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Elektroautos und ihre (maximale) Ladeleistung, Beispiele

Je leistungsstärker die Ladetechnik ist, desto teurer wird es. Deshalb ergibt es gerade bei günstigeren Elektroautos mit geringen Reichweiten Sinn, schwächere Onboard-Lader einzubauen. Kleinere Akkus füllen sich schneller als große, geringe Ladeleistungen lassen sich also leichter verschmerzen.

Zudem stressen hohe Ladegeschwindigkeiten die Akkuzellen mehr als niedrige. Deshalb empfiehlt sich selbst bei Autos mit hoher Ladeleistung, diese nur auszunutzen, wenn es nötig ist. Und komplett voll laden sollte man am Schnelllader nach Möglichkeit nie. Das strapaziert den Akku nicht nur über Gebühr, es ist auch nicht zeiteffizient. Weil die Ladegeschwindigkeiten in Richtung 100 % Akkustand so massiv abnehmen.

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Der Akkustand als limitierender Faktor

Deshalb geben die meisten Elektroautobauer die Schnellladedauer meist nur bis zu einem Füllstand von 80 Prozent an. Ab 80 Prozent Akkustand fällt die mögliche Ladeleistung üblicherweise rapide ab. Die technische Begrenzung schont den Akku, dessen Zellen sonst über Gebühr belastet würden. Die Akkulebensdauer würde sinken.

Kein Elektroauto schafft die maximal mögliche Ladeleistung also über den gesamten Ladevorgang. Viele erreichen sie nur sehr kurz. Einige Beispiele:

Tesla Model 3: Das Model 3 schafft an der jüngsten Generation von Tesla Superchargern maximal 250 kW. Ein Blick auf die Ladekurve zeigt jedoch: Die maximale Leistung liegt nur sehr kurz und bei sehr geringem Ladestand des Akkus an. Nach einer Untersuchung der Beratungsfirma P3 Automotive wird die Spitze bei 5 Prozent Ladestand erreicht, schon bei 20 Prozent sind es nur noch etwas mehr als 200 kW, bei der Hälfte um die 125 kW, bei 80 Prozent sind es noch 50 kW.

Porsche Taycan: Der Taycan erreicht bei etwa 5 Prozent Akkustand ebenfalls 250 kW Leistung, kann sie jedoch bis 45 Prozent auf 270 kW steigern. Danach fällt sie stetig, bis bei 80 Prozent weniger als 150 kW anliegen.

Audi e-Tron: Der e-Tron lädt mit maximal 150 kW deutlich langsamer als Porsche oder Tesla, hält die Leistung allerdings zwischen 10 Prozent Akkustand und knapp 80 Prozent fast konstant. Erst danach sinkt die Ladeleistung schnell ab.

P3 Automotive hat basierend auf den Ladekurven die durchschnittliche Ladeleistung zwischen 20 und 80 Prozent Akkustand ermittelt. Für die Experten ist dieses „Ladefenster“ in der Praxis relevant, weil Elektroauto-Fahrer ihren Akku selten leerer fahren würden, um ein Liegenbleiben zu vermeiden. Ab 80 Prozent wird, wie erwähnt, ohnehin gedrosselt. In diesem „idealen Ladebereich“ erreicht der Taycan eine durchschnittliche Ladeleistung von 223 kW, das Model 3 von Tesla schafft nur 128 kW, der Audi e-Tron erreicht 149 kW – also fast die maximale Ladeleistung.

Ladeleistung und Umweltfaktoren

Wer nun erwartet, mit seinem Porsche Taycan stets mit durchschnittlich 223 kW zu laden, irrt. Vermutlich ziemlich oft. Denn Umweltfaktoren beeinflussen die maximal erreichbare Ladegeschwindigkeit ebenfalls. Einer der wichtigsten ist die Temperatur. Die Chemie in den Akkuzellen reagiert empfindlich auf Kälte und Wärme. Fahrer von Elektroautos wissen das. Vor allem im Winter sinkt die maximal mögliche Reichweite zum Teil drastisch.

Ein Akku mag warme Temperaturen, jedoch nicht zu warme. Zwischen etwa 20 und 30 Grad Celsius funktioniert die Chemie am besten. In diesem Fenster lassen sich nicht nur die größten Reichweiten, sondern auch die höchsten Ladeleistungen erzielen. Autohersteller versuchen daher, mit einem speziellen Temperaturmanagement für das optimale Klima zu sorgen – sowohl beim Fahren als auch beim Laden. Wie gut das gelingt, hat direkten Einfluss auf die Ladedauer.

Allerdings spielt nicht nur die Außentemperatur eine Rolle. Wie man das Elektroauto fährt, hat ebenfalls einen großen Einfluss auf die Systemtemperaturen. Wer schnell fährt, ständig stark beschleunigt und hart bremst, strapaziert das System. Kommt das Auto „heiß“ gefahren an die Ladesäule, fällt die Ladeleistung zunächst gering aus. Steht es nachts bei Minustemperaturen auf der Straße und wird dann geladen, passiert das Gleiche. In beiden Fällen kann ein gutes Temperaturmanagement die Ladeleistung optimieren. Allerdings muss dafür Energie aufgewendet werden. Die kommt in dem Fall aus der Ladestation. Das kann wiederum die Ladedauer in geringem Maß verlängern und die Kosten erhöhen.

Renault Zoe

Der Zoe stromert schon länger über die Straßen. Das Angebot an Gebrauchtwagen ist dementsprechend groß.

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Fazit: Mit hoher Ladeleistung schnell ans Ziel?

Es gibt viele Faktoren, die auf die Ladedauer eines Elektroautos Einfluss haben. Klar ist: Wer plant, mit dem Elektroauto öfter weite Strecken zu fahren, darf nicht nur auf die Reichweite schauen. Die Ladeleistung spielt eine mindestens genauso große Rolle. Denn jede beim Ladestopp gesparte Minute bringt einen früher ans Ziel.

Allerdings nützt die höchste Ladeleistung nur wenig, wenn das Elektroauto den Akku genauso schnell wieder leer saugt. Einige Hersteller haben das erkannt und geben neben der Ladedauer bis 80 Prozent auch eine Ladedauer für eine bestimmte Reichweite an. Tesla etwa macht das beim Model 3 und verspricht 120 Kilometer Reichweite in fünf Minuten. VW macht das beim ID.3 und nennt für 100 Kilometer eine Ladezeit von 7 Minuten bzw. 350 Kilometer innerhalb einer halben Stunde.

Für den Nutzer ist das eine sinnvolle Angabe. Schließlich steht er vor der Frage: Wie viel muss ich nachladen, um an mein Ziel oder die nächste Ladesäule zu kommen? Und wie lange dauert das? P3 Automotive hat dafür einen Index erfunden. Die Berater gehen davon aus, dass es wünschenswert wäre, wenn in 20 Minuten etwa 300 Kilometer nachgeladen werden können. Schafft ein Auto das, bekommt es den Indexwert 1.

Aktuell kommt allerdings kein am Markt befindliches E-Auto auf diesen Wert. Am nächsten dran ist der Porsche Taycan mit 0,72. Dann folgen VW ID.3 mit 0,70 und Tesla Model 3 mit 0,66. Die Reihenfolge gilt nur für diesen speziellen Anwendungsfall. Sind Deine Bedürfnisse andere, brauchst Du vermutlich einen anderen Index.