Leistung und Aufladezeit: Wie lassen sich unangenehme Überraschungen vermeiden?

Ein paar Grundkenntnisse

Was ist der Unterschied zwischen kW und kWh?

Diese Verwechslung ist weit verbreitet, aber leicht zu beheben. Um die Dinge auf das Extremste zu vereinfachen, nehmen wir den Vergleich mit der Badewanne:

• Der Durchfluss des Leitungswassers entspricht der momentanen Leistung der Ladesäule in kW.
  –> Beispiel: Eine dreiphasige11 kW Wechselstrom-Ladestation.
  
  
• Die Badewanne entspricht der Kapazität der Batterie in kWh. Die Wassermenge, die in die Badewanne geleitet wird, entspricht der Energiemenge, die dem Elektrofahrzeug in kWh zugeführt wird.
  –> Beispiel: Wenn ich mein Fahrzeug eine Stunde lang an eine 11-kW-Wechselstrom-Ladestation anschließe, habe ich theoretisch 11 kWh zurückgewonnen.
  
  

Also: kw misst die momentane Leistung der Ladesäule, während kwh die von der Ladesäule verbrauchte bzw. an das Fahrzeug abgegebene Energie misst. 

Was ist der Unterschied zwischen AC- und DC-Ladung?

Wechselstrom-Ladung (AC)

Wechselstrom ist der Strom, der durch das elektrische Netz fließt. Die Batterie eines Elektrofahrzeugs kann Elektrizität nur in Form von Gleichstrom (DC) speichern.  

Ein AC/DC-Konverter unter der Motorhaube des Fahrzeugs wandelt den Wechselstrom in Gleichstrom um, bevor er in der Batterie gespeichert wird. Gerade diese Umwandlung erfordert zusätzliche Aufladezeit. Wechselstrom-Ladestationen bieten im Allgemeinen normales bis beschleunigtes Laden (bis zu 22 kW), können aber manchmal bis zu 43 kW betragen.

Gleichstrom-Ladung (DC)

Ladesäulen mit Gleichstrom bieten eine schnelle bis ultraschnelle Aufladung (bis zu 350 kW). Hier ist die Ladestation direkt mit einem leistungsstarken AC/DC-Konverter ausgestattet, so dass eine Gleichstromversorgung möglich ist und die Fahrzeugbatterie sofort geladen werden kann.

Kennen Sie die technischen Eigenschaften Ihres Elektroautos?

Frischgebackenen E-Autofahrern erschließt sich eine neue Welt: das Aufladen. Es ist unerlässlich, die technischen Eigenschaften Ihres Fahrzeugs zu kennen, um dessen Aufladung zu beherrschen. Beim Kauf in einem Autohaus ist es sehr selten, dass der Fahrer für die Handhabe dieser neuen Themen geschult wird. Dies führt bei neuen E-Auto-Fans oft zu Unverständnis und Frustration. 

Es gibt mindestens 4 Dinge, die Sie wissen müssen, um zu verstehen, wie Sie Ihr Elektrofahrzeug aufladen können: 

1. Die Kapazität der Batterie

Dies ist die in kWh ausgedrückte Energiemenge, die die Batterie beim Aufladen speichern und dem Motor zuführen kann. Sie variiert zwischen 15 und 200 kWh. Zu beachten ist, dass die Aufladezeit an einer bestimmten Ladesäule umso länger ist, je größer die Kapazität der Batterie ist. 

2. Der Typ des internen Ladegeräts 

Es ist wichtig, die Eigenschaften des internen Ladegeräts (einphasig oder dreiphasig) im Fahrzeug zu kennen, da es die vom Fahrzeug tolerierte Ladeleistung bei AC und DC bestimmt.

Bei Wechselstrom variiert die tolerierte Leistung im Allgemeinen zwischen 3 und 22 kW.  Bei Gleichstrom kann sie heute bis zu 270 kW erreichen. 

Vereinfacht ausgedrückt: Bei einer Ladesäule, die mehr kW abgibt, als das Fahrzeug bewältigen kann, wird die Ladegeschwindigkeit an das Fahrzeug angepasst und begrenzt. 

Nehmen wir zwei theoretische Beispiele:

• Sarah fährt in einem Tesla-Modell 3 und schließt dieses an einer dreiphasigen 22 kw Wechselstrom-Ladesäule an. Nach einer Stunde erwartet sie, dass sie 22 kWh geladen hat, stellt aber fest, dass es nur 11 kWh sind.
  
  Sarahs erster Gedanke ist, der Ladesäule die Schuld dafür zu geben, die mehr Leistung angibt als sie in Wirklichkeit liefert. Das Problem ist hier jedoch nicht die Infrastruktur, sondern das Fahrzeug. Sarah ist sich nicht bewusst, dass der TM3 nur maximal 11 kW Wechselstrom (AC) akzeptiert. 
  
  

• Paul fährt einen Renault Zoé R110 (neueste Version). Er schließt sein E-Auto an die gleiche Ladesäule wie Sarah an und lädt in einer Stunde 22 kWh. 
  
  Hier kann Pauls Zoé die maximale Leistung aus der Ladesäule aufnehmen und lädt schneller, da sein internes Ladegerät 22 kW Wechselstrom akzeptiert.
  
  

Ermitteln Sie ganz einfach die für Ihr Fahrzeug je nach Ladestation erforderliche Aufladezeit mit dem kostenlos auf Automobile Propre erhältlichen Aufladezeitsimulator (aus dem Französischen mit Google Translate übersetzt).

3. An das Fahrzeug angepasste Ladekabel 

Ist das zum Aufladen verwendete Kabel (bei Ladestationen über 22 kW muss ein Kabel an der Säule befestigt werden) nicht passend, kann die Leistung auch gedrosselt werden. 

Es ist daher wichtig, dass Sie sich mit  Ladekabeln ausstatten, die an Ihr E-Auto und die bevorzugte Ladeart angepasst sind.

4. Temperatur und Batteriestand 

Zusätzliche Faktoren (dies sind die letzten, versprochen! 😅) beeinflussen die Energiemenge, die von einer Ladestation zu einem Zeitpunkt T abgegeben wird. Ein Batteriesteuerungssystem (Battery Management System oder BMS) kommuniziert mit der Ladestation und passt die Leistung entsprechend dem Ladezustand und der Temperatur der Batterie an. 

Solange die optimalen Bedingungen nicht erfüllt sind, wird die von der Ladestation gelieferte und vom Fahrzeug tolerierte maximale Leistung nicht erreicht. 

Zu beachten: 

• Beträgt der Batteriestand vor dem Wiederaufladen weniger als 10%, wird die Ladeleistung begrenzt. 
• Ab durchschnittlich 80% wird die Zeit bis zum Erreichen von 100% mindestens genau so lange dauern wie von 20% auf 80%. In der Regel ist es nicht ratsam, Ihr Fahrzeug zu 100% aufzuladen, außer vor einer langen Fahrt.
• Die ideale Batterietemperatur liegt zwischen 20 und 25 Grad Celsius. Aus diesem Grund wird die Ladung an heißen oder kalten Tagen länger dauern. 
  
  
  
  

Zusammenfassung

Bevor Sie sich ein E-Auto kaufen, sollten Sie mindestens über folgende Punkte informiert sein: über

• die von Ihrem E-Auto bei AC- und DC-Ladung tolerierte Leistung, ausgedrückt in kW,
• die Batteriekapazität, ausgedrückt in kWh,
• zusätzliche Faktoren, die das Laden beeinflussen können, wie z.B. die Temperatur innerhalb und außerhalb des Fahrzeugs, die Art des verwendeten Kabels oder der Ladezustand der Batterie.

Sobald Sie mit den Eigenschaften Ihres Elektrofahrzeugs und den Grundlagen des Ladevorgangs vertraut sind, können Sie die Ladestationen auswählen, die am besten zu Ihrem Fahrzeug passen. So können Sie die Ladezeit optimieren und unangenehme Überraschungen auf der Rechnung vermeiden. 

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