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Elektromobilität

Wonach richtet sich die Ladezeit einer E-Auto-Batterie?

von Dirk Kunde

Was entscheidet darüber, wie schnell eine Batterie lädt?
Einflussfaktoren: Unterschiedliche Parameter bestimmen darüber, wie schnell eine Batterie wieder aufgeladen ist. Foto: aio

Das erfahren Sie gleich:

  • Was eine E-Auto-Batterie mit einem Kinosaal gemeinsam hat
  • Wie sich die Ladezeit berechnen lässt
  • Welche Faktoren die Ladezeit maßgeblich beeinflussen

Wie lange dauert es, bis die E-Auto-Batterie geladen ist? Und welche Faktoren sind zu beachten? aio beantwortet die wichtigsten Fragen zu E-Auto-Ladezeiten.

Was eine E-Auto-Batterie mit einem Kinosaal gemeinsam hat

Die Ladedauer für eine Batterie im E-Auto wird von diversen Faktoren bestimmt – sie lädt aber grundsätzlich nach dem Prinzip: Je leerer die Batterie, desto schneller lädt sie wieder auf.

Im Laufe des Ladevorgangs verringert sich allerdings die Aufnahmeleistung. Diesen Effekt verdeutlicht eine Analogie mit einem großen Kino:

  • Strömen Menschen in einen leeren Kinosaal mit 800 Plätzen, sind bei freier Platzwahl die ersten vierhundert Sitze schnell besetzt
  • Bis die nächsten 200 Plätze gefüllt sind, dauert es schon deutlich länger
  • Die letzten 200 Sitzplätze zu besetzen, dauert am längsten – Leute müssen zusammenrücken oder aufstehen, um anderen Platz zu machen

Wie sich die Ladezeit berechnen lässt

Aufgrund des Kinosaal-Phänomens lässt sich die Ladezeit auch nur bis etwa 80 Prozent der Batteriekapazität verlässlich berechnen. Die entsprechende Formel lautet:

Ladezeit (in h) = Batteriekapazität (in kWh) / Ladeleistung (in kW)

  • Ein Renault Zoe etwa, mit einer Batteriekapazität von 22 kWh, wird an einer Haushaltssteckdose geladen (2,3 kW): 22 kWh / 2,3 kW = 9,56 h. Daraus ergibt sich eine Ladezeit von 9 Stunden und 33 Minuten.
  • Ein Tesla Model X 100D mit einer Batteriekapazität von 100 kWh wird an einem Supercharger mit einer Ladeleistung vom 120 kW geladen: 100 kWh / 120 kW = 0,83 h. Daraus ergibt sich eine Ladezeit von ungefähr 50 Minuten.

Diese Rechnung geht aber, wie oben erwähnt, nur bei bis zu 80 Prozent der Batteriekapazität auf.

Welche drei Faktoren die Ladezeit maßgeblich beeinflussen

1. Die Ladeleistung des Elektroautos

Auch die Ladeleistung des E-Autos selbst bestimmt die Ladezeit. Denn egal, wie stark der Strom ist, der ins Auto fließt, nicht jedes Modell kann diese Menge auch wirklich aufnehmen.

  • So lädt ein VW e-up mit maximal 3,7 kW Leistung
  • Ein neuer Renault Zoe lädt mit bis zu 22 kW
  • Der Nissan Leaf lädt mit maximal 50 kW
  • Ein Hyundai Ioniq mit bis zu 70 kW
  • Das Tesla Model X schafft sogar bis zu 120 kW

2. Äußere Umstände

Äußere Faktoren spielen ebenfalls eine Rolle bei den Ladezeiten von E-Autobatterien. Die Batterie mag es lieber angenehm warm. Mit mittleren Temperaturen (15 bis 25 Grad Celsius) kommt der Akku deshalb am besten zurecht.

Im Winter kann der Ladevorgang hingegen länger dauern, weil der Innenwiderstand der Batterie zunimmt. Die Viskosität (Zähflüssigkeit) der Elektrolyte in den Lithium-Zellen nimmt zu, was das Ladetempo drosselt.

Ganz unabhängig von der Jahreszeit erwärmen sich Ladekabel und Batterie während des Ladevorgangs. Eine entsprechende Kühlung beider Teile sorgt für gleichbleibend hohe Aufnahmeleistung.

3. Der Stromanschluss

Die entscheidendste Rolle – wie bereits die Berechnung der Ladezeit gezeigt hat – spielt hingegen die Art des Stromanschlusses. Je höher die Ladeleistung (Watt bzw. Kilowatt), umso schneller lädt die Batterie. Die Ladeleistung bestimmt sich dabei nach der Formel: Watt = Volt x Ampere.

Laden an der Haushaltssteckdose

An der Steckdose zuhause fließt Wechselstrom (AC / DC) mit einer Leistung von 2,3 kW. Für eine Batterie ist der Strom ungeeignet, da hier die Polung 50 Mal pro Sekunde wechselt (Frequenz von 50 Hertz).

E-Autos und Plug-in-Hybride verfügen zwar über einen Gleichrichter, der aus Wechselstrom beim Aufladen Gleichstrom macht. Die Leistungsfähigkeit des Richters ist aber ein Nadelöhr, das die Ladezeit beeinflussen kann.

Ein zusätzliches Manko im Haushalts-Stromkreis ist der sehr niedrige einphasige Strom: Denn Elektriker sind angehalten, die einzelnen Stromkreise wie beispielsweise „Küche & Bad“ oder „Wohnzimmer & Flur“ im heimischen Sicherungskasten gleichmäßig auf die drei Phasen zu verteilen.

Laden an der Schnellladesäule

Zum Vergleich: An Schnellladesäulen ist die Ladeleistung dabei im höchsten. Diese liegt meist zwischen 50 und 135 kW.

Außerdem laden die Stationen mit Gleichstrom (DC) – also festen Polen, wie auch bei der Batterie selbst. Diesen Strom muss die E-Autobatterie nicht erst umwandeln – und lässt sich somit schneller einspeisen.

Warum eine Wallbox die bessere Lösung ist

Mit einer speziellen Wallbox in der Garage lässt sich aber auch zuhause schneller und effizienter laden. Statt aus einer einphasigen Leitung fließt der Strom dann aus einer dreiphasigen.

Außerdem bieten diese Boxen zusätzliche Sicherheit, denn sie kommunizieren mit dem Auto und schalten bei Netzüberlastung automatisch ab. Zusätzlich lässt sich hier mit einer Photovoltaik-Anlage auf dem Dach arbeiten, die den Strom fürs E-Auto noch grüner macht.

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