Laden von E-Autos

Laden von E-Autos: Eine Phase ist zu langsam

Beim Laden von E-Autos geht es nicht darum, welche Ladeleistung die Wallbox vollbringt. Wenn das Auto nur einphasig lädt, dauert es trotzdem lange.

Eine Achillesferse beim Umstieg auf ein E-Auto ist die Ladezeit. Wenn ein moderner Stromer mit großem Akku an der Haushaltssteckdose mehr als 24 Stunden braucht, dann kann das die Mobilität durchaus behindern. Zudem nervt es. Aber auch mit einer Wallbox kann das Laden von E-Autos übermäßig lange dauern – dann nämlich, wenn der Bordlader nur einphasig ausgelegt ist. Da einige Modelle ausschließlich mit einem solchen Bordlader ausgestattet sind, ist Vorsicht beim Kauf angebracht.

Einphasig Laden heißt, dass das E-Auto nur an einen der drei unter Spannung stehenden Stränge des dicken Stromkabels angeschlossen wird, das hierzulande in jeden Haushalt und an jede AC-Ladesäule führt. Dadurch nutzt es auch nur ein Drittel der maximalen Leistung – statt rund 22 Kilowatt (kW) saugt es also nur etwas mehr als 7 in seinen Akku. Und das auch nur theoretisch, denn viele einphasigen E-Autos beschränken sich selbst auf 6,6 kW. Aber auch diese Leistung fließt in Deutschland nicht wirklich: Denn hierzulande ist die Stromabgabe einer einzelnen Phase aus technischen und rechtlichen Gründen auf 230 Volt/20 Ampere gedrosselt, also auf 4,6 kW. Das ist nur rund ein Fünftel des theoretisch möglichen Werts, den etwa ein an alle drei Phasen angeschlossener E-Herd aus dem Netz zieht. Hintergrund ist die in Deutschland geltende Schieflastverordnung. Sie soll die übermäßige Belastung einzelner Stromphasen verhindern, die im Extremfall zum lokalen Blackout führen könnte.

Der Wächter des Ladens: das Bordladegerät

Maßgeblich dafür, ob ein E-Auto ein-, zwei- oder dreiphasig lädt, ist das Bordladegerät im Fahrzeug, das das Laden am Wechselstrom regelt. Viele Hersteller setzen einphasige Geräte ein. Vor allem aus Kostengründen. Doch dazu später mehr.

Erst einmal aber einen Blick auf die praktische Seite des Problems: Sinkt die Ladeleistung um den Faktor fünf, steigt die Ladedauer um den gleichen Wert. Will man einen gängigen Akku mit 45 kWh Kapazität voll machen, gelänge das an einer 22-kW-Leitung in etwas mehr als zwei Stunden. Eine typische 11-kW-Wallbox, wie sie mit überschaubarem finanziellen und technischem Aufwand in vielen deutschen Garagen installierbar wäre, bräuchte beim Laden von E-Autos vier bis fünf Stunden. Wer sein leeres Fahrzeug abends einstöpselt, könnte morgens in ein volles einsteigen. Vorausgesetzt jeweils, dass das Auto den dreiphasig zur Verfügung gestellten Strom auch laden könnte.

Problem öffentliche Ladesäulen

Kann es das nicht, weil nur ein einphasiges Ladegerät an Bord ist, muss das Auto sich mit 4,6 kW begnügen und hängt fast zehn Stunden an der gleichen Wallbox. Das Laden von E-Autos über Nacht ist in solche einem Fall schwierig – wenn noch andere E-Autos oder starke Verbraucher an der gleichen Leitung hängen, wird es selbst für Langschläfer unmöglich. Das schnarchige Ladeverhalten ist aber nicht nur an der heimischen Wallbox ein Ärgernis. Auch an öffentlichen Stromtanksäulen lädt ein einphasiges Auto nicht schneller. Das kurze Einstöpseln in der City, während man die Einkäufe erledigt, hat nur einen geringen Effekt auf den Energievorrat. Im Zweifel spart man sich da das umständliche Verkabeln lieber.

Warum Elektroautohersteller überhaupt einphasige Ladegeräte einbauen? Das hat mit wirtschaftlichen Überlegungen und nationalen Besonderheiten zu tun. Denn während in Mitteleuropa jeder Haushalt und viele Industriebetrieben an ein dreiphasiges Drehstromnetz angeschlossen sind, fließt der Strom in anderen Ländern nur einphasig. Unter anderem in den USA, Japan und Korea – dort, wo viele E-Autohersteller ihren Stammsitz haben. Entwickeln sie ein Fahrzeug, sparen sie sich den dreiphasigen Lader, weil er eh nutzlos wäre.

Dreiphasige Geräte nicht mal gegen Aufpreis

Allerdings hält diese Sparsamkeit bislang an, wenn sie ihre Autos nach Europa exportieren: Modelle wie der Nissan Leaf, der Kia E-Soul oder der in den USA entwickelten Opel Ampera-e haben einphasige Ladegeräte an Bord. Ein dreiphasiges Modell gibt es in der Regel nicht einmal gegen Aufpreis. Doch nicht nur Importmodelle aus Übersee haben das Problem. Auch der britische Jaguar I-Pace, die meisten Plug-in-Hybride deutscher Hersteller, frühe BMW i3 oder selbst der brandneue Opel Corsa-e laden einphasig. Immerhin gibt es für den Rüsselsheimer Kleinwagen gegen 750 Euro extra einen dreiphasigen Lader.

E-Auto-Zuschuss
Serienmäßig mit dreiphasigem Lader: Peugeot e-208. Foto: PSA

Dass es auch anders ginge, zeigt der technisch ansonsten identische Konzernzwilling Peugeot e-208, der immer mit Dreiphasen-Lader ausgestattet ist. Das Beispiel verdeutlicht auch, worum es den Herstellern häufig geht: Während der Kaufpreis des einphasigen Corsa unterhalb der psychologisch wichtigen 30.000-Euro-Grenze bleibt, liegt der Peugeot darüber. Offenbar versuchen die Hersteller, die aktuell noch hohen Basispreise ihrer E-Autos auch mit Technik- und Ausstattungsverzicht zu drücken. Eine Strategie, die man schon von den manchmal extrem spartanischen Einstiegsmodellen konventioneller Autos kennt.

Gleichstrom-Säulen besitzen eigenes Gerät

Der unbedarfte Kunde schaut am Ende in die Röhre, wenn er die in den Herstellerprospekten versprochenen Ladeleistungen von 6 bis 7 Kilowatt nicht realisieren kann. Zumindest nicht legal; findige Bastler kennen durchaus Wege, einer einzelnen Stromphase zumindest in der heimischen Garage mehr als 4,6 Kilowatt zu entlocken. Dem Durchschnittsfahrer nutzt das jedoch nichts. Er kann höchstens auf Geduld setzen oder bei Eile auf Schnelllader ausweichen. Denn die Gleichstrom-Säulen nutzen nicht den Bordlader, sondern haben ein eigenes Ladegerät, das hohe Leistungen zulässt.

Eine weitere Alternative sind sogenannte Phaser, wie sie etwa der schweizerische Hersteller Juice anbietet. Das kastenförmige Gerät für die Wandmontage wandelt quasi Drehstrom in einphasigen Strom um. E-Autos können so statt 4,6 kW mit bis zu 5,8 kW laden. Beim Opel Ampera-e beispielsweise würde die Ladedauer von 15 auf 9 Stunden sinken, rechnen die Schweizer vor. Allerdings ist der Phaser mit rund 1.000 Euro relativ teuer. Zudem ist zusätzlich eine mobile Wallbox vom gleichen Hersteller für weitere rund 1.700 Euro nötig. Konventionelle 11-kW-Wallboxen für dreiphasig ladende E-Autos kosten zwischen 500 und 1.000 Euro. Und an ihnen lässt sich doppelt so schnell laden.

Intelligente Ladestrategien

Wer sich ein E-Auto zulegen will, sollte also genau darauf achten, welches Ladegerät an Bord ist. Während einphasiges Laden bei Modellen mit kleinem Akku möglicherweise kein Problem ist, wachsen die Vorteile eines dreiphasigen Geräts mit der Batteriegröße deutlich an. Wer in einem Mehrfamilienhaus wohnt oder sein Auto aus anderen Gründen in Tiefgaragen, Parkhäusern oder auf Gemeinschaftsparkplätzen lädt, muss damit rechnen, dass dort künftig mit intelligenten Ladestrategien geladen wird. Das heißt, dass die nächtens verfügbare Energie auf mehrere Fahrzeuge umgelegt wird, die dadurch nur zeitweise laden. Für einphasige Modelle bedeutet das zusätzliche Zeitknappheit. Im Zweifel dürfte es sich daher lohnen, knapp 1.000 Euro Aufpreis für einen Dreiphasen-Lader zu investieren. SP-X/Foto: VW

E-Autos 2020

Laden von E-Autos: Es geht nicht nur um die Größe der Akkus

Beim Laden von E-Autos entscheidet nicht der Akku, wie schnell er wieder voll ist. Hier gibt es noch viel mehr zu beachten – und Grundwissen anzueigenen.

Das Wissen um Verbrennungsmotoren hat man in den vergangenen Jahrzehnten beinahe mit der Muttermilch eingesogen. Schon beim Kauf des ersten Mofas mit 15 Jahren musste man sich mit der Technik befassen – spätestens dann, wenn die ersten Probleme auftraten. Zumindest das Prinzip der Funktionsweise von Benziner und Diesel dürfte darüber hinaus heute jedem geläufig sein.

Mit dem Elektromotor und der darauf aufbauenden Technik verhält es sich nicht anders. Auch hier gibt es einiges zu lernen, weniger was den E-Motor angeht, sondern das Strommanagement. Denn die Größe des Akkus ist nicht das allein entscheidende Kriterium: Auch wie schnell er sich im Alltag aufladen lässt, ist ein wichtiger Punkt. Und was ist eigentlich der Unterschied zwischen AC und DC? Und was muss man noch beachten beim Laden von E-Autos? Eine kleine Einführung.

Wann schnell, wann langsam?

Beim Laden von E-Autos gibt es prinzipiell zwei Arten: schnell und langsam. Ersteres erfolgt in der Regel an großen Gleichstrom-Säulen (DC), die sich oft an Autobahnen und sonstigen Hauptverkehrsachsen finden. Rund 2.000 davon gibt es in Deutschland. Langsam laden kann man das E-Auto an der normalen Schuko-Steckdose, an der heimischen Wallbox und an den rund 18.000 meist innerstädtischen Normal-Ladesäulen. Im Gegensatz zu den schnellen Pendants fließt dort jeweils normaler Wechselstrom (AC) ins Auto. Wie schnell die Ladesäulen den Strom Richtung Akku pumpen können, ist aber nur ein Teilaspekt, wenn es um die Dauer eines Ladevorgangs geht. Viel wichtiger ist, wie schnell das Fahrzeug am anderen Ende der Leitung den Strom aus der Säule saugt.

Beim AC-Tanken ist in erster Linie der Bordlader für die tatsächliche Ladegeschwindigkeit zuständig. Er wandelt den Wechselstrom aus dem Netz in Gleichstrom um, der in der Batterie gespeichert werden kann. Diesen „On-Board“-Lader gibt es in diversen Leistungsstufen, in der Regel mit 3,6 kW, 7,2 kW, 11 kW und 22 kW. Je höher die Stufe, desto mehr Energie fließt pro Zeiteinheit – und desto teurer ist die Hardware.

Laden von E-Autos
Schafft 80 Prozent Ladung in 40 Minuten: der neue VolvoXC40 Recharge. Foto: Volvo

Auf die Ladeleistung kommt´s an

Viele E-Autos beschränken sich aus Kostengründen auf 3,6 beziehungsweise 7,2 kW Ladeleistung. Diese Geräte nutzen nur eine der bis zu drei Stromphasen, kosten dann aber den Hersteller auch nur rund ein Drittel an Material und finanziellem Aufwand. Zu finden sind die einphasigen Lader vor allem in Modellen aus den USA und Asien, wo das Haushaltsstromnetz gar nicht für höhere Leistungen ausgelegt ist.

Hierzulande wären netzseitig zwar problemlos auch 11 oder 22 kW möglich, viele Hersteller bieten entsprechende Lader aber gar nicht oder nur gegen Aufpreis an. Wer sich ein E-Auto zulegen will, sollte das beachten. Denn der Lader entscheidet, ob der Akku am Arbeitsplatz oder über Nacht überhaupt komplett geladen werden kann. Eine einfache Rechnung: Das Elektro-SUV Jaguar i-Pace lädt trotz eines Preises von rund 80.000 Euro nur einphasig mit maximal 7,4 kW. Wer rechnen will, wie lange es grob dauert, die 90 kWh große Batterie zu laden, teilt 90 durch 7,4 – und kommt auf 12 Stunden und ein paar Minuten. Ohne gelegentliches Schnellladen lässt sich die volle Batteriekapazität und damit die volle Reichweite in der Praxis also nur schwer nutzen.

Das Problem langsamer Lader

Dass das Laden von E-Autos nur langsam vonstatten geht, mag bei einem Luxus-SUV mit einer Reichweite von knapp 500 Kilometern aufgrund der üppigen Reserven vielleicht keine entscheidende Rolle spielen. Wer aber zuhause keine Lademöglichkeit hat und im Büro oder unterwegs laden will, sollte sich eine geringe Ladeleistung vor dem Kauf bewusst machen. Das kostenlose Laden an einer der immer zahlreicheren Supermarkt-Säulen etwa ist in solch einem Fall kaum attraktiv. Wer fummelt schon umständlich das Kabel aus dem Kofferraum, nur um Umsonst-Strom für ein paar wenige Kilometer Gratis-Fahrt zu tanken? An vielen öffentlichen Ladesäulen ist zudem die Parkdauer auf ein paar Stunden beschränkt. Mit einem langsamen Lader reicht das unter Umständen nicht einmal, um Strom für 100 Kilometer Fahrtstrecke zu tanken, während der Akkus eines Kleinwagens mit schnellem Lader möglicherweise schon voll ist.

Beim Schnellladen hingegen gelten andere Regeln. Dort spielt der Bordlader keine Rolle, weil direkt der vom Akku verwertbare Gleichstrom getankt wird. Allerdings sind die Säulen vergleichsweise selten, zudem ist der Strom meist teurer als an Normalladesäulen. Die Ladeleistung liegt bei älteren Geräten bei 50 kW, gelegentlich bei 100 kW. Die modernsten schaffen auch 350 kW, was selbst große Batterien in Rekordzeit komplett vollmacht. Auch dort ist allerdings das Auto der limitierende Faktor – diesmal in Form des Batteriemanagements.

Wenn es flott gehen soll

Diese Steuerungs-Software regelt, wie viel Leistung aktuell aufgenommen werden kann, ohne den Akku zu schädigen und dessen Lebensdauer zu beeinträchtigen. Wie hoch die akzeptierte Leistung ist, hängt einerseits von der grundsätzlichen Philosophie des Herstellers ab, andererseits von konkreten Faktoren wie der aktuellen Umgebungs- und Akkutemperatur. Je höher beide Werte sind, desto langsamer wird geladen. Bei teureren Modellen entlastet ein aktives Temperaturmanagement den Akku, günstigere Modelle ohne Kühlung tanken im Zweifel nur sehr langsam, wenn die Batterie nach längerer Fahrt heiß geworden ist. Wer mit solch einem Auto plant, lange Strecken durch mehrmaliges Schnellladen absolvierbar zu machen, sollte bedenken: Spätestens beim zweiten Tankstopp tröpfelt der Strom nur noch. Aus einer halben Stunde Wartezeit werden dann schnell anderthalb Stunden oder mehr, bis ausreichend Energie für die nächste Etappe an Bord ist.

Mal schneller, mal langsamer

Darüber hinaus liegt bei keinem E-Auto über den gesamten Schnellladevorgang die maximale Ladeleistung an. In der Regel hält sie sich nur für wenige Minuten auf dem höchsten Level, um dann langsam, stufenweise oder rapide abzusinken. Meist wird nur wirklich schnell geladen, solange die Batterie noch sehr leer ist. Je voller sie wird, desto länger dauert es, zusätzliche Kilowattstunden zu verstauen. Wer regelmäßig lange Strecken fahren will, sollte sich vor dem Kauf daher über die Schnellladefähigkeiten seines Wunschmodells informieren. Weil die Hersteller-Datenblätter in dieser Hinsicht unvollständig bis irreführend sein können, lohnt dort besonders ein Blick in einschlägige Online-Foren. Dort teilen Fahrzeughalter eigene Erfahrungen und Messdaten zu einzelnen Modellen.

Idealerweise passen beim letztlich gekauften Wunschauto Akkukapazität, Bordlader und Schnellladefähigkeit zusammen. Wer beispielsweise einen Stadtwagen mit kleiner Batterie fährt, tankt oft gar nicht an schnellen DC-Säulen. Die Ladeleistung dort ist dann vernachlässigbar. Wer hingegen häufig auch längere Strecken fährt, sollte ein Modell mit gekühltem Akku und vielleicht auch ordentlichen Leistungen an der heimischen Wallbox wählen. Ist zuhause gar keine Auflademöglichkeit vorhanden, ist die Option eines flotten AC-Ladens umso wichtiger. Dann lassen sich auch bei kurzen Zwischenstopps schnell mal größere Energiemengen speichern. HM/SP-X

Elektroauto-Technik

Elektroauto-Technik: Die wichtigsten Fragen und Antworten

Hätten Sie gewusst, dass man Wallboxen beim örtlichen Energieversorger melden muss? Spannende Fragen, spannende Antworten zum Thema E-Auto.

Die Elektromobilität wird in den kommenden Jahren deutlich zunehmen. Nicht nur der boomende Sektor der E-Bikes mit einer Million Verkäufe im Jahr, auch bei den Pkw dürfte es rasant nach oben gehen. Die Autohersteller bemühen sich verzweifelt, möglichst schnell möglichst viele Modelle mit entweder rein batterieelektrischem oder Plug-in-Hybridantrieb auf die Straße zu bekommen.

Doch das Wissen um die Elektroauto-Technik ist noch nicht allzu weit verbreitet. Deswegen haben wir die wichtigsten Fragen zusammengestellt und beantwortet.

Benötige ich eine Wallbox?

Wer sein E-Auto regelmäßig zuhause laden will, braucht einen geeigneten Anschluss. Die normale Haushaltssteckdose ist nur eine Notlösung. Sie ist weniger sicher und in der Regel auch weniger effizient als eine Wandladestation. Die sogenannten Wallboxen gibt es in verschiedenen Leistungsklassen ab rund 500 Euro plus Montage durch eine Fachkraft. Empfehlenswert ist für die meisten Nutzer ein Gerät mit 11 kW Leistung, das einen guten Kompromiss aus relativ schnellem Laden und überschaubaren Kosten bietet. Sicherlich keine schlechte Idee ist es, bei der Montage einen Fachmann zu beauftragen, denn der wirft einen Blick auf die gesamte elektrische Anlage.

Sind brennende Elektroautos besonders gefährlich?

Brennt ein Akku, ist er nur schwer zu löschen. Dass man ein E-Auto, wie in sozialen Medien häufig behauptet, daher nur komplett ausbrennen lassen kann, ist allerdings nicht korrekt. Der Deutsche Feuerwehrverband empfiehlt die Brandbekämpfung mit sehr viel Wasser zur Kühlung der brennenden Batterie. So kann die Kettenreaktion in ihrem Inneren unterbrochen werden.

Wie lange dauert es, ein E-Auto zu laden?

Elektroauto-Technik
Wichtig für das Laden zu Hause: die Wallbox. Foto: Nissan

Die an der Steckdose benötigte Zeit hängt von mehreren Faktoren ab. Die wichtigste Rolle spielen die Stromquelle und das Ladegerät im Auto. Und auch das verwendete Kabel hat einen Einfluss. Aus der Haushaltssteckdose fließen lediglich 2,3 kW, die meisten privaten Wallboxen kommen auf 11 kW, an öffentlichen AC-Ladesäulen stehen meist bis zu 22 kW zur Verfügung. Flotter geht es an den DC-Stationen, die 50 kW und mehr liefern. Allerdings limitiert zusätzlich auch das Auto die Tank-Geschwindigkeit, etwa durch den vorhandenen Bordlader oder den aktuellen Batteriezustand. Während der Fahrt warm gewordene Akkus beispielsweise laden deutlich langsamer.

Wie teuer ist das Laden eines E-Autos am öffentlichen Ladepunkt?

Die Preisstruktur an den Schnell- und Normalladesäulen ist weiterhin unübersichtlich und intransparent. Die Abrechnungsarten variieren von Anbieter zu Anbieter, neben den Kilowattkosten kommen manchmal noch Zeit- oder Grundgebühren hinzu. An der Ladesäule selbst findet sich dazu in der Regel keine Information, will man es genau wissen, hilft nur das Durchklicken der jeweiligen Internetseite. Wer viel unterwegs ist und nicht immer beim gleichen Anbieter lädt, sollte sich eine Roaming-Karte zulegen, die das deutschlandweite Tanken bei unterschiedlichen Betreibern erlaubt. Allerdings können die Tarife an einzelnen Säulen von denen der örtlichen Anbieter abweichen. Bezahlt wird an Ladesäulen in der Regel online, Kartenschlitze oder Münzeinwürfe gibt es nicht.

Wie lang sind die Lieferzeiten für E-Autos?

Auf einige Modelle müssen Käufer bis zu ein Jahr warten, andere sind mehr oder weniger sofort zu haben. Vor allem dienstältere Modelle stehen vergleichsweise schnell bereit – allerdings gibt es auch dort Ausnahmen. Häufige Gründe für die wenig kundenfreundlichen Lieferzeiten sind Produktionsengpässe, vor allem bei der Batterie, oder zu pessimistische Absatzplanungen der Hersteller.

Wie lange hält ein E-Auto-Akku?

Die Traktionsbatterien sind auf lange Lebensdauer ausgelegt, sollen in der Regel ein Autoleben lang funktionieren. Die Hersteller gewähren in der Regel Garantien von acht Jahren oder 100.000 Kilometern Laufleistung. Auch danach sind die Energiespeicher nicht nutzlos, sie bieten aber etwas weniger Kapazität als am Anfang. Wie lange ein individueller Akku hält, hängt aber auch vom Einsatzprofil des Autos ab. Häufiges Schnellladen oder Schnellfahren beispielsweise kann den Alterungsprozess beschleunigen.

Moderne Lithium-Ionen-Batterien vertragen rund 500 bis 1.000 solcher Ladevorgänge – dann verlieren sie merklich an Kapazität. Das E-Auto bei jeder Gelegenheit an die Steckdose zu hängen ist daher nicht unbedingt eine gute Idee. Idealerweise lässt man den Akku nach Möglichkeit auf einem Ladezustand im Bereich von 50 bis 70 Prozent. Jedenfalls dann, wenn das für die anstehenden Fahrtaufgaben reicht. Wenn geladen wird, ist das langsame Laden an Wechselstrom dem schnellen Gleichstromladen vorzuziehen. Wer seinen Akku gerade komplett gefüllt hat, sollte zudem nicht unbedingt in der prallen Sonne parken. Die Hitze bekommt dem Stromspeicher schlecht. Im Sommer also besser im Schatten beziehungsweise im Parkhaus oder der Garage parken und den Akku nicht komplett betanken.

Wie teuer ist der Austausch einer Batterie?

Der Akku ist mit großem Abstand die teuerste Komponente eines E-Autos. Muss sie nach Ablauf der Garantie komplett getauscht werden, kostet das den Halter schnell einen fünfstelligen Betrag. Alternativ sollen sich bei vielen Modellen auch einzelne Zellen tauschen lassen, was deutlich billiger wäre. Wer das Risiko trotzdem scheut, kann bei einigen Herstellern die Batterie für seinen Neuwagen auch mieten.

Hält das Stromnetz die wachsende Zahl an E-Autos aus?

Aktuell und auf absehbare Zeit macht das E-Auto dem nationalen Stromnetz keine großen Schwierigkeiten. Sollte die Zahl der Fahrzeuge stark wachsen, müsste mehr Strom erzeugt werden – allerdings kommt der Mehrbedarf nicht über Nacht. Wallboxen müssen trotzdem schon heute beim örtlichen Energieversorger gemeldet werden, damit dieser das Netz stabil halten kann. Langfristig könnten Elektroautos sogar dabei helfen, indem sie Energie bei Bedarf zwischenspeichern oder ins Netz zurückspeisen. HM/SP-X/Titelfoto: VW

Ladezeiten

Ladezeiten: Es kann auch schneller gehen

Bei den Ladezeiten von Elektro-Autos scheint noch Nachholbedarf zu bestehen. Doch schneller ist nicht gleich effektiver.

Eines ist klar: Soll sich die Elektromobilität durchsetzen, dann müssen sowohl die Reichweiten steigen als auch die Ladezeiten sich verkürzen. Stundenlanges Laden soll E-Autofahrern künftig erspart werden. Die Ladesäulen pumpen immer schneller Strom in die Akkus, die wiederum immer mehr davon in kürzerer Zeit aufsaugen können. Das ist bequem, aber nicht unbedingt effizient.

Elektroauto-Batterien sind groß, schwer und sehr teuer. Je mehr Energie sie fassen sollen, desto stärker schlagen diese Nachteile durch. Selbst in Luxusautos ist derzeit bei einer Kapazität rund 100 Kilowattstunden (kWh) Schluss – für größere Akkus fehlen selbst in diesem verschwenderischen Segment Geld und Platz. Lange Zeit galt die Relation von Reichweite und Gewicht/Kosten/Platzbedarf sogar als unüberwindbares Hindernis für den Erfolg des E-Antriebs abseits von Mini-Stadtautos, Golf-Karts und anderen Nischen-Mobilen.

Wie schnell können Ladezeiten sinken?

Bis Tesla kam: Die Amerikaner lösten das Problem der geringen Reichweite durch besonders kurze Ladezeiten – und spannten auf eigene Kosten ein dichtgeknüpftes Supercharger-Netz über die USA und Europa. Die Ladesäulen der Kalifornier waren lange Zeit die mit großem Abstand schnellsten auf dem Markt. Die ersten Stationen lieferten 90 kW Ladeleistung, spätere 120 und 145 kW. Künftig sollen 250 kW möglich sein. Das würde reichen, um in fünf Minuten Strom für 120 Kilometer Fahrt zu tanken.

Der Japanisch-chinesische Ladestandard Chao Ji soll E-Autos mit 900 kW befüllen. Foto: Chao Ji.

Die Konkurrenz jedoch hat in Sachen Ladezeiten längst nachgezogen und setzt sogar zum Überholen an: Der vor allem von den europäischen Herstellern genutzte CCS-Standard liefert bald bis zu 350 kW, langfristig sogar 500 kW. Der kürzlich vorgestellte chinesisch-japanische Standard Chao Ji soll das mit bis zu 900 kW in absehbarer Zeit noch einmal toppen. Und die europäische Lkw-Industrie arbeitet sogar an Ladesäulen mit bis zu 3 MW Leistung, die dann auch die Elektrifizierung des Straßengüterverkehrs möglich machen soll. Zum Vergleich: Aus der normalen heimischen Steckdose fließen maximal 3,6 kW.

Wo liegt das Lade-Problem?

Bislang allerdings nutzt die steigende Ladeleistung bislang niemandem. Viel mehr als 100 kW vertragen nur wenige Autos auf dem Markt, aktueller Rekordhalter ist das Tesla Model 3 mit 200 kW. Einen neuen Standard soll ab dem kommenden Jahr der Porsche Taycan setzen, ein viertüriger Elektrosportler mit rund 600 PS und einer Reichweite bis zu 500 Kilometern. Zum Marktstart sind zunächst 250 kW möglich, ab 2021 sollen es bis zu 350 kW sein. Die 95 kWh fassende Batterie ist damit nach 15 Minuten an der Steckdose zu den üblichen 80 Prozent voll. Für 100 Kilometer Fahrt sollen vier Minuten Ladezeit ausreichen.

Flottes Laden klappt natürlich nur, wenn man eine der wenigen ultraschnellen Ladesäulen findet. Auch wenn die deutschen Hersteller über das Gemeinschaftsunternehmen Ionity mittlerweile selbst am Ausbau der Infrastruktur arbeiten, dürfe es noch dauern, bis ein wirklich enges Netz steht. Denn die Stationen sind teuer. Nicht zuletzt, weil die starken Ladekabel aufwendig gekühlt werden müssen. Und das deutet auf ein zweites Problem der immer höheren Ladeleistungen hin: Denn je mehr diese steigen, desto größer werden die Ladeverluste.

Warum gibt es Ladeverluste?

Zu den Verlusten kommt es durch den elektrischen Widerstand in Trafos und Kabeln, der einen Teil der elektrischen Energie in Wärme wandelt. Der fällt umso stärker aus, je höher die genutzte Stromstärke ist. Dazu kommt der Strombedarf für die Kühlung. Rund fünf bis sechs Prozent Verlust kommen dabei zusammen. Und auch in der Traktionsbatterie im Fahrzeug entsteht Wärme, die gegebenenfalls auch weggekühlt werden muss.

Wie hoch der Gesamtverlust ist hängt außerdem unter anderem von der Außentemperatur, der Größe der Batterie (groß ist günstiger), ihrem Füllstand (gering ist günstiger) und ihrer Temperatur (niedrig ist günstiger) ab. Diese ist abhängig von der Fahrweise vor dem Tanken.

Klar ist aber, vernachlässigbar sind die Ladeverluste nicht. Bei einem Test des ADAC benötigte das Tesla Model X mit der 100-kWh-Batterie für das Volltanken insgesamt 108,3 kWh Energie. Auch bei vielen anderen Modellen lag der Verlust bei 5 bis 10 Prozent. Wie hoch die Ladeverluste bei den künftigen Schnelllader-E-Autos sind, muss die Praxis zeigen.

Gibt es Alternativen?

Klar ist auch, dass das langsame Wechselstromladen deutlich effizienter ist als das schnelle Stromzapfen an Gleichstrom-Anschlüssen. Und es ist besser für die Batterielebensdauer, die die Druckbetankung nicht besonders leiden kann. Nicht zuletzt kostet der schnelle Strom in der Regel auch Extra-Gebühren und ist deutlich teurer als der Strom daheim oder an der Normalladesäule. Als Standard-Energiequelle sind Schnellladesäulen daher eher nicht geeignet. Unverzichtbar sind sie jedoch, wenn es mal weiter gehen soll als bis an die Stadtgrenze. HM/SP-X/Foto: Ionity

E-Autos sind ungelichmäßig über Deutschland verteilt

Autogipfel: Fokus auf die Ladesäulen

Beim Autogipfel in Berlin kam wenig Greifbares heraus. Man wolle einen „Masterplan für die Infrastruktur“ erarbeiten, hieß es nach dem Treffen.

Beim Autogipfel im Berliner Kanzleramt wurden wie erwartet keine Beschlüsse gefasst. Politik, die deutsche Autoindustrie und Zulieferer einigten sich in dem Gespräch auf die Erstellung eines Masterplans für die Ladeinfrastruktur. Einzig VDA-Präsident Bernhard Mattes äußerte sich nach dem Gespräch und sagte, mit Blick auf die Klimaschutz-Ziele 2030 müsse man sich stark auf den „größten Hebel“ konzentrieren, und das sei die Elektromobilität.

Mattes: „Weitere Alternativen“

VDA-Präsident Bernhard Mattes. Foto: VDA
VDA-Präsident Bernhard Mattes. Foto: VDA

Langfristig müssten dann aber “weitere Alternativen hinzukommen, die für andere Anwendungen sinnvoll seien”. Er wies Bedenken zurück, dass dies eine einseitige Fixierung auf E-Mobilität darstelle. Mattes weiter: „Wir haben über finanzielle Zusagen und Fördermittel nicht gesprochen“.

Der Plan solle den Weg bereiten, damit das Netz von Ladestationen so ausgebaut werden kann, dass bis 2030 sieben bis zehneinhalb Millionen E-Fahrzeuge versorgte werden könnten. Ladestellen seien einer der wesentlichen Punkte für die Kundenakzeptanz, sagte Mattes. Finanzielle Zusagen und Fördermittel seien kein Thema gewesen.

Regelmäßige Spitzentreffen

Die Große Koalition hatte im Frühjahr regelmäßige Spitzentreffen angekündigt, um die Autobranche mit mehr als 800.000 Beschäftigten fit für die Zukunft zu machen. Ziel einer „Konzertierten Aktion Mobilität“ soll es sein, den politischen Handlungsbedarf zu bestimmen.

Dabei geht es um die umwälzenden Veränderungen bei den neuen Antrieben etwa mit Batterien, Wasserstoff oder synthetischen Kraftstoffen. Dies hat alles auch Folgen für die Arbeitswelt und die Beschäftigungslage. Maßnahmen und Beschlüsse sollen erst bei einem weiteren Gipfel im Herbst folgen.

Schwieriger Absatz von E-Autos

Der Absatz von E-Autos kommt weiter nur langsam in Gang – trotz Anreizen wie einer Kaufprämie, die gerade bis 2020 verlängert wurde. Nach Zahlen des Kraftfahrt-Bundesamtes (KBA) lag zum 1. Januar 2019 der Bestand an Elektro-Pkw bei 83.000, der an Hybrid-Pkw bei 341 000 Autos – bei einem Gesamtbestand von 47,1 Millionen Pkws. HM/dpa/Foto: Nissan