In diesem Beitrag geht es allen voran darum, aufzuzeigen,
was in Hinblick auf das Schnellladen von Elektrofahrzeugen aktuell möglich ist, bzw. in naher Zukunft möglich sein soll.
Beginnen möchte ich mit Ionity
Ionity ist ein Gemeinschaftsunternehmen von BMW, Daimler, Ford, Volkswagen, Audi und Porsche.
Das Ziel ist es, entlang der europäischen Hauptverkehrsachsen, ein (Ultra) High-Speed Ladenetz für E-Fahrzeuge aufzubauen.
Die Triebfeder zum Bau eines solchen Ladenetzes dürfte nicht zuletzt die Überlegung gewesen sein,
dass der Bau eines Salonfähigen E-Autos alleine nicht ausreichen wird,
um die Kunden in den Massen anzuziehen, wie sich das nicht zuletzt Volkswagen als Unternehmen wünscht.
Klar, derjenige der die Möglichkeit hat, das Auto in der heimischen Garage zu laden, und zudem täglich nicht weiter fährt,
als das was die Reichweite des Wagens her gibt, bleibt von der Thematik die sich rund um das Thema Ladenetz etabliert, weitgehend unbeeindruckt.
Jedenfalls, vor gut einem Jahr, im April 2018 begann man mit dem Bau des Netzes.
125 Ladeparks, mit durchschnittlich je 6 Ladepunkten sind es heute, 400 Ladeparks soll(t)en es bis Ende 2020 werden.
Das Imposante an Ionity, (wie auch auf die weiter unten im Text noch eingegangen Schnellladern von smartric und ChaoJi),
ist, die extrem hohe (theoretische) Ladeleistung, die, im Falle von Ionity mit einem Wert von bis zu 350 kW beziffert wird.
Theoretisch sage ich deswegen, weil es, zumindest vorerst, nur einer sehr geringen Zahl an auserwählten Fahrzeugen möglich sein wird,
mit solch hohen Ladeleistungen tatsächlich Strom nach zu tanken.
Im Augenblick ist meines Wissens nach gar kein Auto am Markt das eine so hohe Ladeleistung abkann.
Auch sind solch, zumindest für heutige Verhältnisse, extrem hohe Ladeleistungen nicht gänzlich außer Kritik, bezogen auf die Materialhaltbarkeit.
Wie gesagt, die 350 kW Ladeleistung die Ionity als maximal Leistung angibt, sind hier zu Lande schon so eine Art Benchmark.
Allerdings, auch der österreichische Ladenetzbetreiber >smartric<,
der aus einem Joint Venture von OMW, Siemens und Verbund hervor geht, arbeitet an Ladelösungen mit bis zu 350 kW.
Und Tesla Boss Elon Musk wäre nicht Elon Musk, würde er nicht ebenfalls seine Supercharger noch pushen.
Elon Musk, der dieses ganze Highspeed Laden bereits im Jahre 2012, mit dem Aufbau eines eigens für Tesla aufgebauten Superchargernetz ins Laufen gebracht hat,
ist gerade dabei, die maximalle Ladeleistung an den hauseigenen Schnellladern von aktuell etwa 130 kW, auf 250 kW zu anzuheben.
Ladeleistungen an öffentlichen Schnellladestationen in Relation zur heimischen Schukosteckdose
Wechselstrom vs. Gleichstrom laden:
Die Energie im Akku ist Grundsätzlich immer in Form von Gleichstrom gespeichert.
Der Strom der aus der Haushalts- oder Drehstromsteckdosen kommt, ist hingegen Wechselstrom.
Dieser Wechselstrom wird, bevor er in die Batterie gelangt, durch einem im Auto eingebauten Lader „gleichgerichtet“, sprich es wird daraus Gleichstrom gemacht.
Ob der im Auto fest verbaute Lader mit ein, zwei oder gar drei Phasen zurechtkommt, hängt von der Philosophie des Fahrzeugherstellers ab.
Ein Dreiphasiger Lader, so kann man annehmen, ist teurer als ein einphasiger,
kann dafür das Auto aber auch entsprechend schneller laden.
Vorausgesetzt natürlich, der vorhandene Netzanschluss gibt die entsprechende Leistung auch her.
Sprich, es muss um drei Phasen Nutzen zu können, der umgangssprachliche Starkstromanschluss vorhanden sein.
Dann sind direkt über diesen, oder über eine Extra Wallbox laufend, bis zu 11 kW Ladeleistung möglich (bei 16 Ampere).
Ohne Starkstromanschluss ist bei 2,3 bzw. 3,7 kW Ladeleistung Schluss.
Ganz anders sieht es bei öffentlichen Schnellladestationen aus.
Hier werden ab einer Ladeleistung von etwa 50 kW aufwärts, ausschließlich Gleichstromlader verwendet.
Das heißt, der Wechselstrom im Netz, wird bereits in der Ladesäule „gleichgerichtet“,
und dann am On Board-Lader des Autos vorbei, direkt in die Batterie gespeist.
Die angegebenen Maximal-Ladeleistungen der Ladesäulenbetreiber, sind für sich, und isoliert betrachtet, jedoch nur als etwas bessere Hausnummern zu verstehen.
Wie schnell wirklich geladen werden kann, hängt nämlich von einigen Faktoren mehr ab,
als nur von der größtmöglichen Ladeleistung der Säule.
Zuallererst, muss man sich die Frage stellen, wieviel Ladeleistung die Technik des eigenen Autos überhaupt zulässt.
Grundsätzlich kann man sagen, desto größer der im Auto verbaute Akku ist, mit desto höheren Strömen kann man laden, (bei gleichem Akkutyp und bei ähnlicher Belastung des Materials).
Beispiel: beim I.D. 3 wird eine Spitzenladeleistung von bis zu 125 kW/h angegeben.
Diese gilt aber nur für das Topmodell mit dem großen, rund 80 kW fassenden Akku.
Beim kleinsten Akku, welcher für den I.D. 3 eingesetzt werden soll (Nettokapazität: 45 kW), wird die maximale Ladeleistung mit 70 kW beziffert.
Aber selbst die 125 kW Ladeleistung der Top Version des I.D.3 sind noch relativ sehr weit von den theoretischen 350 kW entfernt die die Ionity Säule maximal schaffen soll.
Mit tatsächlich bis zu 350 kW, soll sich später der Porsche Taycan laden lassen.
Dessen E-System allerdings fast als Novum, auf einem 800 Volt System aufbaut,
im Gegensatz zu den sonst am Markt üblichen 400 Volt Systemen.
Ein weiterer Punkt der die Ladeleistung beeinflusst, ist die Temperatur des Akkus;
welche nicht nur von der Außentemperatur abhängt, sondern auch davon, wie stark (Motor)Leistung dem Gesamtsystem abverlangt wird.
Der Lithium-Ionen-Akku dürfte sich Allgemeinen gesprochen, in einem Temperaturbereich zwischen 10 und 30 Grad Celsius am wohlsten fühlen.
Droht, dieser Temperaturbereich verlassen zu werden, werden die Akkus der meisten E-Autos,
allen voran beim Ladevorgang entsprechend beheizt, oder gekühlt, um Ladeleistung und Materialverschleiß,
auch bei widrigen Bedingungen auf einem allerweltsverträglichen Niveau zu halten.
Tesla geht hierbei mittlerweile so weit, dass, sobald ein Super Charger angefahren wird,
der Akku bereits entsprechend vortemperiert wird, um diesem bereits im Vorfeld ein optimales Umfeld für das Schnellladen zu schaffen.
Ein weiterer, und vielleicht nicht unwesentlicher Punkt welcher die Ladeleistung beeinflusst, ist der Ladezustand des Akkus.
Hierbei geht es allen voran darum, das mit steigendem Ladezustand der Batterie, gerade sehr hohe Ladeströme, mitunter deutlich zurückgefahren werden, um den Akku nicht überzubelasten.
Besonders diese sehr hohen Ladeströme können somit, betrachtet über den gesamten Ladevorgang, nur dann gefahren werden, wenn sich alle Parameter im optimalen Bereich befinden.
Andererseits ist es insbesondere bei „großzügig dimensionierten“ Akkus, es oft gar nicht erforderlich den Akku immer voll zu laden.
Die Rechnung, indem man die Akkukapazität durch die Ladeleistung dividiert, um so zu der Ladezeit zu gelangen, funktioniert somit auch nur bei geringen Ladeströmen.
Sprich, wenn man einen zb.: 80 kW Akku über eine Schukosteckdose lädt, die üblicherweise 2,3 oder 3,7 kW in der Stunde hergibt,
kann man tatsächlich davon ausgehen, dass hier immer mehr oder weniger konstant, mit der maximalen Leistung geladen wird, und sich somit die Ladezeit relativ leicht ermitteln lässt.
An einer Schnellladesäule die mit 100 kW oder mehr lädt geht diese Rechnung, aus angesprochenen Gründen, jedoch kaum auf.
Allgemein gesprochen, beläuft sich die Reichweite die es möglich sein soll, an öffentlichen Highspeed Ladesäulen unter optimalen Bedingungen in 30 Minuten nachladen zu können,
auf etwa, je nach Fahrzeugmodel und Hersteller, 200 bis 400 Kilometer.