Lademöglichkeiten, Ladedauer, Ladeleistung

Um ein Smartphone komplett wieder aufzuladen, braucht es zwischen ein und drei Stunden. Dabei ist die Batterie, die im Telefon steckt, winzig klein. Der Lithium-Ionen-Akku, der ein Elektroauto mit Energie versorgt, ist zehntausend Mal größer. Statt von sechs Wattstunden reden wir hier von 50 oder gar 100 Kilowattstunden, also 50.000 oder 100.000 Wattstunden. Keine Sorge: Das Laden der Batterie dauert nicht zehntausend Mal länger. Denn geladen wird mit einer deutlich höheren Stromspannung und einer anderen Stromstärke. Wie hoch die Stromspannung ist, hängt von dem Ladepunkt ab: Die maximale Leistung einer normalen Haushaltssteckdose liegt bei 3,7 Kilowatt, bei Wallboxen und öffentlichen Ladesäulen fließt der Wechselstrom (AC) mit einer maximalen Leistung zwischen elf und 22 Kilowatt.

Die Königsklasse sind allerdings die „High Power Charger“, die sich meistens am Rande der Autobahnen finden. An diesen Schnellladestationen schießt Gleichstrom (DC) mit bis zu 800 Volt Spannung und mit Ladeleistungen von bis zu 350 Kilowatt in die Batterie. In kurzer Zeit wird an diesen „Turbo-Ladern“ Energie aus dem Stromnetz aufgenommen, sodass die Fahrt nach einer Viertelstunde schon fortgesetzt werden kann.

Die Schnelligkeit hat ihren Preis: Gleichstrom, der aus einer Schnellladesäule ins Elektroauto schießt, kostet je nach Anbieter mehr. Dafür kostet der Autostrom aus der heimischen Wallbox prinzipiell keinen Cent mehr als Haushaltsstrom. Denn er wird zusammen mit dem sonstigen Stromverbrauch über den Stromzähler des Hauses abgerechnet. Durch den höheren Stromverbrauch kann allerdings der Grundpreis für den Anschluss steigen.

Eine ganze Menge. Denn nicht jedes Elektroauto verträgt gleich viel Ladepower. Die Ladegeschwindigkeit und damit die Dauer des Ladevorgangs hängt nicht nur von der Stromquelle, sondern auch stark vom Ladesystem des Fahrzeugs ab. Von der Batteriegröße, aber auch von der Bordelektronik – und den Bauteilen wie der Steckeranschluss, mit denen die Energie an Bord in die richtigen Bahnen gelenkt wird.

Einen so genannten Typ 2-Stecker oder Mennekes-Stecker haben in Europa fast alle Stromer an Bord. Kleinwagen für die Stadt etwa haben aus Kostengründen oft keinen Gleichstrom-Anschluss integriert. Werden die Flitzer an der Wallbox über Nacht geladen, spielt die Ladegeschwindigkeit ohnehin keine große Rolle. Und manche Fahrzeughersteller sparen bei den Umrichtern an Bord. Diese sind notwendig, um den Wechselstrom aus der Haushaltssteckdose in Gleichstrom umzuwandeln. Oder die Fahrzeughersteller regeln zum Schutz der Batterie und mit Rücksicht auf deren Lebensdauer die maximale Ladeleistung über die Bordelektronik herunter. Als Standard gelten im Elektroauto inzwischen Ladeleistungen von elf Kilowatt Wechselstrom (AC) und wenigstens 50 kW Gleichstrom (DC). Höherpreisige Fahrzeuge mit größeren Batterien kommen sogar auf maximale Ladeleistungen von bis zu 22 KW an der AC-Ladestation und bis zu 270 kW am DC-Schnelllader.

Entsprechend kürzer oder länger dauert es natürlich, die Batterie im Fahrzeugboden zu befüllen. Es lohnt also, sich vor der Anschaffung eines Elektroautos intensiver mit den technischen Daten des Fahrzeugs zu beschäftigen – und diese mit dem eigenen Fahrprofil und den Lademöglichkeiten zuhause oder am Wohnort abzugleichen. Das gilt erst recht für diejenigen, die als Eigenheimbesitzer mit dem Gedanken spielen, mit Hilfe einer Photovoltaikanlage auf dem Dach des Hauses Solarstrom zu erzeugen und diesen für den Betrieb eines Elektroautos zu nutzen.

Bei der Berechnung der Ladezeit hilft also zunächst einmal die Faustformel:

Ein komplett leerer Akku mit einer Kapazität von 60 Kilowattstunden wäre also nach etwa sechs Stunden wieder gefüllt, wenn er mit einer handelsüblichen Wallbox in der heimischen Garage verbunden ist, die elf Kilowatt abgibt. An einem 50-Kilowatt-Schnelllader würde die Ladepause nur etwas mehr als eine Stunde dauern, sofern die Batterie komplett entleert ist.

Aber die Faustformel hilft auch nicht immer. Zum einen gibt die Ladestation den Strom aus dem Netz nicht mit konstanter Leistung ab. Denn sie kommuniziert während des Ladevorgangs permanent mit dem Ladesystem des Autos. Die Bordelektronik teilt ihr dabei mit, wieviel Strom die Batterie gerade verträgt, mit welcher Geschwindigkeit sie die Elektronen auf die Batteriezellen verteilen kann. Und dann gilt es auch noch, die Ladeverluste zu berücksichtigen: Ein Teil der Energie geht auf dem Weg vom Stromnetz über die Ladesäule ins Fahrzeug verloren. In der Elektroinstallation und der Ladestation, im Bordladegerät des Fahrzeuges und nicht zuletzt in der Antriebsbatterie. Entsprechend dauert es die eine oder andere Minute länger, die Batterie des Elektroautos komplett aufzuladen.

Je nach Automodell wird dann die Ladeleistung früher oder später gedrosselt, um die Batterie nicht zu stark aufzuheizen und deren Lebensdauer zu gefährden. Man muss sich das vorstellen wie das Ausrollen eines Zuges im Sackbahnhof: Schon bei der Einfahrt wird Geschwindigkeit herausgenommen, um nicht mit dem Prellbock am Ende des Gleises zu kollidieren.

Bei Elektroautos beginnt der Bremsvorgang beim Ladevorgang, wenn die Batterie zu etwa 70 Prozent gefüllt ist. Spätestens bei einem Ladestand von 80 Prozent fällt die Ladekurve stark ab – wer es eilig hat, zieht hier schon den Stecker. Die restlichen 15 bis 20 Prozent bis zur vollständigen Füllung der Batterie brauchen selbst am Schnelllader mehr Zeit.

Will man also schnell ans Ziel kommen und einen Ladevorgang möglichst kurzhalten, fährt man besser zügig wieder los und lädt unterwegs einmal mehr. Denn eine leere Batterie nimmt deutlich schneller Energie auf als eine, die noch zu einem Viertel gefüllt ist. Man tut also in jedem Fall gut daran, sich vor dem Start schon eine Ladestrategie für die Reise zurechtzulegen und die besten und schnellsten Lademöglichkeiten entlang der Reiseroute herauszusuchen.

Dann ist man mit dem Elektroauto möglicherweise schneller am Ziel als viele Menschen vermuten, die mit der neuen Antriebstechnik noch nicht so vertraut sind.