Einmaleins für das Elektroauto E-Auto | Ladedauer, Reichweite & Ladeleistung berechnen

Wer den Kauf eines Elektroautos in Betracht zieht, fokussiert zunächst die mögliche Reichweite, also die Strecke, die er zurücklegen kann, bevor die Batterie leer ist und wieder aufgeladen werden muss. Ebenso wichtig ist die Ladezeit, denn während dieser Zeit ist das Elektroauto nicht nutzbar und deshalb sollte diese zu kurz wie möglich sein. Deshalb ist es wichtig für den Elektroauto-Besitzer wichtig zu wissen, was die Ladezeit seines Fahrzeug beeinflusst. Die Ladezeit hängt von folgenden Faktoren ab: Ladeleistung der Lademöglichkeit, im Fahrzeugmodell verwendete Ladetechnik, der Batterie-Kapazität und der Batterietechnologie selbst, sowie noch ein paar anderen Gegebenheiten und Rahmenbedingungen. Trotz dieser Komplexität gibt es ein paar vereinfachte Berechnungen, die im Alltag eines jeden Elektroautobesitzer und –Interessenten nützlich sein dürften, denn wer gut informiert ist, ist seltener (negativ) überrascht.

Die Ladezeit kann gut für eine Kaffepause genutzt werden

Ladeleistung eines Elektroautos selbst berechnen

Als Grundlage für die nachfolgende Berechnung dient ein Elektro-Auto der Marke Tesla Modell S mit einer Batterie-Kapazität von 85 kWh:

  • An einer herkömmlichen Haushaltssteckdose ist eine Ladeleistung von etwa 2,3 Kilowatt gegeben. Wegen einer Brandgefahr durch Überhitzung, ist an einer SchuKo-Steckdose keine höhere Abgabe im Dauerbetrieb möglich. Um damit die Tesla-Batterie vollständig aufzuladen, teilt der Besitzer 85 (Batterie-Kapazität) durch 2,3 (Ladeleistung) und erhält die Ladedauer von 37 Stunden - warum dies ein Idealwert ist, wird später noch erklärt
  • Ist die Haushaltssteckdose eine sogenannte Wallbox, sind je nach Ausführung 3,6 bis 22 Kilowatt an Ladeleistung verfügbar. Bei erstgenanntem Wert wäre das Fahrzeug nach 24 Stunden wieder voll einsatzfähig, bei Letzterem muss lediglich vier Stunden gewartet werden
  • Vier Stunden dauert das Aufladen beim Tesla S auch an vielen öffentlichen Ladestationen mit identischer Ladeleistung
  • Deutlich schneller funktioniert die Batterie-Aufladung an Schnellladestationen mit Ladeleistungen von etwa 50 Kilowatt.

Selbst die vergleichsweise große Tesla-Batterie wäre dem obigen Rechenexempel folgend nach knapp zwei Stunden wieder voll.

  • Weil auch diese Ladezeit dem Hersteller wenig kundenfreundlich erscheint, hat Tesla so bezeichnete Supercharger mit 120 Kilowatt entwickelt. An einer derartigen Station dauert das Batterie-Laden nur noch eine gute halbe Stunde.

Anhand dieser Werte können Besitzer von Elektro-Autos anderer Marken die individuellen Ladezeiten ausrechnen.

Batterie-Kapazität dividiert durch Ladeleistung ergibt die Ladedauer.

Warum diese von den errechneten Ergebnissen oft erheblich abweichen, kann im nächsten Abschnitt nachgelesen werden.

Welche Faktoren beeinflussen die Ladedauer eines E-Autos?

Ein sehr wichtiger Aspekt ist in diesem Kontext die im Elektro-Auto integrierte Ladetechnik, da diese bestimmt, in welchem Umfang die von der Ladestation offerierte Ladeleistung genutzt werden kann. Die Ladestation und die Ladetechnik vom Fahrzeug einigen sich beim Ladevorgang immer auf den größten gemeinsamen Ladestrom. Oftmals liegt der gemeinsame Nenner jedoch weit unter dem jeweils Möglichen. So zum Beispiel, wenn die Ladetechnik des Fahrzeugs keine 3-Phasentechnik im AC-Ladebetrieb anbietet und dadurch nur einphasig geladen werden kann. Dementsprechend kann der Ladevorgang wesentlich länger als errechnet dauern.

Ein ebenfalls nicht zu vernachlässigendes Kriterium ist der Akku-Ladestand. Je voller die Batterie beim Aufladen wird, umso mehr nimmt das Ladetempo ab. Insbesondere für die letzten 25 Prozent dauern im Verhältnis sehr lange zu laden. Aus der Erfahrung raus sollten deshalb zu der errechneten Ladezeit daher immer mindestens eine halbe Stunde mehr addiert werden.

Etwas längere Ladezeiten sollten außerdem bei niedrigen Außentemperaturen kalkuliert werden, weil diese auf die Batterie-Zellen einwirken und die elektrochemischen Prozesse verlangsamen. Dieser Effekt tritt bei Minusgraden ebenso ein wie bei hochsommerlichen Temperaturen. Die Batterien der meisten Elektro-Autos funktionieren optimal bei Temperaturen um die 20 Grad und lassen sich dabei auch am besten laden.

Nicht jedes E-Auto ist für Schnellladung konzipiert

Natürlich möchte kein Fahrer eines Elektro-Autos mehrere Stunden zum Batterie-Aufladen anhalten und pausieren müssen. Daher entscheiden sich die meisten für die Schnellladung, wenn diese zur Verfügung steht. Dies setzt allerdings voraus, dass das Fahrzeug mit der dazu notwendigen Technik ausgestattet ist. Zur schnellen Ladung befähigt sind beispielsweise:

  • VW e-up
  • Nissan Leaf
  • BMW i3
  • Tesla Modell S

Schnellladestationen befinden sich in zunehmender Anzahl an Bundesautobahnen, sie ermöglichen mit sehr kurzen Ladezeiten die zügige Weiterfahrt. Gleichwohl ergeben sich aus häufigem Schnellladen auch Nachteile. Schnelles Aufladen kann die Batterie schädigen und Einfluss auf deren Lebenszeit haben. Zudem werden die Batterien beim Schnellladen nur zu 80 Prozent befüllt, um Überspannung zu vermeiden. Danach wird ein einem Normallade Modus umgeschaltet und die restlichen 20 Prozent benötigen dann wesentlich länger zu laden. Somit ist es ratsam, den Ladevorgang bei 80 Prozent Batteriekapazität zu beenden und den Ladestecker des Elektroautos zu ziehen.

Tesla beweist mit Model S bereits, dass E-Autos sowohl Style als auch Reichweite haben

Wie sich die ungefähre Reichweite eines Elektro-Fahrzeugs berechnen lässt

Dazu werden zwei Werte benötigt: die Batterie-Kapazität und der angegebene Energieverbrauch. Auch hierzu ein Rechenbeispiel mit dem Tesla Modell S.

  • Kapazität der Batterie: 85 kWh
  • Kombinierter Verbrauch auf 100 km: 23.5 kWh

Die Kapazität wird durch den Verbrauch dividiert und mit 100 multipliziert, daraus ergibt sich für den Tesla S eine Reichweite von 362 Kilometern. Beachten Sie bitte, dass es sich beim Tesla S mit 85 kWh um eine nicht mehr erhältliche Variante handelt, sie soll lediglich als Beispiel dienen.

Die errechneten 362 Kilometer sind selbstverständlich theoretischer Natur und können durch Fahrweise, Wetter und andere Faktoren erheblich gemindert, aber auch erweitert werden. Die Rekuperation von Bremsenergie befüllt beispielsweise den Akku immer wieder unter dem Fahrbetrieb.

Einfache Berechnungen für den elektromobilien Alltag.

Fazit zum Batterie-Aufladen eines Elektroautos

Wie so überall treffen hier auch Theorie und Praxis aufeinander und passen oft erstmal gar nicht zueinander. Das reine Elektroauto Einmaleins im Alltag deshalb leider nicht ganz ausreichend. Erfahrungswerte sind hier zusätzlich noch gefragt. Denn viele Eigenheiten und Gegebenheiten müssen in die Berechnung noch mit einem entsprechenden Abweichungsfaktor miteinbezogen werden. Aber in Kombination mit den Erfahrungswerten und den hier erwähnten einfachen Berechnungsmethoden, können die Elektroautobesitzer schon relativ gut abschätzen, wie lange der nächste Ladestopp ausfallen wird oder wieviel Reichweite eine abgeschaltete Klimaanlage bringt.

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Michael Artmann

Ausbildung in Kommunikationselektronik und Informationstechnik. Mehrere Jahre bei einem internationalen PC-Hersteller tätig – Lieblingsaufgabe: Prototypen-Tests für den Europäischen Markt. Schwerpunkte: Video/3D/Netzwerke. Nachgelegt: Studium Energiemanagement. Sieht die Welten von IT und Energiewirtschaft zusammenwachsen. Heute business developer bei einem Energiekonzern und unersetzliche Unterstützung der homeandsmart.de-Redaktion.