Elektroautos laden: Infrastruktur für mehr als 400 kW entsteht
Über einige Jahre bot die Ladeinfrastruktur mehr, als die meisten E-Autos verarbeiten konnten. Nun wendet sich das Blatt und die Anbieter müssen nachlegen.
(Bild: EnBW)
Die Elektromobilität an sich ist alt, in der Breite der Nutzer für viele Autofahrer aber noch jung. Einige Jahre lang war die Spitze der Ladeinfrastruktur in ihrer Leistungsfähigkeit den Abnehmern technisch voraus: Wer konnte vor zwei Jahren schon mit mehr als 300 kW laden? Im vergangenen Jahr wuchs die Zahl der Modelle, die das können, spürbar an. Nun sind die Betreiber von Ladepunkten und auch die Hersteller von Ladesäulen gefragt. Beide sind derzeit dabei, Lademöglichkeiten mit 400 kW aufzubauen. Dabei wird es nicht bleiben.
CCS2-Spezifikation
Bisher war die Sache klar: Die meisten Ladesäulen sind mit 500 Ampere angebunden. Je nach Spannungsebene des Autos, 400 oder 800 Volt sind derzeit üblich, ergeben sich daraus maximal 200 oder 400 kW Ladeleistung. Die CCS2-Spezifikation sieht maximal 500 A und 1000 Volt vor, woraus sich theoretisch eine maximale Ladeleistung von 500 kW ergäbe. Bislang hat sich aber noch kein Pkw-Hersteller an mehr als 900 Volt gewagt.
Nach ein paar Jahren, in denen 300 kW reichten, um auch die am schnellsten ladenden E-Autos auszureizen, kommen nun Autos wie Volvo EX60, Smart #5 (Test) oder BMW iX3 auf den Markt, die mehr als 300 kW entgegennehmen können. Für diese Modelle reichen die 400-kW-Säulen meist gerade so noch aus. Xpeng verspricht für die aktuelle Spitzenausführung des G9 bis zu 525 kW und damit sogar noch mehr, als die CCS2-Spezifikation eigentlich vorsieht. Wer das komplett ausschöpfen möchte, schaut in Europa allerdings derzeit fast überall in die Röhre.
Auf der anderen Seite muss allerdings festgehalten werden: Selbst mit 400 kW Ladeleistung wären theoretisch in 15 Minuten 100 kWh nachgeladen. Auch wenn langlebige Ladeinfrastruktur immer einen Vorsprung haben sollte: Kurzfristig werden Elektroautos eine solche Energiemenge in derart kurzer Zeit nicht aufnehmen können. Eine Beispielrechnung zur Veranschaulichung: Der Volvo EX60 bietet im Topmodell P12 eine Traktionsbatterie mit 112 kWh netto. Volvo verspricht, die 70 Prozent zwischen 10 und 80 Prozent Ladestand, was 78,4 kWh entspricht, in 19 Minuten nachladen zu können. Die Spitzenladeleistung liegt bei 370 kW, die durchschnittliche Nettoladeleistung zwischen 10 und 80 Prozent bei fast 248 kW.
Setzt sich die Entwicklung der vergangenen Jahre fort, wird sowohl die Spitzen- als auch die durchschnittliche Ladeleistung in vielen Elektroautos deutlich steigen. Denn längst sind die Zeiten vorbei, in denen sich Kunden von kurz anliegenden Leistungsspitzen beeindrucken lassen. Was zählt, ist, wie schnell sich eine reale Reichweite nachfüllen lässt. Deshalb findet die Angabe, wie viele Kilometer in zehn Minuten nachgeladen werden können, eine immer größere Verbreitung. Zu beachten dabei ist, dass dieser Wert für den kombinierten WLTP-Verbrauch und ideale Ladebedingungen gilt.
Netz mit 400-kW-Ladepunkten entsteht
Die Hardwareanbieter für die Ladeinfrastruktur müssen also aufrüsten und machen das natürlich längst auch. Eine Herausforderung dabei ist die Minimierung von Ladeverlusten in der Säule. Als beispielsweise im Test des Hyundai Ioniq 5 bis knapp 260 kW abgefordert wurden, war die Kühlung der Säule deutlich zu hören. Alpitronic setzt auch deshalb auf Siliziumkarbid-Module, die, so verspricht es der Hersteller, die Verlustleistung halbieren und einen Wirkungsgrad von 97,5 Prozent erreichen sollen. Der maximale Ladestrom je HYC400-Säule liegt bei zweimal 600 A. Wer einen Ladepark mit einer ganzen Reihe solcher Säulen aufstellen möchte, braucht also eine sehr solide Anbindung an das Mittelspannungsnetz und auch leistungsstarke Hardware vor der Säule. Der in Deutschland führende DC-Ladenetzanbieter, die EnBW, hat ebenso wie die Konkurrenz von Fastned und EWEGo bereits einige Ladepunkte mit 400 kW in Betrieb.
Das gilt auch für den Anbieter Ionity, der bereits mit bis zu 600 kW Ladeleistung plant. Grundsätzlich sei es schon mal positiv zu sehen, wie sich das Laden weiterentwickle, meint Linda Boll, Country Director von Fastned Deutschland. „600-kW-Ladesäulen gibt es bislang in Deutschland mit dem CCS-Anschluss noch nicht. Das geht dann schon in den Hochspannungsbereich, also das Megawatt-Laden wie bei den Lkws.“ Alpitronic bietet dafür den HYC1000 mit einer Ladeleistung von bis zu einem Megawatt an.
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Dynamische Leistungsverteilung
Interessant wird diese Säule für Betreiber insbesondere in Kombination mit einem zentralen „Power Cabinet“, der die Ladeleistung für jeden angeschlossenen Punkt variabel verteilen kann. Dies ermöglicht das gleichzeitige Laden von bis zu acht Elektrofahrzeugen mit dynamischer Leistungsverteilung auf die einzelnen Ladepunkte oder das Laden eines einzelnen Fahrzeugs mit bis zu 600 kW. Dafür müssten die Spezifikationen der CCS2-Anschlüsse verändert werden. Eventuell bleibt dafür weniger Zeit, als es momentan scheint. Nio hat für das in Deutschland noch nicht angebotene Luxusmodell ET9 eine Ladeleistung von 600 kW in Aussicht gestellt. Ein Teil des Energiegehalts von 120 kWh, den seine Traktionsbatterie bietet, sollte sich also rasant nachfüllen lassen, sofern die Infrastruktur schritthalten kann.
(mfz)