Die C-Rate: Wie Ladeleistung und Batteriegröße zusammenhängen
„Schnellladen“ ist kein genormter Begriff und wird daher von Autoherstellern unterschiedlich verwendet. Gleichzeitig gibt es die Tendenz zu immer größeren Batteriekapazitäten. Als Vergleichswert für den Zusammenhang zwischen Ladegeschwindigkeit und Batteriegröße bietet sich die sogenannte „C-Rate“ an
- Marcus Zacher
Das Schnellladen von Batterien ist eine der wichtigsten Funktionen moderner Elektroautos, ermöglicht sie doch, längerer Distanzen ohne stundenlange Ladevorgänge zurückzulegen. Gemeint ist meist das Laden an Gleichstrom-Ladesäulen. „Schnellladen“ ist allerdings kein geschützter oder genormter Begriff und wird daher von den Herstellern unterschiedlich verwendet. Gleichzeitig gibt es die Tendenz zu immer größeren Batteriekapazitäten. Als Vergleichswert für den Zusammenhang zwischen Ladegeschwindigkeit und Batteriegröße bietet sich die sogenannte „C-Rate“ an.
Die C-Rate (C für „Capacity“ = Kapazität) ist das Verhältnis aus dem Lade- oder Entladestrom einer elektrochemischen Zelle in Ampere (A) zur Kapazität der Zelle in Amperestunden (Ah). Da Kapazität und Energieinhalt sowie Strom und Ladeleistung jeweils über die Batteriespannung miteinander verknüpft sind, kann man die C-Rate auch für das Verhältnis aus Leistung in Kilowatt (kW) und dem Energieinhalt einer Batterie in Kilowattstunden (kWh) verwenden. In beiden Fällen ergibt sich die Einheit 1/h. Häufig wird stattdessen auch einfach die Einheit „C“ verwendet, was allerdings physikalisch nicht ganz korrekt ist.
Je höher die C-Rate, desto schneller die Ladung
Dieses Verhältnis kann man sowohl für Lade- als auch für Entladeleistungen angeben, wobei üblicherweise die Entladeleistung deutlich über der Ladeleistung einer Elektroautobatterie liegt. Ein Blick auf die technischen Datenblätter eines beliebigen Elektroautos bestätigt: Die Antriebsleistung eines Elektrofahrzeugs, welche ungefähr der Entladeleistung einer Batterie entspricht, liegt praktisch immer über der Ladeleistung. Je höher die C-Rate ist, desto schneller lädt das Elektroauto, da im Verhältnis zur Batteriegröße eine höhere Ladeleistung anliegt.
Um das Schnellladen verschiedener Fahrzeuge vergleichen zu können, konzentrieren wir uns hier bei der C-Rate auf die Ladeleistungen. Ein Smart EQ (Test) mit einem Bruttoenergieinhalt von 17,6 kWh kann mit bis zu 22 kW mittels der optionalen Drehstromladung geladen werden, welche Smart mitunter auch als Schnellladung bezeichnet. Ist diese Bezeichnung also gerechtfertigt, obwohl es sich nicht um eine Gleichstrom-Ladung handelt? Berechnet man die C-Rate als Quotient aus Ladeleistung und Bruttoenergieinhalt, erhält man als Resultat 1,25.
Ein Smart ist schneller als ein Tesla Model S
Beim Premium-Elektroauto Tesla Model S mit der 100-kWh-Batterie lag bis vor kurzem die Ladeleistung am Tesla-Supercharger bei 120 kW. Daraus ergibt sich eine C-Rate von 1,2. Bezogen auf die Batteriegröße lädt der Smart also schneller als ein Tesla Model S 100D. Freilich kann der Tesla anschließend die vier- bis fünffache Strecke zurücklegen. Dennoch offenbart diese kleine Berechnung, dass auch Smart die Ladefunktion seiner Elektrofahrzeuge als Schnellladen bezeichnen kann.