Reichweiten und Ladedauer

E-Autos laden und Reichweite berechnen

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E-Autos laden: Reichweiten und Ladedauer

Wie lange dauert das Laden von E-Autos?

Wie viele Stunden (h) ein Elektrofahrzeug zum Aufladen benötigt, macht sich vor allem an zwei Faktoren fest: der Batteriekapazität (in Kilowattstunden, kWh) und der Ladeleistung (in Kilowatt, kW). Letztere variiert je nach Art der Ladesäule und nach verbauter Ladetechnik im Auto. Wenn beide Werte bekannt sind, können Fahrer die anfallende Ladezeit recht einfach ermitteln und im Zuge ihrer Dienstfahrten einplanen. Dazu verwenden sie die folgende Formel:

Ladezeit [h] = Batteriekapazität [kWh] / Ladeleistung [kW]

Für eine Beispielrechnung verwenden wir die Daten des Volkswagen ID.3, der momentan zu den E-Pkw mit der höchsten Reichweite gehört (Stand Dezember 2020). Der ID.3 ist mit einer Batteriekapazität von 77 Kilowattstunden erhältlich. Wenn er an einer Schnellladesäule mit einer Leistung von 125 Kilowatt auflädt, beträgt die Ladezeit etwa 0,62 Stunden, also rund 37 Minuten.

0,62 h = 77 kWh / 125 kW

Generell gilt: Je größer die Akkukapazität, desto länger dauert der Ladevorgang. Zugleich bestimmt die Art der Ladestation, auf welche Ladeleistung E-Auto-Fahrer zugreifen können. Bei öffentlichen Ladesäulen ohne Schnellladefunktion liegt die Leistung meist zwischen 11 bis 43 Kilowatt. Dabei kommt Wechselstrom zum Einsatz. An der mit Gleichstrom arbeitenden Schnellladesäule laden E-Autos hingegen je nach Anbieter mit einer Leistung von 50 bis über 125 Kilowatt. In unserem Ratgeber erfahren Sie mehr zu den möglichen Ladelösungen für Fuhrparks.

 

Welche weiteren Faktoren beeinflussen die Ladezeit?

Während Akkukapazität und verfügbare Ladeleistung die wesentlichen Eckdaten darstellen, wirken sich auch andere Faktoren auf die benötigte Zeit zum Laden von E-Autos aus. Um welche Einflussgrößen es sich handelt, erfahren Sie hier.

  • Witterung

    Die optimale Außentemperatur zum Laden von E-Autos liegt zwischen 15 und 20 Grad Celsius. Grund hierfür sind chemische Prozesse, die sich im Inneren des Akkus abspielen. Hier bewegen sich Ionen zwischen den Polen und durchqueren dabei ein flüssiges Medium: den Elektrolyten. Wenn die Außentemperatur unter 15 Grad sinkt, nimmt die Dichte des Elektrolyts zu. Der Ionentransport verlangsamt sich und der Ladevorgang nimmt mehr Zeit in Anspruch. Bei hoher Umgebungstemperatur stellt sich ebenfalls ein schädlicher Effekt ein: Die Ionen oxidieren in erhöhtem Tempo und ihre Leitfähigkeit geht zunehmend verloren.

  • Batterie-Alter
    Aktuell beträgt die Nutzzeit von Elektrofahrzeug-Akkus etwa acht bis zehn Jahre. Danach ist die Batteriekapazität so weit gesunken, dass das Auto einen Großteil seiner ursprünglichen Reichweite nicht mehr mit einem Ladevorgang zurücklegen kann. Den Grund für die Überalterung von Lithium-Ionen-Akkus haben Wissenschaftler erst vor Kurzem herausgefunden: Kurz gesagt bilden sich im Elektrolyten kleinste Strukturen, die den reibungslosen Ionen-Transport stören. Eine Möglichkeit, den Effekt zu vermeiden, gibt es bisher noch nicht. Deshalb sollten überalterte E-Auto-Batterien spätestens nach zehn Jahren ausgetauscht und recycelt
  • Ladestand der Batterie
    Sobald der Akku-Stand an der Ladesäule etwa 80 Prozent erreicht hat, verlangsamt sich das Ladetempo über die letzten 20 Prozent spürbar. Grund dafür ist der Verlauf von Stromspannung und -stärke oberhalb der 80-Prozent-Marke: In der Frühphase des Aufladens steigt die Spannung an, während sich die Stromstärke auf einem konstanten Niveau hält. Später fällt die Stromstärke allerdings ab, was das Aufladen der letzten 20 Prozent in die Länge zieht. Dieser Effekt wird bereits von den Betreibern öffentlicher Ladesäulen berücksichtigt: An manchen Stromtankstellen laden E-Autos nur bis 80 Prozent auf, um die Wartezeit anderer Kunden zu verkürzen.

Wie hoch ist die Reichweite von Elektroautos?

Mit voller Akkuladung können heutige Elektroautos je nach Modell zwischen 120 und 550 Kilometern Strecke zurücklegen, bevor ein Stopp am Ladepunkt fällig wird. Als Vorreiter gelten hier die Tesla-Modelle, etwa der Tesla Model 3 Long Range (etwa 500 Kilometer). Allerdings stellt eine größtmögliche Reichweite nicht für jedes Unternehmen die wirtschaftlichste Lösung dar: Gerade im städtischen Bereich, wo viele kurze Wege anfallen und das öffentliche Ladenetz besonders gut ausgebaut ist, punkten auch kleinere Modelle wie der Seat Mii Electric (etwa 260 Kilometer). Dessen Wendigkeit und niedrigere Anschaffungskosten sind ideal für Betriebe in der Stadt oder in kleineren Ortschaften mit lokalem Kundenstamm. In diesem Umfeld können auch elektrische Nutzfahrzeuge wie der Mercedes-Benz eVito (etwa 155 Kilometer) ihre Vorteile ausspielen.

Übrigens: Bei Fragen rund um den elektrischen Fuhrpark oder zu den E-Autos von Maske
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Um die Herstellerangaben zur Fahrzeug-Reichweite zu prüfen, gilt in der EU seit 2017 die „Worldwide Harmonized Light Vehicles Test Procedure“ (WLTP). Die WLTP ersetzt den „Neuen Europäischen Fahrzyklus“ (NEFZ), mit dem Abgasemissionen und Kraftstoffverbrauch vor 2017 kontrolliert wurden.

Die WLTP ermöglicht es E-Auto-Interessierten, sich einen genauen Überblick über die tatsächliche Reichweite verschiedener Elektrofahrzeuge zu machen. Eine Neuerung der WLTP ist, dass sie verschiedene Ausstattungsvarianten eines Fahrzeugmodells prüft. Schließlich wirkt sich der Ausstattungsumfang teils deutlich auf die Reichweite von Elektroautos aus. Besonders interessant für das Fuhrparkmanagement: Die neuen WLTP-Testzyklen umfassen drei verschiedene Geschwindigkeitsverläufe. Diese simulieren einen Stromverbrauch unter realistischen Fahrbedingungen, wie sie auch auf verschiedenen Dienstfahrten denkbar sind.

 

Welche Faktoren beeinflussen die Reichweite?

Wie viele Kilometer Ihre Firmenwagen mit einer Akkuladung ohne Ladestopp zurücklegen, hängt nicht nur von der Batteriekapazität ab. Weiteren Einflussgrößen stellen wir Ihnen hier vor:

  • Witterung
    Beim Fahren eines Elektrofahrzeugs wirken dieselben chemischen Prozesse, die unter Umständen auch die Ladedauer beeinflussen können: Bei niedrigen Temperaturen verdichtet sich der Elektrolyt im Inneren des Akkus, was den Ionentransport verlangsamt. Die Stromspannung sinkt und der Akku muss die Stromstärke erhöhen, um den Motor mit ausreichend Energie zu versorgen. Dadurch wird das Energie-Reservoir zusätzlich beansprucht. Auch die normale Selbstentladung des Akkus beschleunigt sich bei Kälte. Zudem wirken sich niedrige Temperaturen auch indirekt auf die Reichweite aus. Denn im Gegensatz zum Verbrennungsmotor geben Elektromotoren während des Betriebs kaum Wärme ab, die zum Beheizen des Innenraums dienen könnte. Deshalb muss der Akku die zum Heizen benötigte Energie aufbringen. Bei eingeschalteter Lüftung reduziert sich die Reichweite des Fahrzeugs weiter.
  • Tempo
    Ob Elektro- oder Verbrennungsmotor: Je schneller der Firmenwagen unterwegs ist, desto höher liegt der Kraftstoff- beziehungsweise Stromverbrauch. Bei hohen Geschwindigkeiten steigt der Luftwiderstand, gegen den der Motor mit zusätzlicher Leistung anarbeiten muss. Für Elektrofahrzeuge gelten 100 bis 110 Stundenkilometer als die Geschwindigkeit, bei der ein ideales Verhältnis von Energieaufwand und Reichweite erreicht ist. Mit höherem Tempo nimmt die Reichweite hingegen ab.
  • Fahrzeugbauweise
    Um den besagten Luftwiderstand zu reduzieren, legen Autohersteller großen Wert darauf, die Aerodynamik ihrer Modelle zu optimieren. Als besonders aerodynamisch gilt zum Beispiel der Hyundai IONIQ Elektro. Seine 280 Kilometer Reichweite leiden weniger unter hohem Tempo als die von anderen Elektrofahrzeugen.
  • Zugeschaltete Verbraucher
    Je weniger zusätzliche Verbraucher während der Fahrt aktiv sind, desto weiter kommen Elektroautos mit einer Akkuladung. Zu den besonders energieintensiven Verbrauchern zählen die Sitz- und Scheibenheizung. Die mit Abstand stärkste zusätzliche Belastung für den Akku stellt allerdings die Belüftung des Innenraums dar. Diese lässt sich aber in der Regel problemlos niedriger einstellen, ohne dass das Fahrzeuginnere zu sehr aufheizt beziehungsweise abkühlt.
  • Fahrstil
    Eine Gemeinsamkeit von Elektro- und Verbrennungsmotoren ist die Motorbremse, die beim Ausrollen-Lassen des Fahrzeugs greift. Bei Verbrennern muss dazu ein Gang eingelegt sein. Beim scharfen Bremsen mit dem Bremspedal entsteht lediglich Wärmeenergie an den Bremsbelägen, die ohne Mehrwert an die Umgebungsluft abgegeben wird. Während die Motorbremse beim Verbrenner lediglich die Bremsbeläge schont, gewinnen elektrische Fahrzeuge mit der Motorbremse aktiv Energie zurück. Man spricht vom Rekuperationseffekt. Deshalb sind ein vorausschauender Fahrstil und der Einsatz der Motorbremse für Elektroauto-Fahrer besonders gewinnbringend. Mitarbeiter, die sich an die vorgeschriebenen Sicherheitsabstände halten, fahren nicht nur sicherer, sondern auch sparsamer: Sie haben mehr Zeit, um auf Temposchwankungen und Bremsvorgänge des Vordermanns mit der Motorbremse zu reagieren, bevor sie das Bremspedal betätigen müssen. Auch rote Ampeln und Stoppschilder sind eine gute Gelegenheit, um den Rekuperationseffekt zu nutzen.
  • Einsatzgebiet
    Elektroautos sind vor allem in der Stadt hervorragend aufgehoben. Hier sind Fahrer mit begrenztem Tempo unterwegs. Zudem können sie an Kreuzungen, Ampeln und Kreisverkehren häufiger die Motorbremse einsetzen und Energie zurückgewinnen. Außerdem komfortabel: das ruckelfreie und zügige Anfahren von Elektroautos, auf das die meisten Fahrer nach kurzer Zeit nicht mehr verzichten wollen.

FAQs

Welche Faktoren beeinflussen die Reichweite?

Zu den E-Pkw mit den aktuell höchsten Reichweiten gehören der Volkswagen ID.3 mit etwa 550 Kilometern und der Tesla Model 3 Long Range mit etwa 500 Kilometern. Bei den E-Nutzfahrzeugen sticht vor allem der Renault Kangoo Z.E. mit 270 Kilometern hervor. Wie im Ratgeber erläutert, können die angegebenen Reichweiten von verschiedenen Faktoren beeinflusst werden.

Wie schnell wird ein E-Auto geladen?

Wie lang ein E-Auto zum Laden braucht, hängt vor allem von der Batteriekapazität und der verfügbaren Ladeleistung ab. Daneben sind weitere Einflussgrößen zu berücksichtigen, die im Ratgeber näher behandelt werden. Zur groben Orientierung können Sie aber mit den folgenden Ladezeiten kalkulieren:

  • Schnellladesäule: 30 bis 60 Minuten bei 50 bis über 120 Kilowatt.
  • Tesla-Supercharger (nur für Tesla-Fahrzeuge): 20 Minuten bei 120 Kilowatt.
  • Standard-Ladesäule: 2 bis 4 Stunden bei bis zu 43 Kilowatt.
  • Wallbox: 2 bis 6 Stunden bei 3,6 bis 22 Kilowatt.
  • Steckdose: 8 bis 14 Stunden bei 2,3 Kilowatt.

Wie lange dauert es, einen Hybrid aufzuladen?

Ein Hybridfahrzeug an der Wallbox oder Steckdose aufzuladen, dauert zwischen 2 und 10 Stunden, wobei die Wallbox deutlich mehr Leistung erbringt und daher schneller ist. Ein zügigeres Aufladen an der Schnellladesäule ist hingegen nur bei wenigen Hybridfahrzeugen möglich, da nur wenige Hersteller die entsprechende Ladetechnik verbauen.

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