Ladekurve

Die Ladekurve ist die grafische Darstellung, die zeigt, wie sich die Ladeleistung eines Elektrofahrzeugs im Verlauf eines Schnellladevorgangs verändert, aufgetragen über dem Ladezustand der Batterie. Statt von leer bis voll eine konstante Rate zu halten, nimmt eine Batterie die Leistung nach einem charakteristischen Muster auf: Die Leistung steigt früh im Ladevorgang typischerweise auf einen Höchstwert und sinkt dann stufenweise, während sich der Akku füllt. Dieser Verlauf ist grundlegend, um zu verstehen, wie lange ein Schnellladevorgang in der Praxis tatsächlich dauert, denn der vom Hersteller angegebene Spitzenwert wird nur kurz gehalten.

Der Grund für das Abflachen liegt in der Batteriechemie. Nähern sich die Lithium-Ionen-Zellen einem hohen Ladezustand, steigt die Spannung, und die Rate, mit der Ionen sicher in die Elektrode eingelagert werden können, sinkt. Hohe Ströme in eine fast volle Zelle zu drücken, birgt die Gefahr von Lithium-Plating und beschleunigtem Verschleiß und erzeugt überschüssige Wärme, weshalb das Batteriemanagementsystem die Leistung schrittweise reduziert, um die Zellen zu schützen. Die Kurve ist daher keine Schwäche, die man wegkonstruieren müsste, sondern ein bewusster Schutz, und ein gut ausgelegter Akku steuert den Abstieg klug und nicht abrupt.

Dieses Verhalten erklärt den verbreiteten Rat, auf langen Fahrten von rund 10 bis 80 Prozent zu laden. Im unteren und mittleren Bereich der Kurve ist die Leistung am höchsten und die Energie fließt am schnellsten, während das letzte Stück von etwa 80 Prozent bis voll fast genauso lange dauern kann wie alles davor zusammen. Für die Reiseplanung ist es meist insgesamt schneller, bei 80 Prozent zu stoppen und weiterzufahren, als auf das letzte Stück Kapazität zu warten, weshalb so viele Ladeempfehlungen und so viele bordeigene Routenplaner sich auf dieses Fenster ausrichten.

Nicht alle Kurven sind gleich, und die Form zählt mehr als der Spitzenwert. Ein Auto, das kurz einen sehr hohen Wert erreicht, dann aber steil abfällt, lädt in zehn Minuten womöglich weniger Energie nach als ein Konkurrent, dessen Leistung im Maximum zwar niedriger liegt, dafür aber flach und gleichmäßig über einen breiten Bereich der Batteriekapazität gehalten wird. Deshalb ist eine flache, durchgehaltene Kurve in der Regel wertvoller als eine hohe, schmale Spitze, und deshalb richten sich Vergleiche zwischen Fahrzeugen zunehmend auf die durchschnittliche Leistung beim Laden von 10 auf 80 Prozent statt auf den Höchstwert.

Mehrere Faktoren prägen die Kurve an einem bestimmten Tag, darunter die Batterietemperatur, der Ladezustand zu Beginn des Vorgangs und die Leistungsfähigkeit der Ladestation selbst. Ein kalter Akku bleibt deutlich unter seinem Potenzial, weshalb genau hier die Batterievorkonditionierung zum Einsatz kommt, um die Batterie vorab zu erwärmen und den frühen Teil der Kurve anzuheben. Die Ladekurve ist somit eng mit dem DC-Schnellladen, der Spitzenladeleistung, dem Ladezustand und der Vorkonditionierung verknüpft, und sie richtig zu lesen, gehört zu den nützlichsten Fähigkeiten für E-Auto-Fahrer, die längere Strecken planen.