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Mobilität & Logistik

Ladeleistung vs. Ladegeschwindigkeit

Audi macht mit seinen Modellen e-tron und e-tron Sportback die Elektromobilität langstreckentauglich – auch dank einer im Wettbewerbsumfeld einzigartigen Ladekurve. Fahrer eines vollelektrischen Audi Modells profitieren dabei von hohen Ladegeschwindigkeiten, weil die Ladeleistung von bis zu 150 Kilowatt über einen weiten Bereich des Ladevorgangs anliegt. Möglich macht das ein ausgefeiltes Thermomanagement der Lithium-Ionen-Batterie.

12.05.2020

Ladeleistung vs. Ladegeschwindigkeit

Die meisten Ladevorgänge eines Elektroautos finden in der Regel zu Hause oder am Arbeitsplatz statt. Der Faktor Zeit spielt dort meist keine maßgebliche Rolle. Hingegen zählt auf der Langstrecke jede Minute und schnelles Aufladen ist essentiell. Nach einer kurzen Pause sollte das Auto wieder bereit für die nächste Etappe sein. Viele Kunden orientieren sich daher an der maximalen Ladeleistung ihres Elektroautos, um die Ladeeigenschaften zu beurteilen – doch dieser Wert ist nur bedingt aussagefähig, wenn es um das zügige Tanken von Reichweite an einer Schnellladesäule geht. Essenziell für eine kurze Ladedauer ist eine hohe Ladegeschwindigkeit (nachgeladene Kliowattstunden pro Minute) über den gesamten Ladevorgang. Sprich: Eine hohe Ladeleistung muss über einen möglichst langen Zeitraum anliegen. Genau bei dieser Eigenschaft überzeugen die e-tron Modelle durch ihre Dauerleistung.

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Ladegeschwindigkeit ist aussagekräftiger als reine Ladeleistung

Im aktuellen Wettbewerbsumfeld fährt der Audi e-tron mit einer performanten Ladeleistung vor, auch wenn es bereits Modelle mit einer nominell höheren Leistung am Markt gibt. Der Unterschied liegt im Detail: Denn die Fähigkeit des HPC-Schnellladens (High-Power-Charging) mit möglichst hoher Leistung an der Ladesäule ist zwar eine notwendige Voraussetzung, aber nicht der alles entscheidende Faktor.

Mindestens genauso wichtig ist die hohe Stromaufnahme der Batterie über einen weiten Bereich des Ladevorgangs. Lädt das Auto hingegen nur in einem vergleichsweise kleinen Fenster mit Höchstleistung und muss frühzeitig herunterregeln, nimmt damit gleichzeitig auch die Ladegeschwindigkeit ab – also der Zugewinn nachgeladener Batteriekapazität pro Zeiteinheit. Somit ist die Ladegeschwindigkeit durch eine ideale Ladekurve mit lange anliegender Höchstleistung für den Kunden das gewichtigere Kriterium in Sachen Ladeperformance und letztendlich der Garant für eine kurze Standzeit an der Ladesäule. Neben dem Durchschnittsverbrauch hängt von ihr ab, wie viel Reichweite im Schnitt über einen definierten Zeitraum, beispielsweise innerhalb von zehn Minuten, nachgeladen werden kann.

Die Ladekurve macht den Unterschied

In Sachen Ladekurve kann der Audi e-tron 55 seine Konzeptvorteile ausspielen: Die Kurve an einer HPC-Säule mit 150 Kilowatt Leistung zeichnet sich durch Kontinuität auf hohem Niveau aus. Das Auto lädt bei idealen Bedingungen im Bereich von fünf bis 70 Prozent Ladezustand an der Schwelle der maximalen Leistung, bevor das intelligente Batteriemanagement die Stromstärke absenkt. Ein großer Unterschied zu anderen Konzepten, die ihre volle Leistung meist nur für kurze Zeit – im sogenannten Peak – erreichen und bereits weit vor Erreichen der 70 Prozent-Schwelle deutlich herunterregeln. Im Alltag bedeutet das einen elementaren Vorteil: Für rund 110 Kilometer Reichweite steht der Kunde im Idealfall knapp zehn Minuten an der Ladesäule. Die 80 Prozent-Marke erreicht der Audi e-tron 55 nach circa 30 Minuten. Obwohl es aus technischen Gründen deutlich mehr Zeit in Anspruch nimmt, die verbleibenden 20 Prozent einer Lithium-Ionen-Batterie zu füllen, dauert das Vollladen (fünf bis 100 Prozent Ladezustand) an einer HPC-Säule rund 45 Minuten – eine herausragende Eigenschaft im Wettbewerbsumfeld.

Dank ausgeklügeltem Thermomanagement lädt das Auto schneller

Die Lithium-Ionen-Batterie des Audi e-tron 55 hat eine Bruttokapazität von 95 Kliowattstunden (netto 86,5 Kliowattstunden) und ist auf eine lange Lebensdauer ausgelegt. Ihr aufwändiges Thermomanagement legt die Basis für eine ausgewogene Performance und Dauerhaltbarkeit. Eine Flüssigkeitskühlung sorgt dafür, dass sich die Batterietemperatur auch bei hoher Belastung oder tiefen Temperaturen im optimalen Wirkungsbereich von 25 bis 35 Grad Celsius bewegt. In den insgesamt 40 Metern Kühlleitungen der vier Kühlkreisläufe zirkulieren 22 Liter Kühlmittel. Beim Gleichstromladen mit 150 Kilowatt führt kaltes Kühlmittel die Wärme ab, die durch elektrische Innenwiderstände in der Batterie entsteht. Das Herzstück des Kühlsystems sind Strangpressprofile – optisch vergleichbar mit einem Lattenrost – die von unten an das Batteriesystem geklebt sind. Ein neu entwickelter, wärmeleitfähiger Klebstoff verbindet die Kühleinheit mit dem Batteriegehäuse. Den Kontakt zwischen Gehäuse und den darin platzierten Zellmodulen stellt wiederum der sogenannte Gap-Filler her – ein wärmeleitfähiges Gel, das unter jedem Zellmodul den Zwischenraum zum Gehäuse füllt. Es leitet die entstehende Abwärme der Zellen gleichmäßig über das Batteriegehäuse in das Kühlmittel. Die räumliche Trennung von kühlwasserführenden Elementen und Batteriezellen erhöht zudem die Sicherheit des Gesamtsystems. Ein weiterer positiver Nebeneffekt dieser aufwändigen Konstruktion ist die hohe Widerstandskraft im Crashfall.

Quelle: UD/cp
 

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