Schnellladung

Die Bezeichnung Schnellladung wird in der Regel im Kontext mit der Ladung von Batterien von Elektrofahrzeugen benutzt. Bei der Schnellladung geht es um die Verkürzung der Ladezeit, die beim normalen Ladevorgang mehrere Stunden betragen kann, und damit die tägliche Autonutzung einschränkt.


Nennkapazität und Ladezeit

Zur Verkürzung der Ladezeit werden die Autobatterien bei der Schnellladung mit einem hohen Ladestrom geladen. So kann die Ladezeit, die sich aus der Ladekapazität des Akkus und dem Ladestrom ergibt, reduziert werden. Hat beispielsweise eine Autobatterie eine Nennkapazität von 50 kWh und wird sie mit einer Leistung von 100 kW von 10 % der Nennkapazität auf 90 % geladen, dann beträgt die Ladezeit 24 Minuten (80 % von 50 kWh). Eine Verdoppelung der Ladeleistung auf 200 kW verkürzt die Ladezeit auf 12 Minuten. Im Gegensatz dazu würde die Ladezeit bei einer konventionellen Ladestation mit einer Ladeleistung von 20 kW zwei Stunden betragen. Bei der Schnellladung geht es also darum, soviel Energie wie möglich in kurzer Zeit in die Autobatterie zu speisen.

Die Schnellladung von Batterien bringt auch gewisse Probleme mit sich, weil durch regelmäßige Schnellladungen die Lebensdauer der Akkus sinkt und die extrem hohen Ladeströme von hundert oder mehreren hundert Ampere die Akkus beschädigen oder gar zerstören könnten und nicht über die vorhandenen Ladekabel und Ladestecker übertragen werden können.

Zur Schonung der Akkus und zur Verlängerung der Akku-Lebensdauer empfiehlt es sich die Akkus bei der Schnellladung auf 80 % des maximalen Ladezustandes (SoC) aufzuladen. Die hohen Ladeströme lassen die Innenwiderstände der Batteriezellen ansteigen, was zu einer höheren Erwärmung führt. Je höher der Strom, desto höher die Erhitzung. Die Kompensation kann über die Stromregelung nach vorgegebenen Kennlinien erfolgen.

Schnelladungssysteme und -initiativen

Mit dem Thema Schnellladung und Schnellladesysteme beschäftigt sich die Charging Interface Initiative e.V. (CharIN), die die Standardisierung des europäischen Combined Charging System (CCS), des Ladekabels und des Ladesteckers - dem Combo-Stecker - vorantreibt. Damit die Ladekabel durch die hohen Stromstärken nicht überhitzen benötigen sie einen größeren Leiterquerschnitt was allerdings eine Versteifung der Ladekabel zur Folge hätte. Was die Ladestecker betrifft, so könnten die Steckkontakte durch die hohen Stromstärken verschmelzen. Neben dem genannten CCS-Ladesystem gibt es noch das japanische Charge de Move (CHAdeMO) und Supercharger von Tesla.

Informationen zum Artikel
Deutsch: Schnellladung
Englisch: fast charging
Veröffentlicht: 20.08.2017
Wörter: 384
Tags: #Automotive-Assistenz
Links: Akku (Akkumulator), Ampere, Batterie, Bleiakku, CCS (combined charging system)