Nur noch zehn Minuten fürs Nachladen

Mit einer neuen Norm für DC-Schnellladesysteme verkürzt sich die Ladezeit um mehr als 60 Prozent

Je kürzer die Ladezeiten sind, desto größer wird wahrscheinlich die Akzeptanz der Elektromobilität sein. Derzeit liefern DC-Ladesäulen meistens maximal 50 Kilowatt, sodass sich ein durchschnittliches E-Fahrzeug in etwa 30 Minuten laden lässt. IAV arbeitet an neuen Lösungen, die die Ladezeit auf nur noch ein Drittel verringern könnten. Die Technik ist jedoch nicht das Hauptproblem – entscheidend sind die Geschäftsmodelle dahinter.

Die heute üblichen DC-Schnellladestationen nach CCS (Combined Charging System) bzw. CHAdeMO (Charge de Move) liefern maximal Ladeleistungen von 60 Kilowatt. Dass es auch anders und schneller geht, hat Tesla bereits mit seinem Superchargersystem bewiesen: Hier liefern die Ladesäulen bis zu 120 Kilowatt. Technisch wäre das auch mit einem CCS-System möglich, das nach der aktuellen Normierung Leistungen von maximal 170 Kilowatt und Ladezeiten von ungefähr zehn Minuten erlaubt. Noch höhere Leistungen und damit verbunden geringere Ladezeiten wären möglich, wenn man sich auf eine neue Normierung einigen könnte. Daran arbeiten die Mitglieder des Vereins CharIN e. V., in dem sich unter anderem alle deutschen OEMs zusammengeschlossen haben. Sie wollen nicht nur Lösungen für bis zu 170 Kilowatt Leistung entwickeln, sondern auch neue Systeme mit einer Ladeleistung von maximal 350 Kilowatt spezifizieren. Je nach Umsetzungsgeschwindigkeit könnte die Normierung dann nach drei bis sieben Jahren abgeschlossen sein. Betroffen sind unter anderem die Normen IEC 62196-3 (Stecker), IEC 61851-1 (Ladetopologie) und IEC 61851-23 (Ladestationen).

Höhere Kosten für den Stromanschluss

Technisch sind solche neuen Schnellladestationen zwar nicht trivial, jedoch gibt es dafür schon Bausteine, die im Energiesektor oder im Anlagenbau im Einsatz sind. Bei einer Leistung von mehr als 50 Kilowatt brauchen die öffentlichen Ladestationen meist einen Anschluss an das Mittelspannungsnetz, der wesentlich teurer ist als ein Anschluss an Niederspannung. Die Ladestationen selbst enthalten entsprechend der höheren Ladeleistung große Transformatoren und AC/DCWandler, das heißt, auch sie werden entsprechend teurer.

Und nicht nur das: Von den höheren Ladeleistungen profitieren nur Fahrzeuge, die mit der passenden Technik ausgestattet sind. „Um beim Schnellladen extrem hohe Ströme zu vermeiden, müssten die E-Autos mit höheren Spannungen von beispielsweise 800 Volt statt der heute üblichen 400 Volt arbeiten“, erklärt Ursel Willrett, Seniorfachreferentin Infrastruktursysteme E-Mobilität bei IAV. „Solche Batterien gibt es heute schon, aber die höhere Spannung bedingt auch Veränderungen in anderen Komponenten im Fahrzeug, zum Beispiel bei der Leistungselektronik oder bei E-Motoren.“

Schnellladesysteme mit einer höheren Leistung erfordern also höhere Investitionen und neue E-Fahrzeuge. „Darum stellen sich hier noch viele Fragen“, so Willrett. „Wann kommen die passenden Autos auf den Markt? Wie viele Kunden wollen die Möglichkeit zum Schnellladen nutzen? Welchen Preis werden sie für die kürzere Ladezeit bezahlen? Die Technik ist nicht das Hauptproblem – entscheidend sind die Geschäftsmodelle dahinter.“

IAV bereitet sich bereits auf die Ladetechnik der nächsten Generation vor. Am Standort Sindelfingen errichtet das Unternehmen derzeit eine Ladestation, die bei einer Spannung von bis zu 1.000 Volt eine Maximalleistung von 200 Kilowatt liefern kann. Sie wird bei Kundenprojekten und für Eigenentwicklungen eingesetzt und voraussichtlich Anfang 2017 einsatzbereit sein. „Damit schaffen wir die Voraussetzungen, um auch künftig die Entwicklung von DC-Schnellladesystemen vorantreiben zu können“, sagt Willrett. „IAV will OEMs sowie die Hersteller von Ladesäulen und Infrastrukturbetreiber dabei unterstützen, neue Komponenten zu entwickeln und eine fortschrittliche Ladeinfrastruktur aufzubauen.“