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Warum eigentlich brauchen Elektroautos so lange zum Aufladen?

Das größte Ärgernis an einem Elektroauto ist die lange Ladezeit. Doch warum ist das eigentlich so? Lass dich entführen in den Physikunterricht der achten Klasse.

Eine Frau steht mit einem Ladegerät an einer Ladestation für ihr Elektroauto.
Beim Wertverlust von Autos bleiben auch Elektrofahrzeuge nicht verschont. Foto: iStock/praetorianphoto

Elektroautos können schon einiges, vor allem sind sie, jedenfalls im Straßenverkehr, besser für die Umwelt. Doch sie bringen auch einige Nachteile mit sich. Zum Beispiel die Reichweite. Regelmäßig müssen die Stromer nicht nur aufgeladen werden, die Batterie kann an den meisten Ladestationen nur 7,2 bis 7,4 Kilowatt (kW) aufnehmen. Das dauert. Warum also muss diese Nerverei überhaupt sein? Nun, es stecken grundlegende physikalische und technische Gründe dahinter. Sie erklären, wieso das Elektroauto so lange laden muss.

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Elektroauto laden: Problem, Lösung, Problem

Eines gleich vorweg: Deutsche Stromnetze bieten eigentlich sehr viel mehr Leistung als die üblichen 7,4 kW an den meisten Ladestationen. Das Problem: Das kriegt ein E-Auto gar nicht rein, ein großes Ärgernis für Fahrer, die sich genau überlegen müssen, wann sie ihr Elektroauto laden, vor allem, wenn sie kein eigenes Haus mit integrierter Steckdose besitzen. Dann dauert das Aufladen des Stromers meist sehr lange – von einer halben Stunde bis zu vier Stunden Wartezeit muss man einrechnen.

Das ist auch verständlich, wenn man die physikalischen Grundvoraussetzungen von Sender und Empfänger betrachtet.

Im Klartext geht es hierbei um die Unterscheidung der zwei Hauptstromarten:

  1. Gleichstrom (DC) und
  2. Wechselstrom (AC)

Die Herausforderung: Die Batterie eines E-Autos kann nur DC verarbeiten. DC-Ladestationen sind aber auch in Deutschland rar gesät, AC-Säulen dominieren die Straßen.

Die Lösung: Gleichrichter. Das sind Onboard-Ladegeräte, die den Wechselstrom (AC) in Gleichstrom (DC) umwandeln können, damit das Elektroauto beim Laden die für sich passende Energiequelle aufnehmen kann.

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Elektroauto laden: Warum dauert das so ewig?

Das klingt gut, trotzdem sind die meisten Ladestationen auf 7,4 kW Leistung gedrosselt. Dabei könnte eine dritte Stromart, der Dreiphasenwechselstrom, noch mehr Energie als der Wechselstrom liefern, denn er besteht, wie der Name bereits verrät, aus drei einzelnen Wechselströmen. Dadurch könnte das Elektroauto viel schneller geladen werden. Das passiert jedoch nicht.

Daran ist der Gleichrichter Schuld. Er kann den Dreiphasenwechselstrom nicht aufnehmen, ist einfach nicht wirklich effektiv. Wie heise berichtet, bräuchte es dafür dreimal so viel im E-Auto verbaute Elektronik. Das zahlt sich weder für die Hersteller noch für die Kunden am Ende aus. Deshalb musst du auch so lange warten, bis dein Elektroauto aufgeladen ist. Besser geht es im Moment aus den genannten technisch-physikalischen Gründen einfach nicht.

Das bedeutet: An den AC-Ladestationen ist bei 7,4 kW Schluss und du wartest länger. Nur an den wenig verbreiteten DC-Ladesäulen bekommst du mehr als diese Leistung und schneller wieder auf der Straße. Übrigens: Aus jener Leistung in kW ergibt sich schließlich die Ladezeit, die in kWh angegeben wird.

Ein Blick in die Zukunft

Kurzfristig wird sich die Lage nicht ändern. Je nach Stromart an der jeweiligen Ladestation bekommst du mehr oder weniger Leistung, um dein Elektroauto zu laden. Doch die Hersteller arbeiten an Lösungen. So soll eine neue Technologie für kürzere Ladezeiten von Elektroautos sorgen. Unter anderem deshalb hat auch Deutschland bereits Milliarden in E-Autos gesteckt, leider mit mäßigen Ergebnissen. Der Ausbau der Infrastruktur ist unabdinglich, um das Stromproblem zu lösen. Wenn dich das nervt: Das sind die Elektroautos mit Mega-Reichweite.

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