Warum die Spannung Ihres Elektrofahrzeugs wichtig ist und was sie für die Ladegeschwindigkeit Ihres Autos bedeutet
Elektroautos werden langsam, aber sicher alltäglich und führen eine ganz neue Generation von Spezifikationen ein, die es wert sind, beachtet zu werden. Die Reichweite ist offensichtlich – aber es gibt noch eine andere Kennzahl, die einen großen Einfluss auf das Gesamterlebnis beim Besitz eines Elektroautos hat: die Spannung.
In der Werbung wird oft mit der Spannung des Akkus eines Elektroautos geworben. Hyundai ist beispielsweise stolz auf die 800-Volt-Batterie in Autos wie dem EV6 – das ist die doppelte Spannung der 400-V-Batterie im Tesla Model Y.
Aber was bedeutet das eigentlich? Hier finden Sie alles, was Sie wissen müssen.
Strom 101
Wenn Sie ein Ladegerät an Ihr Elektroauto anschließen , fließt Strom vom Ladegerät zur Batterie Ihres Autos. Sie können diesen Durchfluss in Watt, Volt und Ampere messen, die jeweils einen anderen Aspekt des Geschehens darstellen. Aber das Konzept der Spannung ist relativ einfach zu verstehen.
Stellen Sie sich Elektrizität wie Wasser und Spannung wie Wasserdruck vor. Die Spannung in dieser Situation ist der Druck, der in den Rohren ausgeübt wird. Mehr Druck drückt das Wasser schneller durch die Rohre. Je höher die Spannung in einem Ladeaufbau ist, desto mehr Energie wird mit weniger Strom durchgedrückt.
Die Wasseranalogie geht weiter. Ampere (oder Strom) entsprechen in dieser Situation der Größe des Rohrs. Wenn Sie eine Tonne Wasser bewegen möchten, können Sie entweder den Druck erhöhen oder das Rohr vergrößern. Elektrizität funktioniert genauso. Die Ladegeschwindigkeit hängt hauptsächlich von Spannung und Strom ab. Bei höherer Spannung ist weniger Strom erforderlich – und bei niedrigerer Spannung ist höherer Strom erforderlich.
Hier kommt die Wattzahl ins Spiel, denn sie ist ein Ausdruck für die Gesamtleistung: Um Watt zu berechnen, multipliziert man einfach die Spannung einer Anlage mit der Stromstärke. Nehmen Sie also beispielsweise 120 Volt bei 1 Ampere und Sie haben 120 Watt. Diese Zahl stellt eine Momentaufnahme der zu einem bestimmten Zeitpunkt übertragenen Leistung dar, aber die Batterie Ihres Elektrofahrzeugs wird in Wattstunden gemessen – so messen wir die Kapazität. Eine Kilowattstunde (kWh) bezeichnet die Leistung, die innerhalb einer Stunde geliefert werden kann. Wenn Ihr Auto über eine 100-kWh-Batterie verfügt, kann es eine Stunde lang 100 kW (100.000 Watt) Strom liefern.
Was höhere Spannung bedeutet
Kopf drehen? Keine Sorge, das Erlernen aller neuen Begriffe ist vorbei. Fazit: Um schneller zu laden, ist mehr Spannung oder mehr Strom erforderlich. Eine Erhöhung des Stroms führt jedoch zu mehr Energieverlust und Wärme – was ein tatsächliches schnelleres Laden schwieriger macht. Der bessere Weg, tatsächlich schneller aufzuladen, besteht darin, den Druck in der Pumpe zu erhöhen – mit einer höheren Spannung.
Die Tatsache, dass ein höherer Strom mehr Wärme und Energieverluste mit sich bringt, bedeutet, dass Autos mit höherer Spannung auch besser Strom sparen können, indem sie den Energieverbrauch senken. Hochvoltbatterien können nicht nur mehr Leistung liefern, sondern es wird auch ein größerer Teil dieser Leistung tatsächlich vom Motor verbraucht. Und da weniger Energie als Wärme verloren geht, wird die Batterie besser geschont.
Warum nutzen also nicht alle Elektrofahrzeuge Hochspannungssysteme?
Herausforderungen bei der Spannungserhöhung
Die tatsächliche Implementierung eines Systems mit höherer Spannung bedeutet, dass Automobilhersteller die Schaltkreise und Komponenten im Inneren eines Autos neu entwerfen müssen, um sicherzustellen, dass die Systeme in einer Umgebung mit höherer Spannung sicher und zuverlässig sind.
Das allein kann teuer sein. Doch abgesehen von der Neugestaltung des elektrischen Systems eines Autos sind die Komponenten, aus denen dieses System besteht, tendenziell auch teurer. Daher überrascht es nicht, dass die Antwort auf die Frage, warum nicht jedes Auto eine 800-V-Batterie verwendet, einfach ist: Geld.
Welche Autos haben bereits 800V?
In der heutigen Welt bedeutet ein System mit höherer Spannung im Wesentlichen ein 800-V-System – obwohl es möglich ist, dass wir später noch weiter gehen. Lucid, das sowohl bei der Reichweite als auch bei der Ladegeschwindigkeit Rekorde hält, verwendet bereits 900-V-Akkus.
Zu den bemerkenswertesten 800-V-Autos gehören der Kia EV6 , der Hyundai Ioniq 5 und der Hyundai Ioniq 6 , die nicht nur Systeme mit höherer Spannung nutzen, sondern auch – für Elektrofahrzeuge jedenfalls – einen angemessenen Preis haben. Diese Autos können mit 350 kW aufgeladen werden, was der schnellsten Ladegeschwindigkeit für Elektrofahrzeuge entspricht, die derzeit allgemein verfügbar ist.
Andere Autohersteller, die Systeme mit höherer Spannung eingeführt haben, sind unter anderem Porsche und Audi, und sie bieten auch Autos an, die die volle Ladegeschwindigkeit von 350 kW nutzen können.
Weitere sind wahrscheinlich auf dem Weg. Der bald erhältliche Kia EV9 bietet eine 800-V-Architektur. Kia hat jedoch angekündigt , dass einige seiner kommenden günstigeren Autos stattdessen eine 400-V-Architektur verwenden werden. Hoffentlich gehören 400-V-Elektrofahrzeuge in den nächsten etwa fünf Jahren der Vergangenheit an.
Aber … mein Auto lädt mit 350 kW und hat eine Spannung von 400 V
Dann müssen Sie so etwas wie den Hummer EV haben. Es gibt einige Autos, die mit einer 400-V-Architektur fahren, aber dennoch die maximal verfügbare Ladegeschwindigkeit von 350 kW nutzen können, eine Ladegeschwindigkeit, die normalerweise 800-V-Autos vorbehalten wäre.
Im Fall des Hummer EV wird dies durch die Verwendung einer Doppelschichtbatterie erreicht, bei der jede Schicht halbunabhängig aufgeladen werden kann.
Es gab noch nicht viele andere Autos, die sich solche Tricks zunutze machten, und letztendlich ist es wahrscheinlich, dass die Hersteller zumindest im Laufe der Zeit von solchen Tools zu Gunsten vollständiger 800-V-Architekturen wechseln werden.
800-V-Autos bieten klare Vorteile, es kann jedoch einige Zeit dauern, bis sie von allen genutzt werden. Hoffentlich geschieht dies eher früher als später – insbesondere angesichts der Tatsache, dass höhere Ladegeschwindigkeiten für Elektrofahrzeuge so wichtig sind.