Ladeverluste bei Elektroautos

Nur etwa 80 Prozent des zum Laden eines Elektroautos bezogenen Stroms wird in der Antriebsbatterie gespeichert. Der Rest wird in Wärme umgewandelt und geht verloren. Mit welchen Ladeverlusten du beim Aufladen eines Elektroautos rechnen musst, erfährst du in den nachfolgenden Grafiken:

Ladeverluste Minis

VW e-up!
16,7 %
Fiat 500e
20,1 %

Quelle: WLTP-Herstellerangaben, eigene Berechnungen

Ladeverluste Kleinwagen

Quelle: WLTP-Herstellerangaben, eigene Berechnungen

Ladeverluste Kompaktwagen

VW ID.3
13,4 %
VW e-Golf
17,3 %
Opel Ampera-e
22,4 % *
Nissan LEAF e+
24,2 % *

Quelle: WLTP-Herstellerangaben, eigene Berechnungen

Ladeverluste Limousinen

Quelle: WLTP-Herstellerangaben, eigene Berechnungen

Ladeverluste SUV

VW ID.4 Pure
10,8 %
Ford Mustang Mach-e SR
11,3 %
KIA e-Niro 39 kWh
12,8 %
Aiways U5
13,4 % *
Audi e-tron
13,9 %
BMW iX3
15,1 %
Mazda MX-30
18,8 %
Jaguar I-PACE
19,5 %
Opel Mokka-e
22,6 %
DS 3 E-Tense
23,1 %
Tesla Model X
28,8 % *
Volvo XC40 Recharge
32,6 % *

Quelle: WLTP-Herstellerangaben, eigene Berechnungen

Ladeverluste Mini-Vans

Quelle: WLTP-Herstellerangaben, eigene Berechnungen

Ladeverluste Transporter

Quelle: WLTP-Herstellerangaben, eigene Berechnungen

Wie entstehen Ladeverluste?

Beim Entladen eines Lithium-Ionen-HV-Akkus wandern Lithium-Ionen von der Kathode zur Anode und setzen dabei elektrische Energie frei. Beim Aufladen laufen die elektrochemischen Vorgänge in umgekehrter Richtung ab. Dazu wird ein dem Entladen gegengerichteter elektrischer Stromfluss erzwungen, der gegen den Innenwiderstand des Akkus arbeitet. Dadurch erwärmt sich der Akku.

Die meisten Ladeverluste entstehen jedoch in den On-Board-Ladesystemen, die den Wechselstrom (AC) aus dem Stromnetz in Gleichstrom (DC) für die Hochvoltbatterie umwandeln. Der Wirkungsgrad von On-Boardladern beträgt je nach Ladestrom zwischen 75 und 95 Prozent. Weitere Verluste fallen in den Leitungen sowie den Anschlüssen an.

Ladeverluste haben einen direkten Einfluss auf die Ladezeit und die Ladekosten. 20 Prozent Ladeverlust bedeuten eine um 20 Prozent längere Ladezeit sowie um ein Fünftel höhere Ladekosten.

Wie hoch die Ladeverluste der einzelnen E-Auto-Modelle sind, kann anhand der WLTP-Daten ermittelt werden.

Was ist WLTP?

Der weltweit einheitliche WLTP Test (World Light Duty Test Procedure) ist ein neues, realistischeres Messverfahren zur Ermittlung von Verbrauch, Reichweite und Emissionen von PKW und leichten Nutzfahrzeugen und ersetzt seit September 2018 schrittweise das aus den 90er Jahren stammende NEFZ Prüfverfahren.

Bei Elektroautos werden mit dem WLTP-Test die Reichweite und der Stromverbrauch ermittelt. Für die Reichweitenmessung werden so lange Prüfzyklen durchfahren, bis die zum Testbeginn vollständig geladene Antriebsbatterie leer ist. Für die Verbrauchsermittlung wird anschließend der leere Akku mit Wechselstrom (AC) wieder zu 100% aufgeladen. Da die ab dem Ladepunkt vom Fahrzeug aufgenommene Energie gemessen wird (Tank-to-Wheel), enthält die Messung auch die bei der Aufladung entstehenden Energieverluste. Ist die nutzbare Kapazität der HV-Batterie bekannt, können so mit den WLTP-Messwerten die Ladeverluste bestimmt werden.

Leider veröffentlichen nicht alle Autohersteller die Nettobatteriekapazität oder den WLTP-Verbrauch ihrer E-Autos. Angaben mit (*) beruhen daher auf Schätzungen oder Umrechnungen anderer offizieller Werte.

Wie effizient sind E-Autos?

Im Vergleich zu Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor sind Elektroautos trotz Energieverluste beim Laden deutlich effizienter. Während E-Autos im Durchschnitt etwa zwei Drittel der elektrischen Energie aus dem Stromnetz in Antriebsenergie umsetzen, beträgt der Wirkungsgrad von Benzinfahrzeugen lediglich 12 bis 30 Prozent. Da der Elektromotor gleichzeitig als Generator fungiert, wird außerdem durch Rekuperation Energie zurückgewonnen, die bei Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor durch Bremsen verloren geht. Die Energieeffizienz eines Elektroautos unter Berücksichtigung der Rekuperationsleistung beträgt 75 Prozent und mehr.