Die 800-Volt-Ladetechnik ermöglicht deutlich kürzere Ladezeiten, denn durch die Spannungsverdopplung von 400 Volt auf 800 Volt kann die Ladezeit bei gleicher Stromstärke halbiert werden.

Die Formel für schnelleres Laden

Betrachtet man die Formel für elektrische Energie E = U ⋅ I ⋅ t, lässt sich die Ladezeit t = E / (U ⋅ I) bei konstanter Stromstärke I durch eine Erhöhung der Spannung U reduzieren. Demzufolge kann durch eine Spannungsverdopplung von 400 Volt auf 800 Volt die Ladezeit bei gleicher elektrischer Belastung halbiert werden.

So weit die Theorie. Vergleicht man die Peak-Ladeleistung von Elektroautos, lag der Höchstwert der ersten E-Autos mit 800-Volt-Ladetechnik nicht viel höher als bei E-Autos mit 400-Volt-Bordnetz. Das erste Serienfahrzeug mit 800-Volt-Ladetechnik war der Porsche Taycan, der 2019 mit einer Spitzenladerate von 270 kW auf den Markt kam. Mittlerweile schaffen Fahrzeuge wie der Xpeng G9 Werte von über 500 kW.

Limitierender Faktor für die Ladeleistung von E-Autos mit 400-Volt-Ladetechnik sind die Ladestecker der Ladesäulen. Die Stromstärke von DC-Ladestationen ohne Kühlung beträgt etwa 250 Ampere. Durch den Einsatz von gekühlten Ladesteckern können HPC-Lader von Ionity eine Stromstärke von 500 Ampere liefern. Da die elektrische Leistung (P) das Produkt von Spannung (U) und Stromstärke (I) ist, beträgt die rechnerische Dauerladeleistung von Elektroautos mit 400-Volt-Ladetechnik somit 400 Volt ⋅ 500 Ampere = 200 kW.

Bei gleicher Stromstärke ist die Ladeleistung eines Elektroautos mit 800-Volt-Architektur doppelt so hoch: 800 Volt ⋅ 500 Ampere = 400 kW.

Gewichtsersparnis und dünnere Kabel im Fahrzeug

Neben der höheren Ladeleistung bietet die Spannungsverdopplung einen entscheidenden Vorteil für die Fahrzeugkonstruktion. Da für die gleiche elektrische Leistung bei 800 Volt nur noch die halbe Stromstärke benötigt wird, halbiert sich der erforderliche Kabelquerschnitt im Vergleich zur üblichen 400-Volt-Technik.

Das spart wertvollen Bauraum und reduziert das Fahrzeuggewicht erheblich. Da Kupferkabel bei hohen Strömen massiv und schwer sein müssen, sorgt die 800-Volt-Architektur allein bei den Hochvoltkabeln für eine Gewichtseinsparung von rund vier Kilogramm – wie Daten von Porsche zum Taycan belegen. Gleichzeitig senkt der geringere Kupferbedarf die Produktionskosten. Ein weiterer wichtiger Vorteil: Die geringeren Ströme verringern die thermische Verlustleistung (Wärmeentwicklung) im System.

Das Ziel: 400 Kilometer Reichweite unter 20 Minuten

In Zukunft wird die 400-Volt-Technik weiterhin für Pendlerfahrzeuge und bei E-Autos im Stadtverkehr relevant sein, während die 800-Volt-Ladetechnik bei Langstrecken-Elektroautos und Hypercars eingesetzt werden wird. Ziel der Entwickler ist eine Ladezeit von unter 20 Minuten für eine nachgeladene Reichweite von 400 km. Die Ladepause eines Elektrofahrzeugs wäre damit kaum länger als die heute gewöhnliche Tankpause.