Mit der Ankündigung, bis zu 1000 kW Ladeleistung in Serienfahrzeugen zu ermöglichen, hat der chinesische Elektroautobauer BYD für Schlagzeilen gesorgt. Markus Erdmann, Head of Product beim E-Lkw-Hersteller Designwerk Technologies AG, und Joachim Sann von der Universität Gießen werfen einen kritischen Blick auf die Technologie.
Mit der „Super e-Plattform“ verspricht BYD 1000 kW Ladeleistung, 400 Kilometer Reichweite in fünf Minuten und ein besonders robustes Akkupaket. 1000 kW Ladeleistung entsprechen rund 2 Kilometer Reichweite pro Sekunde. „Das klingt erstmal unglaublich. Aber rein physikalisch ist das möglich – es ist technisch ambitioniert aber in Teilen tatsächlich realistisch“, erklärt Markus Erdmann von Designwerk Technologies. „Ob es sinnvoll ist, ist eine andere Frage.“
Joachim Sann von der Uni Gießen: „1000 kW sind keine Magie – sie ergeben sich aus einer intelligenten Anordnung kleiner Batteriezellen. Die Anzahl der Zellen wurde schlicht verdoppelt, um eine höhere Systemspannung zu erreichen.“ Dass sich kleinere Zellen schlechter skalieren lassen und deutlich teurer sind, sei dann der Preis für bessere Leistung.
Herzstück der BYD-Neuheit ist die Zellchemie – genauer gesagt die optimierte LFP-Zelle (Lithium-Eisenphosphat) – darin sind sich Sann und Erdmann einig. Beide sehen hier den Schlüssel zur hohen Ladeleistung. Der China-Hersteller hat es laut den Experten geschafft, den Innenwiderstand der Zelle signifikant zu reduzieren. Dadurch falle beim Laden weniger Abwärme an und die Stromstärke könne bis zu 1000 Ampere deutlich höher ausfallen.
Zudem setze das Unternehmen auf ein durchdachtes Thermomanagement. Bei diesem werde die entstandene Wärme nicht nur über die Unterseite, sondern zusätzlich über die Oberseite der Zelle abgeleitet. Erdmann sieht hierin ein echtes Highlight. Ein technischer Meilenstein könnte die angekündigte Ladegeschwindigkeit von bis zu 10C sein – das heißt zehnfacher Ladestrom im Verhältnis zur Kapazität. Das wäre ein Paradigmenwechsel, denn bislang gilt die Anode als limitierendes Element. Laut Sann ist aber genau der Übergang außergewöhnlich effizient bei BYD – also der Moment, wenn das Lithium in Graphit übergeht.
Megawatt Charging vor allem im Schwerlasttransport sinnvoll
„Für den Pkw-Bereich ist Megawatt Charging eher eine Spielerei“, sagt Erdmann. „Die Fahrzeuge legen im Alltag selten weite Strecken zurück. Sie transportieren auch keine schwere Last, was sich ebenfalls auf den Verbrauch auswirken würde. Im Lkw-Bereich jedoch sieht das anders aus.“
Designwerk begann vor einigen Jahren mit der Entwicklung eines batteriegepufferten Mega Charger (MCS). Der Mega Charger soll Wege aufzeigen, wie ein Hochleistungs-Ladenetzwerk und Versorgungssicherheit Hand in Hand gehen können. Lkw legen regelmäßig große Distanzen zurück. Bei hohem Gewicht und enger Taktung im Schichtbetrieb zähle jede Minute Ladezeit. Das Mega Charging mache vor allem in diesem Bereich Sinn, erklärt Erdmann.
Brückentechnologie: Pufferspeicher
Ein zentrales Thema bei Designwerk wie bei BYD ist der Auf- und Ausbau intelligenter Ladeparks. Nicht überall ist ein starker Netzanschluss möglich. Deshalb könnten Pufferspeicher, die hohe Ladeströme liefern, ohne das Netz zu überlasten, eine sinnvolle Ergänzung darstellen. Hier setzt Designwerk mit seinem Mega Charging System an: Der Mega Charger des heute zur Volvo Group gehörenden Schweizer Unternehmens bietet bis zu 2,1 MWh Pufferspeicher und bis zu 1,4 MW Ladeleistung. 2024 kam das Gerät erstmals bei einem Kunden zum Einsatz.
Bei Megawatt-Laden im Pkw-Segment stellt sich laut Designwerk schnell die Frage, wann die Kosten den Mehrwert übersteigen. Bei 600 Ampere und 800 Volt seien Ladeleistungen von bis zu 480 kW möglich. Damit lasse sich ein Pkw mit 80 kWh Batteriespeicherkapazität bei optimaler Ladekurve in etwa 10 Minuten aufladen. Um die 1000 kW wie bei BYD zu erreichen, sei ein hoher technischer Aufwand nötig, der sich bis auf die Systemarchitektur auswirkt. Jede weitere Ladeleistungserhöhung steigere die Kosten enorm, verbessere jedoch nur noch geringfügig das Kundenerlebnis. Daher stelle sich die Frage, was den Kunden diese Zeitersparnis wert ist.
Bei einem Lkw, der hingegen 500 kWh nachlädt, kann laut dem Nutzfahrzeughersteller durch das Megawatt-Laden die Ladezeit von rund 65 Minuten auf 30 Minuten reduziert werden. Damit werde die Verfügbarkeit und der Energiedurchsatz der Ladestation erhöht und die wertschöpfende Zeit des Fahrzeugs gesteigert. Zudem sei die Umsetzung durch den deutlich grösseren Energiegehalt der Akkus einfacher, da die Belastung je Zelle geringer ist.
„Manche setzen auf Quantität, andere auf Qualität“
In der Diskussion bleibt offen, wie sich das Schnellladen langfristig etablieren könnte. „Manche setzen auf Quantität – viele Ladepunkte mit moderater Leistung – andere auf Qualität, also eher weniger, dafür sehr leistungsstarke Stationen“, so Sann. „In Ballungsräumen könnte das Konzept des Schnellladens mit einem Megawatt neue Zielgruppen ansprechen.“
„Auch Ladeparks am Stadtrand, wo Menschen ihr Auto einmal wöchentlich rasch vollladen, und so genug Energie für eine Woche tanken, sind ein denkbares wie nachhaltiges Szenario“, sagt Erdmann. Das wäre ein völlig neues Nutzungskonzept und könnte der E-Mobilität ganz allgemein einen entscheidenden Schub verleihen.
Simon meint
Finde schade das man AC Säulen am Straßenrand, Kino, Badestrand/Freibad so vernachlässigt. Da könnten städtische Energieversorger zu guten Preisen den Strom verkaufen. Fände da mal einen Bericht von euch spannend ob AC Laden noch eine gute Idee ist oder man nur auf DC setzen sollte. Leider kostet AC oft mehr als DC und die Tarife sind extrem intransparent. Wenn der Staat fördern sollte dann über den AC Ladepreis, anstatt Kaufanreize.
Bei so Satelliten Lösungen wäre es vielleicht auch spannend die Abfahrt abzugeben. Gestern von Kroatien heim mussten wir zweimal laden. Einmal mussten wir schnell weiter, aber beim zweiten mal hätten wir noch ruhig 15 min im Fastfood Restaurant verbringen können. Die Ladeleistung hätte man dann einen anderen Fahrer geben können.
South meint
Neben der technischen Machbarkeit stellt sich die Frage, ob das dem Kunden der Mehrpreis wirklich Wert ist. Den allermeisten Kunden wird eine Ladezeit von 15 Minuten für 300km locker reichen, vorallem da viele Kunden nur ganz selten weite Strecken zurücklegen.
Trotzdem wird es für es für deutlich teureres Schnellladen auch einen Markt geben. Für Kunden, die schwere Lasten über lange Strecken ziehen, bei Sportwagen oder im Luxussegment, wo Geld nur eine untergeordnete Rolle spielt.
Aztasu meint
Quatsch, 15 Minuten für 300km (WLTP??) Reichweite ist in Zukunft absolut nicht ausreichend. Stell dir mal vor du tankst in 15 Minuten nur 300km Reichweite….
Nein 10 Minuten 400km ist Pflicht. Etliche schaffen in 10 Minuten 315km WLTP (Porsche Taycan), 325km (CLA), 350km (BMW iX3), vermutlich 365km (Mercedes C-Klasse). 400km WLTP in 10 Minuten schaffen auch schon die am schnellsten ladenden E-Autos wie ein Zeekr 7GT, BYD Han L
South meint
Es geht darum, ob man im PKW Bereich eine (teure) extreme 1000 kW Schnellladung braucht und das ist tatsächlich nicht notwendig, rechtfertigt den Mehrpreis für die Technik für die aller, allermeisten Kunden, nicht. Gut, wo es sich darunter dann einpendeln wird, schwer vorhersehbar, der CLA ist bei 320kW, ein sehr ordentlicher Wert.
Bei den Werten über die Ladezeit muss man aber aufpassen, da wird zu Werbezwecken seit Neuem immer der optimale Teil der Ladekurve gepriesen, was ich kritisch sehe, denn es erweckt falsche Erwartungen. Der CLA hat mit ca. 770 WLTP eine Ladezeit von etwa 22 Minuten, um den Akku von 10% auf 80% zu laden. Im Schnitt in zehn Minuten lädt er also eher um die 250 WLTP.
Wie auch immer, mit solchen Werten, vielleicht nen Schnaps mehr können die meisten Kunden leben, schwer vorstellbar, dass da viele Kunden für deutlich mehr Geld noch schneller Leistung wollen, vielleicht eine Nische im Luxusbereich….
Sebastian meint
Ich stelle mir gerade vor welche Anschlussleistung ein Ladepark mit solchen MW Leistung pro Säule haben muss. Am besten baut man die dann direkt am Umspannwerk auf.
... meint
Wphl den Teil mit Pufferakku überlesen, was?
Sebastian meint
Akku (Puffer Speicher ) und Wärmepumpe hab ich seit über 20 Jahren. Dazu noch 30 Hektar Wald, neu gepflanzt. Trotzdem haben wir Wetter und Klima und viel Veränderung
Malthus meint
Wieviel kW gedenken die Herren denn so durch ihr “ durchdachtes Thermomanagement“ zu „entsorgen“?
Da wird allenfalls das „Thermofenster“ bis zum äußersten gespreizt werden können, was nicht ohne Auswirkung auf die Lebensdauer bleibt.
https://youtu.be/tojhtMsx6Ag?t=1576
Bob meint
Zwei Aspekte aus dem Video hast Du jetzt verschwiegen, warum die Zellen trotzdem vergleichbare Lebensdauer erreichen sollen. Bei den Zellen soll die thermische Stabilität der Zellen deutlich besser sein und der Innenwiderstand deutlich geringer. Das heißt es wird nicht deutlich mehr Abwärme produziert als beim bisherigen Schnellladen und die Zellen halten das besser aus.
Ob das wirklich erreicht wird, kann sich natürlich erst in der Praxis zeigen, aber Batterietechnologie bleibt nicht stehen.
IDFan meint
Man darf nicht vergessen, dass sich in China das Wohnen der neuen Mittelschicht in riesigen Betonburgen kumuliert, so dass man idR zuhause keine eigene Wallbox besitzt.. Dagegen sind die wenigen, die eine haben, oft auch die, die zusätzlich auf der Arbeit eine haben. Ebenso sind die wenigen Dörfler unter den Elektroautofahrern quasi alle mit Wallbox ausgerüstet. Da wird einfach selber für ein paar Euro installiert. So kommt es, dass in den Megacities, dem Hauptabsatzmarkt elektrischer Neuwagen, fast 90% öffentlich laden müssen. Das erklärt, warum Hybride so beliebt sind und nur Zulassungsbeschränkungen die Leute zum Elektroauto bringen. Das soll dann bitte so schnell laden wie das Tanken dauert. Daher Akku-Wechselsysteme und extreme Schnellladung.
Für Europa ist das kein Thema. Nach Deutschland geblickt, besitzen die Hälfte der Haushalte Wohneigentum, wo idR eine Wallbox möglich ist. Aus der Gruppe kommt die deutliche Majorität der Neuwagenbesteller. Da Autos für Neuwagenkäufer konstruiert werden, gibt es keinen Grund, bei der Auslegung des Akkus einseitig auf hohe Ladegeschwindigkeit zu optimieren. Eine Wallbox zuhause ist wie eine Tankstelle zuhause.
Dafür fährt der Chinese nicht mit dem Auto in den Urlaub und Dienstreisende mit dem Auto gibt es kaum. Dafür gibt es keine Kultur und es wäre in dem riesigen Reich auch widersinnig. Das beides passiert aber in Europa, so dass hier ein dichtes HPC-Ladenetz ungleich wichtiger ist. Das gibt es, 350 kW sind Goldstandard, vereinzelt gibt es schon 400 kW. Die Autos für Europa werden daher so optimiert, dass sie sparsam sind und die Leistung des HPC-Ladenetzes möglichst gut ausnutzen.
Sebastian meint
Bei 7 Tage Jahresurlaub fährt in China niemand irgendwo mit dem Auto hin. Noch nicht mal aus dem Bezirk raus.
Futureman meint
Frag Mal einen Chinesen, was er am Neujahrsfest macht.
Und was der Stundenlohn in so manchem Betrieb ist. In China fährt keiner mehr mit einem Huhn auf dem Schoß mit der Bimmelbahn irgendwo hin.
Sebastian meint
Aha. Die sind also auch emanzipiert und Gewerkschaften? Zu brauchen wir die dann noch?
Ob ich einen 2 Meter TV bei Otto oder bei der. Pen all kaufe?
Sebastian meint
Alli kaufe.
Meine Güte, das Handy kennt nicht die Basis. Vermutlich weil ich de. Ppen Universum nicht unterwegs bin.
Gunnar meint
Megawattladen benötigen wir meiner Meinung nach weder für PKWs noch für LKWs.
Im PKW-Bereich sollten die Hersteller erstmal die aktuellen Grenzen der Ladesäulen ausreizen.
Wer mit 400kW nur 10 Minuten an der Ladesäule lädt, hat in nur 10 Minuten 66kWh nachgeladen. Selbst der heftigste Vertreter und Vielfahrer braucht nicht mehr.
Im LKW-Bereich sollte es noch klarer sein, dass wir in Europa kein Megawattladen brauchen.
Weniger als 45 Minuten Pause darf kein LKW-Fahrer machen, wenn er 4,5 Stunden unterwegs war. 400kW-CCS-Leistung reichen dicke aus, um in 45 Minuten 300kWh nachzuladen.
Dieseldieter meint
Das stimmt, 10 oder auf 15 Minuten vom 10 auf 80% wären vollkommen ausreichend.
Sebastian meint
Kommt drauf an was 80% sind. Wenn ich ein BEV habe das echte 600 km fährt, würde mir sogar ne olle 50 kW Säule ausreichen. Da mach ich Mittagspause und dann hab ich wieder 600km im Akku
Dieseldieter meint
2 Stunden Mittag?
Na gut. Und wenn du nachmittags mal laden musst? Nochal.2 Stunden Kaffee?
Sebastian meint
DieselDieter
….
Ich bin selber viel unterwegs, aber 2x 600 km mit 10 min Pause brauche ich echt selten.
Und ich sagte ja „Mittagspause „, den Kaffee kann ich ja gerne um 15 Uhr am 400 kW HPC trinken. Ein BEV sollte beides können.
Ich bin technologieoffen 🤠
Bob meint
Aktuell sind 400 kW die Grenze, die von den ersten Fahrzeugen ausgenutzt werden. Vor zwei Jahren hätte man vielleicht noch 350 kW als Grenze angegeben, da das die schnellsten Säulen waren. Bei den Säulen sind schon erste Säulen vorgestellt: z. B. Alpitronic HYC 1000, mit CCS bis 600 kW. Die ersten Autos, bzw. Batterien mit noch höheren Ladeleistungen sind auch schon angekündigt.
Ich sehe keinen Grund, warum das nicht kommen sollte. Wenn es geht und schneller ist, wird das gemacht werden.
Es kann durchaus Anwendungsfelder dafür geben. Wenn ein LKW auf Langstrecke mit einer Ladung in der Pause am Tag auskommt, kann er sich für die Nacht flexibel aufstellen. Das gibt Flexibilität. Es gibt durchaus noch Raum für einen größeren Akku und schnellere Ladezeiten.
Gunnar meint
Du vergisst die Kostenfrage. Den Raum für Verbesserungen gibt es natürlich.
Aber mit 1000kW-Ladeleistung wird mit Kanonen auf Spatzen geschossen. Da wird so extrem viel mehr Material verbaut, was die Kosten exorbitant hochtreibt und dann in keinerlei Verhältnis zu dem bisschen Mehrwert steht.
Bob meint
Schnelleres Laden wird auch über eine höhere Spannung realisiert. Das braucht aktuell teurere Leistungselektronik, aber der Materialaufwand hält sich in Grenzen. Die Systeme sind schon marktreif und die Mehrkosten scheinen nicht exorbitant.
Klar, gibt es irgendwann ein Optimum, aber aktuell neue Systeme mit 600 kW CCS zeigt, dass dies nicht bei 400 kW liegt.
Stefan meint
Bob:
Ich glaube nicht, dass wir 800 kW oder 1000 kW mit CCS sehen werden.
Sowas wird außerhalb von Labors nur über MCS angeboten werden.
Sonst kommt die Haltbarkeit der Säule und des Kabels und deren Kühlung an seine Grenzen.
Ein 1500 V-Akku eher nicht. 1 MW = 5 Akkuteile mit je 1000 Volt und 200 A.
Marcel meint
Die Frage ist aber, kann der Lkw-Fahrer mit 300kW Nachladen auch weitere 4,5 Stunden fahren? Über den Daumen hochgepeilt benötigt ein Lkw locker 30l/100km. Umgerechnet in Strom wäre 5l rund 15kWh, wäre also 90kWh/100km… ergo reichen 300kWh für 4,5h nicht aus. Denn je nach Beladung und Strecken wären deutlich mehr als 90kWh/100km nötig.
Was auch ständig vergessen wird, die Ladeleistung ist nie konstant. Je voller der Akku um so weniger Strom kann man noch reinpressen und damit hat jeder Hersteller zu kämpfen.
Dennis meint
Deine Verbrauchsschätzung ist je nach Zuladung sogar eher optimistisch gerechnet. Ein E-Lkw verbraucht etwa 0,9-1,4 kWh/km.
Was du allerdings vergisst ist, dass der Lkw nach der ersten Pause nicht leer bei der Ladesäule ankommt. Sollte der Lkw mit 100% starten, sind nach 4,5h noch etwas 30% Restladung vorhanden. Innerhalb der 45 min Pflichtpause kann der Akku dann wieder auf 70% geladen werden, was für die restliche Schicht mehr als ausreichend ist.
Auch deine weitere Sorge mit der einbrechenden Ladekurve ist unbegründet. Gehen wir von einer Akkukapazität von 600kwh aus (wir der Mercedes eActros 600) ist eine Laderate von 300kw gerade einmal 0,5c. Dies kann ein Akku bis zu sehr hoben Ladeständen ab, ohne an Ladeleistung zu verlieren.
Stefan meint
Ein LKW mit 300 kWh Akku ist nur schlecht für einen ganzen Tag auf der Autobahn. Das bräuchte zwei Unterwegsladungen. Mit 450 bis 600 kWh Akku, morgens voll geladen, ist in der Mittagspause erst etwa 40-60 Prozent weg. Das Nachladen von 300 kWh reicht dann zusammen mit der Restmenge locker für die zweite Tageshälfte.
Jörg2 meint
Meine Vermutung: Die beiden Herren wohnen im Einfamilienhaus mit Wallbox.
Anders kann ich mir nicht vorstellen, dass das Megawatt-Laden in Ballungsräumen (Pkw von Mietern ohne eigenen Stellplatz mit Ladeanschluss) nur vorsichtig als Möglichkeit gesehen wird.
MMn wäre genau solch Schnellladerei der Qualitätssprung, um mit wenigen Ladepunkten (s. Verbrenner-Tankstellenkonzept im urbanen Raum), große Zielgruppen zu erreichen.
BYD macht das nicht umsonst (auch) im Pkw-Bereich.
E.Korsar meint
Leute, die in Wohnungen in Sardinendosengröße zusammengepfercht zur Miete wohnen, kaufen wohl eher selten PKW mit riesigen Batterien, um an noch teureren Ultrahypermegawattladern zu laden.
Marcel meint
Nicht alles was ein Chinese sagt, muss auch war sein. Technisch wäre auch 2MW Laden möglich. 1MW für Pkw ist nonsens, die Menschen sollten sich bei langen Strecken einfach mal überlegen, wie man die Zeit beim laden sinnvoll nutzt. Pipi, einen Kaffee trinken, Dehnen/Strecken und einfach mal ausspannen… da gibt’s soviel mehr. Ich hab das jetzt schon mehrfach gehabt und ganz ehrlich, ich war viel entspannter Zuhause ohne Kopfschmerzen und ohne schlechte Laune.
Das ist ein Luxus der dem Lkw-Fahrer nicht so gegeben ist. Sein Truck muss in 45min voll sein und nicht erst in 65min… Deshalb 1MW absolut notwendig! Hier ist Zeit nunmal Kohle!
Sebastian meint
Streckübungen? 😂
Was fährt ihr alle für Schrottkisten das man nach 300 km Fahrt schon fix und fertig ist? Nochmals, ( vl täusche ich aber auch ) Langstrecke bedeutet bei mir in 100% aller Fälle: Hotel, Freunde, Bekannte oder Zweitwohnsitz! In ALLEN Fällen erwartet mich dort deutlich angenehmeres Rahmenprogramm als die wildwest Romantik an der Autobahn oder Autohof.
Ich möchte ankommen.