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Nissan Leaf: Analyse der Ladekurve beim Schnellladen

Wenn das Auto einen Akku mit Wasserkühlung hätte, wäre die Ladekurve gut

Nissan Leaf im Schnelllade-Test

Von: Mark Kane

Übersetzt von: Stefan Leichsenring

23. Mär. 2021 um 09:48 Uhr

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Der Nissan Leaf war eines der ersten Elektroautos mit Lithium-Ionen-Batterie auf dem Markt. Insgesamt ist er ein gutes Elektroauto, aber er hat einen großen Nachteil: Er besitzt kein aktives Batterie-Thermomanagementsystem (TMS).

Das Auto wurde über die Jahre verbessert, erhielt immer mehr Batteriekapazität (24 kWh, 30 kWh, 40 kWh und 62 kWh), mehr Ladeleistung und einen stärkeren Elektromotor bzw. eine stärkere Leistungselektronik. Das Fehlen eines aktiven TMS blieb jedoch der grundlegende Makel des Leaf. Wir können nur vermuten, dass das Unternehmen Kosten sparen wollte.

So konnte der Nissan Leaf sein Potenzial nie voll ausspielen. Die Langlebigkeit des Akkupacks wurde beeinträchtigt (besonders in heißem Klima) und die Lade-/Entladeleistung wurde sowohl in heißem als auch in kaltem Klima deutlich reduziert. Für ein Stadtauto wäre das kein so großes Problem, aber der Leaf war nicht nur als Zweitauto gedacht, sondern als Ersatz für das Erstauto.

Das Video von unserem Tester Kyle Connor in englischer Sprache sehen Sie hier:

In diesem Artikel analysieren wir unseren DC-Schnellladetest des Nissan Leaf Plus SL des Modelljahres 2020 mit 62 kWh etwas genauer. Denn es handelt sich um einen speziellen Fall, der zeigt, was der Leaf tatsächlich leisten könnte, wenn er mit einer flüssigkeitsgekühlten Batterie ausgestattet wäre.

Bei unserem DC-Schnellladetest kam das Auto an der Ladestation mit praktisch 0 Prozent Ladezustand (SOC) und kalter Batterie an. Außerdem lieferte die CHAdeMO-Ladestation, die mit 50 kW angegeben war, fast 70 kW. Solche starken CHAdeMO-Ladestationen sind nicht üblich.

Dieser Test ist also ein Best-Case-Szenario. Normalerweise dürften Leaf-Fahrer nicht mit einer kalten Batterie ankommen und die Ladeleistung der ChADeMO-Station wird in der Regel auf 50 KW begrenzt sein.

Abnahme der Ladeleistung mit zunehmendem SOC

Unser Nissan Leaf Plus SL erreichte eine maximale Ladeleistung von etwa 69 kW. Die Form der Ladekurve ist überraschend gut, verglichen mit dem, was normalerweise beim Laden eines Nissan Leaf zu beobachten ist.

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Der Ladevorgang von 20 auf 80 Prozent dauerte etwa 35 Minuten. Kein schlechtes Ergebnis, zumal damit etwa 218 Kilometer Reichweite nachgeladen wurden.

Durchschnittliche Ladeleistung bei 20-80%

Die durchschnittliche Leistung in dem sehr wichtigen Bereich von 20 bis 80 % SOC beträgt 54 kW (im Diagramm markiert). Das entspricht 78 Prozent der maximalen Ladeleistung.

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C-Raten im Verlauf des Ladens

Ausgehend von der Brutto-Speicherkapazität von 62 kWh ergibt sich eine maximale C-Rate von etwa 1,1C. Die durchschnittliche C-Rate beim Laden von 20 auf 80 Prozent beträgt 0,86 C.

Zur Erinnerung: Die C-Rate gibt an, wie sich die Ladeleistung zur Kapazität des Akkus verhält. 1C bedeutet zum Beispiel, dass der Ladevorgang eine Stunde dauert, weil die Ladeleistung in kW den gleichen Wert hat wie die Kapazität des Batterie in kWh. Bei 2C würde der Akku in einer halben Stunde aufgeladen werden.

Wir schätzen, dass die Netto-Batteriekapazität etwa 56 kWh beträgt, was etwa 90 Prozent der gesamten Batteriekapazität entsprechen würde.

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Wie schnell wird Reichweite nachgeladen?

Wie schnell Reichweite nachgeladen wird, hängt vom Stromverbrauch des Autos ab, und dieser variiert wieder in Abhängigkeit vom Anwendungsfall, also ob man zum Beispiel in der Stadt fährt oder auf dem Highway. Hier verwenden wir die Reichweitenzahlen nach WLTP, nach der US-amerikanischen EPA-Norm und nach unserem eigenen Reichweitentests bei 70 Meilen pro Stunde.

WLTP-Reichweite
Aus der WLTP-Reichweite von 385 km und der Netto-Batteriekapazität von 56 kWh errechnet sich ein Stromverbrauch von 145 Wh/km. Die effektive Durchschnittsgeschwindigkeit für die Wiederherstellung der Reichweite beim Laden von 20 auf 80 Prozent SOC beträgt dann 6,1 km/Minute betragen.
EPA-Reichweite (kombiniert)
Aus der EPA-Reichweite von 346 km und der Netto-Batteriekapazität von 56 kWh errechnet sich ein Stromverbrauch von 162 Wh/km. Die effektive Durchschnittsgeschwindigkeit für die Wiederherstellung der Reichweite beim Laden von 20 auf 80 Prozent beträgt dann 5,5 km/Minute.
EPA-Reichweite (Highway)
Die EPA-Reichweite für den Highway liegt bei 310 km. Daraus und aus der verfügbaren Batteriekapazität von 56 kWh errechnet sich ein Stromverbrauch von 181 Wh/km. Die effektive Durchschnittsgeschwindigkeit für das Nachladen von Reichweite beim Laden von 20 auf 80 Prozent beträgt dann 4,9 km/Minute.
70-mph-Reichweitentest von InsideEVs
Bei unserem InsideEVs-Reichweitentest bei 70 Meilen pro Stunde ergab sich eine Reichweite von 312 km. Daraus und aus der verfügbaren Batteriekapazität von 56 kWh errechnet sich ein Stromverbrauch von 180 Wh/km. Die effektive Durchschnittsgeschwindigkeit beim Nachladen von Reichweite beim Laden von 20 auf 80 Prozent beträgt dann 5 km/Minute.

Rechenweg für die angegeben Reichweiten-Nachlade-Geschwindigkeiten: Die durchschnittliche Ladeleistung beim Laden von 20 auf 80 Prozent (beim Nissan Leaf 54 kW, siehe oben) wird durch den Stromverbrauch in Wmin/km geteilt.

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Fazit

Nissan hat offenbar die Chance vergeben, den Leaf zu einem guten Elektroauto für die Langstrecke und für den Einsatz bei hohen Außentemperaturen zu machen. Wahrscheinlich würde sich niemand über die oben gezeigte Ladekurve beschweren. Doch diese ist nicht leicht zu erreichen.

Unser Tester, Kyle Conner, hat den Test beim ersten Versuch abgebrochen, weil das Auto mit hoher Batterietemperatur ankam. Bei dem oben beschriebenen Test ging das Auto nach dem Verlassen der Ladestation in den Leistungsreduzierungsmodus.

Mehr Schnelllade-Analysen:

VW ID.4 (2021): Analyse der Ladekurve

Ford Mustang Mach-E First Edition: Analyse der DC-Ladekurve

Allgemeine Informationen:

Einige Werte in den Diagrammen sind Schätzungen aus der Datenquelle.
Die Temperatur der Batteriezellen kann die Ladefähigkeit stark negativ beeinflussen. Wir haben keine Daten über die Temperatur der Batterie zu Beginn und während des Ladevorgangs. Bei hohen oder niedrigen Außentemperaturen sowie nach sehr dynamischer Fahrt kann die Ladeleistung deutlich niedriger sein als in den Diagrammen angegeben (in extremen Fällen kann der Ladevorgang sogar vorübergehend ganz unmöglich sein).

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