BMW i3 und Mini Cooper SE: Ladekurven-Analyse

Heute werfen wir einen Blick in die Geschichte und vergleichen das Schnelllade-Verhalten von drei Versionen des BMW i3 (Akkuversionen mit 21,6 kWh, 33,2 kWh und 42,2 kWh) und dem verwandten Mini Cooper SE (32,6 kWh).

Kleine Elektroautos für die Stadt müssen nicht unbedingt sehr schnell laden können, aber wir möchten überprüfen, ob BMW im Laufe der Zeit etwas verbessert hat und was die kleinen Stromer können. Die Daten für diese Schnelllade-Analyse stammen von dem Ladenetzanbieter Fastned, der immer wieder eine wertvolle Informationsquelle zum Thema Laden ist.

Wir sehen uns zuerst das aktuelle BMW-i3-Modell an und vergleichen dann alle vier Autos.

Abnahme der Ladeleistung mit zunehmendem SOC

Der 2019 eingeführte, aktuelle BMW i3 hat eine 44,2-kWh-Batterie. Die Ladekurve ist sehr flach, die maximale Ladeleistung liegt bei 50 kW.

Das Aufladen von 20 auf 80 Prozent Ladestand (SOC) dauert etwa eine halbe Stunde.

Durchschnittliche Ladeleistung bei 20-80% SOC

Die durchschnittliche Leistung in dem wichtigen Bereich von 20 bis 80 Prozent SOC beträgt 47 kW (im Diagramm unten schwarz markiert).

Die durchschnittliche Ladeleistung beträgt stolze 94 Prozent des Maximalwerts. Dies und die flache Ladekurve deutet darauf hin, dass die Batterie wahrscheinlich viel schneller laden könnte, wenn nur das Ladesystem und die Kabel dies zulassen würden.

C-Raten im Verlauf des Ladens

Die maximale C-Rate (die man erhält, wenn man die maximale Ladeleistung durch die Brutto-Batteriekapazität von 42,2 kWh teilt) beträgt etwa 1,2C. Ähnlich liegt die durchschnittliche C-Rate beim Laden von 20 auf 80 Prozent; sie beträgt 1,1 C.

Zur Erinnerung: Die C-Rate gibt an, wie sich die Ladeleistung zur Kapazität des Akkus verhält. 1C ergibt sich zum Beispiel, wenn ein 42-kWh-Akku bei 42 kW Ladeleistung in einer Stunde voll aufgeladen wird. 2C würden ausreichen, um den Akku in einer halben Stunde aufzuladen.

Die Netto-Akkukapazität liegt bei 37,9 kWh; das sind etwa 90 Prozent der gesamten Akkukapazität.

Wie schnell wird Reichweite nachgeladen?

Wie schnell Reichweite nachgeladen werden kann, hängt von den Ladeeigenschaften und vom Stromverbrauch ab. Den Stromverbrauch berechnen wir aus der Netto-Batteriekapazität und der WLTP-Reichweite.

Ausgehend von der WLTP-Reichweite von 310 km und der verfügbaren Batteriekapazität von 37,9 kWh kommen wir auf einen Stromverbrauch von 122 Wh/km oder 12,2 kWh/100 km. Die durchschnittliche Nachlade-Geschwindigkeit beim Laden von 20 auf 80 Prozent SOC liegt dann bei 6,4 km/Minute. [Rechenweg: Die durchschnittliche Ladeleistung beim Laden von 20 auf 80 Prozent (beim BMW i3 Ioniq 5 sind es 47 kW, siehe oben) wird durch den Stromverbrauch in Wmin/km geteilt.]

Unsere Grafik zeigt neben der Nachlade-Geschwindigkeit für die WLTP-Norm (blau) auch noch die entsprechenden Ergebnisse für die US-amerikanische EPA-Norm und den EPA-Highway-Verbrauch:

Vergleich mit älteren i3-Versionen und Mini Cooper SE

BMW i3

MINI Cooper SE Electric Collection

Vergleich der Ladekurven

Und nun zu dem versprochenen Vergleich zwischen den drei Batterieversionen des BMW i3 und dem Mini Cooper SE. BMW hat die Batteriekapazität im Laufe der Jahre erhöht, indem Zellen mit höherer Energiedichte verwendet wurden. Doch die Ladesysteme hat BMW wahrscheinlich nicht angefasst.

Es sieht so aus, als wäre die Leistung bei 50 kW gedeckelt. Der Grund dafür liegt vermutlich in der Kostenminimierung, aber wohl auch in der Erkenntnis, dass 50 kW für diese Art von Autos ausreichend sind.

Allerdings hat sich die Ladekurve allein schon durch die Umstellung auf eine größere Batteriekapazität verbessert. Denn der Grafik ist zu entnehmen, dass der Maximalwert umso länger gehalten wird, je größer der Akku ist. Bei der 22-kWh-Batterie fällt die Ladeleistung bei 60 Prozent ab, bei der 33-kWh-Version erst bei etwa 80 Prozent, und beim 42-kWh-Akku erst bei fast 90 Prozent.

Vergleich der C-Raten

Die Ladeleistung ist bei allen vier Modellen ähnlich. Daraus folgt, dass die größeren Akkus geringere C-Raten haben. Unsere Grafik zeigt, dass die ursprünglich eingesetzte 22-kWh-Batterie noch mit etwa 2,0C geladen wurde (grüne Kurve). Die späteren Varianten liegen dagegen unter 1,5C:

Insgesamt zeigt sich, dass sich mit der Erhöhung der Akkukapazität auch die durchschnittliche Ladeleistung (beim Laden von 20 auf 80 Prozent) verbessert hat. Im Fall des aktuellen i3 ist sie 20 Prozent höher als beim ersten i3 vom 2013.

Vergleich zum Reichweite-Nachladen

Die Geschwindigkeit beim Nachladen von Reichweite ist bei allen vier Autos nicht besonders hoch. Aber für Stadtautos, die wahrscheinlich selten schnell laden, dürfte es ausreichen.

Hier eine Vergleichstabelle zum Nachladen von Reichweite:

Fazit

Im Ergebnis unserer Lade-Analyse zeigt sich, dass der neue BMW i3 und der neue Elektro-Mini dank höherer Batteriekapazität schneller laden, obwohl das Ladesystem auf 50 kW gedeckelt ist.

Hier sind alle Daten für den aktuellen BMW i3 und den Mini Cooper SE:

Mehr Schnelllade-Analysen:

Hyundai Ioniq 5: Ladekurve bestätigt fixes Reichweite-Nachladen

VW ID.4 (2021): Analyse der Ladekurve beim Schnellladen

Allgemeine Informationen:

• Einige Werte auf den Charts sind Schätzungen auf Basis der Datenquelle
• Die Temperatur der Akkuzellen kann die Ladefähigkeit stark negativ beeinflussen. Wir haben keine Daten über die Temperaturen des Akkus zu Beginn und während des Ladevorgangs. Bei niedrigen oder hohen Temperaturen sowie nach sehr dynamischer Fahrt kann die Ladeleistung deutlich niedriger sein als in den Diagrammen angegeben. Im Extremfall kann der Ladevorgang sogar ganz unmöglich sein.