Deutlicher Unterschied, obwohl die maximale Ladeleistung am Supercharger höher ist

Kürzlich hat Kollege Tom Moloughney das Tesla Model 3 Long Range AWD an einem Tesla Supercharger V3 aufgeladen, der eine Ladeleistung von bis zu 250 kW ermöglicht. Nun wollen wir wissen, wie schnell es im Vergleich an einem CCS2-Anschluss in Europa geht.

In Europa ist das Model 3 mit einem CCS2-Anschluss ausgestattet, den man für das Laden mit Wechselstrom und mit Gleichstrom nutzen kann. So sind auch sehr schnelle Ladesäulen von Drittanbietern verwendbar. [Bemerkung am Rande: Model S und X haben dagegen auch in Europa nur einen Typ-2-Ladeanschluss, über den man mit AC und DC laden kann. Daher ist das DC-Laden nur am Supercharger möglich. Nur mit einem Adapter kann man auch CCS2-Säulen nutzen.]

Tesla hat sein Supercharger-Netz in Europa mit zusätzlichen CCS2-Steckern für das Model 3 nachgerüstet. Wie das Laden damit funktioniert, zeigt folgendes Video von "E-Maise" im Detail:

Die Daten für das CCS2-Laden stammen vom Ladenetz-Anbieter Fastned, sie ähneln aber auch den Ergebnissen von Elektroauto-Tester Bjørn Nyland an einer Ionity-Säule – siehe das Video ganz unten in diesem Artikel. Die Daten für das Supercharger-Laden stammen aus dem erwähnten Test von Tom Moloughney.

Ladekurve

Die Ladekurve an der CCS2-Ladesäule (rote Linie in der Grafik unten) sieht deutlich anders aus als die am Supercharger V3 (grün und schwarz, für ein älteres und ein neues Model 3). Die rote Ladekurve sieht aus, als wäre sie im ersten Teil gedeckelt:

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200 kW werden nie überschritten, das Maximum liegt bei 195 kW, obwohl das Ladegerät von Fastned für bis zu 300 kW ausgelegt war. So wird am Anfang des Ladevorgangs an der CCS2-Säule viel langsamer geladen als am Supercharger.

Am Supercharger wird anfangs mit 250 kW geladen, doch die Ladeleistung nimmt dann schnell ab. Da die Ladeleistung bei CCS2 bis zu einem Ladestand (SOC) von 40 Prozent fast konstant bleibt, wird hier im SOC-Bereich von 20 bzw. 30 bis etwa 60 Prozent schneller geladen als mit dem Supercharger. Nach 60 Prozent gibt es nur noch marginale Unterschiede.

Wahrscheinlich muss Tesla die Ladeleistung rasch drosseln, damit sich die Batterie nicht zu schnell erwärmt. Beim CCS2-Laden auf dem niedrigeren Niveau von 200 kW ist das Problem der Erwärmung nicht so groß, sodass der Ladestrom nicht begrenzt werden muss.

Durchschnittliche Ladeleistung zwischen 20 und 80 Prozent

Die durchschnittliche Ladeleistung im wichtigen SOC-Bereich von 20 bis 80 Prozent beträgt 128 kW, was 66 Prozent des Maximalwerts entspricht. Der Durchschnittswert ist in der folgenden Grafik schwarz markiert:

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Zum Vergleich: Beim 2021er Tesla Model 3 am Supercharger wurden durchschnittlich nur 106 kW erreicht, bei der 2019er Version waren es 113 kW. Die durchschnittliche Ladeleistung ist an der eigentlich langsameren SSC2-Säule also größer als am schnellen Supercharger!

Und was, wenn wir bei einem Ladestand von 10 Prozent (statt 20 Prozent) beginnen würden? Dann müsste doch der Tesla Supercharger schneller sein, oder? Nun, der Supercharger schneidet dann in der Tat besser ab, aber der CCS2-Lader ist immer noch schneller:

DC-Schnelllade-Vergleich: Ladeleistung
Modell
[Datenquelle]
Antrieb /
Batterie
(kWh)
Ladeleistung
max.

Ladeleistung

Durchschn.
(20-80%)

Ladeleistung

Durchschn.

(10-80%)
Tesla Model 3 LR 2019 (CCS2)
[Fastned]
AWD
75 kWh
195 kW 128 kW 131 kW
(ab 11%)
Tesla Model 3 LR AWD 2021 (Supercharger V3)
[Tom Moloughney]
AWD
80 kWh
250 kW 106 kW 115 kW
Tesla Model 3 LR AWD 2019 (Supercharger V3)
[Tom Moloughney]
AWD
75 kWh
250 kW 113 kW 121 kW

C-Raten

Die maximale C-Rate, also die maximale Ladeleistung, geteilt durch die gesamte Batteriekapazität von 75 kWh (unsere Vermutung für das Model 3 von 2019), liegt bei etwa 2,6C. Die durchschnittliche C-Rate beim Laden von 20 auf 80 Prozent beträgt 1,7C.

Zur Erinnerung: Die C-Rate gibt an, wie sich die Ladeleistung zur Kapazität des Akkus verhält. Zum Beispiel wird 1C erreicht, wenn ein 75-kWh-Akku in einer Stunde mit 75 kW vollgeladen wird. 2C würden erreicht, wenn der Akku schon nach einer halben Stunde voll wäre.

In der folgenden Grafik ist zu sehen, wie sich die C-Rate in den drei Fällen im Verlauf des Ladevorgangs verändert. Wie man sieht, werden bei CCS2 die Batteriezellen auch in der Spitze weniger belastet:

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Ladezeit

Tom Moloughney brauchte für einen Ladevorgang von 20 bis 80 Prozent am Supercharger V3 24 bzw. 26 Minuten. Wie lang das Model 3 an der CCS2-Ladesäule braucht, wissen wir nicht genau. Aber die Ladezeit dürfte 1 bis 2 Minuten kürzer gewesen sein als am Supercharger V3, sie wird bei etwa 23 Minuten gelegen haben. Bei Bjørn Nylands Ladetest an einer Ionity-Säule waren es ebenfalls etwa 23 Minuten.

Mit anderen Worten: Auch bei der Ladezeit liegt die CCS2-Säule vor dem Supercharger.

DC-Schnelllade-Vergleich: Ladezeit
Modell
[Datenquelle]
Antrieb /
Batterie
(kWh)
Ladeleistung
max.
Ladeleistung
Durchschn.
(20-80%)

C-Rate

max.

C-Rate

Durchschn.

(20-80%)

Ladezeit
(20-80%)
Tesla Model 3 LR 2019 (CCS2)
[Fastned]
AWD
75 kWh
195 kW 128 kW 2,6 1,7 ca. 23 min
Tesla Model 3 LR 2021 (Superch.)
[Tom Moloughney]
AWD
80 kWh
250 kW 106 kW 3,1 1,3 26 min
Tesla Model 3 LR 2019 (Superch.)
[Tom Moloughney]
AWD
75 kWh
250 kW 113 kW 3,3 1,5 24 min

Wie schnell wird Reichweite nachgeladen?

Wie schnell bei einem Elektroauto Reichweite nachgeladen werden kann, hängt vom Stromverbrauch ab. Diesen errechnen wir hier aus der WLTP-Reichweite und der Netto-Batteriekapazität, wobei Letztere bei Tesla nur geschätzt oder indirekt gemessen werden kann. Auf diese Basis kommen wir zu dem Schluss, dass an der CCS2-Säule Reichweite im SOC-Fenster von 20 bis 80 Prozent um etwa 5 bis 10 Prozent schneller nachgeladen wird.

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Hier sind die Zahlen im Einzelnen; wegen der unsicheren Datenlage sind sie allerdings mit Zurückhaltung zu interpretieren:

DC-Schnelllade-Vergleich: Reichweite nachladen
Modell
[Datenquelle]
Antrieb /
Batterie
(kWh)
Ladeleistung
Durchschnitt
(20-80%)
Reichweite-Nachladen
(20-80%)
2019-2020 Tesla Model 3 LR (CCS2)
[Fastned]
AWD
75 kWh
128 kW 16,6 km/min
2021 Tesla Model 3 LR AWD (Supercharger V3)
[Tom Moloughney]
AWD
80 kWh
106 kW 14,9 km/min
2019 Tesla Model 3 LR AWD (Supercharger V3)
[Tom Moloughney]
AWD
75 kWh
113 kW 15,6 km/min

Fazit

Der Vergleich der Ladekurven an CCS2- und Supercharger-V3-Säulen zeigt einmal mehr, dass hohe Maximal-Ladeleistungen nicht unbedingt die höchste Ladegeschwindigkeit garantieren, wenn man in üblichen Ladefenstern auflädt, also zum Beispiel von 10 oder 20 Prozent auf 80 Prozent.

Obwohl das Tesla Model 3 an CCS2-Ladesäulen 200 kW Ladeleistung nie erreicht, wird der Akku dort genauso schnell oder sogar schneller geladen als am Tesla Supercharger V3, wenn man von einem Ladehub von 20-80 Prozent ausgeht. Das ist eine Überraschung, denn wir haben erwartet, dass der Supercharger aufgrund der niedrigeren Leistung der CCS2-Säule deutlich schneller lädt. Wir vermuten, dass die Erhitzung der Batterie während des Ladevorgangs dem Streben nach immer höheren Maximal-Ladeleistungen eine Grenze setzt.

Aktuell versuchen die Elektroauto-Hersteller offenbar, die maximale Ladeleistung zu erreichen und ihn zu senken, um die maximale Temperatur des Akkus nicht zu überschreiten. Besser wäre es vielleicht, die Ladeleistung auf ein niedrigeres Niveau zu begrenzen, das länger gehalten wird. Das würde bedeuten, dass auch am 250-kW-Supercharger nur mit maximal 200 kW geladen wird, damit die durchschnittliche Ladezeit verringert wird.

Allgemeine Bemerkungen:

  • Einige Werte in den Diagrammen sind Schätzungen aus 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.