Das 1.000-kW-Laden von BYD, erklärt von Experten

Das neue Schnellladesystem von BYD hat Furore gemacht in der Elektroauto-Branche. 1.000 kW Ladeleistung sind aber auch ein Wort, zumal es nicht um einzelne kleine Zellen im Labormaßstab geht, sondern um fertige Autos, die in China demnächst auf den Markt kommen sollen. Zwei Batterieexperten erklären das System im obigen Video – und erläutern, wie so schnelles Laden möglich wird.

Das Schnelllade-System wurde am 17. März in China vorgestellt. Die beiden Serienautos, die es erhalten, sind der Han L und der Tang L. Sie basieren auf der neuen "Super e"-Plattform und sollen mit bis zu 1.000 Ampere und 1.000 Volt Spannung geladen werden können, also mit bis zu 1.000 kW. Möglich wird das über zwei Ladekabel – das so genannte Dual-Gun-Laden.

Damit soll man in fünf Minuten Strom für 400 km Reichweite nachladen können. Zum Vergleich: Die 84-kWh-Batterie eines Hyundai Ioniq 5 kann man in 18 Minuten von 10 auf 80 Prozent bringen. Dabei werden 70 Prozent der Maximalreichweite von 570 km nachgeladen, also 399 km. 400 km Reichweite nachladen in fünf Minuten bei BYD und 399 km Reichweite nachladen in 18 min bei Hyundai: Auch wenn das eine die Reichweite nach chinesischer CLTC-Norm und das andere nach der anspruchsvolleren WLTP-Norm ist: Der Unterschied ist bemerkenswert.  

Bildergalerie: BYD Tang L und Han L (China)

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Quelle: BYD

Patrick Rosen und Daniel Messling vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) haben in ihrem empfehlenswerten Batteriepodcast Geladen nun zwei Experten zu dem BYD-Schnellladesystem befragt. Ihre Meinung zu dem System sagen Markus Erdmann vom Elektro-LKW-Spezialisten Designwerk, der sich mit dem Schnelladen von Elektrolastern befasst, und Joachim Sann vom Physikalisch-Chemischen Institut der Universität Gießen. Das Video ist absolut sehenswert, auch wenn man sich nicht für BYD interessiert (und sofern man sich nicht durch die dreiminütige Werbung ab etwa 7 min abschrecken lässt).

Ladekurve von BYD: Peak bei 1.000 kW von 8 bis 18% SoC, und über 400 kW Ladeleistung von 5 bis 63% SoC

Bild von: Batteriepodcast Geladen

Beide Experten sagen: Die Batterie ist das Besondere am 1.000-kW-Laden von BYD. Die 1.000 kW Ladeleistung seien allerdings eher eine Marketing-Zahl, so Sann. Denn schon die Zeit, die man braucht, um das zweite Kabel anzuschließen, verringert den Nutzen. Denn inzwischen liege der 1.000-kW-Peak wohl schon hinter einem.

Aber die Batterie ermöglicht eben auch 400 kW Ladeleistung von etwa 5 bis 63 Prozent Ladestand (State of Charge, SoC). Damit würde man an in Europa gängigen CCS-Ladern mit 400 kW Ladeleistung eine komplett flache Ladekurve erhalten, was ein großer Schritt nach vorne wäre. 400 kW sind das, was gute DC-Lader mit 800-Volt-Autos ermöglichen, denn der CCS2-Anschluss ist auf 500 Ampere limitiert und 800 Volt mal 500 Ampere ergeben 400 kW. Mit 400 kW bräuchte man nicht eine so extreme Leistungselektronik wie BYD und käme doch auf kurze Ladezeiten. 

Sann ist begeistert von der Batterie, denn die hat eine günstige LFP-Chemie. Dabei werden offenbar verkürzte Blade-Zellen verwendet, um mehr davon unterbringen zu können. Denn eine LFP-Zelle liefert immer etwa 3,2 Volt; um auf 1.000 Volt zu kommen, braucht man also rund 312 in Reihe geschaltete Zellen. Die Zellen sind längs angeordnet und haben nur ein Viertel der Batterielänge (während es bei normalen Blade-Batterien unseres Wissens die Hälfte der Batterielänge ist):

Die BYD-Batterie fürs 1.000-kW-Schnelladen(Bild via Batteriepodcast Geladen)

Bild von: BYD

Außerdem wurde der Innenwiderstand der Zellen deutlich reduziert – das ist wichtig, weil von dieser Größe abhängt, wie viel Wärme beim Laden entsteht. Die Batterie wird von oben und unten gekühlt, aber laut Erdmann würde die Batterie bei einem so schnellen Ladevorgang 20 bis 30 Grad wärmer, und das "bekomme man nicht weggekühlt", zumindest nicht komplett. Der springende Punkt sei deshalb, dass moderne LFP-Batterien bis zu 60 Grad aushalten. Deswegen glaube er, dass BYD das Thermofenster von etwa 25 bis 35 Grad bis hinauf zu 60 Grad ausnutzt.

Sann vermutet, die schnelle Ladefähigkeit käme durch die Anode zustande, denn die sei beim Laden von LFP-Zellen der limitierende Faktor. Sann vermutet, dass das Eindringen der Lithium-Ionen in die Graphit-Anode erleichtert wird. Und zwar könnten spezielle Zusätze dafür sorgen, dass die Grenzschicht zwischen Elektrolyt und Anode (Solid Electrolyte Interface, SEI) eine besonders gute Ionenleitfähigkeit hat.

Erdmann meint, BYD müsse noch den Beweis erbringen, dass die Batterie auch eine vernünftige Zyklenfestigkeit hat. Außerdem hätte der neue Akku mit den kürzeren Zellen wohl eine geringere Energiedichte als die normale Blade-Batterie. 

Den Schnellladevorgang der neuen BYD-Batterie kann man im folgenden Video von BYD verfolgen. Dabei wird der Akku in fünf Minuten von etwa 7 auf 63 Prozent geladen. Laut CarNewsChina hat die Batterie des Han L und Tang L eine Speicherkapazität von 83 kWh.

BYD hat offenbar auch Ankündigungen zur eigenen Ladeinfrastruktur gemacht. Geplant seien bis zu 4.000 DC-Lader, und zwar im Wesentlichen 500-kW-Säulen. Diese Ladeleistung erreichen auch die neuen Supercharger V4 von Tesla, und so könne sich diese Ladeleistung in China vielleicht zu einem Standard entwickeln. Um die hohe Leistung unabhängig vom Netzanschluss zur Verfügung stellen zu können, will BYD offenbar Batterien integrieren. 

Elektro-Laster-Fachmann Markus Erdmann meint sinngemäß, generell seien so hohe Ladeleistungen wie bei BYD technisch faszinierend, aber für einen Pkw eigentlich unnötig – auch 200 bis 300 kW würden für die Langstrecke ausreichen. Sann stimmt zu, ergänzt aber, dass es im Alltag Sinn ergeben könnte, mal eben einen ultraschnellen Lader zu nutzen, um über die Woche zu kommen. Das könnte in Deutschland das Problem beheben, dass viele Leute in der Großstadt keine eigene Wallbox haben. 

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Unter dem Strich

LFP-Batterien können viel mehr als man früher dachte. BYD als Spezialist für diese günstige Batteriechemie zeigt mit seinem 1.000-kW-Laden, was damit möglich ist. Nun wird die Nervosität bei so mancher Marke steigen, die bisher stolz darauf ist, ihre Batterie in 18 bis 21 Minuten laden zu können.

Ein Beispiel ist Hyundai: Der Konzern will offenbar die Entwicklung eigener Zellen forcieren. Und zwar offenbar in Reaktion auf die BYD-Präsentation, wie gerade gerüchteweise gemeldet wurde. Auch VW will bekanntlich eigene Zellen produzieren. Vielleicht entwickelt sich das zum Trend: Dass zumindest die Premium-Autohersteller ihre eigenen Batterien bauen wie BYD.