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Einheit
Kilowatt (kW)
Einfach erklärt
Die Ladeleistung gibt an, mit welcher elektrischen Leistung ein Akku (z. B. eines E-Autos, Smartphones oder Werkzeugs) je Zeiteinheit Energie aufnimmt: P=U·I bei Gleichstrom, bei Wechselstrom zusätzlich mit dem Leistungsfaktor cos φ. Sie bestimmt zusammen mit der Akkukapazität, wie schnell ein Ladevorgang abläuft – vergleichbar mit dem Durchmesser eines Wasserschlauchs beim Befüllen eines Tanks: ein dickerer Schlauch (höhere Ladeleistung) füllt den gleichen Tank schneller. Typische Werte: Haushaltssteckdose ca. 2,3 kW (230V/10A), einphasige Wallbox 3,7–7,4 kW, dreiphasige Wallbox 11 oder 22 kW, DC-Schnellladesäulen 50 bis über 300 kW. Eng verwandt sind die Ladezeit (t), die sich aus Energiebedarf und Ladeleistung ergibt (t=E/P), und die Elektrische Energie (E), die insgesamt übertragen wird.
Merksatz: Die maximale Ladeleistung wird durch das schwächste Glied begrenzt – Wallbox, fahrzeugseitiges Ladegerät (On-Board-Charger) oder Hausanschluss –, nie durch den größten verfügbaren Wert allein.
Fortgeschrittene Erklärung
Bei einphasigem Wechselstromladen gilt P=U·I·cos φ, bei dreiphasigem (Drehstrom-)Laden P=√3·U_L·I_L·cos φ. Da fahrzeugseitige Ladegeräte (On-Board-Charger, AC) meist auf 3,7, 7,4, 11 oder 22 kW begrenzt sind, limitiert dieses Bauteil oft die Ladeleistung unabhängig von der Leistungsfähigkeit der Wallbox.
Beim DC-Schnellladen entfällt der fahrzeugseitige AC/DC-Wandler – die Ladesäule speist den Akku direkt mit Gleichstrom, wodurch deutlich höhere Leistungen (bis in den dreistelligen kW-Bereich) möglich sind. Die tatsächliche Ladeleistung folgt dabei einer Ladekurve: Sie ist bei niedrigem Ladezustand (SOC) am höchsten und wird zum Schutz der Zellen oberhalb von ca. 80% SOC deutlich reduziert.
Die Ladeleistung wird zusätzlich durch die Zelltemperatur begrenzt: Bei Kälte (unter etwa 5°C) drosselt das Batteriemanagementsystem die Leistung, um Lithium-Plating an der Anode zu vermeiden; bei zu hoher Temperatur greift ein thermisches Derating, um Zellschäden zu verhindern.
Bei dreiphasigem Laden ist außerdem auf eine symmetrische Stromaufnahme (Schieflast) zu achten – die Ladeleistung einphasiger Ladegeräte sollte in Mehrfamilienhäusern gleichmäßig auf die drei Außenleiter verteilt werden, um den Netzanschluss nicht unsymmetrisch zu belasten.
Fachlicher Hinweis: Die am Fahrzeugdisplay angezeigte Ladeleistung schließt Umwandlungsverluste je nach Hersteller unterschiedlich ein – für Kostenrechnungen ist die an der Wallbox gemessene Netzleistung maßgeblich, nicht die batterieseitige.
Wichtige Formeln und Zusammenhänge
P Ladeleistung in Watt (W) bzw. Kilowatt (kW), U Spannung in Volt (V), I Strom in Ampere (A), cos φ Leistungsfaktor (bei Ladegeräten meist nahe 1), U_L Leiterspannung (400V im Drehstromnetz), I_L Leiterstrom.
Beispiel und Vorgehensweise
Eine dreiphasige Wallbox lädt mit I_L=16A bei U_L=400V und cos φ≈1. Gesucht ist die Ladeleistung.
- Werte notieren: U_L=400V, I_L=16A, cos φ=1.
- Formel wählen: P=√3·U_L·I_L·cos φ.
- Einsetzen: P=1,732·400V·16A·1.
- Ergebnis: P≈11.085 W≈11 kW – die typische Angabe „11-kW-Wallbox".
Wird dieselbe Wallbox stattdessen mit I_L=32A betrieben, ergibt sich P=1,732·400V·32A≈22.170W≈22kW. Für ein Fahrzeug mit einem On-Board-Charger, der auf 11kW begrenzt ist, bringt die 22-kW-Wallbox jedoch keinen Vorteil – die tatsächliche Ladeleistung bleibt durch das Fahrzeug auf rund 11kW limitiert.
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Passende Rechner
Weiterführend
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