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Einheit
Stunde (h)
Einfach erklärt
Die Ladezeit ist die Zeitspanne, die benötigt wird, um eine bestimmte Energiemenge in einen Akku zu laden: t=E/P, also die benötigte Energie geteilt durch die verfügbare Ladeleistung. Anschaulich entspricht das der Zeit, einen Tank mit einem Schlauch bestimmter Durchflussmenge zu füllen – ein leerer 60-kWh-Akku an einer 11-kW-Wallbox braucht rechnerisch etwas über 5 Stunden. In der Praxis verlängert der Ladewirkungsgrad (typisch 85–95%) die tatsächliche Zeit gegenüber dem Idealwert etwas. Eng verwandt sind die Ladeleistung (P), die die Geschwindigkeit bestimmt, und die Elektrische Energie (E), die insgesamt übertragen werden muss.
Merksatz: Doppelte Ladeleistung halbiert die Ladezeit nur, solange der Akku selbst (und sein Ladewirkungsgrad) die höhere Leistung tatsächlich annehmen kann – bei hohem Ladezustand sinkt die reale Ladeleistung oft deutlich.
Fortgeschrittene Erklärung
Die einfache Formel t=E/P gilt nur bei konstanter Ladeleistung. Reale Ladevorgänge – insbesondere DC-Schnellladen – folgen einer Ladekurve P(SOC), die vom Batteriemanagementsystem zum Zellschutz vorgegeben wird: hohe Leistung bei niedrigem Ladezustand, deutliche Reduktion oberhalb von ca. 80% SOC. Die tatsächliche Ladezeit ergibt sich dann aus dem Integral t=∫dE/P(SOC), weshalb die letzten 20% des Ladehubs unverhältnismäßig lange dauern können.
Der Ladewirkungsgrad η (Verhältnis von im Akku gespeicherter zu aus dem Netz entnommener Energie) liegt je nach Ladeleistung und Temperatur zwischen etwa 85% (AC, kalte Batterie) und 95% (DC, optimale Temperatur). Die tatsächlich benötigte Netzenergie ist daher E_Netz=E_Akku/η, was die Ladezeit gegenüber der reinen Idealrechnung verlängert.
Bei der Constant-Current/Constant-Voltage-Ladung (CC/CV), wie sie bei Lithium-Ionen-Zellen üblich ist, wird zunächst mit konstantem Strom bis zur Ladeschlussspannung geladen (CC-Phase, größter Energieanteil), danach bei konstanter Spannung mit abnehmendem Strom (CV-Phase) – die CV-Phase dauert unverhältnismäßig lange im Vergleich zur übertragenen Restenergie.
Für Praxisplanung (z. B. Reiseplanung mit E-Auto) wird deshalb meist mit der 10–80%-Ladezeit gerechnet, da dieser Bereich nahezu mit maximaler Leistung durchlaufen wird und realistischere Zeitangaben liefert als die volle 0–100%-Ladezeit.
Fachlicher Hinweis: Herstellerangaben zur Ladezeit beziehen sich meist auf Idealbedingungen (optimale Batterietemperatur, volle verfügbare Ladeleistung) – bei Kälte oder ungünstiger Vorkonditionierung können reale Zeiten deutlich abweichen.
Wichtige Formeln und Zusammenhänge
t Ladezeit in Stunden (h), E benötigte Energiemenge in kWh, P Ladeleistung in kW, η Ladewirkungsgrad (dimensionslos, kleiner 1).
Beispiel und Vorgehensweise
Ein E-Auto-Akku mit 60 kWh nutzbarer Kapazität ist leer und wird an einer 11-kW-Wallbox geladen.
- Werte notieren: E=60 kWh, P=11 kW.
- Formel wählen: t=E/P.
- Einsetzen: t=60 kWh/11 kW.
- Ergebnis: t≈5,45 h, also etwa 5 h 27 min (ohne Wirkungsgradverlust).
Mit einem realistischen Ladewirkungsgrad von η=0,92 verlängert sich die Zeit auf t=E/(P·η)=60/(11·0,92)=60/10,12≈5,93 h, also etwa 5 h 56 min – knapp eine halbe Stunde mehr als die idealisierte Rechnung, weil ein Teil der Netzenergie als Wärme in Ladegerät und Zellen verloren geht.
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