CCS-DC-Schnellladung mit dem VW e-Up!

Da wir mit dem VW e-Up vier Mal die Möglichkeit für DC-Schnallladungen hatten und wir recht beeindruckt waren, möchte ich hier etwas ausführlicher auf die verschiedenen Ladevorgänge eingehen. An den folgenden CCS-Schnellladestationen von ABB haben wir nachgeladen:

  1. Volkswagen Zentrum Düsseldorf (20 kW)
  2. 2x BMW Niederlassung Düsseldorf-Rath (50 kW)
  3. BMW Niederlassung Bonn (50 kW)

Die Ladetechnik (Combined Charging System – AC/DC)

Die DC-Schnellladeoption kostet als Sonderausstattung beim VW e-Up nur 600€ und lohnt sich definitiv. An AC-Ladestation können VW und BMW E-Fahrzeuge, genau wie viele asiatische und amerikanische Modelle mit Typ1-Stecker, derzeit leider nur 1-phasig (kein Dreh-/Starkstrom) mit 3,7 kW laden (BMW lädt mit bis zu 32A, 230V = 7,4 kW, in Deutschland zulässig sind jedoch einphasig max. 20A). Bei VW und BMW dürfte der Verzicht auf zwei Phasen beim AC-Laden aus Platz- und Kostengründen geschehen sein, da die zusätzlichen Ladegeräte bzw. Gleichrichter im Fahrzeug einiges an Bauraum einnehmen und nicht unerhebliche Mehrkosten verursachen. Bei der DC-Ladung wird das Ladegerät und somit alle Gleichrichter – um den Wechselstrom aus dem Verteilnetz in Gleichstrom für die Akkus umzuwandeln – in die Ladestation ausgelagert.

Um beide Optionen zu unterstützen, wurde das Combined Charging System (kurz CCS) eingeführt, welches im oberen Teil den schon bekannten Typ2-Stecker für die AC-Ladung enthält und unten um zwei Kontakte zur DC-Ladung erweitert wurde (s. Bild). Gegenüber Typ 1 und CHAdeMO könnte dieses System unter anderem die dreiphasige Ladung und die DC-Ladung in einem einzelnen Inlet im Auto unterbringen, sodass keine zwei getrennten Anschlüsse mehr nötig sind. Ursprünglich war auch der Typ2-Stecker so konzipiert, dass er direkt AC- und DC-Ladung ermöglicht, wie es mit modifizierten Steckern im Tesla Model S gehandhabt wird. Hier wird bei gleichem Anschluss erst im Fahrzeug zwischen AC (z.B. an Typ2-Ladestation) und DC (z.B. an Superchargern) umgeschaltet. Asiaten und Amerikaner (außer Tesla) verzichten auf die dreiphasige Ladung, da sie von „zuhause“ einfach keinen Drehstrom sondern einphasige Anschlüsse gewöhnt sind, in Europa ist Starkstrom jedoch fast überall ohne Probleme verfügbar und in vielen Garagen z.B. für Kreissägen bereits vorhanden (rote CEE-Steckdosen).

50 kW CCS Station

Die 3,7 kW (16A, 230V), welche der e-Up und auch der e-Golf an einer normalen Typ2-Ladestation (die bis 22 kW liefert) lädt, sind nicht viel schneller als an einer normalen Haushaltssteckdose, welche aus Sicherheitsgründen dauerhaft nicht mit mehr als 10-12 A (2,3-2,8 kW) belastet werden sollte. Damit kann die Ladung schon mal ein paar Stunden dauern. Mit dem unteren DC-Teil des Combined Charging Systems schaffen die Volkswagen allerdings bis zu 40 kW, sodass der Akku in weniger als 30 Minuten wieder voll ist.

Aber obwohl die Autos mehr könnten, werden an VW Autohäusern derzeit leider nur „ABB Terra 23 CT“ Schnellladestationen mit einer Leistung von 20 kW statt der möglichen 40 kW errichtet (eine Nachrüstung in 10 kW Modulen wäre möglich). Zusätzlich sind diese Stationen mit je einer 22 kW AC-Typ2-Steckdose ausgestattet, wo vermutlich schon so mancher Renault ZOE Fahrer dem VW Händler erklären musste, dass er dort schneller lädt, als an der DC-Steckdose. Zusätzlich finden sich meist noch einfache Wandladestationen von ABL Sursum mit max. 3,7 kW ohne FI-Schalter Typ B (vermutlich aus Kostengründ, da dieser einige hundert Euro kostet), sodass dort aufgrund möglicher Gleichfehlerströme kein Renaul ZOE laden darf. Diese Wandladestationen sind jedoch eh nur für Vorführwagen gedacht.

BMW als Premiumhersteller bietet an einigen Niederlassungen die vollausgestatteten 50 kW Lader (ABB Terra 53 C), meist zusätzlich mit einer Schneider Electric Ladestation mit 2x 22 kW Typ 2.

Mögliche Konfigurationen von links nach rechts: Possible configurations (from left to right): C,  CT, CJ, CJG (C = CCS, J = CHAdeMO, G = Typ2-Kabel, T = Typ2-Steckdose)

Mögliche Konfigurationen von links nach rechts: Possible configurations (from left to right): C, CT, CJ, CJG (C = CCS, J = CHAdeMO, G = Typ2-Kabel, T = Typ2-Steckdose)

Unsere Ladevorgänge in Düsseldorf

Auf unserem Weg von Köln zum CentrO in Oberhausen (Erfahrungsbericht) haben wir zwecks Nachladen als erstes das VW Zentrum am Höherweg in Düsseldorf angefahren. Hier belegte zunächst wo ein e-Golf den CCS-Ladepunkt, welcher auf eine kurze Nachfrage im Autohaus freundlich und schnell umgeparkt wurde, auch wenn unser VW von einem anderen Autohaus stammte. Nachdem wir unseren e-Up also angeschlossen hatten, machten wir uns mit der Kamera auf die Suche nach den restlichen Ladestationen rund um das „Ladeparadies“ an der Automeile in Düsseldorf. Fast jedes Autohaus, die Stadtwerke Düsseldorf, die DEKRA und der ADAC bieten hier je eine Ladestation. In geringem Abstand lassen sich daher drei RWE-Stationen, eine CHAdeMO-Station bei Nissan, eine Mennekes-Station und eben unsere CCS-Station finden (zzgl. ein paar Wandladestationen).

Als wir nach etwa einer halben Stunde zurück kamen, mussten wir leider feststellen, dass die ABB Station anscheinend aufgrund der relativ geringen Außentemperatur (Fahrzeug und Akku waren warm) nicht einmal die 20 kW sondern nur ca. 8 kW lieferte. Eventuell sind die Stationen nicht mit dem Winterpaket für „volle Leistung bei niedrigen Temperaturen“ von ABB ausgestattet. Nach 37 Minuten und 5,25 kWh haben wir den Ladevorgang dann bei nur 68% SoC (State of Charge = Akkustand; laut Stationsdisplay) abgebrochen und uns auf den Weg zur 50 kW Station der BMW Niederlassung Düsseldorf-Rath gemacht (Zeiten und Daten zu allen vier CCS-Ladevorgängen finden Sie weiter unten).

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Trotz großflächiger „BMWi only“ Markierung haben wir den VW e-Up einfach dort geparkt und angeschlossen, ohne dass eine Beschwerde kam. Und siehe da…schon nach 2 Minuten waren 1,2 kWh im Akku gelandet, sodass wir beschlossen hier voll zu laden, obwohl die Reichweite schon bis Oberhausen gereicht hätte. Immerhin gibt es in vielen BMW Niederlassungen eine kostenlose „Isetta Café Bar“ (eher für Kunden als für Ladepausen). Nach genau 20 Minuten war der Akku von 56 auf 99% mit 6,3 kWh kostenlos vollgeladen. Die maximal erreichte Ladeleistung lag bei etwa 34 kW (s. Auswertung). Schön sind übrigens auch die etwa 5-6 m langen Kabel, welche eine Ladung auch bei zugeparkter Ladestation zulassen.

Auf dem Rückweg konnten wir hier glücklicherweise nochmal 6 kWh (36%) in 10 Minuten nachladen. Wären wir unbewusst etwas länger Shoppen gewesen, hätten wir uns hierfür mit einer langsamen Ladung etwa 1-2 Stunden in der Innenstadt begnügen müssen, da ein BMW Mitarbeiter nach den 10 Minuten nett fragte, ob wir dort übernachten wollten, denn er würde nun fahren und das Tor abschließen (samstags kurz vor 17 Uhr)…

120 km Reichweite in 20 Minuten

Am Sonntag haben wir auf der Rückfahrt von unserem Ausflug zum Drachenfels noch bei der schon vom i3-Test besuchten 50 kW CCS-Station der BMW Niederlassung Bonn Halt gemacht. Hier haben sich dann die Vorteile der DC-Ladung endgültig gezeigt: In nur knapp über 20 Minuten haben wir 120 km Reichweite nachgeladen! Laut Display der Ladstation dauerte es etwa 26 Minuten von 15 auf 97 % SoC (11,4 kWh) mit maximal 34 kW. So macht E-Mobilität Spaß und wir konnten mit Vollgas (Vmax. 130 km/h) über die Autobahn zurück nach Köln.

VW e-Up bei BMW in Bonn

Die beim letzten Ladevorgang geladenen 11,4 kWh entsprechen laut Info der Ladestation 82% der Akkukapazität. Demnach wäre der Akku 14 kWh Akku groß. Allerdings scheint die Anzeige der Station je nach Ladezustand etwas ungenau, da ich bei vier Ladevorgängen nie auf eine einheitliche Akkugröße zurückrechnen konnte. Die Werte schwanken zwischen 14 – 15,75 kWh nutzbarer Akkukapazität. Der e-Up hat jedoch eine tatsächliche Akkukapazität von 18,7 kWh, sodass diese anscheinend softwareseitig auf etwa 75-85% der tatsächlichen Kapazität reduziert wurde, um den Akku zu schonen (keine Tiefenentladung und keine Vollladung). Sofern bei den Autoherstellern mehr Erfahrungen mit den Akkus vorliegen, lässt dies aber auch per Softwareupdate die nachträgliche Vergrößerung der nutzbaren Kapazität und somit eine Reichweitensteigerung zu.

Gefühlt scheint Volkswagen die Ladeleistung oberhalb von 80% nicht so stark bzw. früh zu drosseln wie BMW beim i3. Aus meinen wenigen Daten schien die Leistung ab etwa 85% langsam gedrosselt zu werden, aber auch von 83-90% wurden im Schnitt noch 25 kW erreicht, von 90-94% dann nur noch 13 kW und schließlich 6,6 kW von 94-97%. In kWh bedeutet dies, dass wir nach 18 Minuten etwa 10 kWh und für die letzte kWh nochmal 7 Minuten benötigten. Wer schnell weiterfahren möchte und das beste „Zeit-Leistungs-Verhältnis“ ausnutzen möchte, sollte also nur bis etwa 80-85% nachladen.

Hier nun alle Daten unserer vier Ladevorgänge im Detail:

Der Ladevorgang in Bonn ist zweigeteilt, da ich einmal IMG_20150221_115846-001neu starten musste. Nachdem ich während des Ladevorgangs nicht widerstehen konnte, einmal auf den im Bild gezeigten Knopf zu drücken, zeigt die Ladestation „Ladefehler. Die Ladesäule hat ein internes Problem erkannt„. Ob das immer so ist, kann ich nicht sagen, steht aber vermutlich in der Bedienungsanleitung.

CCS Ladungen - Auswertung

 

CCS Ladungen - Diagramm

Fazit

Bei den aktuellen Akkugrößen der Serienfahrzeuge von etwa 20 kWh macht die 40-50 kW DC-Schnellladung mit dem Anschluss des Combined Chargins Systems wirklich Spaß. 120 km neue Reichweite in ca. 20 Minuten sind ideal für eine Kaffepause und stören absolut nicht. Damit sich nun auch weniger von der E-Mobilität begeisterte Kunden überzeugen lassen, muss der Ausbau der Schnelllader – möglichst in Form von sog. Triple-Chargern (CHAdeMO, CCS und Typ 2 43kW) – an Autobahnen und in den Ballungsgebieten, wie es für reine CCS-Stationen mit dem Projekt SLAM geplant war, schneller voranschreiten. Die häufig nicht 24h zugänglichen Schnelllader an Autohäusern sind zwar gut für die Probefahrten und -fahrzeuge, aber stellen hoffentlich nur eine Übergangslösung dar und müssen zukünftig nicht mehr von Ottonormalverbrauchern genutzt werden. Nur mit einer flächendeckenden DC-Schnelladeinfrastruktur könnte man im Auto mit einphasigen Ladegeräten gut auskommen und nur dann macht das Konzept auch Sinn: Zuhause und beim Arbeitgeber >8h langsam Laden und unterwegs mit >30 kW schnell nachladen. Die aktuell beste Lösung wäre natürlich 22 kW AC + 50 kW DC Ladung zu ermöglichen…vielleicht sinken ja die Gleichrichter-Preise und es klappt mit der Fahrzeuggeneration ab 2017.

Bei den aktuellen Ankündigungen dieser 2. Gen. E-Fahrzeuge mit realisistischen Reichweiten über 300 km oder dem über 90 kWh großen Akku der Audi R8 e-tron wird aber auch klar, wohin die Reise gehen muss. Tesla zeigt es mit seinen 60-85 kWh Akkus an den Superchargern schon heute: Ladeleistungen über 100 kW, sodass auch bei großen Akkus auf der Fahrt in den Urlaub die Kaffeepause oder Pinkelpause an der Autobahn zur Vollladung ausreicht.

Auch wenn man sich von vornherein auch mit der Energiewirtschaft hätte einigen sollen:
Ich bin gespannt, welche Ladearten sich durchsetzen (AC/DC, 1-/3-phasig, CCS/CHAdeMO), wie zukünftig tatsächlich mit zehntausenden E-Fahrzeugen in einzelnen Städten geladen wird, welche Gewohnheiten sich entwickeln, welche Ladeleistungen und Reichweiten realisiert werden und wie die Integration der E-Fahrzeuge in die Energiewende, das Smart Grid und das Smart Home (Stichwort: bidirektionales Laden) geschieht. Der Anfang ist getan und die kommenden 5 Jahre werden nun richtig spannend.

Demnächst testen wir übrigens den Peugeot Partner Electric und können dann hoffentlich auch die Ladung an einer CHAdeMO-Station beim Nissan-Händler nebenan testen.

Hier finden Sie unseren Erfarhungsbericht zum VW e-Up!

(Falls technische Details falsch wiedergegeben wurden, bitte kurz melden.)

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  • NotI

    Kleiner Hinweis zu den 20 kW CCS Stationen: Die tatsächliche DC Ladeleistung beträgt dort maximal 16,5 kW.

    • Vielen Dank für die Info! Wie sieht es denn dann bei den ABB 50 kW Stationen aus? Die Efacec-Stationen schaffen meines Wissens nach die 50 kW ganz knapp…

  • NotI

    Wenn man die Daten geladene Strommenge und SOC heranzieht liegt der E-Up Akku teilweise erheblich unter der Werksangabe von 18,7 kWh. Das könnte auch erklären, warum der E-Up so tapfer auf die 100% hochlädt, weil diese 100% tatsächlich weniger als 80% der nominellen maximalen Kapazität sind.

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