800-Volt-Ladetechnik - Doppeltes Spannungsniveau

Wenige Hersteller verwenden bislang Batteriesysteme mit 800-Volt-Technik. Üblich sind 400 Volt. Was zunächst dem Luxussegment vorbehalten war, ist in der Mittelklasse koreanischer Herkunft angekommen: Der Hyundai-Konzern mit seinen Marken Ioniq und Genesis sowie Kia setzt für die Batteriesysteme ihrer rein elektrischen Modelle auf die doppelte Spannung.

In der Hyundai Motor Group ist die 800 Volt Batteriespannung für die Modelle die Norm, die auf der elektrischen Plattform E-GMP (Electric Global Modular Platform) entstehen. Als erstes Modell erhielt der Crossover Hyundai Ioniq 5 die 800 Volt Spannung zum Laden. Dem folgte das Schwestermodell EV6 von Kia und bald, nämlich ab nächstem Jahr, gibt es mit dem stromlinienförmigen Ioniq 6 das zweite Modell der Submarke. Im ambitionierten Premiumsegment des Konzerns stromert die noch recht junge koreanische Marke Genesis von Anfang an mit 800 Volt Batteriesystemen, derzeit im GV 60 und in der Elektrovariante des G80. Vorreiter der 800-Volt-Technik war der Luxussportler Porsche Taycan. Wenig später bekam sie auch der Konzernverwandte Audi etron GT.

Anschaffungspreis, Reichweite, Ladedauer - das sind die wesentlichen Komponenten, die für oder gegen den Kauf eines rein elektrischen Fahrzeugs sprechen. Warum nun die teurere Variante mit einem Spannungsniveau von 800 Volt? Sie kann in erster Linie die lästigen Ladestopps verkürzen, ein wichtiges Argument, um die elektrischen Fahrzeuge (BEV) langstreckentauglich zu machen. Hier punkten 800-Volt-Systeme, weil sie die Ströme deutlich schneller durchjagen können als Systeme, die auf 400 Volt ausgelegt sind. Gemäß der physikalischen Gleichung, wonach die elektrische Ladeleistung (Watt) aus Spannung (Volt) multipliziert mit Stromstärke (Ampère) resultiert.

In der Praxis konnten wir Ladeleistung und Verbrauch im Rahmen eines Langstreckentests erfahren. #PowerYourWorld nannte Hyundai Deutschland die Tour, die für sechs Ioniq 5 am Sitz von Hyundai Deutschland in Offenbach startete und über Ankum, Bremerhaven und Plön am Flughafen Hamburg endete.  

Unsere Bestmarke mit dem 160 kW/217 PS starken Elektromotor mit Heckantrieb und 72,6 kWh Batteriekapazität waren 14,1 kWh auf 100 Kilometer und damit deutlich weniger als der WLTP-Wert von 16,8 -17,9 kWh. Der Verbrauch schnellte allerdings zügig auf 20 kWh und mehr hoch, sobald der Ioniq 5 auf der Autobahn bewies, dass er locker mit einer Geschwindigkeit von über 180 km/h zurechtkommt. Entsprechend schnell schrumpft dann allerdings die Reichweite und man muss nachladen.

Für einen spontanen Ladestopp nutzten wir eine 300 kW Ladesäule. Der Hyundai Ioniq 5 lädt mit maximal 220 kW. Wir erreichten einen Wert von 216 kW. Noch einen Tick effizienter wird es beim Laden, wenn man die Hochvoltbatterie auf Basis verschiedener Parameter vorkonditioniert. Was im modellgepflegten Crossover serienmäßig ist, bedarf eines Software-Updates für bereits zugelassene Ioniq 5. Die Software bringt die Batterie in einen Zustand, der schnelles Laden weiter optimiert. Hierfür braucht eine Batterie ein bestimmtes Temperaturfenster, in dem sie die maximale Leistung aufnehmen kann. Für unseren kurzfristigen Entschluss zum Laden konnte die Batterie nicht vorkonditioniert werden, weil die Ladestation ein Zufallsfund und noch nicht im Navigationssystem erfasst war. Bei 216 kW lag eine Ladespannung von 707,7 Volt an, die Stromstärke betrug 305,7 Ampère. Mit 400 Volt-Technik hätte man bei gleicher Stromstärke eine Ladeleistung von maximal 122 kW erreicht.

Tatsächlich konnten wir die prognostizierten 100 Kilometer Reichweite pro fünf Minuten erreichen. Wie vorherzusehen, nimmt die Ladeleistung jenseits der 80 Prozent merklich ab.  

800 Volt für alle? Jedenfalls scheint es möglich, dass sich im Sinne einer größeren Ladungseffizienz und kürzeren Ladezeiten das 800-Volt-Batteriesystem immer mehr durchsetzen wird. Neben Sportwagenherstellern wie Wiesmann und Zulieferern wie Schaeffler setzen auch immer mehr große Autohersteller auf das höhere Spannungsniveau. Der chinesische BYD-Konzern etwa bringt in der Heimat bereits erste Modelle auf den Markt, BMW will Mitte des Jahrzehnts in der neuen Klasse ebenfalls 800-Volt-Batterien einbauen.