Elektrofahrzeug-Ladekostenrechner

Was ist ein Kostenrechner für das Laden von Elektrofahrzeugen?

Ein Kostenrechner für das Laden von Elektrofahrzeugen ist ein Online-Tool, das für aktuelle und zukünftige Besitzer von Elektrofahrzeugen entwickelt wurde. Sein Hauptzweck besteht darin, genaue und personalisierte Berechnungen wichtiger Betriebsparameter für Elektroautos bereitzustellen. Im Gegensatz zu Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren, bei denen die Hauptkennzahlen der Kraftstoffverbrauch und die Tankkapazität sind, sind bei Elektrofahrzeugen zwei Indikatoren von entscheidender Bedeutung: die Zeit, die benötigt wird, um Energie aufzufüllen, und die Kosten dieser Energie. Zur Berechnung berücksichtigt unser Rechner zahlreiche Variablen: von den technischen Spezifikationen bestimmter Modelle (z. B. Tesla Model 3, Nissan Leaf, Hyundai Kona Electric) bis hin zu externen Einflüssen. Auf diese Weise wird ein Übergang von den theoretischen Zahlen der Hersteller zu realen, praktischen Daten ermöglicht, die für den täglichen Gebrauch relevant sind.

Wie funktioniert der Rechner?

Die Arbeitsweise des Rechners basiert auf der Anwendung einer Reihe von Formeln auf die vom Benutzer eingegebenen Daten. Der Rechner ermöglicht es Ihnen, eines der beliebten Modelle aus einer Dropdown-Liste auszuwählen (in diesem Fall werden Parameter wie die Batteriekapazität automatisch ausgefüllt) oder die Spezifikationen Ihres benutzerdefinierten Modells manuell einzugeben. Als nächstes müssen Sie die Anfangs- und Ziel-Ladestände der Batterie, die Leistung der Ladestation, die Sie verwenden möchten, und die Stromkosten angeben. Der Algorithmus des Rechners verarbeitet diese Daten und liefert sofort Ergebnisse für beide Schlüsselbereiche: Zeit bis zur vollständigen (oder teilweisen) Ladung und finanzielle Kosten. Diese Berechnung eliminiert die Notwendigkeit für komplexe manuelle Berechnungen.

Berechnungsformeln

Die Berechnungen basieren auf zwei Formeln.

Ladezeit-Formel

Die Ladezeit wird mit der Formel berechnet:

$\text{Ladezeit} = \frac {\text{Batteriekapazität} \times \frac{(\text{Ziel-Ladestand} - \text{Anfangs-Ladestand})}{100}}{\text{Ladeleistung} \times \text{Ladeeffizienz}}$

Wo:

•   $\text{Batteriekapazität}$ — die Nennkapazität der Traktionsbatterie in Kilowattstunden (kWh).
•   $\text{Anfangs-Ladestand}$ und $\text{Ziel-Ladestand}$ — die aktuellen und gewünschten Ladezustände der Batterie in Prozent (%).
•   $\text{Ladeleistung}$ — die Leistung der Ladestation oder des Geräts in Kilowatt (kW).
•   $\text{Ladeeffizienz}$ — der Effizienzkoeffizient des Ladevorgangs, der die Energieverluste berücksichtigt (liegt typischerweise zwischen 0,9 und 0,95). Ein Standardwert von 0,9 wird verwendet.

Formel für die Ladekosten

Die finanziellen Kosten des Ladens werden mit der Formel bestimmt:

$\text{Ladekosten} = \frac{\text{Batteriekapazität} \times \frac{(\text{Ziel-Ladestand} - \text{Anfangs-Ladestand})}{100}}{\text{Ladeeffizienz}} \times \text{Strompreis}$

Wo:

•   $\text{Strompreis}$ — die Kosten für eine Kilowattstunde Strom in Euro (€/kWh).
•   $\text{Ladeeffizienz}$ — es wird empfohlen, diesen zu berücksichtigen (Standard 0,9).

Berechnungsbeispiele

Betrachten wir die praktische Anwendung dieser Formeln anhand von Beispielen mit beliebten Elektrofahrzeugmodellen.

Beispiel 1: Berechnung der Ladezeit für einen Tesla Model 3 Long Range

Angenommen, Sie haben einen Tesla Model 3 Long Range mit einer Batteriekapazität von 75 kWh. Sie schließen das Auto an eine 11 kW-Ladestation an und der anfängliche Ladestand beträgt 15%. Sie müssen die Batterie auf 90% aufladen. Gehen Sie von einer Ladeeffizienz von 0,9 aus.

Setzen Sie die Werte in die Formel ein: $\text{Ladezeit} = \frac{75 \times \frac{(90 - 15)}{100}}{11 \times 0,9} = \frac{75 \times 0,75}{9,9} = \frac{56,25}{9,9} \approx 5,68 \text{ Stunden}$

Konvertieren Sie den Bruchteil in Minuten: 0,68 Stunden * 60 Minuten ≈ 41 Minuten. Somit beträgt die gesamte Ladezeit ungefähr 5 Stunden und 41 Minuten.

Beispiel 2: Berechnung der Ladekosten für einen Hyundai Kona Electric

Der Besitzer eines Hyundai Kona Electric (Batteriekapazität 64 kWh) möchte das Auto an einer öffentlichen Station mit einem Nachttarif von €0,035 pro kWh aufladen. Der aktuelle Ladezustand beträgt 10%, das Ziel ist 100%. Die Ladeeffizienz beträgt 0,9.

Berechnen Sie die Kosten: $\text{Ladekosten} = \frac{64 \times \frac{(100 - 10)}{100}}{0,9} \times 0,035 = \frac{64 \times 0,9}{0,9} \times 0,035 = 64 \times 0,035 = 2,24 \text{ Euro}$

Beachten Sie, dass in dieser Kostenberechnung der Effizienzfaktor im Zähler und Nenner ausgeglichen wurde, dies ist jedoch ein spezifischer Fall. Es ist wichtig, immer die vollständige Formel zu verwenden, da dieser Ausgleich bei unterschiedlichen Anfangs- und Ziel-Ladeständen nicht erfolgen wird.

Gebrauchshinweise und Überlegungen

Bei der Verwendung des Rechners sind mehrere Nuancen zu beachten, die die Genauigkeit der Berechnungen beeinflussen.

1.  Nenn- vs. real: Die von der Hersteller angegebene Batteriekapazität ist lediglich die Nennkapazität. Im Laufe der Zeit (nach mehreren Jahren Nutzung) nimmt die reale Kapazität aufgrund der Degeneration der chemischen Zellen ab. Auch die Leistung der Ladestation kann je nach Netzspannung und -stabilität leicht schwanken.

2.  Ladegeschwindigkeit: Die dargestellte Ladezeit-Formel ist am genauesten für das Laden mit Wechselstrom (AC), also für Haus- oder öffentliche Ladegeräte mit einer Leistung von bis zu 22 kW. Bei leistungsstarken Gleichstrom-Schnellladungen (DC) an Stationen von 50 kW und mehr ist die Ladekurve nicht linear: Die Geschwindigkeit ist bis etwa 50-60% Ladezustand sehr hoch und nimmt dann erheblich ab, um die Batterie zu schützen. Unser Rechner bietet einen durchschnittlichen Wert an.

Historischer Hintergrund

Bereits im 19. Jahrhundert wurden Versuche unternommen, Elektrofahrzeuge zu erschaffen. Beispielsweise durchbrach der belgische Rennfahrer Camille Jenatzy im Jahr 1899 in seinem Elektroauto La Jamais Contente als Erster weltweit die symbolische Geschwindigkeitsgrenze von 100 km/h. Mit der breiten Verfügbarkeit von billigem Benzin und den technologischen Durchbrüchen der Verbrennungsmotoren gerieten Elektrofahrzeuge jedoch fast ein Jahrhundert lang in den Hintergrund. Ihr Comeback begann in den 1990er Jahren mit Modellen wie dem General Motors EV1, aber das wahre Wiederaufleben der Branche kam mit der Einführung des Tesla Roadsters im Jahr 2008 und dem folgenden Start des Model S. Der Massenübergang zu Lithium-Ionen-Batterien und der Ausbau von Ladeinfrastrukturnetzen machten es möglich, ausgeklügelte Rechner zu entwickeln. Diese Tools unterstützen Benutzer bei der effizienten Planung von Reisen und Kosten, was ein wesentlicher Faktor für die Entscheidung zum Kauf eines Elektrofahrzeugs ist.

Häufig gestellte Fragen

Wie lange dauert es, einen Tesla Model Y von 20% auf 80% an einer 150 kW-Ladestation aufzuladen?

Zum Berechnen verwenden wir die Ladezeit-Formel. Der Tesla Model Y hat eine Batteriekapazität von etwa 75 kWh. Wir gehen von einem Wirkungsgrad von 0,9 aus.

$\text{Ladezeit} = \frac{75 \times \frac{(80 - 20)}{100}}{150 \times 0,9} = \frac{75 \times 0,6}{135} = \frac{45}{135} = 0,333 \text{ Stunden}$

0,333 Stunden * 60 Minuten = 20 Minuten. Es ist wichtig zu beachten, dass an leistungsstarken DC-Stationen die Ladegeschwindigkeit nach 80% stark abfällt, sodass das Laden von 20% auf 80% tatsächlich etwa 20-25 Minuten dauert, während eine vollständige Ladung auf 100% erheblich länger dauert.

Kann der Rechner für gebrauchte Elektrofahrzeuge verwendet werden?

Ja, der Rechner kann für gebrauchte Elektrofahrzeuge verwendet werden, jedoch mit einem wichtigen Vorbehalt: Die Nennkapazität der Batterie muss an deren Degeneration angepasst werden. Im Durchschnitt verliert eine Batterie etwa 2-3% ihrer Kapazität pro Jahr. Bei einem 5 Jahre alten Auto mit einer ursprünglichen 60 kWh-Batterie könnte die reale Kapazität ungefähr 51-54 kWh betragen. Die Verwendung der ursprünglichen Werte führt zu einer überschätzten Ladezeit.

Was ist der Unterschied zwischen der Berechnung von AC- und DC-Ladungen?

Der Hauptunterschied liegt in der Konstanz der Leistung. Beim Laden mit Wechselstrom (AC) bleibt die Leistung der Ladestation während der gesamten Ladesitzung praktisch konstant, sodass die Formel ein genaues Ergebnis liefert. Beim Laden mit Gleichstrom (DC) an Schnellladestationen ist die Leistung nicht konstant: Sie ist bei geringen Ladezuständen maximal und nimmt ab, wenn sich die Batterie füllt, insbesondere nach der 80%-Marke. Daher ist die berechnete Zeit für das DC-Laden, insbesondere bis 100%, theoretisch und gemittelt; die tatsächliche Zeit kann länger sein.

Für welche Elektrofahrzeugmodelle kann dieser Rechner verwendet werden?

Unser Rechner kann für alle Elektrofahrzeugmodelle verwendet werden. Zur einfachen Modellauswahl gibt es eine Dropdown-Liste beliebter Modelle wie: Aito Seres M5, Audi e-tron, Audi e-tron GT, BMW i4, BMW iX, BYD Seal, BYD Yuan Plus (Atto 3), Cadillac Lyriq, Chevrolet Bolt EV, Fiat 500e, Ford Mustang Mach-E, Genesis GV60, GMC Hummer EV, Honda e, Hyundai Ioniq 5, Hyundai Kona Electric, Jaguar I-PACE, Kia EV6, Kia Niro EV, Land Rover Range Rover Electric, Lexus UX 300e, Li Auto L7, Li Auto L9, Lucid Air, Mazda MX-30, Mercedes-Benz EQC, Mercedes-Benz EQS, MINI Cooper SE, Nio ET5, Nissan Leaf (40 kWh), Nissan Leaf e+, Opel Corsa-e, Peugeot e-208, Polestar 2, Porsche Taycan, Porsche Taycan Turbo, Renault Zoe, Rivian R1S, Rivian R1T, smart EQ fortwo, Subaru Solterra, Tesla Model 3 Long Range, Tesla Model S, Tesla Model X, Tesla Model Y Long Range, Toyota bZ4X, Volkswagen ID.3, Volkswagen ID.4, Volvo XC40 Recharge, Voyah Free, XPeng G9, Zeekr 001, Zeekr 009. Wenn Sie das benötigte Modell in der Liste nicht finden sollten, können Sie die benutzerdefinierte Option auswählen und die erforderlichen Eigenschaften angeben.