P3 Charging Index Report 07/22 – Vergleich der Schnellladefähigkeit verschiedener Elektrofahrzeuge

by Markus Hackmann, 18.07.2022

P3 Charging Index Report 07/22 – Vergleich der Schnellladefähigkeit verschiedener Elektrofahrzeuge

by Markus Hackmann, 18.07.2022

Markus HackmannManaging Director

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Zum ersten Mal überschreitet ein Fahrzeug den Idealwert von 1,0: KIA EV6 lädt in 20 Minuten über 300 km Reichweite nach und gewinnt die dritte Ausgabe des P3 Charging Index über alle Segmente

Der Großteil der Elektrofahrzeuge kommt gegenwärtig mit einer Schnelllademöglichkeit von über 100 kW Ladeleistung auf den Markt. Weitere rein elektrisch angetriebene PKW bieten sogar maximale Ladeleistungen von mehr als 150 kW, bis hin zu 270 kW. Der Wettbewerbsvergleich verschiedener Elektrofahrzeuge wird dabei oft vereinfacht über die einzige Kenngröße der maximalen Ladeleistung in Kilowatt [kW] dargestellt, obwohl diese Kennzahl nur eine begrenzte Aussagekraft für die alltagstaugliche Schnellladefähigkeit der E-Fahrzeuge aus Nutzersicht darstellt.

Der P3 Charging Index wurde entwickelt, um die reale Ladegeschwindigkeit von Elektrofahrzeugen vergleichbar zu machen.

Die entscheidende Kenngröße für den Nutzer ist hierbei die benötigte Zeit, um echte Reichweite (in km) nachzuladen – daraus ergibt sich im P3 Charging Index der Vergleich der Langstrecken- und Alltagstauglichkeit verschiedener Elektrofahrzeuge. Mithilfe des Verbrauchs und der Ladekurven der Fahrzeuge lassen sich die nachgeladenen Kilometer über die benötigte Ladezeit abbilden. Dies ermöglicht eine genauere Bewertung des Schnell-Ladeverhaltens der Fahrzeuge.

Bereits Ende 2019 hat P3 in Kooperation mit dem Branchendienst electrive.net mit dem P3 Charging Index (P3CI) eine unabhängige Normierung etabliert, die einen nutzungsbezogenen und realitätsnahen Vergleich der Schnellladeleistung von Elektrofahrzeugen ermöglicht und veröffentlicht nun im Juli 2022 die dritte Ausgabe des P3 Charging Index.

Der Idealwert des P3 Charging Index von 1,0 entspricht dabei der Fähigkeit der E-Fahrzeuge, 300 km reale Reichweite innerhalb von 20 Minuten nachzuladen und so eine alltagstaugliche Langstreckenmobilität aus Kundensicht zu gewährleisten.

Seit der ersten Ausgabe 2019 hat sich der P3 Charging Index stets mit dem E-Fahrzeugmarkt weiterentwickelt. Erstmalig werden im P3 Charging Index daher nicht mehr Fahrzeuge aller Segmente miteinander verglichen, sondern in drei Kategorien aufgeteilt, die sich am BAFA-Nettolistenpreis1 des betrachteten Modells orientieren:

  • Oberklasse (BAFA-Nettolistenpreis ab 65.000 €)
  • Mittelklasse (BAFA-Nettolistenpreis von >35.000 € bis 65.000 €)
  • Kompaktklasse (BAFA-Nettolistenpreis bis 35.000 €)

Neben elf neuen Fahrzeugen (u.a. BMW iX xDrive50, KIA EV6 und Peugeot e-208 GT), die erstmals im P3CI gelistet werden, gibt es auch Updates bei Fahrzeugen aus vorherigen Veröffentlichungen. Im Vergleich zu der im Jahr 20212 veröffentlichten zweiten Ausgabe des P3CI , wurde beispielsweise die Ladekurve des Porsche Taycan aktualisiert, die seit Frühjahr 2022 mit dem neuen Porsche Taycan GTS verfügbar ist. Zudem wurden die Daten des Mercedes-Benz EQS450+ sowie die Ladekurven des Mercedes-Benz EQA250 und des BMW iX3 (2020) aktualisiert.


1Vgl. BAFA Liste der förderfähigen Elektrofahrzeuge (Stand: 01.07.2022)
2Vgl. P3 Charging Index 2021 [Zugriff 21.06.2022]

Datenerhebung für den P3 Charging Index

Zum besseren Vergleich der Langstreckentauglichkeit der Fahrzeuge wurden nicht die Leistungs-, sondern die Reichweiten-Derivate der Fahrzeugmodelle miteinander verglichen. Weiterhin werden ausschließlich Fahrzeuge betrachtet, die mit dem europäischen Ladestandard CCS (Combined Charging System – Schnelladen über Combo 2 Stecker) ausgestattet sind. Zur Vergleichbarkeit der Daten wurden alle dargestellten Ladekurven von P3 Experten an Ladesäulen desselben Herstellers mit einer maximalen Ladeleistung von 350 kW aufgezeichnet. Ausschließlich die Fahrzeuge Tesla Model Y und Tesla Model 3 wurden an einem Tesla Supercharger V3 gemessen. Hintergrund dafür ist, dass die maximale Ladeleistung der Tesla-Modelle ausschließlich an Superchargern von Tesla abgerufen wird. Bei den getesteten Fahrzeugen handelt es sich überwiegend um Pressefahrzeuge der Hersteller. Die Fahrzeugauswahl repräsentiert einen möglichst großen Marktquerschnitt, allerdings wurden P3 von Herstellerseite nicht alle angefragten Fahrzeuge zur Verfügung gestellt, so dass einzelne E-Fahrzeuge nicht im Vergleichstest enthalten sind.

Die dritte Ausgabe des P3 Charging Index berücksichtigt insgesamt 21 Fahrzeuge, die den folgenden Segmenten zugeordnet sind (Die angegebenen Batteriekapazitäten sind Nettowerte in kWh):


3Betrachtetes Modell Porsche Taycan GTS Sport Turismo, im Text als Porsche Taycan GTS ausgewiesen

Die Ladeleistung ist kein ausreichender Indikator für die Ladeperformance von Elektrofahrzeugen

Die maximale Ladeleistung von Elektrofahrzeugen wird nur unter idealen Bedingungen erreicht und bedingt weiterhin, dass das Fahrzeug u.a. einen relativ niedrigen Batteriefüllstand aufweist und die Batterie für das Schnellladen vorkonditioniert wurde (sofern fahrzeugseitig möglich). Beim P3 Charging Index wird das Ladefenster zwischen 10 und 80 Prozent State of Charge (SoC) betrachtet, da dies basierend auf den Erfahrungen der P3 Experten und Anwender den bestmöglichen Ladevorgang abbildet und die Ladezeiten der Hersteller in der Regel für diesen Bereich angegeben werden.


P3-Ladekurven für verschiedene batterieelektrische Fahrzeugmodelle (BEV)

Oberklasse

Mittelklasse

Kompaktklasse

Ein Vergleich verschiedener Fahrzeuge zeigt, dass die jeweils angegebenen maximalen Ladeleistungen der Hersteller nur für einige Minuten während des Ladevorgangs erreicht werden – dabei variiert die fahrzeugspezifische Performance stark. Die Betrachtung der durchschnittlichen Ladeleistung ist in einem „Ladefenster“ zwischen 10 und 80 % SoC repräsentativ, um die Ladegeschwindigkeit der Fahrzeuge miteinander zu vergleichen, was auch der konkrete Vergleich ausgewählter Fahrzeuge deutlich macht:

Oberklasse

Porsche Taycan GTS

Der Porsche Taycan GTS mit einer maximal gemessenen Ladeleistung von 276 kW, erreicht im ausgewählten Ladefenster eine durchschnittliche Ladeleistung von 227 kW. Damit hat Porsche über alle im P3CI miteinander verglichenen Fahrzeuge sowohl die höchste maximale Ladeleistung als auch die höchste Durchschnittsleistung, was auch an der 800 V Bordnetz-Technologie des Fahrzeugs liegt. Der Porsche kann bis über 55% SoC mit mehr als 200 kW an entsprechender Infrastruktur geladen werden.

Mercedes-Benz EQS

Der Mercedes-Benz EQS basiert auf einer 400 V Bordnetz Architektur und ermöglicht dennoch mit seiner hohen Batteriekapazität von 107,8 kWh eine Spitzenleistung von rund 210 kW und einen Durchschnittswert von 167 kW im gemessenen SoC-Fenster (10-80%).

BMW iX xDrive50

Das Oberklasse SUV BMW iX xDrive50 hat eine 105,2 kWh große Batterie und basiert, wie der Mercedes, auf einem 400 V Bordnetz. In der Spitze erreicht der iX eine maximale Ladeleistung von 197 kW und wird im Durchschnitt mit 152 kW von 10% auf 80% SoC geladen.

Mittelklasse

KIA EV6

In der mittleren Klasse liegt der KIA EV6 an der Spitze. Wie auch sein Konzernbruder, der Hyundai IONIQ 5, basiert der EV6 auf der 800 V E-GMP-Plattform des Hyundai Konzerns und schafft im Peak eine maximale Ladeleistung von rund 235 kW. Im Durchschnitt kann er unter optimalen Bedingungen mit 203 kW bis zum 80% SoC-Ziel geladen werden.

Tesla Model 3

Das Tesla Model 3 wird vom Hersteller mit einer maximalen Ladeleistung von etwa 250 kW an einem Supercharger Version 3 angegeben, erreicht bei P3CI Messungen jedoch im Schnitt nur eine Ladeleistung von 146 kW, da die Ladekurve innerhalb des Ladefensters zwischen 10 und 80% SoC stärker abfällt als die anderen Fahrzeuge. Dieses Verhalten ist auch beim Tesla Model Y zu beobachten, welches an einem Tesla Supercharger Version 3 maximal 221 kW erreicht.

BMW i4

Die Elektrokomponenten des BMW i4 wurden in die Karosserie des konventionell angetriebenen BMW 4er Gran Coupes integriert. Wie auch der BMW iX, nutzt der BMW i4 die BMW Gen5-eDrive Technologie auf 400 V Basis. Im Peak schafft der BMW i4 rund 210 kW Ladeleistung, im Durchschnitt sind es 136 kW Ladeleistung.

Kompaktklasse

VW ID.3

Das Kompaktsegment wird vom VW ID.3 mit der 58 kWh Batterie angeführt: Dieser wurde unter der ID.Software 2.3 mit maximal 103 kW geladen und erreicht im Schnitt 81 kW, was im Kompaktsegment beides Spitzenwerte sind.

Verbrauchswerte der Fahrzeuge nach WLTP und ADAC Ecotest [kWh/100km]

Um möglichst realitätsnahe Verbräuche der einzelnen Elektrofahrzeuge in die Kalkulation des P3 Charging Index einfließen zu lassen, wurden die vom ADAC Ecotest ermittelten Verbrauchswerte verwendet. In der dargestellten Grafik sind diese im Vergleich zu den WLTP-Verbrauchsdaten dargestellt. Der Elektrozyklus wird an einem Stück durchgefahren und so oft wiederholt, bis ein SoC <50% erreicht ist, oder der Zyklus sechs Mal gefahren wurde. Anschließend wird mittels Typ II Ladestecker (22 kW oder maximal mögliche AC-Ladeleistung) das Fahrzeug vollständig geladen und die benötigte elektrische Energie bestimmt. Die Energiemessung berücksichtigt dabei auch die Ladeverluste die beim Normalladen (AC-Laden) entstehen.4


4Vgl. ADAC

 

OberklasseMittelklasse

Kompaktklasse

Aus Kundenperspektive müssen der Verbrauch und die Ladedauer in die Bewertung einfließen

Aus Kundenperspektive sind weder die maximale Ladeleistung noch der Verbrauch für die Langstreckentauglichkeit einzeln maßgebend, denn ein typischer, realer Ladevorgang orientiert sich für den Elektrofahrzeug-Fahrer im Wesentlichen an einer wichtigen Fragestellung:

Welche Reichweite wird benötigt, um zum nächsten Zielort zu kommen und wie lange dauert der Ladevorgang, um diese Reichweite nachzuladen?

Betrachtung der nachgeladenen Reichweite [km] im P3 Charging Index – Oberklasse

Bei den Oberklassefahrzeugen nähern sich die führenden drei Modelle immer stärker dem Idealwert des P3 Charging Index von 1,0 an und führen auch segmentübergreifend mit unter das Feld an:

Den besten Wert in der Oberklasse liefert der Mercedes EQS450+, für den ein Wert von 0,92 ermittelt wurde. Nach 10 Minuten hat die Oberklasselimousine aus Stuttgart 154 km Reichweite nachgeladen und nach weiteren 10 Minuten nochmals 121 km, was in 20 Minuten Ladedauer 275 km nachgeladener Reichweite entspricht.

Knapp dahinter folgt der BMW iX xDrive50 (0,91 im P3 Charging Index), der nach 20 Minuten 273 km nachgeladen hat. Das SUV lädt dabei in den ersten 10 Minuten 157 km und in den zweiten 10 Minuten 116 km Reichweite nach.

Auf Platz 3 folgt unmittelbar der Porsche Taycan GTS, der nach 10 Minuten mit 183 nachgeladenen Kilometern zwar deutlich vor dem Mercedes und dem BMW liegt, in den zweiten 10 Minuten allerdings nur noch 88 km nachlädt, was in Summe nach 20 Minuten zu 271 km führt und einem P3 Charging Index von 0,90 entspricht.

Mit leichtem Abstand kommen die beiden Audis ins Ziel: Der e-tron GT quattro erreicht einen P3 Charging Index von 0,79 und kann in 20 Minuten 237 km nachladen. Der seit 2019 auf dem Markt verfügbare Audi e-tron 55 quattro erreicht mit den in 20 Minuten nachgeladenen 188 km einen P3 Charging Index von 0,63 aber bietet weiterhin eine relativ hohe Ladeleistung von nahezu konstant 150 kW bis 80% SoC.

Betrachtung der nachgeladenen Reichweite [km] im P3 Charging Index – Mittelklasse

Der KIA EV6 mit der 77,4 kWh Batterie und Heckantrieb erreicht als erstes Fahrzeug überhaupt den Idealwert von 1,0 und kann diesen mit 1,03 noch etwas übertrumpfen. Damit gewinnt er die dritte Ausgabe des P3 Charging Index über alle Klassen hinweg. Das E-Fahrzeug des südkoreanischen Herstellers kann in 20 Minuten 309 km Reichweite nachladen, was die besonders hohe Langstreckentauglichkeit des Fahrzeugs unterstreicht.

Knapp dahinter folgt der Konzernbruder Hyundai IONIQ 5, der wie auch der KIA auf der E-GMP Plattform basiert, mit einem P3CI von 0,91 bei 272 nachgeladenen Kilometern in 20 Minuten.

Auf Platz drei folgt der BMW i4 eDrive40, der mit seinem 400 V Bordnetz und den daraus resultierenden geringeren Ladeleistungen im Gegensatz zu KIA und Hyundai mit einem P3 Charging Index von 0,78 nach 20 Minuten insgesamt 235 nachgeladene Kilometer erreicht.

Das Tesla Model 3 Long Range kann sich trotz der höchsten maximalen Ladeleistung in der Mittelklasse und Nutzung des Superchargers V3 nur Platz vier mit einem P3CI von 0,74 bei in 20 Minuten 221 nachgeladenen Kilometern sichern. Andererseits ist der Tesla jedoch auch das Fahrzeug mit der längsten Marktverfügbarkeit in diesem Segment – seit 2018 wird das Model 3 an Kunden ausgeliefert.

Der mit einem Verbrauch von 18,5 kWh besonders effiziente Polestar 2 Long Range Single Motor kann seine eher durchschnittliche Ladeleistung von 111 kW im betrachteten Ladefenster gut kompensieren. Die Mittelklasse-Limousine erreicht einen P3CI von 0,73 und hat nach 20 Minuten wieder 218 km in der Hochvoltbatterie.

Der VW ID.4 (mit ID.Software 2.3) ist im P3 Charging Index mit einem Wert von 0,57 hinter dem Tesla Model Y Long Range (0,58) platziert, was 171 km (ID.4) bzw. 175 km (Model Y) nach 20 Minuten bedeutet.

Das SUV Mercedes Benz EQA erreicht einen P3CI von 0,54 und kann in 20 Minuten für 163 km ausreichend Energie nachladen.

Abgerundet wird das Feld durch den Renault Mégane E-Tech EV60, der nach 20 Minuten insgesamt 160 km nachgeladen hat.

Betrachtung der nachgeladenen Reichweite [km] im P3 Charging Index – Kompaktklasse

In der Kompaktklasse führt der ID.3 (58 kWh) (ID. Software 2.3) mit einem P3 Charging Index von 0,51 das Feld an und kann in 20 Minuten rund 154 km Reichweite nachladen.

Der Hyundai Kona mit der 64 kWh Batterie liegt mit einem P3 Charging Index von 0,48 knapp dahinter und kann in 20 Minuten rund 144 km nachladen.

Der Peugeot e-208 GT (0,43), baugleich mit dem Opel eCorsa, und der Fiat 500e (0,41) folgen darauf.

Der stark nachgefragte MINI Cooper SE, der allerdings mit der Technik aus dem seit 2013 auf dem Markt befindlichen BMW i3 unterwegs ist, folgt mit deutlichem Abstand mit einem Wert von 0,29.

Das Feld wird durch den DACIA Spring geschlossen, der einen P3 Charging Index von 0,20 erreicht, was 59 nachgeladenen Kilometern in 20 Minuten entspricht.

Betrachtung der nachgeladenen Reichweite [km] im P3 Charging Index – Top 5

1. PLATZ

Das Mittelklasse-Modell KIA EV6 geht segmentübergreifend mit einem Wert von 1,03 als Gewinner aus der dritten Ausgabe des P3 Charging Index hervor und gleicht insbesondere durch seine hohe Effizienz eine etwas geringere Ladeleistung als einige Oberklassen-Fahrzeuge aus. Damit ist der KIA EV6 gleichzeitig auch das erste E-Fahrzeug, das den Idealwert von 1,0 im P3 Charging Index übertrifft.

2. PLATZ

Auf Platz zwei folgt die schwäbische Luxuslimousine Mercedes-Benz EQS450+ mit einem P3 Charging Index von 0,92.

3./4. PLATZ

Den dritten Platz teilen sich der 2021 auf den Markt gekommene BMW iX xDrive50 und der Hyundai IONIQ 5 als Schwesterfahrzeug des Testsiegers mit einem P3CI von jeweils 0,91.

5. PLATZ

Auf Platz fünf folgt die Zuffenhausener Sportlimousine Porsche Taycan GTS, der trotz der besten maximalen und durchschnittlichen Ladeleistung im Feld aufgrund seines höheren Verbrauchs im P3 Charging Index mit einem P3CI von 0,90 knapp hinter den vorstehenden Fahrzeugen rangiert.

Fazit

Auch in der dritten Ausgabe macht der P3 Charging Index die echte und praxisnahe Ladeperformance der Elektrofahrzeuge vergleichbar und unterteilt nun erstmals die immer größer werdende Anzahl an Fahrzeugen in drei Unterkategorien. Er berücksichtigt sowohl die maximale als auch die durchschnittliche Ladeleistung der Fahrzeuge, paart diese mit der Gesamteffizienz und normiert diese Kennzahlen auf einen praxis- und realitätsnahen Anwendungsfall. Bemerkenswert ist, dass der KIA EV6 mit einem Wert >1,0 den P3 Charging Index über alle Kategorien hinweg gewinnt. Dies ist auch ein klares Indiz, dass die maßgebende Entwicklung hin zu langstreckentauglicheren E-Fahrzeugen nicht nur in der Oberklasse stattfindet, sondern parallel auch in anderen Segmenten vorangetrieben wird.

Darüber hinaus ist ersichtlich, dass die Langstreckentauglichkeit von Elektrofahrzeugen von unterschiedlichen Faktoren abhängt. Exemplarisch ist dazu das 800 V Bordnetz zu nennen, das höhere Ladeleistungen ermöglicht, aber nur im Zusammenspiel mit einem zugleich niedrigen Verbrauch die Langstreckentauglichkeit insgesamt positiv beeinflussen kann. Zwar können der Mercedes-Benz EQS450+ und der BMW iX xDrive50 mit ihrem 400 V Bordnetz auch hohe Ladeleistungen realisieren, doch ohne die zugleich niedrigen Verbräuche wäre es ihnen nicht möglich, die nachgeladenen Reichweiten zu erreichen.

Abgerundet wird die Thematik zur Langstreckentauglichkeit durch die Notwendigkeit einer Vorkonditionierung der Fahrzeugbatterie, da diese gerade bei niedrigen Temperaturen erheblichen Einfluss auf eine gute Ladeperformance hat und so die nachgeladene Reichweite pro Zeit maßgeblich beeinflussen kann.

Das Verhalten einiger Fahrzeuge bei niedrigen Temperaturen ohne Vorkonditionierung konnte zuletzt im zurückliegenden Winter beobachtet werden, weshalb P3 sich diesem Thema in einer weiteren Veröffentlichung im April 2022 gewidmet hat:

Study – Cell behavior at low temperatures and the importance of precondition

Das gegenwärtige Spitzenfeld des P3 Charging Index erstreckt sich zwischen einem P3CI von 1,03 und 0,90 über fünf Fahrzeuge. Das Voranschreiten der Entwicklung von Elektrofahrzeugen lässt sich über die Betrachtung des P3 Charging Index im Zeitverlauf wie folgt ableiten: Während die Spitzenwerte in der ersten Veröffentlichung 2019 bei ~0,7 lagen, wird nun erstmals der Idealwert von 1,0 überschritten. Die Verbesserung der Schnellladefähigkeit erstreckt sich dabei über alle Segmente hinweg und sogar die Fahrzeuge der Kompaktklasse liegen mit Werten im Bereich von 0,51 bis 0,43 im P3 Charging Index über einigen Premium E-Fahrzeugen der früheren Generationen, z.B. dem Mercedes-Benz EQC400 mit 0,42 oder dem Jaguar i-Pace mit 0,37.

Für die weitere Fahrzeugentwicklung sind sowohl die Steigerung der Ladeleistungen als auch die Optimierung der Verbrauchswerte zu berücksichtigen. Einerseits ist bereits jetzt mit neuen Fahrzeugen zu rechnen, die zukünftig Ladeleistungen jenseits der 300 kW erreichen werden (z.B. Rimac Nevera mit bis zu 500 kW5 laut Herstellerangabe oder Lucid Air, von dem eine maximale Ladeleistung von 304 kW6 bei Erprobungen dokumentiert wurde). Andererseits rückt als zweite Stellschraube der Verbrauch in den Fokus, bei dem zukünftig durch zusätzliche Effizienzsteigerungen weitere Verbesserungen zu erwarten sind. Paradebeispiel dafür ist der Mercedes-Benz VISION EQXX, der auf einer Testfahrt im Juni 2022 im realen Straßenverkehr mit einer Batterieladung eine Strecke von 1.202 km gefahren ist, bei einem Verbrauch von nur 8,3 kWh/100km.7

Obwohl derzeit auch die Vergrößerung der Batteriekapazitäten in den Fahrzeugen zur Verbesserung der Werte im P3 Charging Index beiträgt, ist es aus Sicht von P3 aus technischer aber vor allem wirtschaftlicher Sicht nicht zielführend, die Batteriegrößen immer weiter zu steigern. Vielmehr ist die Optimierung der genannten Faktoren Ladeleistung, Effizienz sowie Möglichkeiten zur Fahrzeug- und Batteriekonditionierung die wichtigsten Stellhebel für die künftige optimale und nutzerfreundliche Auslegung von E-Fahrzeugen.

Aktuelle Fahrzeugupdates und Neuerscheinungen werden sukzessive in den P3 Charging Index eingepflegt. Dies hängt allerdings stets mit der Fahrzeug- und Updateverfügbarkeit zum Testzeitpunkt zusammen. Als Beispiel hierfür kann genannt werden, dass bei den VW Modellen mit neuen Werten zu rechnen ist, da die Modelle unter ID.Software 3.0 mit gesteigerter Ladeleistung verfügbar sind. Zum Veröffentlichungszeitpunkt waren noch keine vom ADAC ermittelten Verbrauchsdaten eines ID.-Modells mit ID.Software 3.0 verfügbar. Aktualisierungen und Abweichungen im Zuge kommender Veröffentlichungen werden markiert.

Stichworte: Charging index, Report

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