Ist schnelleres Laden immer besser für schwere Nutzfahrzeuge?

Effektive Ladelösungen sind der ultimative Wegbereiter für die großflächige Einführung von Elektrofahrzeugen. Dabei ist die Entwicklung von Hochleistungslösungen ein Schlüsselaspekt, wobei insbesondere für den Langstrecken-Straßengüterverkehr Megawattladen am meisten diskutiert wird.

Mit einer Ladeleistung von mehr als einem MW könnten die Fahrzeuge in den von der EU vorgeschriebenen Ruhepausen die Batterie so weit aufladen, dass sie die Fahrt unter der Tageslenkzeit fortsetzen können, ohne dass eine zusätzliche Ladezeit erforderlich ist.

Die Technologie entwickelt sich schnell weiter und die Branche scheint bereit zu sein, den neuen Megawatt Charging Standard (MCS) zu übernehmen. Eine Reihe von Ladetechnik-Herstellern hat MCS-Prototypen vorgeführt und Ladevorgänge von einem MW getestet. Zudem wird die nächste Generation von Elektro-Schwerlastfahrzeugen führender OEMs in der Lage sein, mit dem MCS zu laden.

Auch die Technologie des kombinierten Ladesystems (Combined Charging System, CCS) hat sich stark weiterentwickelt. Mit einer Ladeleistung von bis zu 400 kW entsprechen die aktuellen Systeme bereits heute den Möglichkeiten der nächsten LKW-Generation.

Zusammen bieten CCS und MCS Verladern und Spediteuren leistungsstarke Optionen für die Elektrifizierung des Güterverkehrs. Aber sollte immer so schnell wie möglich geladen werden?

Bei der Beurteilung der besten Lösung für einen zukunftssicheren Betrieb sind einige Dinge zu beachten. Erstens sind die verfügbaren Netzkapazitäten in Depots und am Zielort oft begrenzt (digitale Intelligenz kann hier Abhilfe schaffen und Engpässe vermeiden). Darüber hinaus beschleunigt ein schnelleres Aufladen die Degradation der Batterie, was die Lebensdauer des Fahrzeugs verkürzt. Schließlich macht die Batterie den größten Teil der Fahrzeugkosten aus, zudem werden die Ladegeräte in der Regel teurer, je mehr Strom sie liefern. Die allgemeine Empfehlung lautet, so langsam wie möglich zu laden, um Stromnetze und Geräte zu schützen.

Verlader und Spediteure wissen bei der Planung ihrer Transporte oft nicht, wann, wo und wie viel sie laden sollen. Einride betreibt eine der größten Elektroflotten für schwere Nutzfahrzeuge in Europa und Nordamerika. Im Folgenden stellen wir drei beispielhafte Ladeszenarien vor und zeigen anhand unserer einzigartigen Erkenntnisse, dass schnelleres Laden nicht immer besser ist.

„Mehr Ladeleistung erhöht die Tragfähigkeit des Elektroverkehrs, aber man sollte genau wissen, wann, wo und wie viel man wirklich braucht.“

Drei Szenarien: Laden mit 250 kW, 400 kW und 1 MW

Wir haben drei beispielhafte Szenarien ausgewählt, um die Auswirkungen unterschiedlicher Ladeleistungen zu zeigen:

• Szenario 1 „Kurz & leicht“: 100 km einfache Strecke, 200 km Hin- und Rückfahrt, 10 t Nutzlast (einfache Strecke).
• Szenario 2 „Lang & leicht“: 300 km einfache Strecke, 600 km Hin- und Rückfahrt, 10 t Nutzlast (einfache Strecke).
• Szenario 3 „Lang und schwer“: 300 km einfache Strecke, 600 km Hin- und Rückfahrt, 20 t Nutzlast (Hin- und Rückfahrt).

Als Basis für alle Szenarioberechnungen wurde der Daimler eActros 600 verwendet, der Anfang 2025 auf den Markt kommen wird. Für die Modellierung des Energieverbrauchs wurden tatsächliche Streckendaten verwendet. Wir sind von einem Zweischichtbetrieb und einer Hin- und Rückfahrt ausgegangen, ohne Wechsel der Zugmaschine und ohne Aufladen während des Be- und Entladens. Der Tag beginnt und endet auf dem Betriebshof, wo die Ladung über Nacht erfolgt.

Szenario 1

• 250 kW ermöglichen 200 km Hin- und Rückfahrt ohne Aufladen außerhalb der Ruhepausen und ausschließlichem Aufladen am Betriebshof. Bei Zweischichtbetrieb sind vier Transporte bei vier Hin- und Rückfahrten möglich.
• 400 kW verkürzen die Ladezeit zwischen den Schichten von 90 auf 45 Minuten, allerdings ohne Zeitgewinn während des Tages.
• Die MW-Ladung ermöglicht eine 15-minütige Ladezeit zwischen den Schichten. In den meisten Fällen wird diese Leistung nicht benötigt, es sei denn, es gibt einen eindeutigen Anwendungsfall, bei dem eine schnelle Durchlaufzeit von Vorteil ist.

Szenario 2

• 400 kW ermöglichen 600 km Hin- und Rückfahrt ohne Aufladen außerhalb der Ruhepausen und mit Aufladen auf dem Betriebshof und am Zielort. Im Zweischichtbetrieb sind zwei Transporte in zwei Hin- und Rückfahrten möglich.
• In diesem Beispiel stellen 400 kW eine Verbesserung gegenüber dem Szenario 1 mit 250 kW dar, bei dem 75 Minuten Ladezeit außerhalb der Ruhepausen erforderlich sind.
• Szenario 2 zeigt, wie wichtig es für die Routenplanung ist, das Verbrauchsverhalten des Fahrzeugs und die Ladezeit zu kennen. Während der Ruhepause wird das Fahrzeug nur auf 75 Prozent des Ladezustands (State of Charge, SoC) aufgeladen, um innerhalb von 45 Minuten zu bleiben. Dies ist aufgrund des geringeren Verbrauchs im Rücklauf ausreichend und das Fahrzeug erreicht den Betriebshof mit 15 Prozent Restladung.
• Ähnlich wie bei Szenario 1 wird durch die MW-Ladung nur die Ladezeit zwischen den Schichten verkürzt, ohne dass sich die Anzahl der Sendungen oder Rundfahrten erhöht.

Szenario 3

• 1 MW ermöglicht 600 km lange Rundfahrten mit schwerer Nutzlast in beide Richtungen, ohne Aufladen außerhalb der Ruhepausen und mit Aufladen am oder in der Nähe des Depots und des Zielortes.
• Bei Zweischichtbetrieb sind vier Transporte in zwei Hin- und Rückfahrten möglich.
• Zwei Schichten sind mit 250 kW wegen der langen Ladezeiten nicht möglich.
• 400 kW sind ausreichend, erfordern aber zusätzliche Ladezeiten, was die Kosten erhöht und die Anzahl der Transporte von vier auf drei reduziert.

„Schnelleres Aufladen allein ist nicht der Königsweg zum elektrischen Straßentransport. Der Schlüssel für eine effektive Elektrifizierung liegt in der Optimierung von Fahrzeugen, Ladevorgängen, Fahrplänen und Routen.“

Was bedeutet das für die Verlader?

Für einen effizienten Betrieb müssen Verlader und Spediteure drei Ladezeitfenster in Betracht ziehen: über Nacht, während der Ruhepausen und zwischen den Arbeitsschichten.

Das Aufladen über Nacht erfordert mit 50-80 kW je nach verfügbarer Zeit die geringste Leistung.

Das Aufladen während der Ruhepausen und zwischen den Schichten erfordert in der Regel mehr Leistung („Nachladen“ oder „Gelegenheitsladen“), wie in den obigen Szenarien dargestellt.

250 kW und 400 kW können mit dem CCS-Standard und der heutigen Technologie realisiert werden. Die größte Herausforderung im Hinblick auf die Technik besteht darin, eine effektive Hardwarekonfiguration zu finden, die sowohl genügend Anschlüsse für das Laden über Nacht als auch eine hohe Leistung für das Aufladen während des Tages bietet.

Sobald die MW-Ladung verfügbar ist, wäre eine Mischung aus CCS-Ladung im Depot und am Zielort und MW-Ladung unterwegs die erste Option für Verlader und Spediteure bei der Ladeplanung, um eine möglicherweise langwierige und kostspielige Netzaufrüstung zu vermeiden. Die betriebliche Notwendigkeit der MW-Ladung im Depot muss von Fall zu Fall geprüft werden.

„Die heutige CCS-Technologie erfüllt die meisten Anforderungen der Verlader. Aber genau zu wissen, wie schnell, wann und wo aufgeladen werden muss, entscheidet darüber, ob Elektro-Transporte effektiv sind oder nicht.“

Wie kann Einride helfen?

Mit Einride haben Verlader die Gewissheit, dass der Betrieb reibungslos läuft und exakt die richtige Energiemenge zur Verfügung steht, um sicherzustellen, dass die Sendungen zur richtigen Zeit und am richtigen Ort zugestellt werden. Unser Angebot umfasst den Zugang zu elektrischen und autonomen Fahrzeugen, eine intelligente Ladeinfrastruktur und die digitale Frachtplattform, die das gesamte Ökosystem verbindet.

Zunächst wird im Rahmen einer Transformationsanalyse anhand der Sendungsdaten des Kunden die optimale Streckenführung und Ladestrategie ermittelt, ähnlich wie bei den oben dargestellten Szenarien. Flotten werden durch Ladeinstallationen auf dem Grundstück des Kunden, Einride Smartcharger-Stationen oder Ladepartnerschaften mit Dritten mit Strom versorgt.

Einride ist einzigartig positioniert, um maßgeschneiderte Ladelösungen auf der Grundlage aktueller und zukünftiger Transportanforderungen anzubieten. Carlsberg, Mars und Heineken sind einige der Unternehmen, die die Komplettlösung von Einride nutzen.

Unsere Smartcharger-Stationen sind bereits in Schweden und den Vereinigten Staaten in Betrieb, und wir haben einen Expansionsplan, der zukünftige Megawatt-Lademöglichkeiten vorsieht.

Sind Sie an einem Wechsel interessiert? Wenden Sie sich an uns, um eine Einschätzung zu erhalten, welche Strecken bereits jetzt elektrifiziert werden können und welche Ladelösung den effektiven Übergang zu einem intelligenten Güterverkehr unterstützt.

Thorsten Bunz

Charging Hardware Lead bei Einride

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