kW und kWh: Die Einheiten sollten Elektroauto-Fahrer kennen

Öfter wenn ich mit anderen Leuten bezüglich Elektromobilität oder Photovoltaik diskutiere, stehen mir die Haare zu Berge. Dabei geht es immer um die verwendeten Einheiten kW, kWh oder auch kWh/100km, die in irgendeiner Form angewendet werden. Daher möchte ich hier ein kleines 1:1 geben, welche Einheiten in welchem Zusammenhang korrekt sind – es ist nämlich einfacher als gedacht. Ich versuche es allgemein und einfach zu erklären:

Allgemein: Leistung vs. Energie

Die gängigsten Einheiten sind Kilowatt (kW) und Kilowattstunden (kWh). Wobei wir für Leistung die Einheit W oder eben kW (1kW = 1000W) verwenden. Die Leistung ist ein Momentanwert. Die Energie hingegen in Wh oder kWh (1kWh = 1000Wh) ist das Produkt aus Leistung und Zeit (sofern die Leistung konstant ist, korrekt wäre sonst das Integral). Als Beispiel: Wenn ich mein Smartphone mit 10W über eine Stunde auflade, wurden 10Wh in den Akku geladen. Alternativ kann man auch sagen: ich lade das Smartphone nur mit 1W (Leistung) aber über 10h und die Energie wäre dann auch wiederum 10Wh.

Batteriekapazität: kWh

Die Batteriekapazität wird beim Elektroauto normalerweise in kWh angegeben*. Wie es der Name schon sagt, sprechen wir hier von einer Kapazität, sprich der elektrischen Energie, die gespeichert wird. Dieser Wert ist gerade bei Elektroautos einer der wichtigsten, die man kennen sollte, da er nebst dem Verbrauch massgeblich die Reichweite beeinflusst. Unterschieden werden dabei zwei Angaben:

• Die Brutto-Kapazität bezieht sich immer auf die maximale Energiemenge, die ein Akku speichern kann, sprich die real verbaute Akkugrösse.
• Die Netto-Kapazität bezieht sich hingegen auf die vom Auto tatsächlich nutzbare Energiemenge, ohne Sicherheitsmargen etc.

*Einzige mir bekannte Ausnahme sind die BMW i3, welche Ah angeben und man dann quasi die Speicherkapazität aus der Batteriespannung berechnen muss. In dem Fall 350V – aber das ist wirklich eine Ausnahme.

Ladeleistung: kW

Wie es der Name schon sagt, haben wir beim Laden eine Leistung, die anliegt und üblicherweise in kW angegeben ist. Daheim beim Laden an einer Wallbox redet man von Bereichen 1.4kW bis 22kW, die üblich sind. Schnelleres Laden im DC-Bereich über CCS beginnt meistens bei 50kW und geht hoch bis 350kW (Es gibt auch tiefere 10kW Schnelllader). 

Wer beispielsweise einen VW ID.4 oder Skoda Enyaq mit dem 77kWh Akku hat, der kann an einer üblichen 11kW Wallbox das Auto in 7 Stunden von 0% auf 100% laden. Eine Stunde mit 11kW laden entspricht 11kWh.

Zu beachten gilt es bei Schnellladern, dass die Ladeleistung sich je nach Temperatur und SoC (= State of Charge) des Akkus ändert. Herstellerangaben beziehen sich dann meistens auf die Peakleistung, sprich den kurzzeitig und maximal erreichbaren Wert.

Verbrauch: kWh/100km oder Wh/km

Analog dem Verbrenner gibt es auch beim Elektroauto eine Verbrauchsangabe. Statt wie bisher in  Liter/100km rechnet man in der Elektromobilität mit kWh/100km. Diese Angabe sagt aus, wieviel elektrische Energie das Auto benötigt, um 100km zurückzulegen. Alternativ wäre auch Wh/km möglich, doch ich persönlich bevorzuge kWh/100km. 

Mit solchen durchschnittlichen Verbrauchswerten lassen sich Fahrzeuge bezüglich Effizienz sehr gut vergleichen. Sie dienen auch als Grundlage für Routenplanungs-Tools wie “A Better Route Planer“ oder die Pump App.

Motorleistung: kW

Auch hier wieder die Analogie zum Verbrenner, die es aber auch schon vor dem grossen Aufkommen von Elektroautos gab. Die Leistung von Verbrennungsmotoren wurde lange Zeit in PS angegeben und die können direkt umgerechnet werden:

• 1PS entspricht 0.735499kW 

Auch hier handelt es sich um Leistung. Doch im Unterschied zum Verbrenner kann diese bei Elektrofahrzeugen auch negativ sein. Das nennt sich Rekuperation.  Statt  mechanisch wird mit dem Elektromotor gebremst. Dabei wird Leistung erzeugt und damit die Batterie aufgeladen. Ein toller Nebeneffekt bei Passfahrten und ein Effizienzgewinn für den Elektromotor.

Es gibt keine W/h etc…

Leider liest man immer wieder von W/h oder kW/h. Solche Einheiten gibt es nicht und sie machen physikalisch auch keinen Sinn. Watt pro Stunde klingt schon falsch und ist es auch. Entweder man spricht hier von Leistung in W oder von Energie in Wh. 

Fazit

Eigentlich ganz einfach oder? Unabhängig was vor dem grossen W steht (kW oder MW) handelt es sich hier immer um eine Leistungsangabe. Folgt dem grossen W ein kleines h, handelt es sich um Energie…

Ich hoffe das ist so verständlich erklärt wie möglich und ansonsten gibt es das Kommentarfeld für Verbesserungsvorschläge und Fragen.