Im Gespräch mit Edison erläutert Alexander Rambetius, Spezialist für Hochvolt-Technik bei Valeo, warum der Trend zur 800-Volt-Architektur zwar an Bedeutung gewinnt, aber nicht für jedes Elektroauto zwingend notwendig ist. Der wichtigste Treiber sei möglichst schnelles Laden: „Hauptmotivation ist die Erhöhung der Ladegeschwindigkeit“, sagt Rambetius.
Allerdings lohne sich der Aufwand nur dann, wenn die Batterie Ladeleistungen über 200 Kilowatt ermögliche. Der Grund liegt im Limit des CCS-Standards: „Der Wechsel auf die 800 Volt ist eigentlich im Wesentlichen bedingt durch das Stromlimit beim CCS-Stecker, das bei 500 Ampere liegt.“ Multipliziere man dieses Limit mit 400 Volt, seien rund 200 kW die Obergrenze.
Weshalb kleine E-Autos kaum profitieren können
Für kleine Elektroautos mit begrenzter Akkuleistung bringt ein 800-Volt-System daher häufig keinen Vorteil. Rambetius verweist auf Modelle wie den Hyundai Ioniq 5 mit 58-kWh-Akku: „Trotz der 800-Volt-Architektur lädt er aber nur mit 175 kW. Diese Ladeleistung würde er wahrscheinlich auch mit einem 400-Volt-Netz schaffen.“ Hersteller entschieden sich daher nur dann für 800 Volt, wenn sich der technische und finanzielle Aufwand bezahlt mache.
Die Umstellung ist umfangreicher, als es auf den ersten Blick wirkt. Rambetius betont, dass nahezu alle Hochvolt-Komponenten neu ausgelegt werden müssen – von Batterie über Antriebseinheit bis zu Ladegerät und DC-DC-Wandler. Auch das Thermomanagement und Bauteile wie Klimakompressor oder Hochvolt-Heizung seien betroffen. „So ein Wechsel ist schon mit Mehraufwänden verbunden“, fasst er zusammen. Der zusätzliche Aufwand falle besonders bei der Batterie ins Gewicht: Bei 800 Volt müssten doppelt so viele Zellen in Reihe geschaltet und entsprechend überwacht und balanciert werden.
Ein zentraler Kostentreiber sei zudem die Abwärtskompatibilität zu 400-Volt-Ladesäulen. Rambetius nennt drei gängige Lösungen: einen zusätzlichen DC-DC-Wandler wie im Lucid Air oder Mercedes CLA, Split-Batterien wie bei BMWs Elektroautos der Neuen Klasse oder die Spannungsanhebung über den Antrieb, wie sie Hyundai und Kia einsetzen. Jede dieser Varianten sei mit Mehrkosten verbunden. „Diese Rückwärtskompatibilität ist der größte Kostentreiber“, erklärt der Valeo-Experte.
Weshalb der Effizienzmythos genauer betrachtet werden muss
Häufig wird 800 Volt auch mit einem Effizienzgewinn verbunden – eine Annahme, die Rambetius relativiert. Der Eindruck entstehe, weil Hersteller parallel Siliziumkarbid-Halbleiter einführen. „Wenn ich Äpfel mit Äpfeln vergleiche […] gibt es keine großen Unterschiede in puncto Effizienz.“ Der eigentliche Effizienzschub komme durch die Halbleiter, nicht durch die höhere Spannung.
Ob sich 800 Volt durchsetzt, hängt aus seiner Sicht stark von den Ladeleistungen künftiger Batteriegenerationen ab. Modelle chinesischer Hersteller zeigen, wohin die Reise geht: „Bei BYD haben wir ja sogar schon 10C gesehen.“ Höhere C-Raten könnten dazu führen, dass selbst kleine Akkus Ladeleistungen jenseits der 200 kW erreichen und damit von 800 Volt profitieren. Gleichzeitig gebe es technische Grenzen: Halbleiter in der Leistungselektronik seien meist auf 1200 Volt ausgelegt – viel Spielraum nach oben bleibe daher nicht.
Rambetius rechnet damit, dass 400-Volt-Systeme noch auf Jahre präsent bleiben, sieht aber einen klaren Trend: „Der Anteil der 800-Volt-Fahrzeuge wird schon signifikant steigen.“ Für besonders leistungsstarke Antriebe sei die höhere Spannung sogar ein technischer Vorteil. Gewisse Leistungsniveaus ließen sich mit 800 Volt deutlich einfacher realisieren.
Zum Abschluss verrät Rambetius noch eine persönliche Note: Er selbst fährt zwei 400-Volt-Modelle von Volkswagen – „stark emotional begründet“, wie er sagt, denn er begleitete die MEB-Fahrzeuge bei Valeo ab der Entwicklungsphase. Auch bei Langstreckenfahrten genüge ihm die Ladeleistung. Pausen nach drei Stunden Fahrt habe seine Familie inzwischen verinnerlicht. Viele Stopps seien sogar willkommen: „Am Porsche-Werk in Leipzig gibt es viele Schnelllader, ein Museum und ein Café. Da ist dann eine 30-minütige Ladepause fast schon wieder zu kurz.“
Quelle: Edison – „Mit 800 Volt sind wir nahe an dem, was möglich ist“
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