E-Mobilität

Allgemeines zum Laden und Ladesysteme

Wo wird ein Elektroauto geladen?

Ob zu Hause, am Arbeitsplatz oder unterwegs: Das Laden eines Elektroautos stellt heutzutage kein Problem mehr dar. Grundsätzlich kann jedes Elektroauto mit einem entsprechenden Kabel an einer Haushaltssteckdose (Schuko-Steckdose) geladen werden, allerdings sollten diese Steckdosen bei häufigem Gebrauch für die Dauerbelastung abgesichert sein. Im schlimmsten Fall kann es sonst bei defekten oder falsch abgesicherten Schuko-Steckdosen zu einem Garagenbrand kommen. Besser ist also in jedem Fall die Installation einer Wallbox (Heimladestation).

Wallboxen:

  • Beseitigen eventuelle Sicherheitsrisiken
  • Verkürzen die Ladezeiten
  • Erhöhen den Ladekomfort

 

Die Ladetechnik

Grundsätzlich wird zwischen Gleich- und Wechselstrom unterschieden. Der Unterschied ist wichtig, da Elektroautos in der Batterie ausschließlich Gleichstrom (DC) speichern. Fast alle Energiequellen die uns im Alltag begegnen (Haushalts- und Industriesteckdosen sowie die meisten Ladestationen) geben Wechselstrom (AC) ab.

Für das Laden ist also eine Umwandlung von Wechselstrom in Gleichstrom notwendig – und dafür gibt es zwei Möglichkeiten: Entweder das On-Board-Ladegerät im Fahrzeug (AC-Laden) übernimmt die Umwandlung in Gleichstrom und lädt die Batterie auf. Oder der Gleichrichter in der Ladestation (DC-Laden) wandelt den Strom direkt um und lädt anschließend die Batterie des Elektroautos. Je nach Ladeart unterscheiden sich auch die Stecker.

AC-Laden

Jedes Elektroauto ist dafür geeignet, mit Wechselstrom geladen zu werden. Das On-Board-Ladegerät des Fahrzeugs wandelt hierfür den Wechselstrom in Gleichstrom um. Je nach verbautem Ladegerät kann die AC-Ladeleistung variieren. Ein VW e-up! lädt beispielsweise nur mit 3,7 kW, wohingegen ein aktueller Renault ZOE mit bis zu 22 kW lädt und damit deutlich schneller wieder aufgeladen ist. Zur Absicherung und Kommunikation mit dem Fahrzeug benötigt man nun noch eine AC-Ladestation. Diese gewährleistet meist zuhause oder an halböffentlichen Plätzen (Firmengelände, Parkhäuser etc.) eine sichere und komfortable Aufladung von Elektroautos. Die Steckertypen in der Übersicht:

DC-Laden

Bei manchen Elektroautos gibt es eine schnellere Alternative zum AC-Laden: die Gleichstrom- oder auch DC-Ladestation. Der Strom wird direkt in die Batterie geladen. Der teure und schwere Gleichrichter ist direkt in der Ladestation verbaut. Diese sogenannten Schnellladestationen ermöglichen hohe Ladeleistungen. Beim Nissan LEAF beispielsweise bis zu 50 kW und bei Tesla derzeit bis zu 120 kW. Allerdings sind DC-Ladestationen deutlich teurer als AC-Ladestationen und werden daher hauptsächlich im öffentlichen Bereich eingesetzt.

Ladestecker

Ein Elektroauto verfügt je nach Modell und Ladeart fahrzeugseitig über verschiedene Ansteckmöglichkeiten. Im Wechselstrombereich sind Typ 1 und Typ 2 Stecker verbreitet, wobei der 7-polige Typ 2 Stecker langfristig zum EU Standard wird. Im Gleichstrombereich gibt es die beiden Steckertypen CCS und CHAdeMo, CCS entwickelt sich zum europäischen Standard.

 

Welche weiteren Faktoren beeinflussen die Ladeleistung?

Neben Elektroauto und Ladestation gibt es weitere Einflussfaktoren für die maximale Ladeleistung. Das Batteriemanagementsystem überwacht stets die Temperatur der Batterie. Ist diese nicht optimal, also zu niedrig oder zu hoch, wird die Ladeleistung zur Schonung der Zellen reduziert. Dies spielt im Winter eine große Rolle.

Ein weiterer Einflussfaktor ist der Ladestand der Batterie (SoC – State of Charge). Je voller die Batterie ist, desto langsamer lädt sie sich auf. Als Orientierung dient die 80-%-Regel: Bis dahin lädt das Elektroauto mit hoher Ladeleistung und reduziert sie anschließend sukzessiv. Dies ist in etwa vergleichbar mit der Füllung eines Glas Wassers. Zu Beginn kann man kräftig schütten, je voller das Glas jedoch wird muss die Menge reduziert werden, damit nichts überläuft.

 

Was kostet einmal laden?

Je nach Fahrzeug, Fahrstil und Stromtarif sind die Kosten für eine Ladung unterschiedlich. Am Beispiel des Renault ZOE R90 Z.E. 40 mit einer Akkukapazität von 41kWh und einem Strompreis von 14ct/kWh kostet eine Gesamtladung ca. 41kWh*14ct/kWh=5,70€. Damit ist eine realistische Reichweite von etwa 300km möglich, was einem Preis von etwa 2,00€ pro 100 km entspricht. Die Preise für Ladungen an öffentlichen Ladestationen richten sich nach dem jeweiligen Tarif des Anbieters.

 

Mit welcher maximalen Ladeleistung kann ich laden?

Die maximale Ladeleistung eines Elektroautos hängt grundsätzlich von drei Faktoren ab: der Ladeleistung des Elektroautos, der Ladestation und dem Ladekabel. Wie schnell geladen wird, bestimmt die schwächste Komponente.

 

Wie lange dauert ein Ladevorgang?

Die Dauer eines Ladevorgangs hängt von zwei Faktoren ab: der maximalen Ladeleistung (kW) und der Batteriekapazität (kWh). Teilt man nun die Kapazität durch die Ladeleistung, erhält man die ungefähre Ladedauer in Stunden. Der tatsächliche Ladevorgang dauert meist ein wenig länger, da die Ladeleistung wie bereits erwähnt mit steigendem Ladestand reduziert wird. Fast alle Fahrzeuge zeigen die Restdauer des Ladevorgangs im Info-Display oder per App an.

Ladezeit (4 h) = Batteriekapazität (85 kWh) / Ladeleistung (22 kW)

Mit diesem Grundwissen sind Sie bestens gewappnet für die Elektromobilität. Noch einfacher wird das Verständnis, wenn man es einfach ausprobiert. Mit bereits über 25.000 öffentlichen Ladepunkten sollte das Experimentieren nicht allzu schwerfallen.