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- Veröffentlicht am 10. Mai 2024
- Zuletzt bearbeitet am 10. Mai 2024
- 14 min
E-Auto laden – ein umfassender Ratgeber
Mit dem zunehmenden Übergang zur Elektromobilität steht die richtige Ladeinfrastruktur mehr denn je im Mittelpunkt des Interesses. Dieser Ratgeber gibt sowohl neuen, als auch erfahrenen E-Autobesitzern, Unternehmern und Industrieakteuren tiefgehende Einblicke und praktische Anleitungen zum effizienten Laden von Elektrofahrzeugen. Von den Grundlagen der verschiedenen Ladetechnologien über Ladekabel -Typen bis hin zu Wallboxen finden Sie hier alle Informationen zum Laden eines E-Autos.
Basiswissen zum Laden von Elektroautos
Das Laden von Elektrofahrzeugen (E-Autos) stellt eine zentrale Komponente der modernen Mobilität dar. Während der Übergang zu elektrischen Antrieben an Fahrt gewinnt, ist es entscheidend, die verschiedenen Technologien und Systeme zu verstehen, die das Laden dieser Fahrzeuge ermöglichen. Dieser Abschnitt bietet einen Überblick über die grundlegenden Aspekte des Elektroauto-Ladevorgangs, einschließlich der verschiedenen Ladetechnologien, Anschlusstypen und der Ladeleistung, die jeweils eine wesentliche Rolle im Ladevorgang spielen.
Ladetechnologien: Es gibt zwei Hauptarten des Ladens – das Wechselstromladen (AC) und das Gleichstromladen (DC). Während AC-Laden häufig zu Hause oder am Arbeitsplatz verwendet wird, ermöglicht DC-Schnellladen, das auf Langstrecken häufiger zum Einsatz kommt, ein wesentlich schnelleres Aufladen der Batterie.
Anschlüsse und Stecker: Je nach Region und Fahrzeugtyp kommen verschiedene Anschlüsse zum Einsatz. Die gängigsten sind der Typ 1- und Typ 2-Stecker sowie das Combined Charging System (CCS) und CHAdeMO für DC-Schnellladen. Die Wahl des richtigen Anschlusses ist entscheidend für die Kompatibilität zwischen Fahrzeug und Ladestation.
Ladeleistung: Die Ladeleistung, gemessen in Kilowatt (kW), bestimmt maßgeblich, wie schnell ein Fahrzeug aufgeladen werden kann. Standard-AC-Ladestationen bieten in der Regel Leistungen zwischen 3,7 kW und 22 kW, während DC-Schnellladestationen Leistungen von bis zu 350 kW oder mehr erreichen können.
In den folgenden Abschnitten werden wir diese Themen detailliert betrachten, um Ihnen ein umfassendes Verständnis der verschiedenen Optionen und Technologien zu vermitteln, die das Laden von E-Autos effizient und benutzerfreundlich gestalten.
Ladetechnologien
Das Laden von Elektrofahrzeugen kann über Wechselstrom (AC) oder Gleichstrom (DC) erfolgen. Diese beiden Methoden unterscheiden sich grundlegend in ihrer Technologie, ihrer Anwendung und ihrer Effizienz.AC-Laden ist wegen der geringeren Kosten und der einfacheren Installation häufiger in Wohngebieten und bei Unternehmen anzutreffen, während DC-Laden aufgrund der schnellen Ladezeiten ideal für das schnelle Auftanken unterwegs ist.
AC laden (Wechselstrom)
Definition und Technik: AC-Laden bezieht sich auf das Aufladen von Elektrofahrzeugen mit Wechselstrom. Dabei wird der Strom, wie er aus der gewöhnlichen Haushaltssteckdose kommt, verwendet. Elektrofahrzeuge haben eingebaute Wechselrichter, die den Wechselstrom in Gleichstrom umwandeln, da die Batterien der Fahrzeuge mit Gleichstrom betrieben werden.
Ladeleistung und Ladedauer: Die Ladeleistung bei AC-Ladung ist im Vergleich zum DC-Schnellladen geringer und variiert typischerweise zwischen 3,7 kW und 22 kW. Die meisten häuslichen Ladestationen (Wallboxen) bieten 7 kW oder 11 kW. Eine vollständige Aufladung eines Elektroautos kann bei einer 11-kW-Station etwa 3 bis 8 Stunden dauern, abhängig von der Batteriegröße und dem Fahrzeugmodell.
Konkretes Rechenbeispiel: Ein VW ID.3 mit einem 77 kWh Akku benötigt an einer 11kW Wallbox ca. acht Stunden um von 0 auf 100% geladen zu werden.Zu beachten ist, dass beim AC laden durch die Umwandlung von Wechselstrom in Gleichstrom Ladeverluste entstehen. Dadurch werden für die vollständige Ladung des Akkus nicht 77 kWh, sondern 87 kWh benötigt (Messung des ADAC), was die AC-Ladezeit bei diesem konkreten Modell um ca. eine Stunde verlängert.
Orte des AC-Ladens: AC-Laden findet meist dort statt, wo Fahrzeuge länger parken, wie z.B.:
- Zu Hause
- Am Arbeitsplatz: Unternehmen richten oft AC-Ladestationen für Mitarbeiter ein, um während der Arbeitszeiten zu laden.
- Öffentliche Parkplätze: Einkaufszentren, Hotels oder öffentliche Parkhäuser bieten oft AC-Ladesäulen an.
DC laden (Gleichstrom)
Definition und Technik: DC-Laden, auch als Schnellladen bekannt, verwendet Gleichstrom, der direkt an die Batterie des Fahrzeugs geleitet wird, ohne durch einen Wechselrichter im Fahrzeug zu gehen. DC-Ladestationen sind technisch aufwendiger und teurer als AC-Stationen, da sie leistungsstarke Umrichter benötigen, die den Wechselstrom aus dem Netz in den benötigten Gleichstrom umwandeln.
Ladeleistung und Ladedauer: DC-Ladestationen bieten eine hohe Ladeleistung, die typischerweise zwischen 50 kW und 350 kW liegt. Einige neuere Modelle erreichen sogar bis zu 450 kW. Diese hohe Leistung ermöglicht es, ein Elektroauto in 20 bis 40 Minuten auf 80% seiner Kapazität zu laden – eine erhebliche Zeitersparnis gegenüber dem AC-Laden.
Orte des DC-Ladens: DC-Schnellladen findet typischerweise an Orten statt, an denen Fahrer ihre Batterien schnell aufladen und weiterfahren möchten:
- Autobahnraststätten und Ladeparks: Ideal für Langstreckenreisen, wo schnelles Nachladen erforderlich ist.
- Städtische Schnellladestationen: In Städten für Nutzer, die nicht zu Hause laden können oder eine schnelle Aufladung benötigen.
- Gewerbliche Standorte: Einige Unternehmen bieten Schnelllademöglichkeiten für Kunden oder Mitarbeiter mit eingeschränktem Zugang zu DC-Ladestationen.
Expertentipp: Maximale DC-Ladeleistung von Elektroautos
Zwar ermöglicht eine hohe maximale Ladeleistung ein schnelleres Laden der Batterie in der Anfangsphase des Ladens, aber die Gesamtladezeit wird stark von der Ladekurve des Fahrzeugs beeinflusst. Diese Kurve fällt ab einem bestimmten Ladestand, um die Batteriegesundheit zu schützen und deren Lebensdauer zu verlängern. Daher sollten Elektroautokäufer neben der Spitzenladeleistung auch das Ladeverhalten über den gesamten Ladezyklus hinweg berücksichtigen.
Ladekabel für Elektroautos
Die Ladekabel Typen zum Laden von Elektrofahrzeugen variieren je nach Region, Fahrzeugmodell und Ladeinfrastruktur. In den folgenden Abschnitten stellen wir die vier wichtigsten Ladekabel und dazugehörigen Ladeanschlüsse vor.
Typ 1 Ladekabel (SAE J1772)
Definition und Verwendung: Der Typ 1-Stecker, auch als SAE J1772 bekannt, ist vor allem in Nordamerika und Teilen Asiens verbreitet. Er wurde für das AC-Laden entwickelt und ermöglicht eine maximale Ladeleistung von bis zu 19,2 kW. Der Stecker verfügt über fünf Pins, darunter zwei für die Stromübertragung, zwei für die Kommunikation zwischen Fahrzeug und Ladestation und einen Erdungspin.
Kompatibilität und Besonderheiten: Typ 1 wird überwiegend in Fahrzeugen amerikanischer und asiatischer Hersteller verwendet. Seine einfache Handhabung und Robustheit machen ihn zu einer beliebten Wahl für private und semi-öffentliche Ladeumgebungen.
RS Pro Typ 1 Ladekabel
- Typ 1
- 1-phasig
- Kabellänge: 5m
- Nennstrom: 32 A
- Schutzart: IP54
Typ 2 Ladekabel (Mennekes)
Definition und Verwendung: Der Typ 2-Stecker, oft Mennekes-Stecker genannt, ist der Standard in Europa und wird zunehmend auch in anderen Teilen der Welt eingesetzt. Er unterstützt sowohl AC- als auch DC-Laden, wobei die AC-Ladeleistung bis zu 43 kW und bei DC-Ladung (mittels Adapter wie dem CCS Combo 2) sogar deutlich höher ausfallen kann. Der Stecker verfügt über sieben Pins, einschließlich eines für die Kommunikation.
Kompatibilität und Besonderheiten: Der Typ 2-Stecker ist für seine Vielseitigkeit und hohe Kompatibilität bekannt und wird von einer Vielzahl europäischer und internationaler Fahrzeughersteller eingesetzt. Er ist auch für das Laden mit höheren Leistungen und für die Integration in Smart-Home-Systeme geeignet.
RS Pro Typ 2 Ladekabel
- Typ 2
- 3-phasig
- Kabellänge: 3m
- Nennstrom: 32 A
- Schutzart: IP55
CCS (Combined Charging System)
Definition und Verwendung: Das Combined Charging System (CCS) ist eine Erweiterung des Typ 2-Steckers und fügt zwei zusätzliche Power-Pins für das DC-Schnellladen hinzu. CCS ist in zwei Varianten verfügbar: CCS1 für Nordamerika (basierend auf Typ 1) und CCS2 für Europa (basierend auf Typ 2). CCS ermöglicht DC-Ladeleistungen von bis zu 350 kW.
Kompatibilität und Besonderheiten: CCS wird von einer wachsenden Anzahl von Automobilherstellern unterstützt und ist aufgrund seiner Fähigkeit, schnelles DC-Laden zu ermöglichen, besonders beliebt bei neuen Elektrofahrzeugmodellen. Es wird häufig an Autobahnraststätten und urbanen Schnellladestationen eingesetzt.
Amphenol Industrial CCS Ladekabel
- Typ Combo CCS
- 3-phasig
- Kabellänge: 5m
- Nennstrom: 200 A
- Schutzart: IP44
CHAdeMO Ladekabel
Definition und Verwendung: CHAdeMO ist ein DC-Ladeanschluss, der ursprünglich in Japan entwickelt wurde. Er ermöglicht Ladeleistungen von bis zu 62,5 kW und wird hauptsächlich für das Schnellladen verwendet. CHAdeMO-Stecker haben eine große und robuste Bauform mit einem komplexen Sicherheitsverriegelungssystem.
Kompatibilität und Besonderheiten: Obwohl CHAdeMO in Europa und den USA weniger verbreitet ist als CCS, wird er immer noch von vielen japanischen Fahrzeugherstellern wie Nissan und Mitsubishi bevorzugt. CHAdeMO unterstützt bidirektionales Laden, was bedeutet, dass Fahrzeuge Energie ins Stromnetz zurückgeben können.
Wallbox zum Laden des E-Autos
Eine Wallbox ist eine Ladestation, die speziell für das effiziente und sichere Aufladen von Elektrofahrzeugen entwickelt wurde. Im Gegensatz zu einer herkömmlichen Haushaltssteckdose bietet eine Wallbox verbesserte Ladeleistung, Sicherheitsfeatures und häufig auch smarte Lademanagement-Funktionen. Hier erfahren Sie, wie eine Wallbox funktioniert, warum sie einer normalen Steckdose vorzuziehen ist und welche weiteren Vorteile sie bietet.
Funktionsweise einer Wallbox
Eine Wallbox wird fest an das Stromnetz des Hauses oder eines gewerblichen Gebäudes angeschlossen und kann entweder innen oder außen installiert werden. Sie ist mit einem speziellen Ladekabel ausgestattet, das direkt in das Elektroauto eingesteckt wird. Im Inneren der Wallbox befindet sich eine Steuereinheit, die den Ladevorgang überwacht und reguliert. Diese Steuereinheit kommuniziert mit dem Fahrzeug, um den aktuellen Batteriestatus zu ermitteln und die optimale Ladespannung und Stromstärke sicherzustellen.
Warum nicht direkt an der Steckdose laden?
Das Laden eines Elektroautos über eine gewöhnliche Haushaltssteckdose ist technisch möglich, aber aus mehreren Gründen nicht empfehlenswert:
- Geringe Ladeleistung: Normale Steckdosen bieten meist nur eine Leistung von bis zu 3,6 kW. Dadurch sind die Ladezeiten erheblich länger. Eine Wallbox hingegen kann eine Leistung von bis zu 22 kW bieten, was den Ladevorgang deutlich beschleunigt.
- Sicherheitsrisiken: Längeres Laden mit hoher Stromstärke kann zu Überhitzung und möglicherweise auch zu Brandschäden an herkömmlichen Steckdosen führen. Wallboxen sind speziell dafür konzipiert, dauerhaft hohe Ströme sicher zu übertragen.
- Überlastung der Hausinstallation: Normale Steckdosen sind oft nicht auf die Dauerlast ausgelegt, die beim Laden eines Elektroautos entsteht. Wallboxen hingegen sind mit eigenen Sicherungen und Fehlerstrom-Schutzschaltern ausgestattet, die das Stromnetz des Hauses schützen.
Schneider Electric 1-Phasen EV-Ladestation 7.4kW
ABB 3-Phasen EV-Ladestation 11kW
BG Electrical 3-Phasen EV-Ladestation 22kW
Weitere Vorteile einer Wallbox
- Schnelleres Laden: Wie erwähnt, ermöglichen Wallboxen durch höhere Leistung kürzere Ladezeiten. Viele Modelle bieten zudem die Möglichkeit, zwischen verschiedenen Ladeleistungen zu wählen, je nachdem, wie schnell das Fahrzeug geladen werden soll.
- Intelligente Ladefunktionen: Moderne Wallboxen können in das Heimnetzwerk eingebunden werden und bieten Features wie Lademanagement über eine App, Fernsteuerung und -überwachung sowie die Integration in Smart-Home-Systeme. Dies ermöglicht unter anderem das Laden zu kostengünstigeren Zeiten (z.B. nachts) oder die Nutzung von selbst erzeugtem Solarstrom.
- Erhöhte Reichweite und Verfügbarkeit: Durch schnelleres und zuverlässiges Laden zu Hause wird die tägliche Reichweite des Fahrzeugs erhöht, und die Abhängigkeit von öffentlichen Ladestationen verringert.
- Wertsteigerung der Immobilie: Die Installation einer Wallbox kann die Attraktivität und den Wert einer Immobilie steigern, insbesondere in einem Markt, in dem Elektromobilität zunehmend wichtiger wird.
Häufige Fragen
Die Kosten für das Laden eines Elektroautos variieren durch verschiedene Faktoren, einschließlich des Strompreises, der Batteriekapazität des Fahrzeuges, der Art des Ladens und des. Hier sind einige typische Szenarien und Kostenüberlegungen:
Laden zu Hause Das Laden zu Hause ist oft die kostengünstigste Option, abhängig von den lokalen Stromtarifen. In Deutschland liegen die durchschnittlichen Stromkosten etwa zwischen 30 und 40 Cent pro Kilowattstunde (kWh). Noch günstiger wird es, wenn Sie selbst produzierten Solarstrom für das Laden Ihres E-Autos verwenden.
Beispielrechnung: Wenn Ihr Elektroauto eine Batterie mit einer Kapazität von 50 kWh hat und Sie von 0 auf 100% laden, würde das bei einem Strompreis von 35 Cent/kWh folgende Kosten verursachen (ohne die Berücksichtigung etwaiger Ladeverluste): Kosten=50 kWh×0,35 €/kWh=17,50 €
Öffentliches Laden Die Kosten für das öffentliche Laden können variieren und sind in der Regel höher als die Stromkosten zu Hause. Viele öffentliche Ladestationen berechnen entweder einen Preis pro kWh, eine Pauschale pro Ladevorgang, oder eine Kombination aus beidem. Hinzu kommt manchmal auch eine Zeitgebühr. Stromkosten je kWh liegen an öffentlichen Ladestationen meist zwischen 40 und 60 Cent.
Laden an Schnellladestationen Schnellladestationen, die oft an Autobahnen oder in Städten zu finden sind, bieten die schnellste Ladeoption, sind jedoch auch die teuerste. Die Preise können über 50 Cent pro kWh liegen.
Beispielrechnung: Das Laden von 10% auf 80% einer 60 kWh Batterie an einer Schnellladestation mit einem Preis von 50 Cent/kWh könnte wie folgt aussehen: Kosten=42 kWh×0,50 €/kWh=21,00 €
Die Ladedauer eines Elektroautos hängt von mehreren Faktoren ab, darunter die Kapazität der Fahrzeugbatterie, die Ladeleistung der Ladestation und der aktuelle Ladestand der Batterie. Hier sind einige Richtwerte für verschiedene Ladesituationen. Der Einfachheit halber wurde in den Berechnungen angenommen, dass die Ladeleistung über den gesamten Ladezyklus gleich ist. Die Werte sind also nur als Richtwerte zu verstehen.
Für unser Beispiel nehmen wir an, dass wir ein E-Auto mit einer Batteriekapazität von 70 kWh von 0 auf 100% laden wollen. Dies sind die Ladezeiten an unterschiedlichen Lademöglichkeiten:
- Schuko (Haushaltssteckdose mit 3,6kW): 19,5 Stunden
- Wallbox (11kW): 6,5 Stunden
- Öffentliches Laden (22kW): 3,5 Stunden
- Schnellladen (DC, 50kW): 1,5 Stunden
- Schnelladen (DC, 160kW): 0,5 Stunden
AC (Wechselstrom) wird typischerweise für das alltägliche Laden zu Hause oder bei der Arbeit verwendet und bietet in der Regel Ladeleistungen bis zu 22 kW. DC (Gleichstrom) ist für das Schnellladen gedacht, mit Ladeleistungen, die 50 kW überschreiten und bis zu 350 kW oder mehr erreichen können, was sehr schnelles Aufladen ermöglicht.
Die Kosten für die Anschaffung und Installation einer Wallbox variieren je nach Modell und Installationsaufwand, liegen typischerweise aber zwischen 500 und 2.000 Euro.
Solange Ihr Fahrzeug mit dem Steckertyp der Ladestation kompatibel ist, können Sie an jeder öffentlichen Ladestation laden. In Europa ist der Typ 2-Stecker Standard.
Extreme Temperaturen können die Ladeeffizienz beeinflussen. Kaltes Wetter kann die Ladezeit verlängern, während sehr heißes Wetter die Kühlungssysteme des Autos stärker beanspruchen kann.
Ja, wenn Ihr Haus mit einer Solaranlage ausgestattet ist, können Sie Ihr Elektroauto mit der erzeugten Energie laden. Dies reduziert die Betriebskosten und verbessert die CO2-Bilanz.
Das Laden eines Elektroautos ist sehr sicher. Moderne Ladesysteme sind mit zahlreichen Sicherheitsfeatures ausgestattet, wie Überlastschutz und Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen.
Ja, es ist möglich, ein Elektroauto über eine normale Haushaltssteckdose (Schuko) zu laden, allerdings dauert dies deutlich länger und ist weniger effizient als das Laden mit einer Wallbox. Zudem sind Haushaltssteckdosen nicht für eine solche Dauerbelastung ausgelegt. Bei regelmäßigem Laden zuhause, sollte also unbedingt eine Wallbox verwendet werden.
Die Bezahlung an Ladesäulen für Elektroautos kann auf verschiedene Arten erfolgen, abhängig von der Infrastruktur des Anbieters und den lokalen Gegebenheiten. Hier sind einige gängige Methoden, wie Sie an öffentlichen Ladestationen bezahlen können:
Ladekarten: Viele Betreiber von Ladestationen bieten spezielle Ladekarten an, die ähnlich wie eine Debit- oder Kreditkarte funktionieren. Diese Karten werden entweder mit einem Guthaben aufgeladen oder sind mit einem Bankkonto oder einer Kreditkarte verknüpft. Um die Ladestation zu nutzen, halten Sie einfach die Ladekarte an das entsprechende Lesegerät der Station.
Smartphone-Apps: Eine zunehmend beliebte Methode ist die Nutzung von Smartphone-Apps. Viele Anbieter von Ladestationen haben eigene Apps entwickelt, die es ermöglichen, den Ladevorgang zu starten, zu überwachen und zu bezahlen. Über die App können Sie in der Regel auch den Status von Ladestationen überprüfen und sehen, ob diese besetzt oder frei sind. Die Zahlung erfolgt meistens über hinterlegte Zahlungsinformationen wie Kreditkarte oder PayPal.
Kreditkarte und EC-Karte: Immer mehr Ladestationen bieten auch die Möglichkeit der direkten Bezahlung mittels Kredit- oder EC-Karte an. Auch bei dieser Zahlungsmethode wird der Ladevorgang direkt an der Ladestation bezahlt.
Das Laden von Elektroautos nur bis 80% ihrer Batteriekapazität ist eine häufig empfohlene Praxis, die mehrere Vorteile bietet, insbesondere in Bezug auf die Langlebigkeit und Gesundheit der Batterie sowie die Effizienz des Ladevorgangs.
Batterien in Elektroautos nutzen meist die Lithium-Ionen-Technologie, ähnlich wie in Smartphones und Laptops. Das vollständige Laden und Entladen von Lithium-Ionen-Batterien kann zu einem schnelleren Kapazitätsverlust führen. Das bedeutet, dass die Batterie im Laufe der Zeit weniger Ladung speichern kann. Das regelmäßige Laden nur bis 80% hilft, diesen Effekt zu minimieren, da der Stress auf die Batterie reduziert wird.
