Wie funktioniert das Aufladen eines Elektroautos? (Teil 1: AC-Ladung / Wechselstrom)

Das Laden eines Elektroautos, kann für Personen, die sich mit Elektrizität nicht auskennen, ein Grund gegen die Elektromobilität sein. Gibt es doch viele Begriffe, die oft falsch gedeutet werden (z.B. kW oder kWh). Diese Fibel wendet sich an Personen, welche mit der Anschaffung eines Elektrofahrzeugs liebäugeln, denen aber die Ladetechnik fremd ist.

Wichtige Einheiten

Ohne zu technisch zu werden, möchte ich die wichtigsten Einheiten, welche fürs Laden wichtig sind kurz beschreiben.

kW = Kilowatt, k=kilo und steht für 1000. 1kW sind 1000 Watt. Bei herkömmlichen Autos wären das die PS. Beim Laden ist das einfach ein Wert, welcher angibt mit welcher Leistung geladen wird. Umso höher der Wert, desto schneller wird geladen.

kWh = Kilowattstunde, k=kilo und steht wieder für 1000. 1kWh sind 1000 Wattstunden (Wh). Das ist einem bestimmte Menge Energie, welche geladen oder verbraucht wird. Bei einem herkömmlichen Auto tankt man 50 Liter und verbraucht 8 Liter/100km. Bei einem Elektrofahrzeug lädt man 30kWh und hat einen Verbrauch von 15kWh/100km.

AC = Wechselstrom / DC = Gleichstrom

Grundsätzlich wird zwischen Ladung mit Wechselstrom (AC) und der Ladung mit Gleichstrom (DC) unterschieden. Die Stromstärke mit der geladen wird, gibt man in kW an.

AC Ladung

Da Wechselstrom praktisch überall verfügbar ist, ist dies die häufigste Methode um das Elektroauto zu laden. Sie reicht von der normalen Schuko Steckdose bis zum CEE 32 Anschluss. Wenn man in der eigenen Garage, Carport oder in einer Tiefgarage lädt, stehen hausseitig meist folgende Anschlüsse zur Verfügung:

Schuko: Einphasig, max. 2,3 kW. Dauer um 30kWh zu laden etwa 14 Stunden. (Wenn die Leitung mit 16 Ampere abgesichert ist, könnte man auch mit bis zu 3,6kW laden, ich rate aber davon ab, da die Leitungsquerschnitte und die Stecker bzw. Dosen meist nicht für eine Dauerbelastung in dieser Höhe konzipiert sind).

CEE (blau, Campingsteckdose): Einphasig, max. 3,6 kW. Dauer um 30kWh zu laden etwa 9 Stunden.

CEE 16 (rot, Drehstromanschluss): Dreiphasig, max. 11kW. Dauer um 30kWh zu laden etwa 3 Stunden.

CEE 32 (rot, Drehstromanschluss): Dreiphasig, max. 22kW. Dauer um 30kWh zu laden etwa 1,5 Stunden. (Sieht fast ident zu der CEE 16 aus, ist aber etwas größer).

Jedes Elektrofahrzeug wird mit einem Ladegerät geliefert. Meist handelt es sich um einfache Geräte, welche für die Ladung über Schuko vorgesehen sind. Damit man die höheren Leistungen ab 11kW wirklich nutzen kann, müssen 2 Dinge erfüllt sein. Man benötigt ein geeignetes Ladegerät bzw. Wallbox und das Fahrzeug muss für 3-phasiges Laden ausgelegt sein. Leider sind viele Elektroautos nur mit einer 1-phasigen Lademöglichkeit ausgerüstet und können daher nur mit einem Drittel der Leistung aufgeladen werden.

Bei Ladeleistungen ab 11kW kommt normalerweise immer das Typ2-Kabel zum Einsatz. Dieses wird auch bei so gut wie allen öffentlichen Ladesäulen benötigt. Manche Hersteller von Elektroautos legen ein solches Kabel bei, andere nicht. Auch muss man sich vergewissern, ob dieses überhaupt 3-phasig durchgeschaltet und bis zu welcher Stromstärke es zugelassen ist. Bei öffentlichen AC-Ladesäulen muss man auch beachten, dass Fahrzeuge welche AC 1-phasig laden, nur ein Drittel der angegebenen Ladeleistung nutzen können.

Daher hat man bei einer 22kW Säule etwa 7,2kW und bei einer 11kW-Ladesäule etwa 3,6kW Ladeleistung. Solche Fahrzeuge verfügen allerdings immer auch über eine sehr schnelle DC-Lademöglichkeit. Auf diese wird im Teil 2 eingegangen.

Bildquellen:

Bild 1: pixelbay.de / Bild 2: Stephan N, Bild 3: Hadhuey (Wikipedia.org)

Teil 2 (DC-Ladung / Gleichstrom)