Types of chargers for electric cars and how to choose the right charger?

Arten von Ladegeräten für Elektroautos und wie man das richtige Ladegerät auswählt?

Welche Arten von Elektroautoladegeräten gibt es?

Wir können Elektroautoladegeräte nach ihrer Anwendung unterteilen, d. h. Ladestationen (gewerbliche Ladegeräte) und Ladegeräte für den privaten Gebrauch. Ladestationen können unterschiedliche Erscheinungsbilder, Anschlüsse, Leistungen usw. haben.

Gewerbliche oder öffentliche Stationen – je nach Standort der Ladestation werden entweder CCS-Schnelllader installiert – hauptsächlich entlang von Autobahnen, Schnellstraßen usw. – oder AC-Lader, die nur bis zu 22 kWh laden können (Ladegeschwindigkeit hängt auch von den Fähigkeiten Ihres Autos ab, meist 11 kWh mit AC und 250 kWh mit DC). AC-Lader können mit eingebautem Kabel oder nur mit einer Steckdose ausgestattet sein. Solche Lader findet man üblicherweise auf städtischen Parkplätzen, in Einkaufszentren/Geschäften und Hotels/Restaurants. Öffentliche Lader in Europa sind immer mit Typ 2 / CCS-Anschlüssen ausgestattet, manchmal sind zusätzliche Anschlüsse wie CHAdeMO verfügbar, dies ist jedoch nicht die Regel. Die Verfügbarkeit der Anschlüsse kann in der App der Ladestation oder in mobilen Anwendungen wie plugshare überprüft werden.

AC-Stationen (3,7-22 kWh), die ein eigenes Ladekabel erfordern

AC-Stationen (3,5-22 kWh) mit fest angebrachtem Kabel

DC-Stationen (50-350 kWh) mit integriertem Ladekabel. Jede Schnellladestation verfügt immer über ein integriertes Ladekabel.

Privates Laden – je nach Bedarf entscheidet jeder Elektroautofahrer, ob er täglich zu Hause oder im Unternehmen lädt, und muss einen von drei Ladertypen wählen. Für den privaten Gebrauch können auch schnelle DC-Ladestationen erworben werden, aber deren Kosten sowie rechtliche oder Anschlussleistungsanforderungen sprechen stark gegen solche Investitionen.

Tragbares Ladegerät für Haushaltssteckdose (3,7 kWh)


Tragbares Ladegerät für Strom-/Campinganschluss (3,7-22 kWh)


Wandladestationstyp (3,7-22 kWh)

Wie schnell lädt ein Elektroauto? Interner Fahrzeuglader, Kilowattstunden, Ampere, Wechselstrom (AC) und Gleichstrom (DC).

Die Ladegeschwindigkeit eines Elektroautos ist ein entscheidender Faktor, der die Nutzbarkeit und den Komfort des elektrischen Fahrens beeinflusst. In diesem Artikel besprechen wir, welche Faktoren die Ladegeschwindigkeit beeinflussen und wie man die Ladegeschwindigkeit basierend auf der vom Ladegerät bereitgestellten Stromstärke berechnet.
Faktoren, die die Ladegeschwindigkeit beeinflussen:
  • Ladeleistung (kW): Dies ist der Hauptfaktor, der bestimmt, wie schnell eine Batterie geladen wird. Die Ladeleistung wird in Kilowatt (kW) angegeben und hängt von der Ladestation und dem Auto ab.
  • Batteriekapazität (kWh): Größere Batterien benötigen mehr Zeit zum vollständigen Laden. Die Batteriekapazität wird in Kilowattstunden (kWh) angegeben.
  • Batterieladezustand: Batterien laden langsamer, je näher sie der vollen Ladung kommen. Die letzten 20 % der Ladung können deutlich länger dauern als die ersten 20 %.
  • Batterie- und Umgebungstemperatur: Batterien laden bei niedrigen Temperaturen langsamer. Einige Autos bieten die Funktion, die Batterie vor dem Erreichen einer Schnellladestation zum Laden vorzuwärmen (vorzubereiten).
  • Batterietechnologie: Verschiedene Batterietechnologien haben unterschiedliche Ladeeigenschaften.
  • Stecker und Ladekabel: Die Art und der Zustand des Steckers und des Ladekabels können ebenfalls die Ladegeschwindigkeit beeinflussen.

Jedes Elektroauto läuft mit Gleichstrom (DC), während wir im Stromnetz Wechselstrom (AC) haben – daher haben Elektroautos einen eingebauten Wechselrichter, der Wechselstrom in Gleichstrom umwandelt. Je nach Art des Ladegeräts (AC/DC) können wir die Batterie des Autos direkt laden (im Fall von DC-Ladegeräten mit eingebautem Wechselrichter) oder wir müssen den im Auto eingebauten Wechselrichter verwenden, wenn wir mit AC-Ladegeräten laden.

 

Drei Schlüsselparameter des Autos, die für das Verständnis der Ladegeschwindigkeit relevant sind:

  • Die Leistung des eingebauten Wechselrichters und die Anzahl der unterstützten Phasen, z. B. 1 Phase 16A/32A, 3 Phasen 16A/32A, was sich in die folgende Ausgangsleistung übersetzt
    230V x 16A x 1 Phase = 3680 W
    230V x 32A x 3 Phasen = 22.080 W
  • Maximal unterstützte Ladeleistung der Batterie (z. B. 240 KWH)
  • Kapazität der Batterie (z. B. 60KWH)

Beispiel
Tesla 3, Batteriekapazität (78 KWH), maximale AC-Ladeleistung (11KWH), maximale DC-Ladeleistung (250KWH).
Mit einer 22KWH-Wallbox sind wir immer noch auf eine Ladegeschwindigkeit von 11KWH des Autos beschränkt.
Geschätzte Ladezeiten für eine volle Batterie (von 0%)
Tragbares Ladegerät 3,7 KWH: ~18 km/h; 0-100% in 21 Stunden
Wallbox-Ladegerät 11 KWH: 55 km/h; 0-100% in 7 Stunden
DC 100KWH Schnellladegerät: ca. ~500 km/h, 0-100% in 45 Minuten.

 

Der Ladezustand der Batterie beeinflusst die Ladegeschwindigkeit. Siehe das untenstehende Diagramm, wie das Laden an einem schnellen DC-Ladegerät während des typischen Ladevorgangs langsamer wird.

Quelle: https://insideevs.com/news/519382/tesla-model3-82kwh-charging-analysis/

Ist es möglich, ein Elektroauto zu Hause schneller als mit 22 KWH (ca. 100 km/h) zu laden?

Theoretisch können wir ein kommerzielles DC-Ladegerät mit einem CCS-Stecker kaufen, das beispielsweise 100 KWH unterstützt, jedoch gibt es neben den hohen Kosten für das Gerät selbst (z. B. 100K) zwei Hauptprobleme:

  • Anschlussleistung - ein typisches Einfamilienhaus hat einen Anschluss von 12 KWH. Oft ist es physisch nicht möglich/verfügbar, einen solchen Leistungsanschluss mit Parametern, die den Anforderungen eines DC-Ladegeräts entsprechen, herzustellen. Zusätzlich können die Kosten für die Aufrechterhaltung eines solchen Anschlusses mehrere hundert Euro betragen. Anschlüsse über 50 KWH werden ebenfalls durch gewerbliche Tarife bedient, die für Privatpersonen deutlich weniger kosteneffektiv sind.
  • Eine elektrische Installation über 50KWH erfordert Planungen, Baugenehmigungen, Abnahmen, Genehmigungen vom Amt für Technische Überwachung usw. Der Prozess dauert in der Regel Monate und verdoppelt die Kosten des Ladegeräts selbst.

 

Mit welcher Leistung soll man ein Ladegerät kaufen?

Es hängt alles von Ihrem Fahrprofil ab, am optimalsten ist es, 3 Ladegeräte zu haben:

  • Tragbares Steckdosenladegerät 3,7 KWH
  • Ein Ladegerät mit der Möglichkeit, an die rote Stromsteckdose angeschlossen zu werden (idealerweise mit zusätzlichen Adaptern/Adapter für einen blauen Campingstecker oder kleine Stromsteckdose), z. B. 7-22KWH
  • Wallbox 22KWH

Ein 3,7KWH tragbares Steckdosenladegerät mit Stromstärkenreduzierung hilft uns, unter praktisch allen Bedingungen zu laden. Jedes solche Ladegerät ist einphasig – und die begrenzte Anzahl an Leitungen, da im Kabel keine 2 und 3 Phasen vorhanden sind, macht das Produkt günstig. Dies ist bei weitem die langsamste Lademethode, ermöglicht aber, etwa 37 KWH über Nacht oder ~200 Kilometer ruhig nachzuladen. Standardmäßig haben alle tragbaren Steckdosenladegeräte die gleichen Parameter, das heißt, sie unterstützen 16A (16A * 230 V = 3.680 W -> 3,7KWH). Alles, was wir hier brauchen, ist eine funktionierende Steckdose, die 16A verträgt, und ein ordnungsgemäß funktionierendes elektrisches System. Unsere Erfahrung zeigt, dass bis zu 30 % der Elektroautonutzer Ladegeräte an Steckdosen mit nicht funktionierender Erdung, vertauschter Phase mit Neutralleiter anschließen. Die meisten Ladegeräte von renommierten Herstellern funktionieren ohne Erdung nicht richtig. Jedes Elektro- und Plug-in-Auto unterstützt das Laden von mindestens 3,7 KWH.


Tragbares Ladegerät mit rotem Stecker (CEE) – das sind Ladegeräte, die von 1 bis 3 Phasen, von 16 bis 32A unterstützen, das heißt, in dieser Gruppe finden Sie 7, 11 und 22 KWH Ladegeräte. Sie werden meist mit einem leistungsstarken CEE 5-poligen Stecker (32A) verkauft, aber es gibt auch Ladegeräte auf dem Markt mit kleinerem 5-poligem Stecker (16A) und Campingstecker (CEE 3-polig). Ein Teil solcher Ladegeräte verfügt über Funktionen, die man von Wallboxen kennt, wie mobile Anwendungen, RFID-Kartenunterstützung, Wandhalterungen usw.


Wallbox-Ladegeräte, das sind Ladegeräte, die dauerhaft an der Wand montiert sind. Sie sind in der Funktionalität am umfangreichsten, Beispiele für Ladegerätefunktionen: mobile Anwendung, RFID-Kartenunterstützung, Bluetooth/WIFI, Display, Integration mit PV-Anlage oder DLB (Dynamische Lastverteilung). Wallbox-Ladegeräte sind in verschiedenen Wattzahlen erhältlich, und wir empfehlen, eines mit Leistungsreserve zu kaufen, auch wenn Ihr aktuelles Auto beispielsweise 22 KWH nicht unterstützt. Wallbox-Ladegeräte sind auf Langlebigkeit ausgelegt. Wir empfehlen den Kauf eines 22KWH-Geräts, das zukünftige Autos unterstützen kann. Trotz der höheren Leistung des Ladegeräts können wir ein solches Ladegerät mit einem weniger leistungsstarken Auto verwenden – das Auto nutzt nur den Strom, den es unterstützt. Bitte beachten Sie, dass wenn Sie ein Auto haben, das 1 Phase mit 32 A (7,4KWH) unterstützt, Sie ein 7,4 KWH oder 22 KWH Ladegerät benötigen, um mit voller Geschwindigkeit zu laden.
Außerdem sind solche Ladegeräte aufgrund ihrer größeren Baugröße oft mit einer viel größeren Anzahl von Schutzvorrichtungen ausgestattet, wie z. B. FI Typ B.

Ich habe ein 11 kWh-Ladegerät gekauft und das Auto lädt nur mit 3,5 kWh!!! – Die Falle bei Autos, die nur 1 Phase mit einer maximalen Ladegeschwindigkeit von 7,4 kWh unterstützen.
Das 11 kWh-Ladegerät besteht aus nichts anderem als 3 Phasen mit jeweils 16A. Wenn Ihr Auto nur eine Phase unterstützt, kann es die anderen beiden Phasen nicht nutzen. Das Auto lädt mit der verfügbaren Phase entsprechend seiner und der Begrenzung des Ladegeräts. Die häufigste Situation, mit der wir zu tun haben, ist:
Auto unterstützt 32A und 1 Phase (7,4 kWh) und 3-Phasen-Ladegerät 16A (11 kWh). In diesem Fall verwenden wir nur 1 Phase mit 16A, also 230V x 16A = 3,7 kWh.

 

Ist meine Haus-Elektroinstallation bereit für ein Elektroauto?

Nachfolgend finden Sie einige Überlegungen, die Sie bei der Bewertung Ihrer Elektroinstallation berücksichtigen sollten. Denken Sie daran, dass die Installation von einem qualifizierten Elektriker geplant, ausgeführt und überprüft werden sollte, der zunächst das Datenblatt des von Ihnen gekauften Ladegeräts prüft. Aspekte der Elektroinstallation, die überprüft werden sollten:

  • Anschlussleistung und Anzahl der versorgten Phasen – wir können mit einem Energieversorger einen Vertrag z. B. nur über 7 kWh mit einer Phase haben. Dies verhindert die Nutzung zusätzlicher Phasen bei 3-Phasen-Ladegeräten.
  • einwandfrei funktionierende Erdung – in älteren Installationen (aber nicht nur dort) ist oft keine Erdung vorhanden oder es kann eine fehlerhafte Installation vorliegen, bei der sogenannte Leckströme ins System fließen (z. B. durch eine überflutete Steckdose, beschädigte Isolierung usw.). Die Erdung der Installation ist entscheidend für die sichere Nutzung von Elektroautoladegeräten, und viele Ladegeräte blockieren das Laden ohne ordnungsgemäß funktionierende Erdung. Solche Schutzvorrichtungen können meist auf eigenes Risiko deaktiviert werden, was jedoch nicht empfohlen wird.
  • geeignete Schutzvorrichtungen – unabhängig von den im Ladegerät eingebauten Schutzvorrichtungen empfehlen wir jedem Nutzer, einen zusätzlichen Stromkreis mit Schutzvorrichtungen für das Laden von Elektroautos zu haben: Überstromschutzschalter (Ska/Standard-Sicherung), FI Typ B (zur Erkennung von Gleichstrom-Fehlerströmen) oder FI Typ A mit Gleichstrom-Fehlerstromerkennung, angepasst für EVs.
  • Verkabelung und Steckdosen – die Steckdose, die Sie verwenden möchten – egal ob eine Strom- oder Haushaltssteckdose – sollte an die Parameter des Ladegeräts angepasst sein. Eine Beschreibung des maximal unterstützten Stroms in V und A ist normalerweise auf dem Steckdosengehäuse zu finden. Der Elektriker sollte auch die Länge und den Querschnitt der Leitungen für die maximale Belastung überprüfen. Kabel mit zu kleinem Querschnitt oder falsche Steckdosen können zur Überhitzung beitragen und einen Brand verursachen.
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