Ladetechniken für jeden Einsatzbereich

Soll das E-Mobil daheim über Nacht aufgeladen werden? Oder während einer ausgedehnten Shoppingtour? Oder ist unterwegs ein Aufladen nötig und langes Warten daher unerwünscht? Um alle Bedürfnisse abzudecken, braucht es unterschiedliche Ladetechniken.

Das Laden an sich ist ein einfacher elektrotechnischer Vorgang. Die Komplexität ergibt sich aus den unterschiedlichen Anforderungen, die durch den Standort und den Bedarf der E-Mobil-Fahrer definiert werden. Im Normalfall erfolgt die Ladung eines E-Mobils an einer AC-Station (Wechselstromlader) mit einem Stecker «Typ 2» (siehe Kapitel «Ladestecker» weiter unten) und dem «Mode 3» (siehe Kapitel «Lademodus» weiter unten). Die Leistung liegt üblicherweise zwischen 3,7 kW und 22 kW.

Stromarten (AC/DC)

Es wird unterschieden zwischen Ladestationen, die Wechselstrom liefern (AC), und solchen, die Gleichstrom (DC) an das Fahrzeug abgeben.

DC-Stationen können aus technischen Gründen mit deutlich höheren Leistungen betrieben werden. Gleichstrom- oder sogenannte Schnelllader sind deshalb immer DC-Stationen. AC-Ladestationen sind einfacher in der Installation und im technischen Aufbau, was sie auch günstiger in der Anschaffung macht. Wird zu Hause an der Steckdose geladen, handelt es sich in der Regel um eine AC-Ladung. Die Batterien von E-Mobilen speichern den Strom allerdings immer als Gleichstrom (DC).

Ladeleistung

Ein entscheidendes Merkmal für die Unterscheidung der Ladeinfrastruktur ist die Ladeleistung. An DC-Schnellladestationen an hochfrequentierten Orten wie Autobahnraststätten oder wichtigen Verkehrsknotenpunkten kann innerhalb kurzer Zeit viel Energie in das Fahrzeug geladen werden – ähnlich wie Benzin oder Diesel bei den heutigen fossil angetriebenen Fahrzeugen. Ist die Verweildauer hingegen nicht vom Laden abhängig, sondern davon, wie lange man shoppen oder schwimmen geht oder am Arbeiten ist, reichen deutlich tiefere Leistungen, die sich auch kostengünstiger installieren lassen.

KategorieSpannungTypTypische Leistungen Typische Standorte
Sleep&ChargeAC 230 V / 16 AAC3.7 kWZu Hause
Work&ChargeAC 400 V / 16 AAC11 kWArbeitsplatz, Sportplatz, Hotel
Shop&ChargeAC 400 V / 32 AAC22 kWEinkaufszentrum, Dorfplatz, Restaurant
Coffee&ChargeStandortabhängigDC100 kWTankstellen, Raststätte

Betreiber von Ladestationen

Die Ladestation zu Hause muss vor allem gut zugänglich und einfach in der Anwendung sein. Falls eine Zutrittskontrolle notwendig ist, ist es praktisch, wenn der Zugang mit dem eigenen Hausschlüssel erfolgt. Das lokale EVU legt fest, ob die Ladestation – ähnlich wie zum Beispiel der Elektroboiler – in die Rundsteuerung integriert wird.

Arbeitgeber und Ladenbesitzer sehen in einer Ladestation einen Mehrwert für Mitarbeitende und Kunden. Auf eine Abrechnung wird dabei oft verzichtet, während der Zutritt klar geregelt sein soll. Dazu eignen sich sogenannte RFID-Systeme oder intern bereits verwendete Badgesysteme hervorragend. Falls abgerechnet werden soll, ist es ratsam, einen Pauschalbetrag pro Nutzung oder pro Monat festzulegen. Es kann zudem sinnvoll sein, die Ladestation in das Gebäudeleitsystem zu integrieren, um Lastspitzen zu vermeiden. Mehr Informationen unter [Wallb-e]

Werden Ladestationen im öffentlichen Raum durch Gemeinden oder Energieversorger installiert, ist ein umfassendes System mit Fernüberwachung und Abrechnungssystemen unabdingbar. Diese Installationen werden eng auf den Standort abgestimmt und in Navigations-Apps angezeigt, damit sie von Durchreisenden gefunden werden. Solche Stationen sind vor allem für Orte mit Tourismus und Attraktionen ideal. Mehr Informationen unter [Palina]

Ladestecker

Über lange Zeit war unklar, welcher Typ Ladestecker sich durchsetzen würde. Für viele war diese Unsicherheit auch eines der Hauptargumente, das gegen ein E-Mobil spricht.

Mittlerweile hat sich in Europa aber der Stecker Typ 2 durchgesetzt. Alle in Europa erhältlichen E-Mobile unterstützen diesen Standard. Einige Fahrzeuge werden mit dem Typ 1 ausgerüstet, doch es gibt heute Adapter, um auch diese Fahrzeuge an Dosen des Typs 2 aufladen zu können.

Bei den DC-Stationen (Gleichstromlader) haben sich zwei Standards etabliert: zum einen der CCS-Stecker, der einem Typ 2 entspricht und zwei zusätzliche Pole für die DC-Ladung hat; zum andern der CHAdeMO-Stecker, der ebenfalls speziell auf das Gleichstromladen ausgerichtet ist.

Tesla bietet an seinen Superchargern einen Stecker an, der optisch dem Typ 2 entspricht, aber so modifiziert ist, dass er nicht von anderen Marken genutzt werden kann. Ein Tesla-Mobil kann jedoch ohne Weiteres auch an einem Standardtyp 2 geladen werden.

Lademodus

Neben der Form («Typ») des Steckers werden auch vier unterschiedlichen Lademodi oder Ladebetriebsarten unterschieden.

Unter «Mode 1» versteht man eine normale Kabelverbindung zwischen einer Steckdose und dem Fahrzeug. Beim «Mode 2» besitzt dieses Kabel eine Box (In-Cable-Control-Box), die eine Kommunikation zum Fahrzeug aufbaut. Der «Mode 3» ist in Kombination mit dem Stecker Typ 2 heute Standard und stellt an AC-Ladestationen die Kommunikation zwischen Ladepunkt und Fahrzeug sicher. Der «Mode 4» schliesslich ist vergleichbar mit dem «Mode 3», wird aber ausschliesslich bei DC-Ladestationen verwendet.

Laden im Ausland

Für E-Mobil-Fahrer war es jahrelang Ehrensache, dass die eigene Ladestation auch anderen Fahrern gratis zur Verfügung steht. Mit den geringen Fahrstrecken und den eher speziellen Fahrzeugen fand die E-Mobilität denn auch in einem eher engen geografischen Rahmen statt. Viele regionale oder lokale Initiativen haben in den letzten Jahren Systeme geschaffen, die es ihren Mitgliedern ermöglicht, an einer grösseren Anzahl Stationen zu laden. Üblicherweise ist dazu eine Jahresgebühr fällig, die einige wenige Franken kostet.

Heute, da Distanzen bis 400 km möglich sind und es sich bei den E-Mobilen zum Teil um Luxusfahrzeuge handelt, wandelt sich das erneut. Ladestationen werden in teilweise europaweiten Verbünden betrieben, und Abrechnungssysteme machen es möglich, in sogenannten Roaming-Systemen mit einem E-Mobil vom Norddeutschland nach Süditalien zu fahren. Bezahlt wird immer mit der gleichen App oder der gleichen Karte.

Kosten einer Ladung

Wie beim Benzin oder Diesel sind die Kosten pro Stromladung abhängig vom Anbieter der Ladestation. Je nach Standort wird nicht nur die Energie abgerechnet – vielmehr zeichnet es sich ab, dass die Kosten pro Ladung aus einem Mix von Energie- und Leistungskosten bestehen sowie abhängig von der Zeit, während der ein Ladeplatz belegt ist, berechnet werden. 

Ladezeit

Die Zeit, ein E-Mobil zu laden, ist abhängig von der Anzahl Kilowattstunden, die Platz in der Batterie finden, und von der Leistung, welche die Ladestation bietet. Nach einer Fahrt von 25 km müssen etwa 4 kWh nachgeladen werden. Die 4 kWh dividiert durch die Leistung der Station ergibt die Ladedauer in Stunden:

LeistungDauer in StundenDauer in Minuten
2 kW4/2 = 2 Stunden120 Minuten
11 kW4/11 - 0,36 Stunden22 Minuten
22 kW4/22 = 0,18 Stunden11 Minuten
120 kW4/120 = 0,03 Stunden2 Minuten

Allerdings regelt die Ladeelektronik des Autos die tatsächlich genutzte Leistung, dies vor allem im Bereich über 80% Ladestand. Dann kann es auch einmal einige Minuten länger dauern.