AC-Laden

AC-Laden: Elektrofahrzeuge mit Wechselstrom an Ladestationen und Wallboxen aufladen

Inhalt des Wiki-Artikel

• AC-Laden – Wechselstrom für Elektroautos
• Ist AC- oder DC-Laden besser?
• AC-Laden über eine Wallbox zu Hause
• Kosten für DC- und AC-Laden

AC-Laden – Wechselstrom für Elektroautos

Zum Laden von Elektroautos stehen verschiedene Systeme zur Verfügung. Betrieben wird der Akku von E-Fahrzeugen mit Gleichstrom (DC), es gibt aber sowohl DC-Ladestationen als auch Ladepunkte mit Wechselstrom (AC). Beim AC-Laden wird der Gleichstrom von einem On-Board-Ladegerät im Auto in Gleichstrom umgewandelt. Die Energieübertragung erfolgt in der Regel über ein Ladekabel, das kabellose induktive Laden befindet sich noch in der Erprobungsphase. AC-Laden ist nicht nur an öffentlichen Ladepunkten, sondern auch zu Hause über eine Steckdose oder eine Wallbox möglich.¹

Ist AC- oder DC-Laden besser?

Welche Ladestation genutzt werden kann, ist von der Ausstattung des E-Autos abhängig. AC-Laden ist in der Regel bei allen Elektrofahrzeugen möglich. Als Standard hat sich in Europa der sogenannte Typ-2-Stecker etabliert, mit dem öffentliche Ladestationen genutzt werden können. Umgangssprachlich wird er auch Mennekes-Stecker genannt, nach dem Unternehmen, das ihn gemeinsam mit RWE und Daimler entwickelt hat. Die maximale Ladeleistung ist von dem im Elektroauto verbauten On-Board-Ladegerät abhängig. Grundsätzlich ist mit Wechselstrom eine Ladeleistung von bis zu 44 Kilowatt möglich, ist der Charger im Auto aber nur auf 11 Kilowatt oder 22 Kilowatt ausgelegt, kann auch nur Strom mit ebendieser Leistung übertragen werden. Ladestationen, die Energie mit einer Ladeleistung von bis zu 22 Kilowatt übertragen, sind als Normalladepunkte definiert, während solche, die eine höhere Ladeleistung ermöglichen, Schnellladepunkte genannt werden.

Beim DC-Laden ist die Stromübertragung mit einer höheren Ladeleistung möglich, dazu muss das EFahrzeug aber mit einem auf Gleichstromladen ausgelegten Stecker ausgerüstet sein. Im europäischen Raum ist der CCS-Stecker Combo Typ 2 gängig, der sowohl an eine AC- als auch an eine DC-Ladestation angeschlossen werden kann. Beim Schnellladen mit Gleichstrom wird die Energie mit einer Ladeleistung von 50 Kilowatt vom Ladepunkt an das Elektroauto übertragen. Darüber hinaus ist Hochleistungsladen möglich, bei dem theoretisch Strom mit einer Leistung von bis zu 400 Kilowatt übertragen werden kann, jedoch ist bisher kein Elektrofahrzeug darauf ausgelegt. Führend ist bislang Tesla mit einer Ladeleistung von 250 Kilowatt. Mit Gleichstrom ist also schnelleres Laden möglich, aber auch AC-Laden hat Vorteile.²

Welche Art des Ladens besser ist, hängt von den individuellen Bedürfnissen des Autofahrers ab. Wer sein E-Auto vorwiegend zu Hause an der Steckdose auflädt oder hauptsächlich im Stadtverkehr unterwegs ist, ist mit dem AC-Laden gut bedient. Akkus von Elektrofahrzeugen gewinnen nämlich mittels Rekuperation Energie zurück, das bedeutet, die Batterie lädt sich bei Bremsvorgängen wieder auf. Da in der Stadt gewöhnlich häufig gebremst werden muss, entleert sich der Akku nicht so schnell. Wer hauptsächlich öffentliche Ladestationen nutzt und lange Strecken auf der Autobahn zurücklegen muss, wird DC-Laden zu schätzen wissen. An Hauptverkehrsadern gibt es bereits große Ladeparks, die mit Ladepunkten zum Schnelladen und Hochleistungsladen ausgestattet sind, weitere sind in Planung. Zum Aufladen von E-Fahrzeugen stehen beispielsweise der Ladepark Kreuz Hilden an der A 3, der Schnellladepark Autohof Lutterberg an der A 7 und der Ladepark auf der Raststätte Altenburger Land Nord an der A 4 zur Verfügung.³

AC-Laden über eine Wallbox zu Hause

Während die Energieübertragung von einer Schukosteckdose oder einer CEE-Steckdose mit einer Ladeleistung von 3,7 Kilowatt erfolgt, ermöglichen Wallboxen eine höhere Ladeleistung. Zweirädrige Elektrofahrzeuge können ohne Kommunikation zwischen Fahrzeug und Infrastruktur geladen werden, dagegen ist für E-Autos beim AC-Laden zu Hause an der Steckdose eine Steuer- und Schutzeinrichtung erforderlich. Diese befindet sich im Ladekabel des Autos und wird als IC-CPD (In Cable Control and Protection Device) bezeichnet. Sie schützt vor einem elektrischen Schlag, falls der Fahrer sein Elektroauto an eine Steckdose anschließt, die bei der Installation nicht für das Laden von E-Fahrzeugen vorgesehen war. Der Informationsaustausch und die Überwachung der Schutzleiterverbindung zwischen der IC-CPD und dem Auto erfolgt über ein Pilotsignal. Wird eine Steckdose neu installiert, sollte darauf geachtet werden, eine Fehlerstrom-Schutzeinrichtung zu integrieren.⁴

Eine Wallbox, auch Wandladestation genannt, muss immer mit Schutzeinrichtungen gegen Gleich- und Wechselstromfehler ausgestattet sein und bietet deshalb größere Sicherheit. Weitere Vorteile sind, dass Wallboxen über ein fest installiertes Ladekabel verfügen, was das Aufladen komfortabel macht, und höhere Ladeleistungen ermöglichen. Wandladestationen können Strom mit einer Ladeleistung von bis zu 22 Kilowatt an ein Fahrzeug übertragen. Jede Ladeeinrichtung muss beim Netzbetreiber angemeldet werden. Zu beachten ist, dass eine Wallbox mit einer höheren Ladeleistung als 11 Kilowatt genehmigungspflichtig ist. Die Wandladestation muss an einer separat abgesicherten Zuleitung der Hausinstallation angeschlossen werden. Wie lange das AC-Laden zu Hause dauert, ist leistungsabhängig. Anhand von Eckwerten können die verschiedenen Lademöglichkeiten verglichen werden. So dauert das Laden eines leeren Akkus mit 40 Kilowattstunden über eine Schukosteckdose ungefähr 17 Stunden, über eine Wallbox mit 11 Kilowatt rund 3,5 Stunden und über eine Wandladestation mit 22 Kilowatt etwa 2 Stunden.⁵

Kosten für DC- und AC-Laden

Beim DC-Laden muss der Ladepunkt Wechselstrom in Gleichstrom umwandeln, so dass im Vergleich zum AC-Laden eine Kostenverschiebung von der Fahrzeugseite hin zur Ladeeinheit erfolgt. Außerdem können Zusatzkosten beim Gleichstromladen anfallen, weil eine Kommunikation zwischen Elektroauto und Ladestation notwendig ist. In E-Fahrzeugen ist allerdings aus Kompatibilitätsgründen immer auch ein Wechselrichter verbaut, der einphasiges AC-Laden ermöglicht.⁶