Hier gibt es einen Überblick über die wichtigsten Aspekte rund um Batterie, Lademöglichkeiten, Ladedauer, Steckertypen usw. Diese Seite ist noch im Aufbau… stay tuned…

Eine allgemeine Anmerkung zu Beginn: Im Zusammenhang mit E-Autos hat es sich eingebürgert, die eingebauten Akkus als Batterien bzw. Antriebsbatterien zu bezeichnen. Dies wird auf dieser Website so beibehalten. Genau genommen hat jedes Elektro-Auto einen eingebauten Akku als Energiespeicher für den Antrieb und eine Batterie (meist 12-Volt) für Starten, Zentralverrieglung, Fensterheber, Lüftung, usw.

Die Batterie

Das Herzstück eines Elektro-Autos ist die eingebaute Antriebsbatterie. Die Hersteller arbeiten permanent an deren Weiterentwicklung und Optimierung, da dies auch ein wesentlicher Faktor für die Zukunft der Elektro-Mobilität ist. Die Batterie ist die teuerste Komponente des Autos, und entscheidend u.a. für Reichweite, Ladezeit, Auto-Lebensdauer, und schließlich auch die Umwelt-Bilanz des jeweiligen Modells.  

Zur Zeit werden hauptsächlich Lithium-Ionen-Akkus in E-Autos verbaut. Die dafür verwendeten Rohstoffe sind jedoch u.a. aufgrund entstehender Umweltschäden und kritischer Arbeitsbedingungen problematisch. Daher gibt es zahlreiche Forschungen und Planungen hinsichtlich anderer Herstellungsverfahren bzw. alternativer Rohstoffe für die Batterieerzeugung.

E-Auto-Batterien wiegen zwischen 200 und 700 kg und haben aktuell eine Lebensdauer von 8 bis 10 Jahren, dies entspricht rund 1.000 bis 1.200 Ladezyklen. Nach rund fünf Jahren muss man mit deutlichen Verlusten hinsichtlich der Kapazität rechnen (auf 70 bis 80 %), Lebensdauer und Ladeleistung können aber durch entsprechende Handhabe (z. B. langsames Laden statt häufigem Schnellladen, Standortwahl, Fahrweise, usw.) verlängert werden. Wie von den meisten Akkus schon bekannt sollten auch E-Auto-Batterien nicht voll entladen bzw. aufgeladen werden, optimal ist ein Ladestand zwischen 20 und 80 %.

Das Batterie-Management-System (BMS) könnte man als Gehirn des E-Autos bezeichnen, das den Zustand der Batterie misst, Ladevorgänge überwacht und Leistungen während des Betriebes regelt. Die Qualität des eingebauten BMS ist entscheidend für die optimale Ladung und Nutzung der Batterie sowie eine möglichst lange Batterie-Lebensdauer.

Welche Lademöglichkeiten gibt es?


Zu Hause laden

Haushalts-Steckdose (1-phasiges AC-Laden)

Das Laden der Antriebsbatterie ist zwar theoretisch möglich – in der Regel braucht man dafür nur ein spezielles Kabel mit einer Steuer- und Schutzeinrichtung (das bei den meisten E-Autos zum Lieferumfang gehört) – praktisch ist es jedoch weniger empfehlenswert. Denn eine normale Haushaltssteckdose ist grundsätzlich nicht dafür gebaut, dass sie stundenlang unter voller Belastung läuft. Es sollten (sicherheits-)technische und rechtliche Fragen (Wie ist das bei gemieteten Garagen, Wohneinheiten, usw.?) geklärt werden.
Die Ladeleistung des Haushaltsnetzes ist natürlich auch nicht besonders hoch, die meisten E-Autos laden mit 2,3 kW Wechselstrom (AC). Das bedeutet, dass man sehr viel Zeit zum Laden einplanen sollte. Außerdem sind bei diesem gewählten Lademodus (außer bei E-Autos mit sehr kleiner Batterie) die Ladeverluste am höchsten.

Kosten: im Durchschnitt 20 Cent/kWh


Wallbox (Wandladestation)

Die Ladeleistung beträgt zwischen 3,6 und 22 kW, je nachdem, ob man einen Drehstromanschluss (3-phasig) verwendet oder nicht. Bei letzterem können E-Autos in rund zwei bis sechs Stunden geladen werden. Allen Wallboxen gemeinsam ist, dass sie einen festen Anschluss an die Hausinstallation benötigen und meist einen Typ2-Stecker haben. Für ältere E-Autos mit einem Typ1-Stecker gibt es passende Anschlusskabel.

Neben der schnelleren Ladezeit ist eine Wallbox gegenüber dem Laden am Hausnetz auch sicherer, da sie über einen besonderen FI-Schutzschalter verfügt. Mittlerweile gibt es für viele E-Auto-Modelle passende Wallboxen, doch auch viele unabhängige Hersteller bieten Wandladestationen an.

Kosten: zusätzlich zu den Stromkosten/kWh kommen die Kosten für die Wallbox und die Installation,  je nach Modell ab etwa 600,- EUR.

Aufladen unterwegs (öffentliche Ladestationen)

Will man an öffentlichen Ladestationen laden, hat man die Wahl zwischen AC-Ladesäulen, die zwischen 11 und 22 kW leisten, und DC-Ladesäulen (Schnellladestationen). Hier kann man sein Auto mit einer Ladeleistung von meist 50 bis 100 kW laden. Eine Ausnahme bilden Teslas Supercharger, die auf 150 kW Leistung kommen. Allerdings sind sie nur mit Tesla-Modellen kompatibel.

In Zukunft sind Ladestationen mit einer Leistung von bis zu 350 kW vorgesehen, damit wäre das Auto in nur wenigen Minuten aufgeladen.

Die meisten Anbieter verrechnen zeitbasierte Ladetarifen, d.h. es wird pro Minute abgerechnet, die das Auto an der Ladestation hängt. Die Kosten variieren hier stark und der Kunde muss hier genau rechnen und mit einbeziehen, wieviel Ladeleistung sein E-Auto hat. Wird beispielsweise ein E-Auto mit einer  Ladeleistung von 7,4 kW an einer 22 kW-Station geladen, dann bezahlt man für 22 kW, bekommt aber nur 7,4 kW und das Laden dauert aufgrund der geringeren Ladeleistung dementsprechend länger. Das kann sehr teuer werden.

Da die meisten Batterien ab einem Ladestand von rund 80 % ihre Ladeleistung stark verringern, ist es aus Kostengründen außerdem ratsam, das Aufladen dann zu beenden. Beachten sollte man auch, dass man an manchen Ladestationen weiter zahlt, wenn das vollgeladene Auto angesteckt bleibt.

Kosten (Ö bezogen auf 11 bzw. 22 kW AC-Ladung): zwischen 0,22 – 0,60 EUR/kWh

Zusammenfassung der Lademöglichkeiten:

VorteileNachteile
Haushalts-Steckdose bis max. 2,3 kW AC
+ Laden zu Hause („über Nacht“) – sehr lange Ladezeiten (8-14 h)
+ für jedes E-Auto möglich– nicht langstreckentauglich
+ schont Akku– sicherheitstechnisch bzw. rechtlich ev. problematisch
+ eigener Stromtarif (Kosten gut abschätzbar)
Wallbox 3,6 bis 22 kW AC
+ komfortables Laden zu eigenem Stromtarif– zusätzliche Kosten für Wallbox und Installation
+ viel kürzere Ladezeiten (2-6 h)– nicht langstreckentauglich
AC-Ladestationen bis 22 kW
+ gut ausgebautes Ladenetz– bedingt langstreckentauglich (lange Pausen)
+ kurze Ladezeiten– 11 bzw. 22 kW nicht bei jedem Auto möglich
DC-Ladestationen 50 bis 150 kW
+ sehr kurze Ladezeiten– Ladetarife sind oft teuer
+ langstreckentauglich– nicht bei jedem E-Auto möglich
+ an vielen Autobahnstationen möglich– häufiges Schnellladen schädigt die Batterie
Tesla Supercharger bis 150 kW
+ sehr kurze Ladezeiten möglich– nur für Tesla-Kunden
+ langstreckentauglich– häufiges Schnellladen schädigt die Batterie
+ gut ausgebautes Ladenetz

Wie lange dauert das Laden eines E-Autos?

Das lässt sich pauschal nicht so einfach beantworten, da die Ladezeit u.a. von folgenden Faktoren abhängt:

  • Batteriekapazität (wieviel Energie geladen werden kann)
  • Ladeleistung (fahrzeugseitig und ladestationsseitig)
  • Ladezustand der Batterie (State Of Charge=SOC)
  • Temperatur der Batterie bzw. Außentemperatur

Darüber hinaus bestimmt natürlich auch das eingebaute Ladegerät des E-Autos (On-Board-Charger) darüber, wie schnell das E-Auto geladen wird, und ob die ladestationsseitige Ladeleistung vollständig aufgenommen werden kann bzw. das mögliche Lademaximum über den gesamten Ladevorgang ausgeschöpft wird.

Die verwendeten Lithium-Ionen-Akkus können meist nicht über den gesamten Ladevorgang hindurch mit ihrer maximalen Leistung geladen werden. Der Ladestrom wird bei zunehmendem Ladestand immer weiter reduziert. Dieser Effekt kann beim langsamen (normalen) Laden (Faustregel: die Ladeleistung übersteigt nicht die Hälfte der Batteriekapazität) vernachlässigt werden, da der Ladestrom von Anfang an gering ist.

Beim Schnellladen muss dies jedoch berücksichtigt werden. Meist kommt es dabei ab einem Ladezustand von ca. 80 % zu einer Verminderung der Ladeleistung. Dies auch deshalb, weil viele Hersteller eine Drosselung der Ladeleistung ab einem bestimmten SOC eingestellt haben, um die Batterie nicht zu überlasten. Bei zeitbasierten Ladetarifen ist es aus Kostengründen daher ratsam, das Aufladen dann zu beenden, da die restlichen Prozent unverhältnismäßig lange dauern. Häufiges Schnellladen senkt darüber hinaus die Lebensdauer des Akkus.

Die Daumen-mal-Pi-Formel fürs Laden, die auf dieser Website (neben Herstellerangaben) verwendet wurden:
normales Laden: Batteriekapazität [kWh] *0,8 / max. Ladeleistung [kW] = Ladedauer [h]
Schnellladen: Batteriekapazität [kWh] / max. Ladeleistung [kW] *0,9 = Ladedauer [h]

Ladekurven

Die fahrzeugseitige Ladeleistung kann durch Ladekurven abgebildet werden, so lassen sich auch besser Vergleiche zwischen einzelnen Modellen durchführen. Jedes E-Auto hat eine spezifische Ladekurve, sie wiederspiegelt das Ladeverhalten des Auto unter bestimmten Bedingungen. Die Ladekurve des E-Autos kann in der Realität von dargestellten Kurven abweichen, da u.a. obige Faktoren einen starken Einfluss haben.

Ladeverluste

Tests haben gezeigt, dass gerade beim Laden der Batterie zum Teil sehr hohe Ladeverluste entstehen, an der Ladesäule also der Verbrauch wesentlich höher angezeigt wird als vom Bordcomputer des E-Autos. Wo genau diese Ladeverluste entstehen (Ladesäule, Bordladegerät, Batterie) ist nicht wirklich messbar. Außerdem spielen auch hier einige Faktoren mit: langsames oder schnelles Laden (höhere Verluste), Temperatur, Ladeleistung der Batterie und ladestationsseitige Ladeleistung, Kabeldurchmesser, usw.
Zwischen 10 und 25 % können dabei die Abweichungen betragen, das wirkt sich empfindlich auf die Verbrauchsbilanz und natürlich die Geldbörse aus.

Die Verbrauchswerte nach WLTP (in kWh/100 km angegeben) beziehen Ladeverluste (AC-Laden) bereits mit ein.

Welche Steckertypen sind in Europa gebräuchlich?

Typ 1-Stecker: 1-phasiger Stecker mit Ladeleistung von bis zu 7,4 kW für Wechselstrom  von 6 bis 32A ausgelegt). Vor allem Automodelle aus dem asiatischen Raum verwenden diesen Steckertyp.

Typ 2-Stecker: 1- bis 3-phasiger Stecker mit Ladeleistung von bis zu 43 kW (für Wechselstrom bis 63A). Dieser gängige Steckertyp ist an fast allen Ladesäulen fest verbaut zu finden und liefert meist 11 oder 22 kW AC.

Combo-Stecker (CCS): Ergänzung zum Typ 2-Stecker mit zwei zusätzlichen Leistungskontakten für die Unterstützung von Schnellladefunktionen des AC- und DC-Ladens bis zu 170 kW.

CHAdeMO-Stecker: ein Japanisches Schnellladesystem mit bis zu 150 kW

Tesla Supercharger: ist eine modifizierte Version des Typ 2-Steckers für Ladeleistung von bis zu 150 kW. Nur für Tesla-Kunden nutzbar

Alle heute erhältlichen E-Autos sind wechselstromladefähig und haben ein entsprechendes Ladegerät integriert, die Fahrzeuge besitzen dafür einen Typ1- oder eine Typ2-Anschluss (mittlerweile die meisten E-Autos). Die maximal mögliche Ladeleistung des Ladegeräts variiert von Modell zu Modell allerdings stark. Dies wirkt sich auf die Ladezeit und meist auch empfindlich auf die Ladekosten aus.