EVSE vs. Ladegerät

Auf einer Wallbox stehen vielleicht 11 kW, aber Ihr Auto verbraucht Nacht für Nacht nur etwa 7 kW. Dann fahren Sie an einen 350-kW-Schnelllader, und die Anzeige stimmt immer noch nicht mit der Angabe überein. Meistens stimmt einfach nichts. falschBeim Schnellladen mit Wechselstrom (AC) und Gleichstrom (DC) findet die Energieumwandlung an unterschiedlichen Stellen statt, wodurch sich der Flaschenhals verschiebt.  Was bedeutet „Ladegerät“ hier?Der Begriff „Ladegerät“ kann für die Wallbox, das Ladekabel oder die gesamte Ladestation verwendet werden. Beim Laden mit Wechselstrom (AC) ist die Wallbox üblicherweise eine Ladestation (EVSE), die Wechselstrom sicher liefert und den Ladevorgang steuert. Beim Laden mit Wechselstrom befindet sich der AC/DC-Wandler im Fahrzeug (On-Board-Ladegerät). Beim Schnellladen mit Gleichstrom (DC) wandelt die Ladestation den Wechselstrom in Gleichstrom um und leitet den Gleichstrom an das Fahrzeug weiter.  Die beiden StrompfadeAC-LadestrompfadStromnetz → Ladestation/Wallbox → Fahrzeuganschluss → On-Board-Ladegerät (AC→DC) → Batterie DC-SchnellladepfadNetz → DC-Schnellladegerät (AC→DC) → DC-Stecker/Kabel → Fahrzeugeingang → Batterie (BMS regelt den angeforderten Strom)  Laden zu Hause (Wechselstrom): Was begrenzt Ihre tägliche kW-Leistung?Im Allgemeinen gibt es zwei Faktoren, die das Laden mit Wechselstrom begrenzen: das Auto und der Stromkreis. Fahrzeugseitige Grenze: OBC-BewertungDer Bordcomputer (OBC) hat eine maximale Wechselstrom-Eingangsspannung, die er umwandeln kann. Wenn die Ladeleistung ansteigt und sich dann bei jeder Ladesitzung auf einem konstanten Wert einpendelt, ohne jemals die Nennleistung der Wallbox zu erreichen, liegt dies häufig an der Grenze des Bordcomputers. Die Grenzen im Haus: Stromkreiskapazität und Einstellungen für LadestationenDie Nennleistung einer Wallbox setzt voraus, dass der Stromkreis die entsprechende Leistung erbringen kann und die Ladestation (EVSE) entsprechend konfiguriert ist. Die tatsächliche Leistung der Ladestation hängt jedoch von der Größe des Sicherungsautomaten, der Verkabelung, der Leitungslänge und der Spannung unter Last ab.  Einphasig vs. dreiphasig: Warum dieselbe Wanddose an einem Ort „schneller“ aussehen kann als an einem anderenIn vielen Regionen hängt die Ladeleistung (Wechselstrom) davon ab, ob Fahrzeug und Ladestation einphasigen oder dreiphasigen Wechselstromanschluss unterstützen. Ein Fahrzeug mit dreiphasigem Wechselstromanschluss kann mit dem richtigen Netzteil und der passenden Ladestation oft mit 11 kW oder 22 kW laden, während eine einphasige Ladestation möglicherweise näher an der maximalen Ladeleistung des Fahrzeugs liegt, selbst wenn die Angaben auf der Wallbox ähnlich aussehen. Daher ist es genauso wichtig, sowohl die Angaben zum Wechselstromanschluss des Fahrzeugs als auch die Verkabelung der Ladestation zu überprüfen wie die Nennleistung der Ladestation. DC-Schnellladung: Warum die Zahl hoch beginnt und dann abfälltGleichstrom steigt üblicherweise an, erreicht einen Spitzenwert und sinkt dann wieder ab. Ihr Auto zieht nur dann viel Strom, wenn die Batterie dies sicher aufnehmen kann. Mit steigendem Ladezustand reduzieren die meisten Fahrzeuge die Leistung. Auch die Batterietemperatur spielt eine Rolle; eine kalte oder überhitzte Batterie begrenzt die Leistung oft frühzeitig. Die Ladestation kann die Leistung ebenfalls begrenzen – entweder durch gemeinsame Stromverteilung oder durch Drosselung des Ladegeräts, um Kabel und Geräte innerhalb der zulässigen Temperaturgrenzen zu halten.  Ein einfaches BeispielBeispielhafte Fahrzeugspezifikationen:Klimaanlage (Haushalt): OBC mit einer Nennleistung von 7,4 kWGleichstrom (schnell): bis zu ca. 150 kW bei geeigneten Bedingungen Sie installieren zu Hause eine Wanddose mit einer Leistung von 11 kW. Tatsächlich werden aber nur etwa 7 kW genutzt, da der Bordcomputer die maximale Leistung festlegt. Unterwegs laden Sie an einer 350-kW-Ladestation. Bei niedrigem Ladezustand und optimaler Batterietemperatur kann die Ladeleistung bis an die maximale Ladeleistung des Fahrzeugs (in diesem Beispiel etwa 150 kW) steigen. Mit zunehmender Ladekapazität bzw. Erwärmung der Batterie reduziert das Fahrzeug die Ladeleistung. Beim Laden mit Wechselstrom (AC) ist man üblicherweise durch den Bordcomputer (OBC) oder den Stromkreis begrenzt. Beim Laden mit Gleichstrom (DC) ist man durch die Ladekurve des Fahrzeugs und den Zustand der Batterie begrenzt – selbst wenn die Ladestation eine höhere Leistung hat.  An Bord vs. außerhalb des Bords, Seite an SeiteThemaBordladegerät (OBC)Externes Ladegerät (Gleichstrom-Schnellladegerät)StandortIm AutoIm Inneren des LadestationsschranksWas es tutWandelt Wechselstrom in Gleichstrom für die Batterie umWandelt Netzstrom in Gleichstrom um und leitet diesen an das Auto weiter.Wenn es darauf ankommtNetzladen (zu Hause/am Arbeitsplatz)DC-Schnellladung (öffentliche Ladestationen)Was begrenzt üblicherweise die LeistungOBC-kW-Nennleistung, Wechselstrom-Phasen-/Stromunterstützung, HausstromkreisFahrzeugakzeptanzkurve, Batterietemperatur, Ladezustand (SOC) sowie StandortbeschränkungenWorauf Sie bei den technischen Daten achten solltenMaximale AC-Ladeleistung (OBC kW)Maximale Gleichstrom-Ladeleistung; 10–80 % der Zeit, falls angegeben   Finden Sie Ihre tatsächlichen Grenzen im Datenblatt.FahrzeugseiteOBC-Leistung (kW) oder maximale AC-LadeleistungWechselstromdetails (Einphasen- vs. Dreiphasenstrom, maximaler Wechselstrom)Maximale Gleichstrom-Ladeleistung (kW)In Ihrer Region üblicher Einlasstyp (Kompatibilität, nicht „zusätzliche kW“) HeimseiteNennleistung des Leistungsschalters und Annahmen zur DauerlastEVSE-Stromeinstellung (einige Geräte sind einstellbar)Kabellänge und Installationsqualität (lange Kabelstrecken können die Spannung unter Last verringern) Was tun mit dem, was man findet?Der Bordcomputer ist der limitierende Faktor → eine größere Wallbox beschleunigt das Laden über Netzstrom nicht.Der Stromkreis ist der limitierende Faktor → Arbeiten an Verkabelung/Sicherungsautomat/Verteilerkasten können die Wechselstrom-Ladegeschwindigkeit erhöhenGleichstromaufnahmebedingungen sind der limitierende Faktor → Fokus auf Batterietemperatur, Ladezustandsbereich und Auswahl von Ladestationen, die zur Leistungsfähigkeit Ihres Fahrzeugs passen  Eine kurze Anmerkung zu DC-Griffen und dicken KabelnGleichstrom-Schnellladen erzeugt deutlich höhere Ströme und Wärme als Wechselstrom-Schnellladen. Daher sind die Kabel schwerer und die Anschlüsse benötigen eine zuverlässige Temperaturüberwachung. Bei der Spezifizierung von Gleichstrom-Hardware sollten Sie auf ein stabiles Kontaktdesign, zuverlässige Temperaturmessung und konstante Wärmeleistung achten, da die Wärmeentwicklung bei hohen Strömen den größten Engpass darstellt. Für Teams, die Komponenten beschaffen, bieten sich beispielsweise folgende Optionen an: Workersbee DC-Ladeanschlüssekönnen anhand dieser thermischen und sensorischen Anforderungen bewertet werden.  Häufig gestellte FragenIst die Wallbox das Ladegerät oder befindet sich das Ladegerät im Auto?Beim Laden mit Wechselstrom (AC) ist die Wallbox üblicherweise eine Ladestation (EVSE), die den Wechselstrom liefert und steuert. Das fahrzeuginterne Ladegerät übernimmt in der Regel die Wechselstrom-Gleichstrom-Wandlung für die Batterie. Wird beim DC-Schnellladen das bordeigene Ladegerät verwendet?In den meisten Fällen nein. Beim DC-Schnellladen wird Gleichstrom von der Ladestation zum Fahrzeug geleitet, der Bordcomputer wird dabei weitgehend umgangen. Warum laden zwei Autos an derselben Heimladestation unterschiedlich?Sie können unterschiedliche Bordnetzkapazitäten und unterschiedliche Wechselstrom-Eingangsgrenzen aufweisen. Die Ladestation kann zwar die gleiche Wechselstromleistung liefern, aber jedes Fahrzeug wandelt diese unterschiedlich um und verarbeitet sie anders. Spitzenleistung (kW) vs. 10–80%-Zeit: Was sollte ich vergleichen?Die maximale Leistungsaufnahme (kW) ist nur ein kurzer Moment unter idealen Bedingungen. Die Zeitspanne zwischen 10 % und 80 % Auslastung ist in der Regel ein besserer Planungswert, da sie den Leistungsabfall im realen Ladeverhalten widerspiegelt. Können Adapter die Ladegeschwindigkeit erhöhen?Adapter können die physikalische Kompatibilität verändern. Sie erhöhen weder die Bordnetzleistung des Fahrzeugs noch dessen Gleichstromaufnahmegrenzen. Kann man ein Bordladegerät aufrüsten?Bei den meisten Fahrzeugen ist dies keine praktikable Aufrüstung, da sie in die Leistungselektronik und das Wärmemanagement des Fahrzeugs integriert ist. Was bedeutet bidirektionales Laden an Bord in der Praxis?Das bedeutet, dass das Auto nicht nur laden, sondern auch Energie zurücksenden kann. Ob das funktioniert, hängt von Ihrem Modell und der angeschlossenen Ausrüstung ab.