Wie funktioniert das Laden von Elektroautos?

Verstehen Wie funktioniert das Laden von Elektroautos? beinhaltet eine wichtige Energieumwandlung. Das Stromnetz liefert Wechselstrom (AC), die Batterie eines Elektroautos speichert jedoch Gleichstrom (DC). Diese Umwandlung findet im Auto statt, um den täglichen E-Ladung oder bei einem leistungsstarken externen EV-Ladegerät für schnelles Aufladen.

Eine Umfrage des Verkehrsministeriums aus dem Jahr 2022 ergab, dass über 90% der Fahrer laden zu Hause auf, machen Heimeinheiten und tragbare ev-ladegeräte wesentlich.

Diese Vorliebe prägt den Markt, der rasch expandiert.

Technologisch fortschrittlich Hersteller von EV-Ladegeräten wie TPSON sind von zentraler Bedeutung für die Bereitstellung zuverlässiger EV-Ladelösungen für diesen wachsenden Nutzerkreis.

Der Kernprozess: AC- vs. DC-Laden von Elektrofahrzeugen

Beim Laden von Elektrofahrzeugen geht es im Wesentlichen darum, den Strom aus dem Netz in eine Form umzuwandeln, die die Autobatterie nutzen kann. Das Netz liefert Wechselstrom (AC), während die Batterien Gleichstrom (DC) speichern. Der Ort dieses Umwandlungsprozesses bestimmt die beiden primären Lademethoden: AC und DC.

AC-Laden: Die alltägliche Methode

Das Laden mit Wechselstrom ist die gängigste und bequemste Methode für den täglichen Gebrauch. Sie beruht auf einem Bauteil im Fahrzeug, das die notwendige Stromumwandlung vornimmt.

Die Funktionsweise des Onboard-Ladegeräts

Jedes Elektrofahrzeug ist mit einem Onboard-Ladegerät (OBC) ausgestattet. Dieses Gerät nimmt den Wechselstrom aus einer Steckdose oder Ladestation auf und wandelt ihn in Gleichstrom um, um die Batterie zu füllen. Dieser Umwandlungsprozess ist nicht perfekt effizient. Die wichtigsten Energieverluste beim Laden von Elektroautos treten hier auf, da die Ladegeräte an Bord in der Regel mit Wirkungsgrad 75% bis 95%. Die verbleibende Energie wird als Wärme abgeführt.

Häufige Verwendungszwecke: Zuhause und am Arbeitsplatz

Autofahrer nutzen das AC-Laden am häufigsten zu Hause und am Arbeitsplatz. Die Leistungsstufen eignen sich zum Aufladen über Nacht oder zum Nachladen während des Arbeitstages. Die Ausgangsleistung hängt vom Typ des Ladegeräts und der Stromversorgung ab.

DC-Laden: Die schnelle Methode

Das Gleichstromladen, oft als “Schnellladen” bezeichnet, liefert den Strom viel schneller. Diese Geschwindigkeit wird durch ein anderes Verfahren erreicht, bei dem die interne Hardware des Fahrzeugs umgangen wird.

Umgehung des eingebauten Ladegeräts

A DC-Schnellladegerät enthält einen großen, leistungsstarken Wechselstrom-Gleichstrom-Wandler in der Station selbst. Die Station liefert Gleichstrom direkt an die Fahrzeugbatterie und umgeht so das langsamere Ladegerät des Fahrzeugs. Diese direkte Verbindung ermöglicht eine viel höhere Leistung, wobei einige ultraschnelle Ladegeräte Folgendes bieten bis zu 350 kW.

Wie es funktioniert: Das Gleichstromladegerät kommuniziert direkt mit dem Batteriemanagementsystem (BMS) des Fahrzeugs. Die BMS errechnet sichere Stromgrenzen und sendet diese Daten an das Ladegerät, um eine optimale Geschwindigkeit zu gewährleisten, ohne die Batterie zu beschädigen. Diese Kommunikation folgt etablierten Protokollen wie DIN 70121.

Häufige Verwendungszwecke: Ausflüge und schnelles Nachfüllen

Die hohe Geschwindigkeit des Gleichstromladens macht es ideal für Langstreckenfahrten und Situationen, in denen die Batterie schnell aufgeladen werden muss. Der Fahrer kann in weniger als 30 Minuten eine beträchtliche Reichweite erzielen, was Fahrten auf der Straße praktisch macht.

Die Schlüsselrolle des Konverters

Der Standort des AC/DC-Wandlers ist der wesentliche Unterschied zwischen den beiden Ladeverfahren.

Fahrzeuginterne Umformer (AC)

Bei allen Wechselstrom-Ladevorgängen ist das fahrzeugeigene Ladegerät der Konverter. Seine Größe und Nennleistung begrenzen die Gesamtladegeschwindigkeit.

Externe Umrichter (DC)

Bei allen Gleichstrom-Schnellladungen übernimmt ein massiver Konverter außerhalb des Fahrzeugs die Arbeit. Dies ermöglicht die für das Schnellladen erforderliche hohe Leistung. Technologisch fortschrittliche Anbieter von Ladelösungen für Elektrofahrzeuge wie TPSON sind der Schlüssel zur Entwicklung der robusten externen Konverter, die für eine zuverlässige öffentliche Infrastruktur erforderlich sind.

Die drei Stufen des EV-Ladens erklärt

Die Geschwindigkeit und der Ort des Aufladens von Elektrofahrzeugen werden in drei verschiedene Stufen eingeteilt. Jede Stufe dient einem anderen Zweck, vom langsamen Aufladen über Nacht bis zur schnellen Überlandfahrt. Das Verständnis dieser Stufen hilft den Fahrern, die richtige Option für ihre Bedürfnisse zu wählen.

Level 1 Aufladen: Die 120-V-Standardsteckdose

Stufe 1 ist die einfachste und zugänglichste Methode zum Aufladen eines Elektroautos. Sie verwendet eine normale Haushaltssteckdose und erfordert keine besondere Installation.

Was es ist und wie man es benutzt

Beim Laden der Stufe 1 wird das mobile Ladekabel verwendet, das normalerweise beim Kauf eines Elektrofahrzeugs mitgeliefert wird. Der Fahrer steckt einfach ein Ende in sein Auto und das andere in eine normale Steckdose. In Nordamerika bieten diese Steckdosen eine gleichmäßige Stromversorgung.

• Spannung: Haushaltsübliche Steckdosen versorgen 120V.
• Aktuell: Die Schaltung bietet in der Regel 15 bis 20 Ampere von Strom.

Diese universelle Verfügbarkeit macht es zu einer zuverlässigen Reservelademethode.

Erwartete Reichweite pro Stunde

Die geringe Ausgangsleistung eines Level-1-Anschlusses führt zu einer langsamen Ladegeschwindigkeit. Ein Fahrzeug, das diese Methode verwendet, erhält in der Regel etwa 8-10 Meilen Reichweite für jede Stunde es eingesteckt ist. Dieser Wert kann je nach Effizienz des Fahrzeugs leicht variieren.

Am besten für Overnight Top-Ups

Aufgrund der langsamen Geschwindigkeit eignet sich die Ladestufe 1 am besten für Fahrer mit kurzen täglichen Fahrten oder für Plug-in-Hybridfahrzeuge (PHEV) mit kleineren Batterien. Ein Fahrer, der sein Auto über Nacht für 10-12 Stunden an der Steckdose lässt, kann leicht eine Reichweite von mehr als 80 Meilen erzielen, was den durchschnittlichen täglichen Arbeitsweg abdeckt.

Level 2 Aufladen: Das 240-Volt-Arbeitspferd

Stufe 2 ist die gängigste und praktischste Ladelösung für die Mehrheit der E-Fahrer. Sie bietet einen deutlichen Geschwindigkeitszuwachs gegenüber Level 1 und ist damit der Standard für die private und öffentliche Nutzung.

Der häufigste Ladetyp

Diese Ladestufe ist das Arbeitspferd im Ökosystem der Elektroautos. Sie bietet ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Geschwindigkeit, Kosten und Komfort und ist damit die Standardwahl für den täglichen Ladebedarf. Es wird ein 240-V-Stromkreis verwendet, ähnlich wie bei großen Geräten wie einem Elektroofen oder einem Wäschetrockner.

Private und öffentliche Einrichtungen

Ladegeräte der Stufe 2 werden häufig in Privathaushalten, an Arbeitsplätzen und auf öffentlichen Parkplätzen wie Einkaufszentren und Hotels installiert. Für die Installation zu Hause ist ein eigener 240-V-Stromkreis erforderlich, der von einem qualifizierten Elektriker installiert wird. Diese Ladegeräte sind mit verschiedenen Leistungsstufen erhältlich, die durch ihre Stromstärke definiert sind.

• Die meisten Level-2-Ladegeräte arbeiten zwischen 16 und 50 Ampere.
• Ein 32-Ampere- oder 40-Ampere-Gerät ist eine beliebte Wahl für Hausinstallationen.
• Leistungsstärkere kommerzielle Geräte können bis zu 100 Ampere für eine schnellere Aufladung benötigen.

Typische Zeiten für eine vollständige Aufladung

Ein Ladegerät der Stufe 2 kann ein batteriebetriebenes Elektrofahrzeug (BEV) in der Regel in 4 bis 8 Stunden von einer leeren auf eine volle Batterie aufladen, je nach Batteriegröße und Ausgangsleistung des Ladegeräts. Diese Geschwindigkeit stellt sicher, dass ein Fahrer nach dem Aufladen über Nacht jeden Tag mit einer vollen Batterie beginnen kann.

Level 3 Aufladen: DC-Schnellaufladung

Level 3, allgemein bekannt als DC-Schnellladung, bietet die schnellsten verfügbaren Ladegeschwindigkeiten. Es ist die Schlüsseltechnologie, die Langstreckenfahrten mit Elektrofahrzeugen praktisch und effizient macht.

Die Technologie hinter der Geschwindigkeit

DC-Schnellladegeräte erreichen ihre unglaubliche Geschwindigkeit, indem sie den eingebauten AC/DC-Wandler des Autos umgehen. Der leistungsstarke externe Wandler der Station liefert Gleichstrom direkt an die Batterie. Die Geschwindigkeit wird weitgehend durch die Spannungsarchitektur des Fahrzeugs bestimmt. Die meisten Elektroautos verwenden ein 400-Volt-System, aber neuere Modelle verwenden 800-Volt-Systeme für noch höhere Geschwindigkeiten.

“800-V-Systeme bieten den Vorteil, dass sie die Leistung bei gleichem Strom verdoppeln und so die DC-Schnellladezeiten verkürzen”, so Gianfranco Di Marco von ST Microelectronics. “Außerdem werden die Widerstandsverluste verringert, und die Erhöhung der Spannung anstelle des Stroms wirkt sich sehr vorteilhaft auf die Verwendung kleinerer Kabel und die Verringerung des Kühlbedarfs des Ladegeräts aus.”

Diese fortschrittliche Architektur ermöglicht Fahrzeugen wie dem Porsche Taycan und Kia EV6 um Strom mit viel höheren Raten als bei herkömmlichen 400-V-Modellen aufzunehmen. Technologisch fortschrittliche Anbieter wie TPSON sind maßgeblich an der Entwicklung der robusten Hochspannungswandler beteiligt, die diese nächste Generation der ultraschnellen Ladeinfrastruktur betreiben.

Wie man ein DC-Schnellladegerät verwendet

Die Nutzung eines Gleichstrom-Schnellladegeräts ist ganz einfach. Der Fahrer parkt an der Station, wählt den passenden Anschluss für sein Fahrzeug (in Nordamerika in der Regel CCS) und schließt es an. Der Ladevorgang wird dann über eine mobile App, ein Kreditkartenlesegerät oder eine RFID-Karte ausgelöst. Mit einem 150-kW-Ultra-Rapid-Ladegerät können die meisten kompatiblen Fahrzeuge von 20% auf 80% in nur 10-30 Minuten.

Am besten für Langstreckenreisen

Der Hauptzweck von DC-Schnellladestationen ist die Erleichterung langer Autofahrten. Indem sie es den Fahrern ermöglichen, in der Zeit, die für eine schnelle Mahlzeit oder eine Kaffeepause benötigt wird, Hunderte von Kilometern an Reichweite hinzuzugewinnen, beseitigen diese Ladegeräte effektiv die Reichweitenangst und machen Überlandfahrten mit einem E-Fahrzeug zur Realität.

Wie Sie Ihr Elektroauto zu Hause aufladen

Für die meisten Besitzer von Elektroautos ist das Aufladen zu Hause die bequemste und kostengünstigste Lösung. So ist die Batterie jeden Morgen voll und bereit für den nächsten Tag. Verstehen, wie man Ihr Elektroauto aufladen zu Hause zwischen einfachen Plug-in-Optionen und leistungsfähigeren Festinstallationen wählen.

Einrichten der Ladestufe 1

Stufe 1 ist der einfachste Einstieg in das Laden von Elektroautos zu Hause. Es bietet eine langsame, aber gleichmäßige Ladung über die normale Haushaltsinfrastruktur.

Verwendung des mitgelieferten Mobile Connectors

Nahezu jedes neue Elektrofahrzeug wird mit einem Handy-Ladekabel. Dieses Kabel funktioniert wie ein Level-1-Ladegerät. Der Fahrer steckt einfach ein Ende in den Ladeanschluss des Autos und das andere Ende in eine normale 120-V-Steckdose.

Keine Installation erforderlich

Der größte Vorteil des Level-1-Ladens ist seine Einfachheit. Es erfordert keine professionelle Installation, spezielle Verkabelung oder zusätzliche Hardware. Jeder, der Zugang zu einer Standardsteckdose hat, kann diese Methode sofort nutzen, was sie zu einer universellen Backup-Option macht.

Installieren eines Level-2-Heimladegeräts

Ein Ladegerät der Stufe 2 ist die bevorzugte Lösung für das tägliche Laden. Es bietet deutlich schnellere Ladegeschwindigkeiten als Level 1 und ist damit eine praktische und leistungsstarke Ergänzung für jeden Besitzer eines Elektrofahrzeugs.

Auswahl Ihrer Heimatstation

Hauseigentümer können aus einer Vielzahl von Ladestationen der Stufe 2 wählen. Diese Geräte unterscheiden sich in Leistung (Stromstärke), Konnektivität (Wi-Fi-fähig) und Design. Technologisch fortschrittliche Anbieter von Ladelösungen für Elektrofahrzeuge wie TPSON entwickeln zuverlässige und effiziente Ladestationen, die sich nahtlos in moderne Smart Homes integrieren lassen.

Der Installationsprozess

Für die Installation eines Level-2-Ladegeräts ist ein lizenzierter Elektriker erforderlich. Dabei wird ein eigener 240-V-Stromkreis von der Schalttafel des Hauses zum gewünschten Ladeort verlegt, in der Regel eine Garage oder Einfahrt. Der Elektriker montiert dann das Ladegerät und schließt es an.

Kosten und Rabatte verstehen

Die Kosten für eine Stufe-2-Einrichtung umfassen das Ladegerät und die professionelle Installation. Die Preise können je nach Komplexität der elektrischen Arbeiten variieren.

Hauseigentümer können diese Kosten oft durch staatliche Anreize ausgleichen.

• Eine Steuergutschrift auf Bundesebene deckt 30% der Hardware- und Installationskosten ab, bis zu einem Höchstbetrag von $1.000.
• Viele Bundesstaaten und lokale Versorgungsunternehmen bieten zusätzliche Rabatte an. Das US-Energieministerium unterhält eine Datenbank, in der diese Programme zu finden sind.
• Einige Einwohner Kaliforniens können bis zu $1.000 erhalten, während bestimmte Programme in New York bis zu $5.000 bieten.

Verwendung intelligenter Ladefunktionen

Moderne Level-2-Ladegeräte bieten intelligente Funktionen, die den Besitzern helfen, Geld zu sparen und den Energieverbrauch effektiv zu steuern.

Terminierung für Off-Peak-Tarife

Viele Energieversorgungsunternehmen bieten außerhalb der Spitzenlastzeiten, in der Regel über Nacht, niedrigere Stromtarife an. Intelligente Ladegeräte ermöglichen es den Besitzern, den Beginn der Ladevorgänge automatisch zu planen, wenn diese günstigeren Tarife aktiv sind.

Besitzer von E-Fahrzeugen, die einen speziellen Off-Peak-Tarif nutzen, können im Vergleich zu Benzinern jährlich bis zu 1.240 £ sparen. Einige Energieversorger bieten Tarife mit besonders niedrigen Strompreisen in der Schwachlastzeit an, die das Laden über Nacht extrem wirtschaftlich machen.

Überwachung des Energieverbrauchs

Intelligente Lade-Apps liefern detaillierte Berichte über den Energieverbrauch. Anhand dieser Daten können die Besitzer genau nachvollziehen, wie viel Strom ihr Fahrzeug verbraucht und welche Kosten damit verbunden sind, sodass sie die volle Kontrolle über ihre Ladekosten zu Hause haben.

Öffentliche Ladestationen für Elektroautos navigieren

Während das Aufladen zu Hause den täglichen Bedarf deckt, ist das Beherrschen des öffentlichen Ladens von Elektroautos für längere Fahrten und unerwartete Aufladungen unerlässlich. Das Angebot an öffentlichen Ladestationen, darunter auch Ladestationen für Elektrofahrzeuge am Arbeitsplatz, wächst rasant und bietet den Fahrern mehr Flexibilität als je zuvor. Um sich in diesem Netz zurechtzufinden, muss man wissen, wo man Ladestationen findet, wie man bezahlt und die Umgangsformen beachtet.

Suche nach öffentlichen Ladestationen

Der erste Schritt ist die Suche nach einem kompatiblen und verfügbaren Ladegerät. Den Autofahrern stehen leistungsfähige digitale Werkzeuge zur Verfügung, die diesen Prozess reibungslos gestalten.

Verwendung von fahrzeuginternen Navigationssystemen

Bei den meisten modernen Elektrofahrzeugen sind die Standorte von Ladestationen direkt in die Navigationssysteme integriert. Das System des Fahrzeugs kann automatisch Routen planen, die notwendige Ladestopps beinhalten. Oft zeigt es die Verfügbarkeit und die Geschwindigkeit des Ladegeräts in Echtzeit an und vereinfacht die Reiseplanung, indem es den aktuellen Batteriestand des Fahrzeugs berücksichtigt.

Top-Ladenetzwerk-Apps

Spezielle Smartphone-Apps bieten umfassende Echtzeitinformationen über die öffentliche Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge. Diese Tools sind für jeden E-Fahrer unverzichtbar.

• PlugShare: Diese weltweit anerkannte App bietet eine umfangreiche Datenbank mit über 600.000 Stationen. Die Stärke des Systems liegt in den Daten der Nutzer, die in Echtzeit Feedback, Fotos und Check-Ins abgeben. Fahrer können nach Steckertyp, Netzwerk und Leistungsstufe filtern, um das perfekte Ladegerät zu finden.
• Google Maps: Google Maps, für viele ein vertrautes Werkzeug, integriert jetzt das Laden von Elektrofahrzeugen vollständig in seine Plattform. Es ermöglicht den Nutzern, Ladestationen in der Nähe zu finden, die Verfügbarkeit live zu prüfen und Ladestopps zu einer geplanten Route hinzuzufügen - eine leistungsstarke Komplettlösung.

Verständnis der Zahlungsarten

Die Gebühren für das öffentliche Laden variieren je nach Netz und Standort. Autofahrer können in der Regel zwischen einmaligen Zahlungen oder Abonnementmodellen wählen.

Pay-Per-Use vs. Abonnements

Pay-per-Use ist die einfachste Methode. Die Fahrer zahlen für jede Sitzung einzeln, entweder nach der verbrauchten Kilowattstunde (kWh) oder nach Minuten. Bei Abonnementmodellen, die von vielen Ladenetzen angeboten werden, wird eine monatliche Gebühr im Austausch für niedrigere kWh-Tarife erhoben. Dies kann für Fahrer, die die Ladestationen eines bestimmten Netzes häufig nutzen, kosteneffizient sein.

Aktivieren einer Ladung mit einer App

Der häufigste Weg, einen Ladevorgang zu starten, ist über die mobile App eines Netzes. Das Verfahren ist einfach:

1. Laden Sie die App des Netzwerks herunter und erstellen Sie ein Konto mit Zahlungsinformationen.
2. Öffnen Sie an der Station die App und wählen Sie die entsprechende ID-Nummer des Ladegeräts aus.
3. Stecken Sie den Stecker in das Fahrzeug.
4. Autorisieren Sie die Sitzung in der App, um den Ladevorgang zu starten.

Was sind Leerlaufgebühren?

Anmerkung: Viele Netze erheben Leerlaufgebühren. Dabei handelt es sich um Minutentarife, die anfallen, wenn ein Ladevorgang abgeschlossen ist, das Fahrzeug aber eingesteckt bleibt und den Platz belegt. Diese Gebühren sind ein Anreiz für die Fahrer, ihr Fahrzeug umgehend zu entfernen, damit die Ladestation für die nächste Person verfügbar ist.

Knigge zum öffentlichen Aufladen

Höfliches Verhalten an öffentlichen Ladestationen sorgt für eine positive Erfahrung für die gesamte EV-Gemeinschaft. Die Einhaltung einiger einfacher Regeln hilft, das Netz effizient und für alle zugänglich zu halten.

Besetzen Sie nicht unnötig einen Platz

Eine Ladestation ist zum Laden da, nicht zum Parken. Sobald das Fahrzeug ausreichend aufgeladen ist, sollten die Fahrer es auf einem normalen Parkplatz abstellen. Dies ist besonders kritisch bei DC-Schnellladegeräten.

• Parken Sie richtig in der Bucht, damit die benachbarten Ladegeräte zugänglich bleiben.
• Vermeiden Sie das Aufladen auf 100% an einem Schnellladegerät, da die Die Ladegeschwindigkeit verlangsamt sich deutlich nach 80%, die den Bahnhof unnötigerweise besetzen.

Stecken Sie nur Ihr eigenes Fahrzeug aus

Ziehen Sie niemals den Stecker des Fahrzeugs einer anderen Person, es sei denn, es gibt ein klares Zeichen, dass der Ladevorgang abgeschlossen ist. Ein Eingriff in einen laufenden Ladevorgang kann den Ladevorgang unterbrechen und gilt als schwerer Verstoß gegen die Etikette. Warten Sie immer geduldig, bis Sie an der Reihe sind.

EV-Ladestecker: Was steckt in Ihrem Auto?

Der Stecker, der zum Aufladen eines Elektrofahrzeugs verwendet wird, ist keine Einheitsgröße. Verschiedene Anschlüsse, oder Stecker, sind für bestimmte Ladestufen und Fahrzeugtypen ausgelegt. Die Kenntnis der wichtigsten in Nordamerika verwendeten Stecker stellt sicher, dass ein Fahrer immer eine kompatible Station finden kann. Die Steckerlandschaft entwickelt sich derzeit weiter und ist daher ein wichtiges Thema für jeden EV-Besitzer.

Der J1772-Stecker

Der universelle Standard für das AC-Laden

Der J1772 ist der etablierte Standard für Level 1- und Level 2-Wechselstromladungen für fast alle Elektrofahrzeuge von anderen Herstellern als Tesla. Dieser Stecker hat ein rundes, fünfpoliges Design, das sicher in den Ladeanschluss des Fahrzeugs einrastet. Die universelle Akzeptanz bedeutet, dass ein Fahrer mit einem Elektrofahrzeug, das nicht von Tesla stammt, fast jede öffentliche AC-Ladestation nutzen kann, ohne einen Adapter zu benötigen, was große Flexibilität für das Laden am Arbeitsplatz und am Zielort bietet.

Der CCS-Anschluss (Combined Charging System)

Der Standard für DC-Schnellladungen in Nordamerika

Der CCS-Stecker ist der vorherrschende Standard für Gleichstrom-Schnellladung. Er baut geschickt auf dem J1772-Standard auf, indem er zwei große Stifte für Hochleistungs-Gleichstrom unterhalb des J1772-Hauptanschlusses hinzufügt. Dieses “kombinierte” Design ermöglicht es, dass ein einziger Anschluss am Fahrzeug sowohl das langsamere AC-Laden als auch das schnelle DC-Schnellladen ermöglicht.

Viele Automobilhersteller haben sich für den CCS-Standard entschieden, was zu einem großen und offenen Ladenetz beigetragen hat. Dieser kooperative Ansatz ermöglichte es verschiedenen Marken, verschiedene Ladestationen zu nutzen, was den Wettbewerb förderte und den Fahrern mehr Auswahl bot. Zu den wichtigsten Automobilherstellern, die ihre nordamerikanischen E-Fahrzeuge mit CCS-Anschlüssen ausgestattet haben, gehören:

• Ford
• Volkswagen
• BMW
• Hyundai
• Kia

Der NACS-Stecker (North American Charging Standard)

Der Tesla-Stecker und seine wachsende Akzeptanz

Der NACS-Stecker wurde ursprünglich von Tesla für seine Fahrzeugpalette entwickelt. Er zeichnet sich durch ein schlankes, kompaktes Design aus, das sowohl Wechsel- als auch Gleichstromladungen über denselben kleinen Stecker ermöglicht, sodass keine separaten Pins erforderlich sind.

Verschiebung der Industrie: In einem bedeutenden Schritt öffnete Tesla sein Steckerdesign für andere Hersteller zur Nutzung. Dies hat in der Branche einen bedeutenden Wandel hin zur Einführung von NACS ausgelöst.

Diese Änderung bedeutet, dass zukünftige Elektrofahrzeuge vieler älterer Automobilhersteller mit einem NACS-Anschluss ausgestattet sein werden. Technologisch fortschrittliche Anbieter von Ladelösungen für Elektrofahrzeuge wie TPSON spielen bei dieser Umstellung eine zentrale Rolle, da sie vielseitige Hardware entwickeln, die diese sich entwickelnden Standards unterstützt. Zu den großen Automobilherstellern, die Pläne zur Einführung von NACS angekündigt haben, gehören:

• Ford
• GM
• Mazda
• Stellantis
• Volkswagen Group of America (einschließlich Audi, Porsche, Scout Motors und Volkswagen)

Der CHAdeMO-Anschluss

Der alte DC-Schnellladestandard

Der CHAdeMO-Stecker ist einer der ursprünglichen Standards für das Schnellladen von Gleichstrom. Er wurde in Japan entwickelt und sein Name ist eine Abkürzung für “charge for moving”, was so viel bedeutet wie “Aufladen für die Fahrt”. Viele Jahre lang war er ein wichtiger Akteur in den Anfängen der Einführung von Elektrofahrzeugen, da er den Fahrern eine Möglichkeit bot, ihre Autos unterwegs schnell aufzuladen.

Dieser Stecker ist physisch groß und unterscheidet sich von den CCS- und NACS-Steckern. Er verwendet ein einzigartiges Kommunikationsprotokoll, um die Ladesitzung zwischen der Station und dem Fahrzeug zu verwalten. Eines seiner bemerkenswertesten Merkmale ist die inhärente Unterstützung für bidirektionales Laden.

Fahrzeug-zu-Gitter (V2G): Mit dieser Technologie kann ein Elektrofahrzeug nicht nur Strom aus dem Netz beziehen, sondern auch Strom an das Netz zurücksenden. Ein Auto mit V2G-Fähigkeit kann als mobiles Batterie-Backup fungieren und dazu beitragen, das Stromnetz bei Nachfragespitzen zu stabilisieren oder ein Haus mit Notstrom zu versorgen.

Der CHAdeMO-Standard ist zwar innovativ, wird aber auf vielen globalen Märkten als veraltete Technologie betrachtet. Die Branche hat sich weitgehend auf die CCS- und in jüngerer Zeit auf die NACS-Normen für die Produktion neuer Fahrzeuge geeinigt. Eine beträchtliche Anzahl von Fahrzeugen, die heute auf den Straßen unterwegs sind, nutzen jedoch nach wie vor ausschließlich den CHAdeMO-Anschluss für die Gleichstrom-Schnellladung.

Zu den wichtigsten Modellen, die den CHAdeMO-Anschluss nutzen, gehören:

• Nissan Leaf
• Mitsubishi Outlander PHEV
• Lexus UX300e
• Kia Soul EV (erste Generation)

Die rückläufige Zahl der mit CHAdeMO-Anschlüssen ausgestatteten Neufahrzeuge bedeutet, dass die Installation neuer reiner CHAdeMO-Ladestationen zurückgeht. Öffentliche Ladestationen werden jetzt oft vorrangig mit CCS- und NACS-Anschlüssen ausgestattet. Dieser Wandel in der Branche erfordert von den Hardware-Entwicklern Flexibilität. Technologisch fortschrittliche Anbieter von Ladelösungen für Elektrofahrzeuge wie TPSON entwickeln Ladestationen, die mehrere Standards unterstützen können, um sicherzustellen, dass Fahrer älterer Modelle weiterhin Zugang zu einer zuverlässigen öffentlichen Ladeinfrastruktur haben.

Was steuert Ihre tatsächliche Ladegeschwindigkeit?

Der Anschluss an ein leistungsstarkes Ladegerät garantiert nicht die schnellstmögliche Geschwindigkeit. Die tatsächliche Ladegeschwindigkeit ist ein dynamischer Prozess, der durch ein Gespräch zwischen dem Ladegerät, dem Auto und der Batterie selbst gesteuert wird. Drei Schlüsselfaktoren bestimmen, wie schnell sich die Batterie eines E-Fahrzeugs wieder auflädt.

Die Leistung des Ladegeräts (kW)

Die Ladestation‘Die Nennleistung des Ladegeräts ist der erste und offensichtlichste Faktor. Sie wird in Kilowatt (kW) gemessen und gibt die maximale Energiemenge an, die das Ladegerät liefern kann.

Verstehen der Kilowattleistung

Ein Kilowatt ist ein Maß für die Leistung, ähnlich wie die Pferdestärken bei einem herkömmlichen Motor. Eine höhere Kilowattleistung bedeutet, dass das Ladegerät in der gleichen Zeit mehr Energie an das Fahrzeug abgeben kann. Dies ist besonders wichtig für das Gleichstrom-Schnellladen.

Warum nicht alle Schnellladegeräte gleich sind

Öffentliche Ladestationen sind nicht alle gleich. DC-Schnellladegeräte liefern in der Regel 50 kW, während ultraschnelle Stationen 100 kW oder mehr bieten. Der Unterschied in der realen Geschwindigkeit ist erheblich.

Die maximale Ladeleistung Ihres Fahrzeugs

Das Fahrzeug selbst setzt eine harte Grenze für die Ladegeschwindigkeit. Jedes Elektrofahrzeug hat eine maximale Geschwindigkeit, mit der es sicher Strom sowohl für das AC- als auch für das DC-Laden aufnehmen kann.

Der Grenzwert für das AC-Bordladegerät

Beim Laden von Elektroautos der Stufen 1 und 2 bestimmt das eingebaute Ladegerät des Fahrzeugs die Geschwindigkeit. Wenn ein Auto ein 11-kW-Bordladegerät hat, wird es nie schneller als 11 kW laden, selbst wenn es an eine öffentliche 22-kW-Wechselstromstation angeschlossen ist.

Die DC-Schnellladungsgrenze

Ebenso hat jedes Elektroauto eine maximale DC-Schnellladerate. Ein Auto kann nicht schneller Strom aufnehmen, als es vorgesehen ist. Der Ford Mustang Mach-E hat zum Beispiel eine maximale Rate von 150kW. Der Hyundai Ioniq 5 mit seiner fortschrittlichen 800V-Architektur kann einen viel schnelleren 232kW.

Status und Zustand der Batterie

Der Stromzustand der Batterie spielt eine entscheidende Rolle bei der Regulierung der Ladegeschwindigkeit, insbesondere während einer DC-Schnellladung.

Das Schnellladefenster 20-80%

Eine EV-Batterie nimmt am schnellsten Strom auf, wenn sie einen niedrigeren Ladezustand hat. Die Geschwindigkeit verlangsamt sich erheblich, wenn sich der Tank füllt..

Das Batteriemanagementsystem (BMS) des Fahrzeugs reduziert absichtlich die Ladegeschwindigkeit, wenn sich die Batterie der Vollladung nähert, normalerweise nach 80%. Diese Verlangsamung ist eine wichtige Schutzmaßnahme, um verhindern einen Hitzestau und erhalten die langfristige Gesundheit der Batterie.

Wie sich die Temperatur auf die Geschwindigkeit auswirkt

Batterien funktionieren am besten bei mildem Wetter. Extreme Temperaturen, sowohl heiß als auch kalt, verringern die Ladegeschwindigkeit von Elektroautos.

• Kalt: Bei Temperaturen unter 0°C, die chemischen Reaktionen im Inneren der Batterie verlangsamen sich und der Innenwiderstand steigt und die Verlängerung der Ladezeiten.
• Heiß: Bei Temperaturen über 30°C begrenzt das BMS die Ladegeschwindigkeit, um eine Überhitzung und Degradierung der Batterie zu verhindern.

Die Rolle der Vorkonditionierung von Batterien

Viele moderne Elektroautos verfügen über eine Vorkonditionierung der Batterie. Wenn ein Fahrer zu einem Gleichstrom-Schnellladegerät navigiert, kann das Fahrzeug seine Batterie automatisch auf die optimale Temperatur aufheizen oder abkühlen. Diese Funktion stellt sicher, dass das Fahrzeug bereit ist, die höchstmögliche Ladeleistung zu akzeptieren, ein Prozess, der durch robuste Hardware von technologisch fortschrittlichen Anbietern von Ladelösungen für Elektrofahrzeuge wie TPSON unterstützt wird.

Um zu verstehen, wie das Laden von Elektroautos funktioniert, bedarf es eines Schlüsselkonzepts. Der Prozess wandelt Wechselstrom aus dem Netz in Gleichstrom für die Fahrzeugbatterie um. Die Geschwindigkeit und der Ort dieser Umwandlung bestimmen das Erlebnis. Das langsame AC-Laden (Stufe 1 und 2) findet im Auto statt, während das schnelle DC-Schnellladen (Stufe 3) an der Tankstelle erfolgt. Ein Fahrer, der die Ladestufen, die Steckertypen und die Faktoren, die die Geschwindigkeit beeinflussen, kennt, kann sich sicher sein, dass er für jede Fahrt die beste Ladeoption wählt.

FAQ

Kann ein Fahrer jedes öffentliche Ladegerät benutzen?

Nein, die Kompatibilität hängt vom Ladeanschluss des Fahrzeugs und dem Anschluss der Station ab. Die meisten Nicht-Tesla-EVs verwenden J1772 für das AC-Laden und CCS für das DC-Schnellladen. Mit der Einführung des NACS-Standards in der Branche werden möglicherweise Adapter erforderlich.

Ist es schlecht, ständig schnell zu laden?

Häufiges schnelles DC-Laden kann die Batterieabnutzung mit der Zeit beschleunigen. Ein Fahrer sollte das langsamere AC-Laden für den täglichen Bedarf bevorzugen. Das schnelle DC-Laden sollte für lange Fahrten reserviert werden, um die Batterie langfristig zu schonen.

Wie viel kostet das Aufladen eines Elektroautos?

Die Kosten sind sehr unterschiedlich. Das Laden zu Hause ist die günstigste Option, die auf den Stromtarifen für Privathaushalte basiert. Öffentliches Laden kostet mehr und kann je nach Tarifmodell des Netzbetreibers pro Kilowattstunde (kWh) oder pro Minute abgerechnet werden.

Kann ein Elektroauto im Regen aufgeladen werden?

Ja, das Aufladen eines Elektrofahrzeugs im Regen ist absolut sicher. 🌧️ Elektrofahrzeuge und Ladestationen sind mit umfangreichen Wetterschutz- und Sicherheitsmechanismen ausgestattet. Diese Systeme verhindern elektrische Kurzschlüsse und gewährleisten eine sichere Verbindung, auch bei Nässe.

Was ist eine Leerlaufgebühr?

Eine Leerlaufgebühr ist eine Strafgebühr pro Minute, die von einigen öffentlichen Netzen erhoben wird. Die Gebühr fällt an, wenn ein Fahrzeug nach Beendigung des Ladevorgangs eingesteckt bleibt. Dadurch werden die Fahrer ermutigt, ihr Auto zu bewegen und die Station für andere freizugeben.

Warum wird der Ladevorgang in der Nähe von 100% langsamer?

Das Batteriemanagementsystem (BMS) eines Fahrzeugs reduziert absichtlich die Ladegeschwindigkeit, wenn die Batterie fast voll ist. Diese Schutzmaßnahme verhindert Überhitzung und chemische Belastung. Sie ist entscheidend für die Erhaltung der Gesundheit und Lebensdauer der Batterie.

Was bedeutet bidirektionales Laden?

Bidirektionales Laden oder Vehicle-to-Grid (V2G) ermöglicht es einem Elektroauto, Strom an ein Haus oder das Stromnetz zurückzusenden. Das Auto fungiert dabei als mobile Batterie. Technologisch fortschrittliche Anbieter von Ladelösungen für Elektrofahrzeuge wie TPSON entwickeln Hardware zur Unterstützung dieser neuen Fähigkeit.