Der Unterschied zwischen EV-Ladegeräten der Stufen 1, 2 und 3

Mit der Popularität von Elektrofahrzeugen ist es unerlässlich geworden, die Bedeutung der Ladegerät-Nennwerte zu verstehen. In diesem Artikel werfen wir einen Blick darauf, wie sich die Ladestufen auf Elektrofahrzeuge auswirken und erklären die Unterschiede zwischen den verschiedenen Stufen.

Wenn Sie ein Plug-in-Fahrzeug besitzen oder darüber nachdenken, eines zu kaufen, haben Sie wahrscheinlich Begriffe im Zusammenhang mit Ladegeschwindigkeiten wie „Level 1“, „Level 2“ und „Level 3“ gehört. Stufe 3 wird weiter in DC-Schnellladen und Tesla- Supercharger kategorisiert. Je höher der Ladezustand, desto schneller erfolgt der Ladevorgang, da mehr Leistung an das Fahrzeug übertragen wird. Es ist wichtig zu beachten, dass verschiedene Elektrofahrzeuge auf jeder Stufe mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten aufgeladen werden, da jedes Elektrofahrzeug unterschiedliche Leistungsstufen von der EVSE (Electric Vehicle Supply Equipment) erhalten kann.

Wenn ein Elektrofahrzeug an eine Stromquelle angeschlossen wird, finden eine Reihe von Kommunikationsvorgängen zwischen dem Ladegerät und dem Fahrzeug statt. Grundsätzlich fragt das Fahrzeug das Ladegerät, wie viel Strom es liefern kann, und fragt dann die Ladestation nach der maximalen Strommenge, die es liefern kann und die das Fahrzeug aufnehmen kann.

Das Fahrzeug bestimmt immer selbst, wie viel Strom es aufnehmen kann, Sie müssen sich also keine Sorgen machen, dass Sie es an eine Ladestation anschließen, die mehr Strom liefert, als das Elektroauto verarbeiten kann. Das Fahrzeug begrenzt die vom Ladegerät bereitgestellte Leistung, um ein sicheres Laden zu gewährleisten.

Bitte beachten Sie, dass auch die Ladezustandszahlen nicht perfekt sind, es sich aber um einen gängigen Industriestandard handelt.

Hier erklären wir, was diese Werte bedeuten und wie sie sich auf Elektrofahrzeuge auswirken. Beachten Sie, dass Akkus unabhängig von der Lademethode schneller geladen werden, wenn sie leer sind, und langsamer, wenn sie vollständig geladen sind. Außerdem wird die Ladegeschwindigkeit auch von der Temperatur beeinflusst.

Alle oben genannten Ladestufen gelten für Tesla und andere Marken von Elektrofahrzeugen. Obwohl Tesla einen proprietären Stecker verwendet, hat sich die Branche auf einen internationalen Standard namens J1772 geeinigt, der das Laden aller Elektrofahrzeuge regelt.

Im Folgenden gehen wir näher auf die einzelnen Ladestufen ein, um Ihnen ein besseres Verständnis des Ladevorgangs und der Optionen für Elektrofahrzeuge zu ermöglichen.

Aufladen der Stufe 1

Beim Laden der Stufe 1 handelt es sich um eine Art des Ladens von Elektrofahrzeugen (EV), die eine normale Haushaltssteckdose mit einer Spannung von 120 Volt nutzt. Sie wird oft als „Erhaltungsladung“ bezeichnet, da sie im Vergleich zu anderen Ladestufen eine langsamere Ladegeschwindigkeit bietet. Im Durchschnitt erhöht das Laden der Stufe 1 die Reichweite eines Elektrofahrzeugs oder Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeugs (PHEV) pro Ladestunde um 3–5 Meilen.

Die Ladezeit für Level 1 hängt von der Effizienz des Fahrzeugs und seiner elektrischen Reichweite ab. Bei modernen PHEVs mit einer elektrischen Reichweite von 15–60 Meilen und Elektrofahrzeugen mit einer Reichweite von 150–400 Meilen könnte es etwa 30 Stunden dauern, bis die Reichweite von 150 Meilen bei der schnellsten Laderate der Stufe 1 vollständig wiederhergestellt ist. Die Effizienz des Fahrzeugs spielt eine wichtige Rolle, da weniger effiziente Fahrzeuge im Vergleich zu effizienteren Fahrzeugen bei gleicher Strommenge eine geringere Reichweite erzielen.

Autohersteller legen ihren Plug-in-Fahrzeugen in der Regel ein kleines Level-1-Ladegerät bei. Dieses Ladegerät besteht aus einer kleinen Box oder einem Zylinder mit einem kurzen Kabel und einem geerdeten Haushaltsstecker an einem Ende und einem längeren Kabel mit einem Pistolengriff-Stecker am anderen Ende, das an das Auto angeschlossen wird. Dieses Ladegerät wird technisch als Electric Vehicle Service Equipment (EVSE) oder Supply Equipment bezeichnet. Obwohl das Laden der Stufe 1 als die am wenigsten nützliche Ladestufe gilt, bleibt die Bezeichnung relevant, da es nur minimale Unterschiede in der Leistungsmenge gibt, die diese Ladegeräte liefern. Typischerweise sind Ladegeräte der Stufe 1 auf eine Stromstärke von 10 oder 12 Ampere begrenzt, um den Einsatz in einem 15- oder 20-Ampere-Stromkreis zu ermöglichen, der auch andere Steckdosen und Geräte mit Strom versorgen kann. Zwar wird zwischen 10 und 12 Ampere unterschieden, die Ladegeschwindigkeit ist aber dennoch relativ langsam. Es ist erwähnenswert, dass die Beschreibung der Ebene 2 weiter hervorhebt, wie willkürlich die Ebenenbezeichnung sein kann.

Bei PHEVs ist das Laden der Stufe 1 aufgrund der kleineren Batteriegröße und des Vorhandenseins eines Gas-Backup-Systems oft ausreichend. Wenn dies jedoch erschwinglich ist, wird empfohlen, eine Aufladung der Stufe 2 in Betracht zu ziehen. Beim Laden der Stufe 1 reicht die Leistung nicht aus, um den Innenraum bei extremen Temperaturen vorzuheizen oder vorzukühlen, während er noch an das Stromnetz angeschlossen ist, was für den Erhalt der Batterieladung und Reichweite von entscheidender Bedeutung ist.

Einige Autohersteller statten ihre Elektrofahrzeuge jetzt mit einem robusteren Standardladegerät aus, das sowohl Ladevorgänge der Stufe 1 als auch der Stufe 2 ermöglicht. Diese Ladegeräte werden mit austauschbaren kurzen Anschlusskabeln mit verschiedenen Steckertypen geliefert, um den Betriebspegel zu bestimmen. Tesla verfolgt diesen Ansatz bereits seit Jahren mit seinem Mobile Connector, andere Hersteller wie Ford mit dem Mustang Mach-E ziehen nach. Diese Ladegeräte haben oft eine maximale Nennleistung von 32 Ampere (zur Verwendung in einem 40-Ampere-Stromkreis) und bieten für die meisten Besitzer möglicherweise mehr als genug Ladekapazität.

Aufladen der Stufe 2

Laden der Stufe 2 ist die nützlichste Art des Ladens von Elektrofahrzeugen (EVs) zu Hause. Es ist schneller als das Aufladen der Stufe 1 und bietet ein zufriedenstellenderes Besitzererlebnis. Während Ladegeräte der Stufe 1 eine normale Haushaltssteckdose mit 120 Volt verwenden, arbeiten Ladegeräte der Stufe 2 mit 240 Volt. Dies ist die gleiche Spannung, die auch für Geräte wie Wäschetrockner und Elektroöfen verwendet wird.

Die Ladegeschwindigkeit auf Stufe 2 hängt von zwei Faktoren ab: Spannung und Strom. Die Spannung ist auf 240 Volt festgelegt, die Stromstärke kann jedoch variieren. Ladegeräte der Stufe 2 können Ströme von 12 bis 80 Ampere unterstützen. Die tatsächliche Ladegeschwindigkeit hängt vom jeweiligen Fahrzeug und der verwendeten Ladeeinheit ab. Durch eine einstündige Aufladung auf Stufe 2 kann die Reichweite um 5,5 bis 60 Meilen erhöht werden.

Ladegeräte der Stufe 2 sind mit unterschiedlichen Amperewerten erhältlich, z. B. 12, 16, 20, 24, 32, 40, 48 oder 64 Ampere. Einige Ladegeräte können auch auf niedrigere Stromstärken eingestellt werden, um weniger robuste Stromkreise zu berücksichtigen.

Viele Autohersteller bieten mittlerweile kombinierte Ladegeräte der Stufen 1/2 mit austauschbaren Kabeln an. Diese Kabel können an eine normale 120-Volt-Haushaltssteckdose oder verschiedene Arten von 240-Volt-Steckdosen angeschlossen werden. Tesla stellt seinen Kunden beispielsweise einen Mobile Connector mit einer Nennleistung von 32 Ampere zur Verfügung, der an einer 240-Volt-Steckdose verwendet werden kann. Mit diesem Setup kann eine Reichweite von etwa 30 Meilen pro Stunde für eine kleine Limousine des Modells 3 oder 20 Meilen pro Stunde für einen großen SUV des Modells X erzielt werden. Andere Tesla-Modelle bieten ähnliche Ladetarife.

Es ist wichtig zu beachten, dass Tesla-Ladegeräte nicht grundsätzlich schneller sind als andere Ladegeräte mit vergleichbarer Leistung und anderen Anschlüssen. Der wahrgenommene Geschwindigkeitsunterschied ist auf die höhere Effizienz von Tesla-Fahrzeugen zurückzuführen, was bedeutet, dass sie bei gleicher Energiemenge mehr Reichweite erzielen.

Zusammenfassend ist das Laden der Stufe 2 die am meisten empfohlene Option zum Laden von Elektrofahrzeugen zu Hause. Es bietet schnellere Ladegeschwindigkeiten und ein komfortableres Nutzungserlebnis im Vergleich zum Laden der Stufe 1.

Aufladen der Stufe 3

Ladegeräte der Stufe 3, auch DC-Schnellladegeräte oder Supercharger genannt, sind die derzeit schnellste Lademöglichkeit für Elektrofahrzeuge (EVs). Sie verwenden Gleichstrom (DC), um Elektrofahrzeuge viel schneller aufzuladen als Ladegeräte der Stufen 1 und 2. Ladegeräte der Stufe 3 können ein Elektrofahrzeug in weniger als einer Stunde vollständig aufladen, was sie ideal für Fernreisen und Autofahrten macht.

Diese Ladegeräte befinden sich häufig an Hauptverkehrsstraßen und Autobahnen und sind daher für Besitzer von Elektrofahrzeugen zugänglich, die häufig längere Fahrten unternehmen. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass nicht alle EV-Modelle mit dem Laden der Stufe 3 kompatibel sind. Die Kompatibilität hängt von der jeweiligen Marke und dem Modell des Fahrzeugs ab.

Ladegeräte der Stufe 3 sind nicht so standardisiert wie Ladegeräte niedrigerer Stufen. Sie erfordern spezielle Komponenten wie einen Combined Charging System (CCS)-Stecker oder einen CHAdeMO-Stecker, der von einigen asiatischen Automobilherstellern verwendet wird. Die Verfügbarkeit und Kompatibilität von Ladestationen der Stufe 3 hängen von den spezifischen Ladestandards ab, die vom Elektrofahrzeug unterstützt werden.

Die Ladegebühren für Ladegeräte der Stufe 3 können variieren, wobei einige Stationen auf der Grundlage eines Stundensatzes und andere auf der Grundlage der Menge der verbrauchten Kilowattstunden (kWh) laden. Aufgrund der mit der Infrastruktur verbundenen höheren Installations- und Wartungskosten sind die Kosten für das Laden der Stufe 3 im Allgemeinen höher als für das Laden der Stufen 1 oder 2.

Ladegeräte der Stufe 3 sind typischerweise in stark frequentierten Bereichen wie Autobahnraststätten und Einkaufsvierteln zu finden, wo Elektrofahrzeuge schnell aufgeladen werden können. Sie sind für kommerzielle und schwere Elektrofahrzeuge konzipiert, können aber auch von den meisten Personenkraftwagen genutzt werden.

Diese Ladegeräte arbeiten mit höheren Spannungen, normalerweise mit 480 V oder 1.000 V, und sind normalerweise nicht zu Hause zu finden. Sie können je nach Ladegerät und Elektrofahrzeug eine beeindruckende Reichweite von ca. 150–350 Meilen pro Ladestunde liefern.

Es ist wichtig zu beachten, dass Ladegeräte der Stufe 3 nicht universell kompatibel sind und es keinen Industriestandard gibt. Die drei Haupttypen sind Supercharger (für Tesla-Fahrzeuge), SAE CCS (für bestimmte europäische Elektrofahrzeuge) und CHAdeMO (für bestimmte asiatische Elektrofahrzeuge). Einige Fahrzeuge und Ladegeräte können jedoch durch die Verwendung von Adaptern kreuzkompatibel sein.

Ladegeräte der Stufe 3 können eine hohe Ladeleistung bereitstellen, beginnend bei 50 kW und von dort aus steigernd. Beispielsweise kann der CHAdeMO-Standard bis zu 400 kW liefern, eine 900-kW-Version befindet sich derzeit in der Entwicklung. Diese hohen Leistungsniveaus werden erreicht, weil Ladegeräte der Stufe 3 die Batterie des Elektrofahrzeugs direkt mit Gleichstrom aufladen und dabei das On-Board-Ladegerät (OBC) und seine Einschränkungen umgehen.

Es ist wichtig zu beachten, dass Hochgeschwindigkeitsladen nur bis zu einer Kapazität von 80 % möglich ist. Nach Erreichen von 80 % wird die Laderate deutlich reduziert, um den Akku zu schonen.

Gleichstrom-Schnellladung

Gleichstrom-Schnellladen, auch als Level-3-Laden bekannt, ist die schnellste verfügbare Lademethode für Elektrofahrzeuge (EVs) in den Vereinigten Staaten. Im Vergleich zu Ladegeräten der Stufen 1 und 2, die Wechselstrom (AC) verwenden, nutzt das Gleichstrom-Schnellladen Gleichstrom (DC), um Elektrofahrzeuge viel schneller aufzuladen.

Einer der Hauptvorteile des DC-Schnellladens ist seine unglaubliche Geschwindigkeit. Elektrofahrzeuge, die Gleichstrom-Schnellladegeräte verwenden, können beim Laden eine beeindruckende Reichweite von etwa 150–350 Meilen pro Stunde erreichen. Dies macht das Gleichstrom-Schnellladen zur perfekten Wahl für Besitzer von Elektrofahrzeugen, die häufig lange Reisen oder Autofahrten unternehmen.

In den USA sind Gleichstrom-Schnellladestationen häufig an großen Autobahnen, Raststätten und in öffentlichen Ladenetzen zu finden. Diese strategische Platzierung stellt sicher, dass Besitzer von Elektrofahrzeugen während ihrer Fahrt Zugang zu Schnellladelösungen haben, was Komfort und Sicherheit bietet.

Es ist wichtig zu beachten, dass nicht alle EV-Modelle mit der Gleichstrom-Schnellladung kompatibel sind. Die Verfügbarkeit und Kompatibilität von DC-Schnellladestationen hängt von der jeweiligen Marke und dem Modell des Fahrzeugs ab. Besitzer von Elektrofahrzeugen sollten die Kompatibilität und Ladefähigkeit ihres Fahrzeugs prüfen, bevor sie sich auf das Gleichstrom-Schnellladen als primäre Lademethode verlassen.

Es ist erwähnenswert, dass die Installations- und Wartungskosten im Zusammenhang mit der DC-Schnellladeinfrastruktur im Allgemeinen höher sind als bei Ladegeräten der Stufen 1 oder 2. Die Geschwindigkeit und der Komfort, den das Gleichstrom-Schnellladen bietet, machen es jedoch zu einer wertvollen Option für Besitzer von Elektrofahrzeugen, die ihre Fahrzeuge auf langen Fahrten schnell aufladen müssen.

Während Ladegeräte der Stufe 3 nicht so standardisiert sind wie Ladegeräte niedrigerer Stufen, gibt es verschiedene Arten von Gleichstrom-Schnellladestandards. In den USA sind die drei Haupttypen Supercharger (für Tesla-Fahrzeuge), SAE CCS (für bestimmte europäische Elektrofahrzeuge) und CHAdeMO (für bestimmte asiatische Elektrofahrzeuge). Aus Kompatibilitätsgründen ist es wichtig sicherzustellen, dass das Elektrofahrzeug und die Ladestation denselben Ladestandard unterstützen.

DC-Schnellladegeräte beginnen in der Regel bei 50 kW und steigern sich von dort aus. Die Ladegeschwindigkeit kann je nach Ladegerät und Leistungsfähigkeit des Elektrofahrzeugs variieren. Es ist wichtig zu beachten, dass nach Erreichen einer Kapazität von ca. 80 % die Ladegeschwindigkeit durch das Batteriemanagementsystem (BMS) des Elektrofahrzeugs erheblich reduziert wird, um den Zustand der Batterie zu schützen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das DC-Schnellladen beispiellose Geschwindigkeit und Komfort für Besitzer von Elektrofahrzeugen bietet, die ihre Fahrzeuge auf langen Fahrten effizient aufladen müssen. Mit strategisch platzierten Ladestationen entlang wichtiger Autobahnen können Besitzer von Elektrofahrzeugen problemlos auf Schnellladelösungen zugreifen, um ihre Reichweite zu erweitern und sorgenfreies Reisen zu genießen. Es ist jedoch wichtig, die Kompatibilität des Elektrofahrzeugmodells zu prüfen und die mit dem Gleichstrom-Schnellladen verbundenen Kosten zu berücksichtigen, bevor man sich auf dieses als primäre Lademethode verlässt.