Elektroauto: Steckertypen und Lademodi

Ein Elektroauto zu fahren bedeutet, sich für Einfachheit und Komfort zu entscheiden. Erst wenn es ums Aufladen geht, kann es kompliziert erscheinen. Doch trotz der Vielzahl an Begriffen und Steckdosen ist das Aufladen ein weiterer Beweis für die Einfachheit von Elektrofahrzeugen!

Verschiedene Modi, verschiedene Anschlüsse, aber hohe Kompatibilität

Aus technischer Sicht müssen bei der Auswahl einer für das eigene Elektroauto geeigneten Ladestation zwei Aspekte berücksichtigt werden. Zunächst muss sichergestellt werden, dass die Ladestation und das Fahrzeug „die gleiche Sprache sprechen“, d. h. auf technischer Ebene Energie austauschen können: Dies wird als „Lademodus“ bezeichnet. Anschließend sollte überprüft werden, ob tatsächlich eine physische Verbindung zwischen dem Auto und der Ladestation hergestellt werden kann: Die Kompatibilität ist hier offensichtlicher und besser erkennbar, da sie vom Steckertyp abhängt. Und da die Welt der Elektroautos sehr entgegenkommend ist, gibt es Adapter, mit denen sich alle Komponenten miteinander kompatibel machen lassen.

Abgesehen von diesen technischen Aspekten muss man auch berücksichtigen, wie man sein Elektroauto nutzt. Da 80 % der „Elektroautofahrer“ ihre Fahrzeuge zu Hause aufladen, bedeutet dies, dass bestimmte Lademöglichkeiten und Steckdosen Einzug in den Haushalt halten können.
Aber auch die Art und Weise, wie man sein Elektrofahrzeug nutzt, bestimmt, welches Gerät zum Einsatz kommt.
Verfügt der Fahrer beispielsweise am Arbeitsplatz über eine Ladestation, kann eine Standardsteckdose zu Hause mit ihrer langsamen Lademethode ausreichend sein. Sie dient dann als Zusatzladestation, auch wenn man lange Ladevorgänge vermeiden sollte, um das Risiko einer Überhitzung zu minimieren, oder eine verstärkte Steckdose mit Fehlerstromschutzschalter installieren muss. Beachten Sie, dass bei einem solchen System die Dauer einer vollständigen Aufladung beispielsweise für einen neuen ZOE mehr als 34 Stunden betragen kann. Für mehr Geschwindigkeit und Sicherheit ist die Entscheidung für eine Wallbox nach wie vor die ideale Lösung.
Beim Laden zu Hause muss unabhängig von der gewählten Lademethode auch auf die elektrische Installation geachtet werden. Wenn diese Probleme aufweist, insbesondere Überspannungen, lehnen viele Elektroautomodelle den Ladevorgang schlichtweg ab. Aus diesem Grund wird dringend empfohlen, die Installation von einem Fachmann überprüfen zu lassen.

Je schneller der Ladevorgang ist, desto mehr erfordern die elektrischen Schaltkreise fortschrittliche Steuerungsvorrichtungen, die speziell für die Überwachung und Regelung der Stromstärke ausgelegt sind.

Die verschiedenen Lademodi

Unabhängig davon, welche Steckertypen an der Ladestation angeboten werden, hängen die Ladegeschwindigkeit und die Kompatibilität mit den verschiedenen Lademodi von der maximalen Leistung ab, die die im Fahrzeug integrierte Elektronik aufnehmen kann. Das von Renault für den ZOE entwickelte Ladegerät „Caméléon“ macht seinem Namen alle Ehre. Es unterstützt beispielsweise Ladeleistungen zwischen 1,8 kW und 43 kW.

Modus 1 für das Nachladen

In diesem Basismodus schließen Sie das Fahrzeug an eine beliebige geerdete Steckdose an. Alle Elektroautos können an eine Haushaltssteckdose angeschlossen werden, doch da kein spezieller Stromkreis vorhanden ist, ist die Leistungsabgabe begrenzt. Das Aufladen erfolgt daher sehr langsam, da die Leistungsabgabe auf 2,3 kW begrenzt ist. Je nach Kapazität der Fahrzeugbatterie dauert eine vollständige Aufladung sicherlich zwischen 10 und 30 Stunden. Seien Sie bei diesem Lademodus vorsichtig. Es ist ratsam, das Laden auf den gelegentlichen Gebrauch zu beschränken, da ein erhebliches Überhitzungsrisiko besteht. Ebenso empfiehlt es sich, das Fahrzeug nachts aufzuladen, wenn die meisten Elektrogeräte ausgeschaltet sind, um die gesamte erforderliche Leistung nutzen zu können.

Modus 2 für das langsame Laden zu Hause

Genau wie bei Modus 1 erfolgt das Laden direkt über eine Haushaltssteckdose. Modus 2 sieht die Verwendung einer verstärkten Steckdose vor, die mit einem Fehlerstromschutzschalter ausgestattet ist, um plötzliche Stromausfälle zu vermeiden. Diese Art von Steckdose ähnelt in der Regel den im Außenbereich verwendeten Steckdosen. Bei lang andauernden Ladevorgängen besteht weiterhin die Gefahr einer Überhitzung. Deshalb ist im Modus 2 zur Erhöhung der Stromstärke (und damit der abgegebenen Leistung) eine elektronische Steuereinheit erforderlich, die den Ladevorgang regelt. Im Allgemeinen übernimmt diese Steuereinheit die Kontrolle über den Ladevorgang. Sie überwacht die Parameter und unterbricht die Stromübertragung, sobald eine Unregelmäßigkeit festgestellt wird. Modus 2 ist standardmäßig in das Ladekabel integriert. Genau diese Art von Kabel bietet Renault mit seinem „Flexi Charger“ an. Das Laden erfolgt etwas schneller als im Modus 1 (3,7 kW) und hat den Vorteil, dass es absolut sicher abläuft.

Modus 3 – ideal für zu Hause

Für eine intensivere Nutzung zu Hause bietet der „Modus 3“ die ideale und sichere Lösung. Dieser Modus bedeutet, dass eine Steuereinheit direkt in die Steckdose integriert ist. Er wird für das Laden zu Hause oder auf Privatgrundstücken empfohlen und erfordert die Installation einer sogenannten Wallbox, eines elektronischen Geräts, das alle Aspekte des Ladevorgangs präzise steuert. Oftmals mit Programmierfunktionen ausgestattet, wird sie über einen eigenen Stromkreis versorgt, der eine mehr als doppelt so hohe Leistung liefern kann wie eine herkömmliche Haushaltssteckdose. Aus diesem Grund ist es vorgeschrieben, dass diese Art von Ladestation von einem Fachmann installiert wird. Gut zu wissen: Die Kosten für eine Ladestation und deren Installation werden oft durch staatliche Förderungen gesenkt. Zur Information: Eine 7, 4-kW-Wallbox kann einen ZOE in etwa 9 Stunden aufladen.

Modus 4 für das Schnellladen

Der „Modus 4“ umfasst hingegen Schnellladeinfrastrukturen, die an bestimmten öffentlichen Orten, auf Parkplätzen oder an Autobahnraststätten zu finden sind. Sie liefern in der Regel Gleichstrom mit sehr hoher Stromstärke, wodurch sich die Reichweite eines ZOE in nur 1 Stunde und 10 Minuten um umgerechnet 80 % wiederherstellen lässt. Unter den verschiedenen öffentlich zugänglichen Ladestationen gibt es sowohl Anlagen im „Modus 3“ (Normalladung) als auch solche im „Modus 4“ (Schnellladung). Da die Kosten für diese Schnellladestationen relativ hoch sind, steigen die Preise für das Aufladen tendenziell an. Derzeit ist die Anzahl dieser Schnellladestationen noch begrenzt. In Europa gibt es etwa 15.000 davon von den insgesamt 200.000 öffentlichen Ladestationen, die im Jahr 2020 installiert wurden.

Die verschiedenen Ladesteckertypen für Elektroautos

Neben den verschiedenen Modi, die sich auf die Leistung und die Steuerung des Stromnetzes beziehen, verfügen alle Elektroautos über eine an der Karosserie angebrachte Steckdose. Je nach Marke gibt es verschiedene Steckdosentypen. Damit man nicht vor einer Ladestation stehen bleibt, deren Steckdose nicht kompatibel ist, werden die Fahrzeuge oft mit Kabeln oder Adaptern geliefert, die eine Verbindung zu den gängigsten Lademodi ermöglichen.

Steckertyp 1, der weltweit am weitesten verbreitete, jedoch nicht in Europa

Der Typ-1-Stecker ist der „SAE J1772“-Stecker oder auch „Yazaki“-Stecker (benannt nach dem japanischen Zulieferer, der ihn herstellt). Er ist in Asien weit verbreitet und aufgrund seiner Verwendung in vielen Ländern mit einem 110-Volt-Stromnetz der weltweit am häufigsten anzutreffende Stecker. Da dieser Steckertyp nicht in allen Regionen verfügbar ist, benötigt man zwangsläufig einen Adapter vom Typ 2 oder 3. Bei Steckern vom Typ 1 ist die Ladeleistung zwangsläufig auf 7,4 kW begrenzt, was Schnellladen unmöglich macht und zur Entwicklung vielseitigerer Stecker geführt hat. Das Laden erfolgt daher langsam oder beschleunigt und mit einphasigem Wechselstrom (32 Ampere bei 230 Volt). Schließlich verfügt die Steckdose nicht über ein ausreichend wirksames Verriegelungssystem, um zu verhindern, dass eine Person mit böswilliger Absicht sie aussteckt.

Stecker Typ 2: der standardisierte europäische Stecker

Der deutlich häufiger anzutreffende und schnellere „Typ-2“-Stecker, auch „Mennekes“ genannt, hat sich auf EU-Ebene als Standard durchgesetzt. Er liefert eine Leistung von 3 bis 43 kW. Dank seiner Vielseitigkeit eignet er sich im Allgemeinen für alle gängigen Ladeszenarien, insbesondere für die Wallbox zu Hause und an öffentlichen Schnellladestationen. Dieser europäische Stecker ist zum „Schweizer Taschenmesser“ des modernen Elektroautos geworden. Er ist an fast allen Ladestationen zu finden, wo er seit Januar 2016 den Typ-3-Stecker ersetzt. Der ZOE war seinerseits das erste Elektrofahrzeug, das ein speziell von Renault entwickeltes „Caméléon“-Ladegerät unter der Motorhaube integrierte. Mit seinem Typ-2-Kabel akzeptiert dieses System sowohl einphasigen als auch dreiphasigen Wechselstrom. Das bedeutet, dass das Auto für jedes Ladeszenario gerüstet ist, sei es zu Hause, an öffentlichen Ladestationen, bei Vermietern oder auf Parkplätzen.

Stecker Typ 3: wird bald nicht mehr verwendet

Der in Europa entwickelte Stecker vom „Typ 3“ ist mittlerweile ein Relikt, das noch an einigen öffentlich installierten Ladestationen zu finden ist. Seit Januar 2016 wird er nicht mehr an Ladestationen verbaut und ist mittlerweile durch den Stecker vom „Typ 2“ abgelöst worden. Bei Bedarf gibt es Adapter, mit denen ein Fahrzeug mit einem Stecker vom „Typ 2“ an eine Ladestation mit einem Stecker vom „Typ 3“ angeschlossen werden kann.

Stecker vom Typ 4 oder CHadeMO

Der „Typ-4“-Stecker, auch CHAdeMO-Stecker genannt, wird für das Schnellladen im „Modus 4“ verwendet. Er ermöglicht einen hohen Gleichstrom, erlaubt jedoch kein Laden an einer Ladestation, die Wechselstrom liefert, d. h. den Strom, der direkt aus dem Stromnetz stammt. Das bedeutet, dass Fahrzeuge, die diesen Stecker verwenden, mit einem zweiten Stecker ausgestattet sein müssen. Diese Erkenntnis hat Europa dazu veranlasst, einen Stecker zu entwickeln, der einen Typ-2-Stecker mit einer speziellen Verbindung für das Gleichstromladen kombiniert. Es handelt sich um den „Combo-Stecker“ oder „Typ-2-CCS-Stecker (Combined Charging System)“, mit dem unter anderem der neue ZOE ausgestattet ist.

Urheberrechte: Jean-Brice Lemal (Planimonteur), Frithjof Ohm (Frithjof Ohm INCL Prezsch)