Glossar der Elektromobilität

Nein, für den Einstieg in die Elektromobilität braucht es kein „Elektromobilitätsstudium“. Trotzdem kann es vorkommen, dass in der Presse, im persönlichen Gespräch, am Stammtisch oder wo auch immer Begriffe auftauchen, die man nicht oder nur ansatzweise versteht. Zudem werden in der Elektromobilität zahlreiche Abkürzungen oder Anglizismen verwendet. Dazu kommt, dass verschiedene Bezeichnungen das Gleiche oder Ähnliches aussagen. Und, mit all dem nicht genug, haben sich mit der technischen Entwicklung gewisse Definitionen verändert. So versteht man unter „Schnellladen“ heute nicht mehr dasselbe wie vor fünf Jahren.

Es ist deshalb keine Schande, neue Begriffe kurz nachzuschlagen. Dafür ist das Elektromobilitäts-Glossar da. Hier wird in der nötigen Kürze erklärt, was Sache ist. Alle, die es genauer wissen wollen, finden technisch detailliertere und ausführlichere Informationen an anderer Stelle. Das Glossar ist bewusst möglichst einfach gehalten und soll für viele verständlich sein. Nicht alle Begriffe und Definitionen im Glossar sind für Endnutzer relevant. Das Glossar versteht sich als Nachschlagewerk.

Terminologien: gängige Abkürzungen, Beschreibung und Definitionen

In der Elektromobilität (wie auch der Mobilität im Allgemeinen) werden häufig engl. Abkürzungen verwendet. Die Unterscheidung der verschiedenen Technologien wird mit dem Begriff „vehicle“ (Fahrzeug) ergänzt, wobei in den meisten Fällen das Auto damit gemeint ist.

Elektrofahrzeuge

Antriebskonzepte mit einem Elektromotor werden gemeinhin als „Elektroautos“ bezeichnet. Immer häufiger wird unter dem Begriff „Elektroauto“ jedoch das rein batterieelektrische Fahrzeug (BEV) verstanden.

EV: Electric Vehicle: Elektrofahrzeug. Teil- oder vollelektrifiziert angetrieben, mit oder ohne Stecker. Das Elektrofahrzeug/-auto (auch E-Auto genannt) wird mit elektrischer Energie angetrieben, wobei auch hybride Varianten miteinbezogen werden.

Die Antriebskonzepte mit einem Elektromotor werden in drei Kategorien unterteilt, welche sich hinsichtlich der Motorisierung und der primären Energiequelle unterscheiden. Autos, welche am Netz geladen werden können, nennen sich auch Steckerautos.

HEV: Hybrid Electric Vehicle. Hybridfahrzeug (manchmal auch „full hybrid“ / „vollhybrid“ genannt) teilelektrifiziert, ohne Stecker. Fahrzeug mit einem Verbrennungs- und einem Elektromotor. Der Antrieb kann durch beide Motoren gleichzeitig oder einzeln erfolgen, wobei rein elektrisch nur kurze Strecken gefahren werden können. Es ist keine Lademöglichkeit vorhanden. Überschüssige Leistung des Verbrennungsmotors wird in Strom umgewandelt und der Batterie zugeführt.

PHEV: PlugIn Hybrid Electric Vehicle. Hybridfahrzeug teilelektrifiziert, mit Stecker. Ist eine Weiterentwicklung des Hybridfahrzeugs (HEV) und verfügt über einen Stecker (= englisch „plug“) und kann somit über eine externe Stromquelle geladen werden. Die Batterie ist grösser als bei den Hybridfahrzeugen (HEV), die elektrische Reichweite dementsprechend höher.

BEV: Battery Electric Vehicle. Batterieelektrisches (oder rein elektrisches) Fahrzeug vollelektrifiziert, mit Stecker. Ausschliesslich elektrisch angetriebenes Fahrzeug, verfügt über Stecker und Batterie. Immer mehr wird unter „Elektroauto“ das rein elektrische Auto verstanden.

PEV: PlugIn Electric Vehicle. Steckerelektrofahrzeug teil- oder vollelektrifiziert, mit Stecker. Am Stromnetz aufladbare Fahrzeuge (auch Steckerautos genannt), sprich rein batterieelektrische Autos (BEV), PlugIn Hybride (PHEV) und die seltenen Autos mit Reichweitenverlängerung (REEV, siehe weiter unten). PEV wird nur für statistische Zwecke verwendet und ist keine eigentliche Fahrzeugkategorie.

Fahrzeug- und Antriebstechnologien, Messverfahren für Fahrzeuge

Herkömmliche Antriebe: Fahrzeuge, welche mit Benzin oder Diesel angetrieben werden.

Alternative Antriebe: Umfasst Fahrzeuge aller Antriebsarten, welche nicht ausschliesslich mit Benzin oder Diesel angetrieben werden.

ICE: Internal Combustion Engine. Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor. Im Verbrennungsmotor wird flüssiger oder gasförmiger Treibstoff in den Prozessen 1.) Ansaugen, 2.) Verdichten, 3.) Arbeiten (Verbrennung) und 4.) Ausstossen in Energie umgewandelt.

Verbrenner: Umgangssprachlich für Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor. In der Regel sind damit Benzin- oder Dieselfahrzeuge gemeint.

FCEV: Fuel Cell Electric Vehicle. Brennstoffzellenelektrofahrzeug vollelektrifiziert, ohne Stecker Energieträger: Wasserstoff. Wasserstoff wird unter hohem Druck in einem Tank gespeichert, reagiert dann in der Brennstoffzelle mit Sauerstoff aus der Luft und erzeugt so Strom. Dieser treibt einen Elektromotor an, weshalb auch das Wasserstoff-/Brennstoffzellenfahrzeug ein Elektrofahrzeug ist.

REEV: Range Extended Electric Vehicle. Fahrzeuge, welche über einen kleinen Benzin-Stromgenerator zur Reichweitenverlängerung verfügen. Dieser wird aktiviert, sobald die Batterie leer ist. Es gibt nur noch wenige REEV-Modelle, diese Antriebsform wird voraussichtlich aussterben.

MHEV: Mild Hybrid (Electric Vehicle). Fahrzeug mit Verbrennungsmotor, von Elektroantriebsteil unterstützt. Fahrzeug, welches nicht rein elektrisch fahren kann. Der Verbrennungsmotor wird elektrisch unterstützt: je nach Ausführung beim Anfahren und Beschleunigen, bei der Start-Stopp-Automatik oder bei der Energierückgewinnung der Bremsvorgänge (Rekuperation).

Micro Hybrid: Fahrzeug, welches nicht rein elektrisch fahren kann. Wie der Mild Hybrid, wobei die elektrische Energiemenge deutlich geringer ist. Häufig werden sogar Fahrzeuge mit elektrischem Start-Stopp-System als Micro Hybride bezeichnet.

CNG: Compressed Natural Gas. Fahrzeug mit Verbrennungsmotor; Energieträger: Erd-, Biogas oder synthetisierte Gase. Wird mit komprimiertem Methan (fossilem Erdgas oder erneuerbarem Biogas) betankt und vom Verbrennungsmotor angetrieben.

Euro-Normen: Europäische Schadstoffnormen, die Grenzwerte für die Emission von Abgasen definieren.

WLTP: worldwide harmonized light vehicles test procedure, weltweit einheitliches Leichtfahrzeuge-Testverfahren. Aktuelles internationales Testverfahren für die Messung von Verbrauchs- und Abgaswerten von Personenwagen und leichten Nutzfahrzeugen. Das Verfahren Worldwide Harmonized Light Vehicles Test Procedure simuliert eine durchschnittliche Autofahrt und ermittelt Verbrauch, CO2- und Schadstoff-Emissionen. Der Test wird auf einem Laborprüfstand durchgeführt.

NEFZ: Neuer Europäischer Fahrzyklus. Alter Testzyklus für die Messung von Verbrauchs- und Abgaswerten von Personenwagen. Wurde durch den WLTP ersetzt.

RDE: real driving emissions test. Internationales Testverfahren für die Messung von Abgaswerten von Personenwagen und leichten Nutzfahrzeugen. Die Fahrzeuge absolvieren eine Testfahrt auf öffentlichen Strassen und sind mit einem mobilen Messgerät ausgestattet. Bisher wird der RDE-Test nur für die Ermittlung von Schadstoff-Werten, nicht jedoch für Verbrauchsdaten oder den CO2-Ausstoss verwendet.

Begriffe zum Elektroauto, der Batterie und dem elektrischen Fahren

Akkumulator (Akku) auch Hochvoltakku oder Sekundärbatterie genannt: Der Akkumulator (kurz „Akku“) ist ein Speicherelement, welches wieder aufladbar ist. Mehrere Akkuzellen bilden eine Batterie. Oft wird der Akku mit der Batterie gleichgesetzt.

Batterie auch Fahrzeug-, Traktions- oder Hochvoltbatterie genannt: Die Batterie ist der primäre Energiespeicher des Elektroautos. Sie ist somit das zentrale Element und gleichzeitig die teuerste Fahrzeugkomponente.

Li-ion-Batterie: Lithium-Ionen-Batterie. Batterie auf Basis von Lithium-Verbindungen, wobei Lithium nur einen kleinen Teil der Batterie ausmacht. Heute verwenden fast alle Elektroautos Lithium-Ionen-Batterien. In einer Li-Ionen-Batterie hat es kein Lithiummetall. Die Li-Ionen, also positiv geladene Ladungsträger, bewegen sich zwischen den beiden Polen, Anode und Kathode.

Feststoffbatterie: Eine mögliche zukünftige Batterietechnologie. Die Feststoffbatterie benötigt keine Kühlung und ist somit temperaturbeständig. Hat das Potential, bedeutend höhere Reichweiten als Lithium-Ionen-Batterien zu ermöglichen.

SoC: State of Charge Ladezustand. Zeigt an, wie viel Energie dem Fahrzeug zur Verfügung steht. Wird in der Regel wie beim Mobiltelefon in Balken oder in einer Prozentangabe angegeben. Restkilometer (verbleibende Reichweite) werden aus diesem Wert unter Einbezug des Fahrverhaltens respektive der im Navigationssystem vorgegebenen Route berechnet.

DoD: Depth of Discharge Entladungsgrad. Alternative Methode zur Bewertung des Ladezustands. Zeigt auf, wie viel Energie aus der Batterie entnommen wurde. Wird deutlich weniger angewendet als der Ladezustand (SoC).

SoH: State of Health Gesundheitszustand (der Batterie). Beschreibt vor allem den Alterungsprozess der Batterie, welcher die Leistungsfähigkeit reduziert. Angegeben wird dieser Wert in Prozent, bezogen auf den Neuwert.In der Regel zeigt dieser Wert den Verlust der Batterie-Kapazität im Verhältnis zur initialen Kapazität an.

2nd life Zweitverwertung: Erlaubt der Gesundheitszustand (SoH) der Batterie die Alltagsnutzung im Fahrzeug nicht mehr, kann diese noch jahrelang ausserhalb des Fahrzeugs als stationärer Stromspeicher weiterverwendet werden. In diesem sogenannten zweiten Leben können Akkus überschüssige Energie einer Photovoltaikanlage speichern oder als Leistungspuffer in Schnellladestationen zum Einsatz kommen.

(Batterie-) Recycling: Stoffliche Wiederverwertung von Batterien zur Gewinnung der darin enthaltenen Elemente. Durch moderne Recyclingverfahren bleiben rund 90% der in Batterien verwendeten Materialien im Kreislauf.

(Batterie-) Upcycling: Durch den Austausch von fehlerhaften Zellenmodulen wird die Lebensdauer von Batterien verlängert.

Memory-Effekt: Kapazitätsverlust einer Batterie, welcher bei häufiger Teilentladung eintritt. Bei aktuellen Lithium-Ionen-Batterien ist der Memory-Effekt nicht relevant.

BMS: Batteriemanagementsystem. Überwacht die Zustände der Batteriezellen.

Starterbatterie: Wie der Verbrenner verfügt das Elektroauto über eine (12-Volt-)Starterbatterie. Diese aktiviert die Hochvoltbatterie (respektive das gesamte System) vor der Fahrt und versorgt Beleuchtung, Navigation und andere Verbraucher im Fahrzeug mit Strom.

Bordladegerät auch kurz Ladegerät oder Onboard Charger genannt: Wandelt im Auto den Wechselstrom aus dem Stromnetz in Gleichstrom um. Ist, da im Auto integriert, kein Bestandteil der Ladeinfrastruktur.

Frunk: Ist ein Kofferraum, welcher sich auf der Vorderseite (dort, wo beim Verbrenner der Motor ist) befindet. Durch den deutlich kleineren Elektromotor kann dieser Raum anders, beispielsweise als Kofferraum verwendet werden. Das Wort Frunk setzt sich aus „front“ (vorne) und „trunk“ (Kofferraum) zusammen.

Reichweite: Distanz in Kilometer, die mit einer (vollen) Ladung zurückgelegt werden kann. Die Reichweite hängt insbesondere von Fahrweise, Höhenprofil und Wetter ab. Herstellerangaben entsprechen oft guten oder idealen Bedingungen. Im Betrieb berechnet der Bordcomputer einen Prognosewert für die Restreichweite.

Elektrische Reichweite: Wird vor allem bei hybriden Fahrzeugen (HEV oder PHEV) verwendet und gibt die Distanz an, welche ausschliesslich elektrisch zurückgelegt werden kann.

Rekuperation: Ist die Rückgewinnung von Energie. Beim Bremsen (über die mechanische oder die Motor-Bremse) wird der Elektromotor zum Stromgenerator und speist Energie in die Batterie zurück. Dadurch entsteht bei geringerem Bremsenverschleiss eine höhere Reichweite.

One-Pedal-Driving Fahren mit einem Pedal: Das „One-Pedal“-Konzept bezeichnet die Fahrweise, bei welcher nur mit dem Fahrpedal (Gaspedal) gefahren wird. Sobald der Druck vom Fahrpedal genommen wird (beispielsweise an der Ampel), setzt eine Bremswirkung ein. Dabei wird Energie durch den Motor zurückgewonnen (rekuperiert), der dabei wie ein Stromgenerator arbeitet. Die mechanische Bremse wird nur noch für starkes Bremsen verwendet. Je nach Fahrzeug kann diese Funktion zugeschaltet werden.

Segeln: Anders als beim „One-Pedal“-Konzept wird beim Loslassen des Gaspedals nicht eingebremst. Das Fahrzeug „gleitet“ oder „segelt“ mit der vorhandenen Bewegungsenergie weiter. Segeln gibt es auch bei Verbrennungsfahrzeugen. Dabei wird das Antriebssystem in den Leerlauf gebracht oder ausgeschaltet.

Laden

Allgemein – Begriffe rund ums Laden

AC(-Laden): Alternating Current Wechselstrom (-Laden). Ladevorgang, bei dem die Umwandlung von Wechsel- auf Gleichstrom innerhalb des Fahrzeugs erfolgt. In Europa wird Wechselstrom allgemein für Stromanschlüsse im Haushalt genutzt. Ebenso für das langsame und normale Laden bis und mit 22 kW. In Ausnahmefällen kann AC-Laden bis 43 kW genutzt werden (vor allem für den Renault Zoé).

DC (-Laden): Direct Current Gleichstrom(-Laden). Ladevorgang, bei dem die Umwandlung von Wechsel- auf Gleichstrom innerhalb der Ladestation erfolgt. Wird in den meisten Fällen für Ladevorgänge ab 50 kW (schnelles Laden) respektive beschleunigtes und schnelles Laden verwendet. Deshalb wird der Begriff „DC-Laden“ teilweise auch mit „Schnellladen“ gleichgesetzt. Diese Installation ist kostenintensiver und benötigt eine (erheblich) höhere Leistung des Stromnetzwerkes.

Öffentliches Laden: Ladetransaktionen an öffentlich zugänglichen Standorten, welche von allen Nutzern (in der Regel kostenpflichtig) in Anspruch genommen werden kann.

Privates Laden: Ladetransaktion, welche ausschliesslich von einem ausgewählten Nutzerkreis oder einem einzelnen Nutzer in Anspruch genommen werden kann. Der Standort, an welchem die Transaktion stattfindet, spielt dabei keine Rolle.

Laternenladen: Öffentliches Laden an der Infrastruktur der öffentlichen Beleuchtung (Laterne). Die Ladeinfrastruktur ist in der Regel am oder im Mast/Sockel der Strassenlaterne angebracht, respektive integriert. Damit werden Parkplätze direkt bei Strassenlaternen zu Ladeplätzen. Im erweiterten Sinne werden deshalb auch öffentliche Langsamladevorgänge in Wohnquartieren als „Laternenladen“ bezeichnet, auch wenn die Ladeinfrastruktur unabhängig von der Strassenlaterne installiert ist.

Smart Charging intelligentes Laden: Smart Charging ist ein Sammelbegriff für alle Technologien, die das Laden oder sogar Entladen eines Elektrofahrzeugs optimieren sollen, indem sie die Ladeleistung des Fahrzeugs effizient, flexibel und kostengünstig steuern.

Bidirektionales Laden: Laden in zwei Richtungen: nicht nur vom Stromnetz ins Fahrzeug, sondern auch vom Fahrzeug zurück ins Netz (oder ins Gebäude). Die Rückspeisung der Energie aus der Elektroautobatterie (hochvolt) wird auch V2G (vehicle-to-grid, Fahrzeug zu Stromnetz) oder V2H/B (vehicle-to-home/-building, Fahrzeug zu Gebäude) genannt. So können Überkapazitäten (z. B. aus Solaranlagen) zwischengespeichert und bei Bedarf wieder ans Netz oder Gebäude abgegeben werden. Die Nutzung bidirektionalen Ladens bedingt dafür vorgesehene Ladeinfrastrukturen wie auch Elektrofahrzeuge.

Induktives Laden: Kontaktloser Ladevorgang (wie beim Mobiltelefon möglich), bei welchem hochfrequente Wechselströme drahtlos Energie übertragen. Dafür notwendig sind Spulen im Boden (oder in der Fahrbahn) und an der Unterseite des Fahrzeugs.

Ladekurve: Zeigt den Verlauf der Ladeleistung während des Ladevorgangs an. Bei der Schnellladung reduziert beispielsweise das BMS (Batteriemanagement) die Ladeleistung während des Ladevorgangs. Die theoretische maximale Ladegeschwindigkeit kann in der Regel nur für eine relativ kurze Zeit gehalten werden.

Ladeverluste: Beim Ladevorgang entstehen Stromverluste, welche zwischen 10 und 20% betragen.

(Lade-) Zyklus: Ein Ladezyklus ist die Energieversorgung des Akkus von Entladung (0%) bis zur vollständigen Ladung (100%). Lädt man von 50% wieder bis zu 100% auf, handelt es sich um einen halben Ladezyklus. Die Anzahl der möglichen Ladezyklen ist ein Qualitätsmerkmal für den Akku.

Plug & charge: Einstecken und Laden. Beim „plug & charge“ erfolgt die Identifikation zum Start des Ladevorgangs zwischen Fahrzeug und Ladeinfrastruktur ohne zusätzliche Freigabe per Karte, App oder ähnlichem. Unter „plug & charge“ versteht man nicht nur das Laden ohne zusätzliche Freigabe, sondern auch eine internationale Norm (ISO 15118), bei welcher die Authentifizierung direkt zwischen Fahrzeug und Ladeinfrastruktur erfolgt.

Ladevorrichtungen, Hard-, Software und Infrastruktur

Ladestandort: Ein Ladestandort ist ein Ort mit der Möglichkeit zum Laden. (Autobahnraststätte, öffentlicher Parkplatz, Parkhaus usw.).

Ladestation: Einrichtung zum Aufladen von Elektrofahrzeugen (Hardware). Eine Ladestation kann einen oder mehrere Ladepunkte versorgen. Hat die Ladestation die Form einer Säule, spricht man auch von der Ladesäule.

Ladepunkt: Einrichtung zum Laden von Elektrofahrzeugen, an welcher zur selben Zeit ein einziges Fahrzeug geladen werden kann (= Parkplatz mit Lademöglichkeit).

Schnelllader: Ursprünglich Ladestation ab 50 kW Leistung, mittlerweile sind damit eher Ladestationen mit 90 kW oder mehr Leistung gemeint.

HPC: High Power Charger. Ultraschnelllader, d. h. Ladestation mit 150 bis 350 kW Leistung.

Notladekabel: Kabel, mit welchem an einer Haushaltssteckdose geladen werden kann. Wird bei den meisten Fahrzeugen mitgeliefert. Sollte nur im Notfall verwendet werden, da der Ladevorgang so nicht überwacht ist.

Mobiler Lader mit oder ohne Verbindung zu einem Adapter: Mobile Ladestation (bis max. 22 kW), meistens in Form eines Kabels mit integriertem Ladeelement. Ermöglicht das sichere Laden mit unterschiedlichsten Leistungen und Ladebetriebsarten an der Haushalts- oder Industriesteckdose.

HCD: Home Charge Device Heimladestation. Ladestation zum privaten Gebrauch.

Wallbox: (Heim-)Ladestation, welche an der Wand angebracht wird. Häufig ist damit eine HCD gemeint.

Flachkabel: Kabel, welche in der Regel horizontal an der Wand (Aufputz) installiert werden, die dann Ladestationen mit Strom versorgen. Diese werden auf dem oder vertikal abzweigend vom Flachkabel installiert. Flachbandkabel kommen häufig in Einstellhallen zur Anwendung.

CEE-Steckdose: Normiertes Steckersystem (gemäss der Commission on the Rules for the Approval of the Electrical Equipment). In Europa gebräuchliche Steckerverbindung zur Harmonisierung der Netzspannung. An der CEE-Dose können Wallboxen (fix) oder Ladekabel angeschlossen werden. Elektroautos werden hingegen nicht direkt über das CEE-System geladen.

-T13, Schuko, etc.: Einphasige Haushaltssteckdosen nach länderspezifischen Standards. Gängige Haushaltssteckdosen können mittels Mode 2 Ladekabel für Leistungen bis maximal 3.7 kW zur Notladung verwendet werden (sofern entsprechend abgesichert). Diese Lademöglichkeit steht allen Elektroautos zur Verfügung.

Begriffe zur Installation von Ladestationen

Homecheck: Der Homecheck ist eine Machbarkeitsüberprüfung, welche vor der Installation einer Heimladestation vorgenommen werden sollte. Dabei wird die vorhandene Elektroinfrastruktur am Gebäude evaluiert.

Hausanschluss oder Gebäudeanschluss: Übergabepunkt zwischen dem Verteilnetz (Strom) und den Leitungen im Haus. Dies erfolgt in der Regel in einem Hausanschlusskasten.

Lademanagement: Beschreibt die Regelung eines Ladevorgangs. Dabei werden für die Steuerung des Ladevorgangs unter anderem Parameter wie der Ladezustand und die Temperatur der Fahrzeugbatterie, die Leistung des Ladegeräts und die Anschlussleistung der Ladestation sowie des Ladekabels berücksichtigt.

Lastmanagement: Beschreibt die Regelung des Stromverbrauchs (Last). Dabei wird die vorhandene Leistung optimal verteilt, um Lastspitzen zu vermeiden, auch wenn mehrere Fahrzeuge gleichzeitig laden. Dies minimiert die Notwendigkeit, den Stromanschluss an der Ladeanlage (Hausanschluss im Gebäude) erweitern zu müssen.

Smart Grid: Intelligentes Stromnetz, welches darauf ausgelegt ist, die Auslastung der vorhandenen Infrastruktur zu optimieren. Somit soll der Ausbau der physischen Infrastruktur (Leitungen, Transformatoren) optimiert werden. Elektrofahrzeuge können Teil des Smart Grids sein, wenn sie zeit- und lastgesteuert geladen werden oder Energie in das Netz zurückspeisen können (V2G).

(Lade-) Stecker

Der sogenannte „Steckersalat“ begleitet die Entwicklung der Elektromobilität. Er bezeichnet die verschiedenen Stecker, welche zum Laden angeboten respektive verwendet werden können. Da in der Schweiz die nötigen Schnittstellen (Stecker oder Dose) an den meisten Ladestandorten verfügbar sind, stellen die verschiedenen Stecker kein Problem dar. Schlussendlich gibt es an der Tankstelle auch verschiedene Schläuche. Und beim Laden kann man nicht den „falschen“ Strom laden. Zudem gibt es portable Systeme (Adapter), welche das Laden unterwegs überall möglich machen.

Typ-1-Stecker: Der Ladestecker Typ-1 wird für AC-Ladungen mit geringen Ladeleistungen gebraucht. Er wird immer weniger verwendet.

Typ-2-Stecker: Der Ladestecker Typ-2 wird für AC-Ladungen mit Ladeleistungen bis 43 kW gebraucht. Er wird immer mehr zum Standard.

CHAdeMO: Stecker für das DC-Laden. Der Stecker ist direkt an der Schnellladestation angebracht. Der CHAdeMO-Standard kommt aus dem asiatischen Fahrzeugmarkt. In Europa wird in den Empfehlungen für den Bau von öffentlichen Ladestationen immer häufiger auf den CHAdeMO-Standard verzichtet.

CCS: Combined Charging System oder Combo/Combo2. Eine mit zusätzlichen Kontakten versehene Erweiterung des Typ-2-Steckers für das DC-Laden.

Typ-2-Stecker DC auch „Tesla-Stecker“ genannt: Steckervorrichtung wie Typ-2, jedoch für die Schnellladung. Wird von Tesla für einzelne Fahrzeugtypen benutzt. Wird allmählich durch den europäischen Standard Combo CCS 2 ersetzt.

In Europa haben sich der Typ-2 (für langsames Laden) und der CCS (für schnelles Laden) als Standard durchgesetzt.

Ladeleistungen und Ladearten

Die Ladeleistung ist ein Indikator der Ladedauer und bei öffentlichen Ladestationen auch für die Kosten. Je höher die Ladeleistung, desto schneller wird geladen und umso höher sind die Kosten für die Infrastruktur.

Die Ladearten werden in verschiedene Kategorien unterteilt. Mit der rasanten Entwicklung der Ladestationen (und Ladekomponenten der Fahrzeuge) wurde diese Kategorisierung laufend angepasst. Eine offizielle Einteilung gibt es deshalb nicht. Die Unterteilung und Bezeichnungen der Ladearten können deshalb je nach Quelle und Erscheinungsdatum der Quelle variieren. Die derzeit gängigste Unterteilung ist: 1.) Langsamladen, 2.) beschleunigtes Laden und 3.) Schnellladen.

1. Langsamladen

Notladen: Ladevorgänge mit bis zu ca. 2 kW, kann an einer Haushaltssteckdose durchgeführt werden (bis zu ca. 10 km Reichweite pro Stunde).

Langsamladen auch Normalladen genannt: Ladevorgänge mit 3.7 bis 22 kW, wobei Ladestationen häufig in den kW-Varianten 3.7 und 11 kW erhältlich sind. Wird normalerweise für das Laden zu Hause oder am Arbeitsplatz verwendet (zwischen 15 und 50 km Reichweite pro Stunde).

Das Laden in diesen Leistungskategorien wird meistens mit AC (Wechselstrom) und mit dem Typ-2-Stecker durchgeführt. Deshalb wird die Bezeichnung „AC-Laden“ auch für das Langsamladen verwendet.

2. Beschleunigtes Laden

Beschleunigtes Laden: AC-Ladevorgänge mit 43 kW (sehr selten, zum Beispiel für den Renault Zoé) und DC-Ladevorgänge mit 50 kW fallen in diese Kategorie (bis zu ca. 250 km Reichweite pro Stunde).

Dafür werden der Typ-2- (für AC), der CHAdeMO- oder CCS-Stecker (beide DC) verwendet. In den 10er-Jahren galten die Varianten 22 kW und 50 kW als Schnellladestandards. Mit der Einführung neuer Ladestationen mit höheren Ladeleistungen wird der Begriff Schnellladung nicht mehr für diese Leistungskategorien verwendet.

3. Schnellladung

Schnellladen: Grundsätzlich gelten Ladevorgänge mit Leistungen über 50 kW als Schnellladung (ca. 250 bis 500 km Reichweite pro Stunde). Infrastrukturen für Ladevorgänge von 100 bis 150 kW sind vor allem entlang der Hauptverkehrsachsen zu finden. Der Begriff „Supercharger“ wurde durch das Ladenetz von Tesla geprägt. Die erste Generation Tesla-Supercharger verfügten über 90 kW Ladeleistung. Heute sind bis zu 250 kW möglich (mehr als 100 km Reichweite in 10 Minuten).

HPC: High Power Charging. Ultraschnelles Laden. Ladevorgänge mit über 150 kW gelten als „high power charging“ (oder auch Ultraschnellladen). Verfügbar sind derzeit Schnelllader bis 350 kW (bis zu 100 km Reichweite in 5 Minuten). Nur wenige Autos sind fähig, mit so hohen Leistungen zu Laden.

Das Laden in dieser Leistungskategorie wird mit DC und dem CCS- oder CHAdeMO-Stecker durchgeführt. Deshalb werden sie auch unter der Bezeichnung „DC-Laden“ zusammengefasst. Die entsprechenden Kabel sind direkt an der Ladestation angebracht. Viele Fahrzeuge mit CHAdeMO-Stecker können nicht mit mehr als 50 kW Leistung laden.

Ladeleistung, Ladedauer, Kilometer – Übersicht

Ladebetriebsarten (Lademodi)

Ladebetriebsart (Mode): Beschreibt die Art der Verbindung zwischen Elektrofahrzeug und Stromnetz. Jede Ladebetriebsart weist spezifische Eigenschaften bezüglich der elektrischen Komponenten, der Kommunikationskomponenten und der Sicherheitskomponenten auf.

Für Ladevorgänge von Elektrofahrzeugen gibt es vier verschiedene Ladebetriebsarten (auch Lademodi), welche für den Endnutzer eigentlich nicht weiter wichtig sind. Die Lademodi werden nach einer internationalen Norm (IEC 61851-1) definiert.

Begriffe und Erklärungen zu öffentlichen Ladetransaktionen

Zugang und Abrechnung: Der Kunde schliesst mit dem Ladeserviceanbieter einen Vertrag ab. Dieser stellt ihm ein Zugangsmedium (Karte, Badge, Key oder Smartphone-App) zur Verfügung und rechnet seine öffentlichen Ladetransaktionen ab. Dies im Ladestationsnetz des Ladeserviceanbieters wie auch in anderen Ladenetzen. Zugang und Abrechnung sind, vor allem an Schnellladestationen, auch ohne Vertragsbindung möglich. Dies wird mit Debit- und Kreditkarten oder über den QR-Code (unter Beihilfe eines Smartphones) vollzogen.

Roaming: Ermöglicht den Kunden eines Ladeservices auch die Nutzung von Ladestationen ausserhalb des Netzwerkes. Roaming ist nur möglich, wenn sich die involvierten Ladeserviceanbieter vorgängig auf eine Roaming-Vereinbarung geeinigt haben.

Ladestationsfinder: Applikation online oder onboard zum Auffinden von öffentlichen Ladestationen. In der Regel wird die Verfügbarkeit der Stationen in Echtzeit aktualisiert.

Begriffe des Elektromobilitätsmarktes

EMP: Electric Mobility Provider. Auch Ladeserviceanbieter. Ermöglicht dem Endkunden (Elektromobilisten) den Zugang zu Ladestationen inklusive einer Bezahllösung (zum Beispiel mit einer App). Er ist somit gegenüber dem Endkunden für die Abwicklung der Ladetransaktion verantwortlich, ohne zwangsläufig der Besitzer oder der Betreiber der Ladeinfrastruktur zu sein.

CPO: Charge Point Operator. Auch Ladestationsbetreiber, verwaltet die Ladestationen in seinem Ladenetz. Er stellt den Betrieb der Ladestationen sicher.

Stromeinheiten und physikalische Begriffe

Strom ist allgegenwärtig. Trotzdem sind die Begriffe rund um dieses Thema für Viele ein Buch mit sieben Siegeln und die letzten Physikstunden in der Schule schon eine Weile her. Häufig wird zur Vereinfachung der Elektrizität ein Wassermodell als Vergleich verwendet.

Volt: Volt ist die elektrische Spannung.

A: Ampere. Ampere ist die elektrische Stromstärke. Wird zur Berechnung der Ladeleistung verwendet.

kW: Kilowatt. (Kilo)Watt ist die elektrische Wirkleistung. Definiert, wie viel Energie eine Ladestation freisetzt, respektive wie viel Energie das Fahrzeug benötigt. Mit kW wird somit die Leistung des Fahrzeugs (analog PS – 100 kW sind übrigens 136 PS) wie auch der Ladestation oder der Steckdose angegeben.

kWh: Kilowattstunde. (Kilo)Wattstunde ist die elektrische Arbeit oder Energiemenge. Definiert, wie viel Energie eine Ladestation oder ein Fahrzeug während der Ladung abgibt oder aufnimmt. Mit kWh wird der Verbrauch des Elektroautos (auf 100 km) und die an der Ladestation bezogene Energie gemessen. Deshalb wird öffentliches Laden meistens in kWh abgerechnet.

Energiedichte: Gespeicherte Energiemenge pro Masse. Die Energiedichte sagt aus, wie viel Energie pro Kilogramm oder pro Volumen Batterie gespeichert werden kann (Wh pro kg, Wh pro Liter).

Phase auch Aussenleiter genannt: Ein Leiter (Stromkabel), der im üblichen Betrieb unter Spannung steht und zur Übertragung oder Verteilung der Elektrizität beiträgt. Drehstrom ist ein Wechselstrom mit drei Phasen (stromführenden Leitungen).

Schieflast: Eine Schieflast in einem Drehstromnetz bedeutet eine asymmetrische (ungleiche) Strombelastung der verschiedenen Phasen.

Lastabwurf: Abschalten der Netzlast (im Zusammenhang mit der Elektromobilität die Ladestation) zur Laststeuerung im Stromnetz. Diese Massnahme betrifft in der Regel ganze Regionen oder Ladestationen, welche die Lastreduktion noch nicht umsetzen können.

Lastreduktion: Um eine unmittelbare erhebliche Gefährdung des sicheren Netzbetriebs abzuwenden, kann der Netzbetreiber die Bezugs- und Einspeiseleistung steuern. Dies wird als Lastreduktion bezeichnet. Im Gegensatz zum Lastabwurf wird die Last dabei nicht von der Versorgung getrennt.

Drehmoment: Das Drehmoment ist die Kraft, welche auf die Antriebswelle wirkt. Elektromotoren verfügen über ein hohes Drehmoment.

Energie

Erneuerbare Energie: Energie aus Quellen, die praktisch unerschöpflich zur Verfügung stehen oder sich verhältnismässig schnell erneuern. Hauptsächlich Wasserkraft, Solarenergie, Windkraft und Energie aus Biomasse.

Fossile Energie: Energie aus Kohle, Erdgas, Erdöl etc., die in geologischer Vorzeit aus Abbauprodukten von toten Pflanzen und Tieren entstanden sind. Bei ihrer Verbrennung wird das Treibhausgas CO2 freigesetzt – deshalb ist die Nutzung fossiler Energieträger die Hauptursache für den Klimawandel.

Ökostrom: Strom aus erneuerbarer Energie, dessen Produktion zusätzliche Umweltauflagen erfüllt und die Pflanzen­- und Tierwelt möglichst wenig beeinträchtigt. Wichtigstes Label für Schweizer Ökostrom ist „naturemade star“ des Vereins für umweltgerechte Energie.

P2G: Power-to-Gas. Bezeichnet die Herstellung von gasförmigen Energieträgern auf der Basis von Strom. Meist die Aufspaltung von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff sowie die Umwandlung von Wasserstoff und CO2 in Methan. Bei Verwendung von erneuerbarem Strom ist auch das Produkt ein erneuerbarer Energieträger.

P2L: Power-to-Liquid. Ebenfalls geläufig ist der Begriff „Power-to-Liquid“, wenn die Herstellung von flüssigen Treibstoffen gemeint ist.

E-Fuels oder synthetischer Kraftstoff: Kraftstoff mit Eigenschaften wie Benzin, Diesel oder Kerosin – aber mithilfe von erneuerbaren Energien hergestellt. Die Herstellung ist jedoch teuer. Im Betrieb werden wie bei den fossilen Kraftstoffen u. a. giftige Stickoxide ausgestossen.

Wasserstoff: Durch die Umwandlung (Elektrolyse) von Wasser entsteht der gasförmige Wasserstoff. Dieser lässt sich unter hohem Druck transportieren und speichern. Die Brennstoffzelle wandelt im Fahrzeug den Wasserstoff zurück in elektrische Energie um und treibt den Elektromotor an.

Gut zu wissen

Verlängerung der Batterielebensdauer Netto- / Nenn- / nominale / Bruttokapazität

Die Lebensdauer der Batterie lässt sich verlängern, indem sie nicht vollständig ge- und entladen wird. Herstellerseitig wird deshalb nicht die gesamte mögliche Kapazität der Batterie (= Bruttokapazität) nutzbar gemacht. Die zur Verfügung stehende Kapazität nennt sich Netto-, Nenn- oder nominale Kapazität. Zusätzlich können die Ladevorgänge so eingestellt werden, dass die Batterie nicht auf die volle Nettokapazität geladen wird. Viele Fahrzeuge sehen eine Standardladung von 80% vor, welche bei Bedarf auf 100% der zur Verfügung stehenden Kapazität (Netto-, Nenn- oder nominale Kapazität) erhöht werden kann.

Optimaler Einsatz durch Thermomanagement

Verbrennungsmotoren verursachen durch den geringen Wirkungsgrad viel Abwärme, welche fürs Heizen genutzt werden kann. Dies ist beim Elektromotor (hoher Wirkungsgrad) nicht der Fall. Heizen wie auch Kühlen benötigen Energie, wodurch die Reichweite minimiert wird. Es empfiehlt sich deshalb, das Fahrzeug vor der Fahrt (wenn mit der Ladestation verbunden) auf die gewünschte Temperatur zu bringen. Auch sonst ist die Steuerung der Wärmeströme (Thermomanagement) wichtig beim Elektroauto. Motor und Leistungselektronik müssen stets gekühlt werden, während die Batterie situationsbedingt entweder gekühlt oder beheizt wird. Aufgrund geringer thermischer Belastung (keine Extremtemperaturen) wird die Lebensdauer der Batterie erhöht und Ladevorgänge werden nicht verlangsamt. Bestehen Extremtemperaturen, bieten moderne Systeme die Möglichkeit, die Batterie vor dem Ladevorgang auf eine optimale Betriebstemperatur zu bringen.

Verhalten beim privaten Laden

Mehr ist nicht unbedingt besser: Wenn es schnell gehen muss, kann dem Auto an Schnellladestationen in kurzer Zeit die benötigte Restreichweite zugeführt werden. In der Regel ist Langsamladen aber völlig ausreichend. Damit werden Batterie und Portemonnaie geschont. Bei der Dimensionierung der privaten Ladestation sollte auf diesen Grundsatz geachtet werden. Intelligent Laden ist besser: Die Zukunft gehört den steuerbaren (Heim)Ladestationen. Nur diese können auf eine optimierte Netzauslastung und bestmögliche Tarife ausgerichtet werden. Sich beraten lassen: Um Fehlinvestitionen zu vermeiden, ist es unabdingbar, sich von ausgewiesenen Fachunternehmen beraten zu lassen.

Verhalten beim öffentlichen Laden

Vor der Ladetransaktion über Kosten informieren: Öffentliches Laden ist in der Regel mit Kosten verbunden. Diese variieren je nach Ladeleistung, Abrechnungseinheit (Zeit oder kWh) und ob Sie im Ladenetz Ihres Anbieters oder ausserhalb laden. Informieren Sie sich deshalb vor der Ladetransaktion über allfällige Kosten und vermeiden Sie so Überraschungen. Die Kosten können Sie an der Ladestation entnehmen oder über die Smartphone-App Ihres Anbieters in Erfahrung bringen. Man muss nicht „vollmachen“: Und wenn doch, dann zuhause oder am Arbeitsplatz. Denn vollladen ist zeitintensiver. Die letzten % Ihrer Batteriekapazität benötigen überdurchschnittlich mehr Zeit. Sie müssen deshalb nicht an öffentlichen Ladestationen warten, bis die Batteriekapazität 100% beträgt. Ladeplätze ≠ Parkplätze: Stellen Sie Ihr Fahrzeug nur für und während des Ladevorgangs auf einen Ladeplatz. Andere Nutzer werden es Ihnen danken, genauso wie Sie dankbar für freie Ladeplätze sind. Einige Betreiber erheben Blockiergebühren für Fahrzeuge (Sie zahlen wie beim Parkieren, auch wenn die Ladung abgeschlossen ist), die nach dem Aufladen auf dem Ladeplatz bleiben. Falls nötig, Alternativen für Heimladestation suchen: Das Fehlen einer eigenen Ladestation erschwert die Nutzung der Elektromobilität, verhindert diese aber nicht.

Das schwächste Glied entscheidet über die Ladeleistung

Das schwächste Glied entscheidet über die Ladeleistung und -dauer. Ladeinfrastruktur, Ladekabel oder Auto können die Leistung beeinflussen. Die kleinste maximale mögliche Ladeleistung dieser drei Elemente legt die maximale Leistung des gesamten Ladevorgangs fest. Bei der Schnellladung wird zudem die Ladeleistung während der Ladung stufenweise reduziert (siehe Ladekurve). Die auf der Ladestation angegebene Ladeleistung kann nicht während des gesamten Ladevorgangs erreicht werden.

Verhalten zur Erhöhung der Reichweite

Energieeffizientes Fahren: Gleichmässiges Fahren ist energieeffizient (mit Tempomat und ECO-Modus). Beim Bremsen können Sie mit einem Elektroauto Energie zurückgewinnen. Reduzieren Sie deshalb frühzeitig die Geschwindigkeit. Wenn es die Verkehrssituation zulässt, vermeiden Sie zudem den Stillstand. Fast alle Fahrzeuge verfügen über Effizienz-Assistenten (z. B. ECO, ECO-Drive oder ECO-Assist), welche die energieeffiziente Fahrt automatisch unterstützen. Vorklimatisieren: Heizen oder kühlen Sie Ihr Fahrzeug noch an der Ladestation. Dies ist komfortabler und der dafür benötigte Energieverbrauch beeinträchtigt die Reichweite nicht. Reifendruck erhöhen: Pumpen Sie die Reifen leicht über den von den Herstellern empfohlenen Reifendruck auf (0,3 bis 0,5 bar mehr). Somit fahren Sie energieeffizienter. Kontrollieren Sie den Reifendruck regelmässig. Der empfohlene Reifendruck steht im Handbuch des Fahrzeugs oder im Ladedeckel. Der Reifendruck misst sich am genausten bei kalten Reifen. Unnötiges Gewicht vermeiden: Fahren Sie nicht mit unnötigem Ballast. Was nicht gebraucht wird, muss nicht herumtransportiert werden. So sparen Sie Energie und Reichweite. Dies gilt auch und vor allem für Gepäckträger und Dachboxen, welche auch mehr Luftwiderstand und somit eine Minderung der Reichweite mit sich bringen.

Tipps für unterwegs

Routenplanung mit Ladestops: Übersteigt die Reiseroute die Reichweite des Elektroautos, ist eine Routenplanung mit eingeplanten Ladestops empfehlenswert. Insbesondere bei Reisen ins Ausland. In der Schweiz ist die Ladenetzdichte sehr hoch. Für die Routenplanung inkl. Berechnung der Ladestops gibt es gute Gratis-Apps. Einfache Ladestationsfinder sind in der Regel in der App des Ladeserviceanbieters integriert. Angebot des Ladeserviceanbieters überprüfen: Vor der Reise sollte abgeklärt werden, ob und unter welchen Bedingungen die Ladekarte oder das App des Ladestationsanbieters im Ausland funktioniert. In der Schweiz ist dies so nicht nötig. Unterkunft mit Ladestation auswählen: Die meisten Buchungsplattformen bieten den Filter „Ladestation für Elektroautos“ an. Wer am Übernachtungsort laden kann, ist nicht oder viel weniger auf das öffentliche Ladenetz angewiesen.

Sicheres Fahren

Elektroautos beschleunigen schnell: Elektroautos verfügen über eine starke Beschleunigung. Tragen Sie diesem Umstand Rechnung. Elektroautos sind geräuschlos: Erst ab ca. 20 km/h sind die Abrollgeräusche der Reifen deutlich zu hören. Vor allem im Stadtverkehr muss dies beachtet werden, beispielsweise beim Überholen von Fahrradfahrern. Für Menschen mit Sehbeeinträchtigung stellen Elektroautos ein grösseres Risiko dar.