Tesla, VW oder Mercedes? Wer beim Laden am meisten Strom verpuffen lässt
Verhindern lassen sich Ladeverluste laut ADAC nicht gänzlich. Doch in Zeiten von Energieknappheit und hohen Strompreisen sollte man darauf achten, die Verluste möglichst gering zu halten. Und das ist für jeden Nutzer tatsächlich möglich – man muss nur wissen, wie.
Wenn ein E-Auto geladen wird, kann nicht die gesamte elektrische Energie in der Batterie gespeichert werden. Das ist technisch nicht möglich, denn während des Ladevorgangs sind einige Bordsysteme im Fahrzeug aktiv, die Strom benötigen. Außerdem entstehen Verluste bei der Umwandlung von Wechselstrom in Gleichstrom. Wie hoch dieser zusätzliche Energiebedarf genau ausfällt, hat der ADAC in einer Studie mit fünf aktuellen E-Autos untersucht.
Haushaltssteckdose versus Wallbox
Die Fahrzeuge wurden dafür an einer Haushaltssteckdose und einer Wallbox aufgeladen. An der Wallbox erfolgten die Ladevorgänge jeweils mit maximaler Leistung und mit reduzierter Ladeleistung, wodurch das Laden mit überschüssigem Strom aus einer PV-Anlage simuliert wurde. Das Ergebnis ist eindeutig: Das Laden an der Haushaltssteckdose mit 2,3 kW ist bei allen Autos mit den höchsten Verlusten verbunden.
Auffällig ist, dass im ADAC Test bei allen Testfahrzeugen die Ladeverluste an der Wallbox deutlich geringer sind als an der Haushaltssteckdose. Die höchsten Ladeverluste an der Steckdose weist der Mercedes mit 24,2 Prozent auf. Offenbar haben die Stuttgarter beim On-Board-Ladegerät gespart, denn das Bordladegerät des CLA lädt nur mit 8 Ampere statt mit den sowieso schon geringen 10 Ampere.
Am ineffizientesten zeigte sich der Mercedes-Benz CLA EQ, bei dem fast ein Viertel des verbrauchten Stroms nicht im Akku landete. Bei allen anderen Fahrzeugen lagen die Verluste bei rund 15 Prozent. Effizienter ist das Laden mit überschüssigem Strom aus einer PV-Anlage, selbst wenn die Ladeleistung aufgrund geringen Ertrags auf 4,2 kW reduziert wird. Die Verluste bei allen Autos in der Studie lagen dabei unter 13 Prozent.
Am effizientesten ist es jedoch, das Fahrzeug an einer Wallbox mit der höchstmöglichen Ladeleistung aufzuladen. Je nach Fahrzeug sind das 11 kW oder auch 22 kW: Alle Ladeverluste lagen in diesem Szenario unter sieben Prozent. Am effizientesten war der Renault R5, der sowohl beim PV-Überschussladen als auch an der Wallbox die geringsten Verluste aufwies.
Haushaltssteckdose ist zum Laden eines E-Autos ungeeignet
Aus Sicht des ADAC bekräftigen diese Ergebnisse die bestehende Empfehlung: Die Haushaltssteckdose ist nicht nur aus Sicherheitsgründen, sondern auch im Sinne der Effizienz zum regelmäßigen Laden eines E-Autos ungeeignet und sollte als Notlösung betrachtet werden.
Wer sich detailliert mit den Ladeverlusten eines Fahrzeugs auseinandersetzen will, dem empfiehlt der ADAC einen Blick in die Datenbank von Green NCAP. Das Verbraucherschutzprogramm bewertet die Umweltauswirkungen aktueller Fahrzeuge. Bei E-Autos spielt das Thema Energieeffizienz eine große Rolle, wobei auch die Ladeverluste an der heimischen Wallbox ermittelt werden und in das Ergebnis einfließen. Green NCAP bewertet rund 60 Fahrzeuge im Jahr.
Laden an der Haushaltssteckdose
Weil die Traktionsbatterien des Elektroautos nur Gleichstrom speichern können, aus dem Stromnetz aber Wechselstrom geliefert wird, muss das On-Board-Ladegerät diesen Strom in Gleichstrom umwandeln. Schon hier entstehen erhebliche Verluste.
Weitere relevante Verluste entstehen im 12-Volt-Bordnetz. Grund: Während des Ladens ist eine Reihe von Steuergeräten aktiv. Allein 100 bis 300 Watt werden für den Betrieb von Komponenten für die Steuerung des Ladevorgangs benötigt. Hängt das Fahrzeug also bei geringer Ladeleistung länger an der Dose, fallen über die Zeit mehr Ladeverluste an.
In nicht unerheblichem Maß kann auch eine (lange) Zuleitung zur Steckdose an den Parkplatz oder zur Garage zu den Verlusten beitragen. Zulässig sind in der Hausinstallation übrigens bis zu 4 Prozent Ladeverluste (Norm DIN VDE 0100). Das sollte man vor allem bei älteren Hausinstallationen beachten. Im Zweifel lohnt es sich, die Hausinstallation vorab von einem Elektriker prüfen zu lassen, um sicherzustellen, dass die Zuleitung zur Haushaltssteckdose für einen dauerhaften Betrieb geeignet ist.
Gering sind hingegen die Ladeverluste der Hausverteiler, des Ladekabels, der HV-Kabel im Fahrzeug sowie der HV-Batterie selbst. In der Regel ist für eine Ladung an der Haushaltssteckdose auch kein Temperaturmanagement der Batterie nötig.
Laden an der Wallbox
Das Laden an der heimischen Wallbox erfolgt im Normalfall dreiphasig (statt einphasig) und daher mit einer größeren Ladeleistung. Zudem werden Wallboxen vom Elektriker so angeschlossen, dass die Zuleitung stärker ausgelegt ist und somit kaum Leitungsverluste anfallen. Wandlungsverluste im On-Board-Ladegerät fallen trotzdem an.
Der wichtigste Unterschied betrifft den Eigenverbrauch der Fahrzeugelektronik. Der ist im Vergleich viel geringer als an der Haushaltssteckdose, da der Akku per Wallbox wesentlich schneller geladen wird und daher die Betriebsdauer der Nebenverbraucher deutlich kürzer ist.
Beim Laden mit Wechselstrom gilt die Faustformel: Je höher die Ladeleistung, desto kürzer der Ladevorgang, desto geringer die Ladeverluste. Aus Kostengründen empfiehlt es sich deshalb, an der Wallbox stets mit maximaler Ladeleistung zu laden. Die Batterie sollte immer möglichst schnell voll sein.
DC-Laden unterwegs
Beim DC-Laden schmerzen nicht die Verluste an der Säule, sondern der Energieaufwand zum Vortemperieren der Batterie.Während beim AC-Laden der Wechselstrom aus dem Netz durch das Ladegerät im Fahrzeug in Gleichstrom umgewandelt werden muss, ist das beim DC-Laden nicht der Fall. Aus dem DC-Ladekabel kommt schon Gleichstrom, die Umwandlung von Netzstrom in Gleichstrom findet in der Ladesäule statt. Das minimiert die Verluste erheblich, wie die Messungen zeigen.
Energieverluste fallen beim DC-Schnellladen aber an anderer Stelle an. Der Grund ist die Wärmeentwicklung in der Batterie, die durch die hohen Ladeströme erzeugt wird. Lithium-Ionen-Batterien mögen es weder zu kalt noch zu warm. Daher muss ein Elektroauto bei hohen Ladeleistungen oft die Kühlung anwerfen, damit die Batterie nicht überhitzt. Den Strom, den die Kühlung braucht, nimmt sich das Elektroauto direkt von der Ladesäule. Als Konsequenz landet diese Energie nicht in der Batterie und steht damit auch nicht zum Fahren zur Verfügung. Sie muss aber trotzdem aufgewendet und vom E-Auto-Fahrer bezahlt werden.
Noch größer sind die Energieverluste, wenn die Batterie bei kalten Umgebungstemperaturen aufgeheizt werden muss – sonst lädt die Batterie schlecht und der Ladevorgang dauert wesentlich länger.
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