Was bedeutet DC-Laden? Was ist der Unterschied zwischen AC und DC EV Laden?

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Was ist DC-Laden?

Es stimmt, dass die meisten Elektroautos zu Hause aufgeladen werden, und zwar in der Regel über Nacht mit einem speziellen AC-Ladegerät (Wechselstrom). Im Allgemeinen verwenden wir keine Gleichstrom-Ladegeräte für das Aufladen zu Hause. Für das Laden im öffentlichen Raum verwenden wir jedoch sowohl Wechselstrom- als auch Gleichstrom-Ladegeräte, wobei der Schwerpunkt auf Gleichstrom-Ladegeräten für Elektroautos liegt.

Einer der Hauptgründe für die Bevorzugung von Gleichstrom-Ladegeräten für das öffentliche Laden von Elektroautos ist, dass Gleichstrom-Ladegeräte schnellere Ladegeschwindigkeiten bieten. Anders ausgedrückt: Die Batterie eines Elektroautos kann mit einem Gleichstrom-Ladegerät schneller geladen werden als mit einem Wechselstrom-Ladegerät. Es gibt eine Reihe von Gründen für die höheren Ladegeschwindigkeiten von DC-EV-Ladegeräten. Einer der Schlüsselfaktoren ist jedoch der Standort des Konverters”, der den Wechselstrom in Gleichstrom umwandelt, der dann in der Batterie des Fahrzeugs gespeichert wird. Der Strom aus dem Netz ist immer Wechselstrom.

Bei der Verwendung eines Haushaltsladegeräts wie myenergi zappi wird der Strom von Wechselstrom in Gleichstrom umgewandelt, der in der Batterie des Elektroautos gespeichert wird. Elektroautos verfügen über einen “Konverter”, der normalerweise als “Onboard-Ladegerät” bezeichnet wird, um Wechselstrom in Gleichstrom umzuwandeln, wenn das Elektroauto geladen wird. Wechselstrom-Ladegeräte für Elektroautos verfügen nicht über einen Konverter. Der Konverter befindet sich immer im Elektroauto. Je nach Art des Elektrofahrzeugs (EV) kann das bordseitige AC-Ladegerät einphasig oder dreiphasig sein.

Die meisten neueren batterieelektrischen Fahrzeuge (BEVs) verfügen über ein einphasiges Wechselstrom-Ladegerät (7,4 kW AC), viele bieten aber auch ein dreiphasiges Ladegerät (bis zu 22 kW AC) an. Im Gegensatz dazu verfügen Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeuge (PHEV) in der Regel über ein bordseitiges Wechselstrom-Ladegerät mit einer Leistung zwischen 3,6 kW AC und 7,4 kW AC. Dies ist nicht überraschend, da die Bordbatterie eines PHEV kleiner ist.

Wenn ein Gebäude über eine einphasige Stromversorgung verfügt, kann das Elektroauto nur einphasig aufgeladen werden, selbst wenn es ein dreiphasiges (22 kW) Ladegerät an Bord hat. Umgekehrt kann das Elektroauto nur einphasig geladen werden, wenn das Gebäude dreiphasig versorgt wird und das eingebaute AC-Ladegerät auf einphasig begrenzt ist. Die meisten gewerblichen Gebäude werden mit dreiphasigem Strom versorgt. Je nach Land variiert die Stromversorgung in Wohngebäuden zwischen einphasig und dreiphasig.

Für diejenigen, die mit dem elektrischen Fahren noch nicht vertraut sind, ist die Batterie eines Elektrofahrzeugs in mancher Hinsicht mit dem Kraftstofftank eines Benzin- oder Dieselfahrzeugs mit Verbrennungsmotor vergleichbar. Je größer das Fassungsvermögen des Tanks (in Litern), desto mehr Kraftstoff wird zum Betanken benötigt. Und je größer die Kapazität (KWh) der Fahrzeugbatterie ist, desto mehr Energie wird zum Aufladen benötigt!

Beim Laden von Elektrofahrzeugen mit Wechselstrom ist das Hindernis für schnellere Ladegeschwindigkeiten die Kapazität des eingebauten Ladegeräts (Konverter). Beim Gleichstromladen muss zwar Netzstrom (Wechselstrom) in Gleichstrom umgewandelt werden, dies geschieht jedoch im Gleichstromladegerät und nicht im Elektrofahrzeug. Beim Gleichstromladen wird der Strom direkt an die Batterie des Elektrofahrzeugs weitergeleitet, ohne dass der bordeigene Stromrichter zum Einsatz kommt. Daher ist die Leistung von Gleichstrom-Ladegeräten höher. Im Allgemeinen dauern AC-Ladevorgänge zwischen 4 und 12 Stunden, während DC-Ladevorgänge zwischen 15 und 60 Minuten dauern. Es ist auch erwähnenswert, dass öffentliche Gleichstrom-Ladegeräte deutlich mehr kosten als Wechselstrom-Ladegeräte für Privathaushalte.

Die meisten Wechselstrom-Ladegeräte für Elektroautos haben eine Leistung von 7 bis 22 kW AC, können aber auch bis zu 43 kW haben. Die meisten Gleichstrom-Ladegeräte haben eine Leistung von 50 kW DC bis 250 kW DC. Es gibt vier Hauptkategorien von Ladegeschwindigkeiten für Elektroautos: langsam, schnell, schnell und ultraschnell.

Die schnellsten Ladegeschwindigkeiten bieten natürlich die Schnell- und Ultra-Schnell-Ladegeräte, die häufig an Autobahnraststätten zu finden sind. Wie beim Laden mit Wechselstrom ist auch die Geschwindigkeit beim Laden mit Gleichstrom durch die im Elektroauto vorhandene Gleichstromladekapazität begrenzt. Wenn ein Elektroauto eine DC-Ladeleistung von 50 kW hat, ist die maximale Ladegeschwindigkeit auf 50 kW DC begrenzt, auch wenn die DC-Ladestation eine höhere DC-Ladeleistung bietet.

Ladezeiten (Übersicht)
Langsames Laden AC (3 kW – 3,6 kW) :	6 – 12 Stunden (abhängig von der Fahrzeugbatteriegröße und dem SoC)
Schnelles Laden AC (7 kW – 22 kW) :	3 – 8 Stunden (abhängig von der Fahrzeugbatteriegröße und dem SoC)
Schnellladung AC (43 kW) :	0-80%: 20 bis 60 Minuten (abhängig von der Fahrzeugbatteriegröße und dem SoC)
Schnellladung DC (50 kW+) :	0-80%: 20 bis 60 Min. (abh. von der Fahrzeugbatteriegröße und dem SoC)
Ultra-Schnellladung DC (150 kW+) :	0-80%: 20 bis 40 Min. (abh. von der Fahrzeugbatteriegröße und dem SoC)
Tesla Supercharger (120 kW – 250 kW):	0-80%: bis zu 25 Min. (abh. von der Fahrzeugbatteriegröße und dem SoC)

Die meisten Gleichstrom-Ladevorgänge haben einen Ladezustand von bis zu 80 % (SoC). Dies dient dem Schutz der eingebauten EV-Batterie. Interessanterweise können die letzten 20 % genauso lange dauern wie die Aufladung auf 80 %. Daher ist es am besten, bis zu 80 % aufzuladen und über Nacht bequem zu Hause bis zu 100 % zu laden. Nicht alle Elektroautos bieten eine Gleichstrom-Lademöglichkeit. Die meisten PHEVs können nicht mit Gleichstrom aufgeladen werden, während die meisten BEVs eine Gleichstromaufladung anbieten. Auch dies ist nicht überraschend, wenn man bedenkt, dass die Batterie in einem PHEV kleiner ist als in einem BEV.

Reine Elektroautos verfügen im Durchschnitt über eine Gleichstrom-Ladeleistung von 50 bis 100 kW DC. Natürlich bieten einige reine Elektroautos weitaus schnellere Lademöglichkeiten. So bietet beispielsweise das vollelektrische Tesla Model Y eine Gleichstromladeleistung von bis zu 250 kW Gleichstrom. Mit anderen Worten: Das Elektroauto kann in 15 Minuten 241 km zurücklegen. DC-EV-Ladegeräte variieren in ihrer Leistung zwischen 50 kW DC und bis zu 250 kW DC. Das Tesla Supercharger-Netz ist ein Beispiel dafür. Die meisten Tesla DC EV-Ladegeräte bieten bis zu 250 kW Gleichstrom. Tesla ist nun dabei, V4 seiner Supercharger einzuführen, die bis zu 350 kW Gleichstrom liefern können. Natürlich ist Tesla nicht das einzige öffentliche Gleichstrom-Ladenetz in Europa. Es gibt zahlreiche andere Betreiber von Gleichstrom-Ladenetzen!

Was ist der Unterschied zwischen AC- und DC-EV-Laden?

AC EV-Laden	DC EV-Laden
AC/DC-Wandler im EV	AC/DC-Wandler im DC-EV-Ladegerät
Begrenzte Ladegeschwindigkeit durch den eingebauten EV-Wandler	Ladegeschwindigkeiten, die nicht durch den im DC-Ladegerät integrierten Wandler begrenzt sind
Längere Ladezeiten	Kürzere Ladezeiten
Günstigere Ladetarife	Höhere Ladetarife
Größere Verbreitung	Weniger weit verbreitet
Kann zu Hause aufgeladen werden	Kann nicht zu Hause aufgeladen werden

EV-Glossar
Wechselstrom (AC):	Was ist Wechselstrom? Auch wenn uns dieser Begriff nicht geläufig ist, verwenden wir in unseren Haushalten täglich Wechselstrom, um unsere Geräte zu betreiben! Wechselstrom ist eine Form des elektrischen Stroms, bei der die Richtung des Elektronenflusses in regelmäßigen Abständen oder Zyklen hin und her wechselt. Wenn ein Elektroauto zu Hause aufgeladen wird, wird Wechselstrom verwendet.
Gleichstrom (DC):	Was ist Gleichstrom? Gleichstrom (DC) ist eine Art von elektrischem Strom, der nur in eine Richtung fließt, d. h. unidirektional. Gleichstrom ermöglicht den konstanten Fluss von Elektronen von einem Bereich mit hoher Elektronendichte zu einem Bereich mit niedriger Elektronendichte. Gleichstrom ist in unserem täglichen Leben recht häufig anzutreffen. Viele der Geräte, die wir regelmäßig benutzen und die mit Batterien betrieben werden, arbeiten mit Gleichstrom. Ein Mobiltelefon, ein Laptop, eine Taschenlampe usw. In Elektroautos verwendet die Batterie des Fahrzeugs ebenfalls Gleichstrom, um Energie zu speichern.

EV-Glossar

Wechselstrom (AC):

Was ist Wechselstrom? Auch wenn uns dieser Begriff nicht geläufig ist, verwenden wir in unseren Haushalten täglich Wechselstrom, um unsere Geräte zu betreiben! Wechselstrom ist eine Form des elektrischen Stroms, bei der die Richtung des Elektronenflusses in regelmäßigen Abständen oder Zyklen hin und her wechselt. Wenn ein Elektroauto zu Hause aufgeladen wird, wird Wechselstrom verwendet.

Gleichstrom (DC):

Was ist Gleichstrom? Gleichstrom (DC) ist eine Art von elektrischem Strom, der nur in eine Richtung fließt, d. h. unidirektional. Gleichstrom ermöglicht den konstanten Fluss von Elektronen von einem Bereich mit hoher Elektronendichte zu einem Bereich mit niedriger Elektronendichte. Gleichstrom ist in unserem täglichen Leben recht häufig anzutreffen. Viele der Geräte, die wir regelmäßig benutzen und die mit Batterien betrieben werden, arbeiten mit Gleichstrom. Ein Mobiltelefon, ein Laptop, eine Taschenlampe usw. In Elektroautos verwendet die Batterie des Fahrzeugs ebenfalls Gleichstrom, um Energie zu speichern.

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