Ladesäule, Wallbox oder Steckdose: Elektroautos richtig laden
Beim Verbrenner ist es einfach: ran an die Tanke, Tankdeckel auf, Sprit rein, Tankdeckel zu, zahlen, fertig. Kompliziert wird es nur, wenn man Benzin und Diesel verwechselt – aber geschenkt. Für einen Stromer müssen Autobesitzer einige neue Vokabeln lernen und sich etwas umstellen: AC- und DC-Laden, HPC-Säule oder Ladeleistung – ganz zu schweigen von kW, kWh, Ampere und Volt. Wo doch die Einheit „Liter“ so schön bequem war!
Hat man sich aber ersteinmal schlau gemacht, ist die Umstellung gar nicht so schwer und der Umgang mit dem Elektroauto wird zum Kinderspiel. Aber wovon hängt es eigentlich ab, wo ein E-Autofahrer sein Gefährt ans Netz hängen kann und wie lange der Ladevorgang dauert? Wir klären die Begriffe und die Zusammenhänge.
AC oder DC: Welchen Strom tanken?
AC- und DC-Laden sind Angaben, die in jedem Datenblatt eines Elektroautos zu finden sind. Aber was bedeuten Sie? Und was ist der Unterschied? Grundsätzlich gibt es zwei Arten von Strom, die ein E-Auto nutzen kann:
- Gleichstrom (DC – direct current )
- Wechselstrom (AC – alternating current)
Wer seinen Strom aus dem Stromnetz bezieht, also etwa an der heimischen Steckdose, kauft Wechselstrom. Jede E-Autobatterie wird aber mit Gleichstrom gespeist, was bedeutet, dass der Strom erst umgewandelt werden muss. Das geschieht im sogenannten Bordlader, im Auto selbst.
Tankt ein E-Auto also Gleichstrom (DC), wird der Strom bereits in der Ladestation selbst umgewandelt. Das bedeutet auch: Hier geht das Laden schneller über die Bühne. Ladestationen für Wechselstrom sind daher kleiner als Ladestationen für Gleichstrom, da der Konverter im Gehäuse Platz finden muss. Eine Wallbox zuhause besitzt einen solchen nicht, daher ist sie klein und kompakt.
E-Auto zuhause aufladen
Sein Elektroauto zuhause aufzuladen bedeutet, AC-Strom zu nutzen. Hier gibt es zwei Möglichkeiten:
- eine haushaltsübliche Steckdose oder
- eine Wallbox.
Da normale Steckdosen nicht für Dauerströme von mehr als zehn bzw. 16 Ampere ausgelegt sind, sind sie entsprechend abgeriegelt. Das reduziert die Ladegeschwindigkeit enorm. Schneller ist eine Wallbox für das Laden zuhause.
Ladeleistung: Wie schnell lädt ein Elektroauto?
Damit eine Haushaltssteckdose nicht überlastet wird, wenn sie für das Laden eines E-Autos genutzt wird, bieten Hersteller für diesen Zweck eine sogenannte In-Kabel-Kontrollbox (ICCB). Sie übernimmt die Ladesteuerung an. Bei maximal zehn Ampere fließt der Strom jedoch nur mit 2,3 kW, entsprechend lange dauert es, den Akku aufzuladen.
Eine kleine 24-kWh-Batterie lässt sich über Nacht aber problemlos laden. Negativ fallen dagegen die Ladeverluste auf, diese sind hier höher als beim Laden mit Wallbox. Das Laden an einer Steckdose wird daher auch häufig als Notladen bezeichnet, weil es keine Dauerlösung sein sollte.
Eine Wallbox kann ein E-Auto dagegen mit bis zu 22 kW Wechselstrom laden und ist daher entsprechend schneller fertig. Es gibt Wallboxen für einphasigen und für dreiphasigen Betrieb. Einphasig (bis 20 Ampere) erlaubt eine Ladeleistung von 4,6 kW. Dreiphasige Anschlüsse haben 11 kW (3x16 Ampere) oder 22 kW (3x32 Ampere).
Ob ein E-Auto die schnelle 3-phasige Ladung nutzen kann, hängt davon ab, ob das Bordladegerät im E-Auto 3-phasiges Laden ermöglicht. Alle aktuellen Modelle besitzen aber mindestens 11 kW Ladeleistung für Wechselstrom (AC). Eine Wallbox hat einen weiteren Vorteil: Mit ihrer Hilfe können E-Autobesitzer den Eigenverbrauch einer PV-Anlage drastisch erhöhen.
An einer Schnellladestation, auch HPC (High Power Charging) genannt, liegen die möglichen Ladeleistungen um einiges höher. Zu den Anfangszeiten der Elektromobilität galt eine Ladeleistung von 50 kW als hoch. Heute ist das eher die untere Grenze bei Schnellladern. HPC-Ladestationen machen klar: Hier wird mit mehr als 50 kW geladen, denn sie haben eine Ladeleistung von mindestens 150 kW bis zu 350 kW. Diesen Höchstwert erreicht zwar aktuell kein deutsches E-Auto, allerdings zählt der Porsche Taycan mit seinen 270 kW Ladeleistung zu den absoluten Highspeed-Ladern unter den E-Autos. Der Flaschenhals ist also aktuell die in den Autos verbaute Technologie.
Speziell für Teslafahrer gibt es die Supercharger-Stationen. Dort können die Autofahrer mit 250 kW „tanken“ (Version 3). Die neueste Version 4 soll dann bis zu 600 kW bringen – allerdings wohl nur als theoretischen Spitzenwert. Diese Ladeleistung kann bislang noch kein Tesla nutzen. Mit den Superchargern V4 will sich Tesla aber in absehbarer Zeit auch für andere Automodelle öffnen.
Eine Wallbox mit Anschluss an die eigene PV-Anlage
Eine effiziente Möglichkeit, sein Elektroauto zu laden ist mithilfe der eigenen Photovoltaikanlage. Allerdings gibt es einen Haken. Das direkte Laden vom Dach funktioniert meist erst ab einer überschüssigen Stromstärke von sechs Ampere. Es ist also PV-Überschuss von mindestens 1,4 kW notwendig, um Sonnenstrom zu laden – wenn das Elektroauto einphasig lädt. Lädt das Elektroauto dreiphasig, müssen mindestens 4,2 kW (3 x 1,4 kW) an elektrischer Leistung vorhanden sein. Sonst lädt das Auto nicht.
Kleinere PV-Anlagen stoßen hier bereits an Grenzen. Experten raten zu Anlagen ab 10 kWp, wenn ein Elektroauto zumindest teilweise mitversorgt werden soll. Dann gibt es drei Möglichkeiten:
- PV-Laden ohne Ansteuerung: Hier beginnt der Ladevorgang über die Wallbox, sobald das E-Auto an die Ladevorrichtung angeschlossen ist. Wallbox und PV-Anlage kommunizieren nicht miteinander.
- PV-Laden mit manueller Ansteuerung: Hier definiert der Besitzer vorher einen PV-Überschuss, ab dem der Ladevorgang startet. Ist das erreicht, gibt der Wechselrichter das Startsignal und das E-Auto lädt. Sobald der Überschuss unter den festgelegten Wert fällt, wird Strom wieder aus dem öffentlichen Netz bezogen. Liegt der Überschuss darüber, wird allerdings auch nicht mehr geladen, er ist also statisch.
- PV-Laden mit dynamischer Ansteuerug: Hier misst ein Energiemanagementsystem den PV-Überschuss automatisch und in Echtzeit. Dieser wird komplett ins Auto eingespeist und variiert je nach Produktion bzw. Haushaltsverbrauch. Ladeleistung und PV-Überschuss passen sich also konstant aneinander an.
Bidirektionales Laden: Was ist das und wie funktioniert es?
Bidirektionales Laden erlaubt den Stromfluss in zwei Richtungen: vom Stromnetz in die Autobatterie und wieder zurück. Fließt der in der Fahrzeugbatterie gespeicherte Strom ins Hausnetz und wird dort genutzt, heißt das V2H (Vehicle to Home). Wird der Strom ins öffentliche Netz gespeist, heißt das V2G (Vehicle to Grid). So kann das Elektroauto als privater oder sogar öffentlicher Speicher genutzt werden. Um eine dieser Funktionen nutzen zu können, müssen aber sowohl die Wallbox als auch das Auto V2H- bzw. V2G-fähig sein.
Einige Modelle, etwa von Volkswagen, Mitsubishi oder Nissan sind bereits auf bidirektionales Laden V2H vorbereitet. Auch einer der bekanntesten Wallbox-Anbieter, E3/DC, hat bidirektionale Modelle im Angebot. Die Herausforderung besteht darin, dass der Gleichstrom in der Autobatterie, soll er wieder ins Netz zurückfließen, in Wechselstrom umgewandelt werden muss. Das kann zum Beispiel eine bidirektionale Wallbox.
Die Funktion V2G ist bislang noch Zukunftsmusik, dafür bräuchte es ein umfassenderes Energiemanagement von Seiten des Netzbetreibers und Zugriff auf viele einzelne Speicherpunkte, um Angebot und Nachfrage im Netz ausgleichen zu können.
Unterwegs laden: Wieviel kostet Strom an einer Ladesäule?
Die Bundesnetzagentur zählte am 1. August 2023 81.652 AC-Ladepunkte (Normalladepunkte) und 19.859 Schnellladepunkte fürs DC-Laden mit einer Ladeleistung von insgesamt 3,59 Gigawatt (GW). Da die Kosten für DC-Ladestationen mit ihrem Anschluss an das Mittelspannungsnetz und dem Transformator um einiges höher sind, kostet auch das Laden entsprechend mehr als an einer AC-Ladestation. Die Preise legen die jeweiligen Betreiber der Ladesäulen fest. Sie sind nicht – wie bei Tankstellen – auf den ersten Blick sichtbar, das macht das Stromtanken maximal intransparent.
Fürs AC-Laden fielen 2022 einer Studie des Ökostromanbieters Lichtblick aus dem Jahr 2022 zufolge im Schnitt 0,52 Euro pro kWh an. Für das Laden an einer Schnellladestation errechnete die Umfrage zwischen 0,48 Euro und 1,08 Euro pro kWh. Das ernüchternde Fazit des Ladesäulencheck 2023: Das Laden von E-Autos ist mindestens so teuer wie das Tanken eines Benziners, oft sogar teurer. Den Grund liefert Lichtblick gleich mit: Keiner der Ladesäulenbetreiber gibt die Preisbremse an die Verbraucher weiter. Auch die THG-Quote werde nicht weitergereicht, die Gewinne blieben bei den Versorgern „hängen“. Würden die Subventionen weitergegeben, seien Preis von rund 23 Cent pro kWh möglich.
Oft sinkt der Preis, wenn Nutzer die Ladesäule eines Anbieters nutzen, bei dem sie auch privat einen Stromliefervertrag abgeschlossen haben und sie eine entsprechende Ladekarte besitzen. Auch Tarife mit einer monatlichen Grundgebühr bieten geringere kWh-Preise. Sie lohnen sich aber nur für Viellader.
Eine andere Möglichkeit ist das sogenannte Plug&Charge. Dabei schließt der Autobesitzer einen Ladestromvertrag mit einem Anbieter ab. Dieser ist digital im Auto in Form eines Zertifikats hinterlegt. Wird das Auto an die Ladesäule angestöpselt, lädt es zum Preis dieses Ladestromvertrags – egal über welchen Ladesäulenbetreiber es angeschlossen ist. Sämtliche Daten werden automatisch über den Ladestecker ausgetauscht und der Ladevorgang beginnt sofort.
Es gibt jedoch zwei Knackpunkte: Zum einen funktioniert Plug&Charge nur an Schnellladesäulen. Zum anderen müssen der digitale Stromvertragsanbieter und der Betreiber der Ladesäule miteinander kooperieren, ansonsten fließt kein Strom. Der Grund: Es kann meist nur ein einziger Vertrag im Auto hinterlegt werden. BMW ist nach eigenen Angaben der erste Hersteller, in dessen Autos mehrere digitale Ladestromverträge abgespeichert werden können.
E-Autos mit einer älteren Software können keine digitalen Ladestromzertifikate speichern. Einige Betreiber bieten den Dienst unter einem anderen Namen an. So heißt er bei EnBW Autocharge, ist jedoch bislang nur im eigenen Netz möglich.
Welche Anbieter von Ladesäulen gibt es?
Ähnlich wie bei Tankstellen gibt es auch bei Ladestationen eine Vielzahl von Anbietern, wobei die Preise sehr intransparent sind. Es gibt Anbieter mit eigenem Netz und solche, die Generell kann man unterscheiden zwischen:
- Autoherstellern
- Energieversorgern
- andere Anbieter.
Viele Autohersteller bieten eigene Tarife für ihre Kunden an. Diese sind meist günstiger als an anderen Ladestationen. So sparen BMW-Fahrer mit BMW Charging die Grundgebühr im ersten Jahr, wenn sie einen Neuwagen kaufen. Ionity ist ein gemeinsames Ladesäulennetz von Audi, BMW, Ford, Hyundai, Mercedes und VW. Autos dieser Marken erhalten an den Säulen einen besonders günstigen Tarif, andere Marken zahlen mehr. Es gibt Ionity-eigene Tarife, aber auch das Laden über die jeweilige Hersteller App (Mercedes Me oder We Charge von VW) ist möglich.
Energieversorger wie EnBW, aber auch Ölkonzernmarken wie Shell und Aral bieten ebenfalls Ladekarten an. Sie haben zum Teil eigene Netze. Nicht selten profitieren Kunden von besseren Tarifen, die bereits ihren Haushaltsstrom über einen dieser Anbieter beziehen.
Des weiteren gibt es unabhängige Anbieter, oft mit eigenem Netz wie beispielsweise Fastned oder Allego, beides niederländische Betreiber. Auch der ADAC bietet eine Ladekarte an, die das Laden an - nach eigenen Angaben - 500.000 Ladepunkten in Euro ermöglicht. Allerdings nicht am eigenen Netz, sondern als Roaming-Partner! Der Vorteil: Eine App und eine Abrechnung für das Laden an verpartnerten Ladesäulen.
Wie zahlen E-Autofahrer den Strom an einer Ladesäule?
Es gibt drei Arten, seinen Strom an der Ladesäule zu zahlen:
- Eine Ladekarte eines Anbieters, beispielsweise von EnBW, Allego oder Shell, ist die gängigste Variante. Sie lassen sich in der Regel auch an Ladestationen anderer Anbieter oder im Ausland nutzen – gegen ein geringes Aufgeld. Sie funktioniert wie eine EC-Karte, muss aber beim jeweiligen Anbieter geordert werden. Er erhält auch die persönlichen Daten sowie die Bankverbindung, um die Beträge einzuziehen.
- Die Betreiber von Ladestationen haben eigene Apps im Angebot. Diese lädt man sich aufs Handy, gibt die persönlichen Daten inklusive der Kreditkartennummer ein und startet nach der Verifikation den Ladevorgang. Abgebucht wird dann automatisch.
- Einige Ladestationen sind auch mit Kartenlesegeräten für Kredit- oder Debitkarten (früher EC-Karte) ausgestattet. Bislang sind es laut Bundesnetzagentur jedoch gerade einmal 3.782 Ladestationen mit Kartenleser, darunter die des Ladenetzwerks Aral Pulse. Ab 2024 soll jede neue Ladesäule über eine solche Funktion verfügen. Der Vorteil: Es ist keine zusätzliche Registrierung notwendig.
Rauten und Buchstaben: Kennzeichnung der Ladesäulen
Ladesäulen sind zum Teil an ihrer Größe zu erkennen – zumindest sind auf diese Weise viele AC- von den DC-Ladestationen auf den ersten Blick zu unterscheiden. Innerhalb der jeweiligen Kategorie gibt es aber noch einmal Unterscheidungen bezüglich der verwendeten Stecker. Diese werden kenntlich gemacht durch eine Raute mit einem Buchstaben. Das Symbol ist jeweils am Elektroauto (meist in der Ladeklappe) und auf der Ladesäule zu finden. Handelt es sich um das gleich Symbol, passen Auto und Stromtankstelle zusammen.
Kennungen für AC-Laden (Wechselstrom):
- Schwarze Raute, weißes B: Spannung bis zu 250 Volt und Laden mit einem Typ-1-Stecker
- Schwarze Raute, weißes C: Spannung bis 480 Volt und Laden mit Typ-2-Stecker an Fahrzeugstecker und Fahrzeuggerätestecker
- Weiße Raute, schwarzes C: Spannung bis 480 Volt und Laden mit Typ-2-Stecker an Stecker-Steckdose
- Weiße Raute, schwarzes D: Spannung bis 480 Volt und Laden mit Typ-3A-Stecker an einer Stecker-Steckdose (kaum mehr vorhanden)
- Weiße Raute, schwarzes E: Spannung bis 480 Volt und Laden mit Typ-3C-Stecker an einer Stecker-Steckdose (kaum mehr vorhanden)
Kennungen für DC-Laden (Gleichstrom)
- Schwarze Raute, weißes K: Spannung von 50 bis 500 Volt und Laden mit FF-Stecker
- Schwarze Raute, weißes L: Spannung von 200 bis 920 Volt und Laden mit FF-Stecker
- Schwarze Raute, weißes M: Spannung von 50 bis 500 Volt und Laden mit AA-Stecker
- Schwarze Raute, weißes N: Spannung von 200 bis 920 Volt und Laden mit AA-Stecker
- Schwarze Raute, weißes O: Spannung von 50 bis 500 Volt und Laden mit Typ-2-Stecker
An DC- und HPC-Schnellladesäulen sind die Buchstaben K (bis 500 Volt) und L (CCS-Schnellladestecker) am weitesten verbreitet.
Welche Elektroauto-Ladestecker gibt es?
Bislang hat sich international noch kein einheitlicher Standard für E-Auto-Stecker durchgesetzt. Diese sind oder waren am häufigsten zu finden:
- Typ 1-Stecker: vor allem in Nordamerika und Asien, max. Ladeleistung von 7,4 kW
- Typ 2-/Mennekes-Stecker: in Europa am weitesten verbreitet, max. Ladeleistung bis 43 kW
- Typ 3-Stecker: bieten 7,4 kW (3A) bis 43 kW (3C) maximale Ladeleistung, wurden aber vom Typ-2-Stecker abgelöst
- CCS- oder Combo-Stecker: in Europa verbreitet, max. Ladeleistung (theoretisch) bis 350 kW, praktisch aktuell bis 150 kW
- Chademo: vor allem in japanischen Autos zu finden, max. Ladeleistung bis 100 kW (Gleichstrom)
- Tesla Supercharger: ähnlich Typ 2, aber nicht herstellerübergreifend, max. Ladeleistung bis 120 kW (Gleichstrom)
- Schuko-Stecker: wird für die Ladung nicht empfohlen, wenn dann mit Notkabel (Mode-2-Ladekabel, wird vom Hersteller in der Regel mitgeliefert)
- CEE-/Camping-Stecker: kann dauerhaft mit 3,7 kW belastet werden, der CEE16 leistet bis zu 11 kW (400 Volt), der CEE32 sogar bis 22 kW (400 V)
Tipps zum richtigen Laden von Elektroautos
Batterie vorkonditionieren beim Schnellladen
Eine Batterie vorzukonditionieren bedeutet, dass die Batterie vorgewärmt oder vorgekühlt wird, um ihre ideale Temperatur und damit ihre maximale Ladekapazität zu erreichen. Nicht alle Elektrofahrzeuge sind mit dieser Funktion ausgestattet, es werden aber immer mehr. Zu den bekanntesten Modellen gehören Tesla, Renault Megane e-Tech, Kia EV6 (2022) oder Hyundai Ioniq 5 (Jahrgang 2023).
Nicht zu häufig schnellladen
Wer sein E-Auto zu häufig schnelllädt, riskiert den der frühzeitigen Verschleiß der Batterie. Beim Schnellladen wird das Batteriepaket auf sehr hohe Temperaturen gebracht, das führt zu einem Abbau der Zellen innerhalb der Batterie.
Ideal ist es, abwechselnd langsam (AC) und beschleunigt (DC) aufzuladen. Zu Hause an einer langsamen Ladestation aufzuladen und bei längeren Fahrten auf die Schnellladestationen zurückzugreifen ist also eine akkuschonende Kombination.