Wie Strom ins Auto kommt
Durch die verschiedenen Stecker fließt unterschiedlich viel Strom Wir erklären im ersten Teil unserer Serie, welcher Stecker wie aufgebaut ist.
Am Anfang war das Chaos. Haushaltsstecker, CHAdeMO, CEE5, CEE3, Typ2 – Hersteller von E-Autos konnten sich noch vor vier, fünf Jahren nicht auf einen Standard einigen. Japanische Autobauer forcierten den 2010 eingeführten Typ CHAdeMO. Der Name leitet sich vom japanischen Satz "Ocha demo ikaga desuka" ab, was so viel heißt wie "Wie wär’s mit einer Tasse Tee?". Der Vorteil ist offensichtlich: Mittels Gleichstrom lässt sich viel Strom laden – 50 Kilowatt sind der Standard. Neben Nissan, Mitsubishi, Toyota und Subaru war auch Renault mit an Bord.
Einigung auf Typ2
Deutschland (VW, BMW, Mercedes mit Unterstützung von General Motors und Ford) wiederum konnte sich nicht mit dem Steckersystem anfreunden und einigte sich auf den Typ2. Durch seine Abflachung oben ist dieses System gegen "Verpolung" geschützt, der Stecker eignet sich für ein Leistungsband von 3,7 bis 43,5 Kilowatt. Wobei nicht immer alle Kontakte genutzt werden.
Ein- oder dreiphasiger Wechselstrom kann durch diesen Stecker fließen. Ist nur ein Kontakt aktiv (einphasig), kann maximal mit 3,7 kW geladen werden (16 Ampere). Steht eine 32-Ampere-Verbindung zur Verfügung, beträgt die Leistung 7,4 Kilowatt. "Diese Ladeart ist aber eigentlich verboten", sagt Gerald Mayrhofer von LinzStrom. "Denn dadurch kann eine Netzschieflage entstehen, weil die Phasen zwei und drei nicht benützt werden." Diese Netzschwankungen können andere, sensible Elektro-Geräte wie Computer und Fernseher in ihrem Betrieb stören.
Viele Plug-in-Modelle verwenden einphasigen Wechselstrom, weil der Strombedarf gering ist und lange Ladezeiten akzeptiert werden. Aber auch reine E-Autos wie der BMW i3 nutzen diese Ladeart. "Ein weiterer Vorteil ist, dass die Autos nur einen Gleichrichter benötigen", sagt Mayerhofer. Beim dreiphasigen System müssen sich hingegen drei Gleichrichter um die Umwandlung von Wechsel- in Gleichstrom kümmern. Und das kostet nicht nur Geld, sondern auch Gewicht.
Typ2 mit Gleichstrom-Teil
Um diese kostspielige Wechselstrom-Lösung zu umfahren, fügten VW und die anderen Hersteller an den Typ2 noch einen Gleichstrom-Teil an und nennen diese Steckerart Combo bzw. CCS (Combined Charging System). Im Vorjahr erhob das deutsche Ministerium für Wirtschaft und Energie CCS zum Standard.
Model S, Model X sowie Model 3 von Tesla wiederum nutzen den konzerneigenen Supercharger. Während VW e-Golf, Nissan Leaf und andere E-Modelle mit maximal 50 Kilowatt geladen werden können, fließen durch den aktuellen Supercharger 130 Kilowatt.
Ständiger Datenaustausch
Wichtig ist aber nicht nur die Stromversorgung, sondern auch die Kommunikation zwischen Auto und Ladestation. Da werden ständig Daten über Ladeleistung, Füllstand etc. ausgetauscht.
In jüngster Zeit liefen in Deutschland Versuche mit 150- bzw. 350-Kilowatt-Ladeleistung. "Dabei müssen die Kabel gekühlt werden", sagt Mayrhofer. Derzeit fehlt in Österreich noch die Genehmigung für derartige Ladestationen. "Das Okay dürfte aber demnächst kommen."
So kommt der Strom ins Auto (PDF):
vor langer Zeit hatte ich schon geschrieben dass sich die Verantwortlichen dazu bemühen sollten NUR 1 Art Steckdose zu erlauben ...nicht gleich wie die Handy Hersteller.
Es gibt auch NUR 1 Art Zapfsäulenschlauch mit Tankstutzen zum tanken und nicht UNDERTTAUSEND verschiedenen.
diesel, Super , Super100 , extrateurerDiesel
@pepone: Im Prinzip hast Du recht, es sollte keinen Steckerwildwuchs geben, aber am Anfang einer Entwicklung treibt jeder sein eigenes Spiel und die technischen Bedingungen ändern sich ständig. Die Vereinheitlichung sollte aber so rasch wie möglich erfolgen.
Am besten wären auch einheitliche Akkus mit nur ganz wenig Typen (zum Wechseln), aber das wird wohl nie kommen, weil jeder macht, was am besten zu seinem Motor und dessen Steuerung passt...
Netter Artikel - nur die Grafik mit der Ladesäule und den Steckern belustigt mich. Die Kabel sind falsch eingezeichnet worden von eurem Grafiker, liebe OÖN! CHAdeMO ist mit dem AC-Anschluss verbunden, CCS am CHAdeMO und Typ2 AC43 am CCS.... Meine 7 Jährige Tochter hat das schon in der Druckausgabe erkannt und kennt die Stecker schon ganz gut (weil wir selbst ein E-Auto haben)
Da hat wohl unser Grafiker in die Steckdose gegriffen. Allerdings fließt der Gleichstrom dann doch im Text - also: alles im grünen Bereich!
Nebenbei:
“….fließen 7,4 Kilowatt Strom“
ist ein Unfug!
Kilowatt ist eine Einheit der Leistung!
@weinberg93: Das Problem ist, dass Motor-Redakteur Carsten Hebestreit offenbar kaum einen Tau von Elektrotechnik hat.
Bei ihm "fliessen die Kilowatt" und es gibt die seltsame Weisheit: "Mittels Gleichstrom lässt sich viel Strom laden" und es liest sich so, als ob der Stecker für sich bestimmen würde, wie viel Leistung und Strom möglich wären und nicht etwa die Elektronik in der Stromversorgung bzw. bei den Autos.
Ein Grundkurs in Elektrotechnik würde nicht schaden, damit die Elektro-Auto-Themen stimmiger berichtet werden können.
Lektion 1: Leistung ist Strom mal Spannung (es gibt natürlich auch ein Cosinus Phi...)
Lektion 2: Ladung ist Strom mal Zeit.
Lektion 3: Energie ist Leistung mal Zeit.
Lektion 4: Ein Stecker ist nur ein Kupplungs-Element zur Verbindung, er bestimmt nicht, was elektrisch möglich ist.
Lektion 5: Akkus werden immer mit Gleichstrom geladen oder mit gleichgerichtetem Wechselstrom, eben für zweiteres braucht man einen Gleichrichter.
usw.
usw....
EINS ist mir nicht klar: Einphasig geht auch zwischen 2 "Phasen" und das belastet den Nuller nicht.
Mehr Zellen in Serie schadet nicht.
Das mit den 3 Gleichrichtern für den Drehstrom stimmt eh nicht. Da ist eine ziemlich komplizierte Spannungsreglerschaltung erforderlich, die aus dem Netzsinus einen Ladestrom für den Akku macht.
@jago:
Zwischen 2 Phasen hast du 400 V, zwischen einer Phase und den Nullleiter 232 V.
Aber auch ersteres belastet den Nullleiter, denn der Verbrauch ist „schieflastig.“
Das ganze hier ist aufgebauscht. JEDE einzelne Steckdose oder JEDES Licht erzeugt ebenfalls eine Schieflast.
Das Problem stellt sich eigentlich nicht. In einem gewissen Versorgungsbereich – vom letzten Hochspannungstransformator auf Niederspannung – sind die Verbraucher statistisch zufällig ungefähr gleichmäßig an die 3 Phasen angeschlossen und es fließt kaum ein Strom über den Nullleiter zum oben erwähnten Trafo.
Langer Rede kurzer Sinn:
Einphasig geht es auch zwischen 2 "Phasen" und das belastet den Nuller sehr wohl!
Aber nur isoliert betrachtet, für den einspeisenden Trafo ist es wieder wurscht (statistische Verteilung).
Lt. dem bekannten 3-Phasendreieck heißt der Nulleiter nicht umsonst so, was zw. den Phasen geschieht ist ihm wurscht.
Zur Gleichrichtung brauchst du keine komplizierte Schaltung, eine Wechsstrombrücke reicht, den Rest erledigt das Ladegerät.
Serielle Zellen sind eine Spannungsschaltung, willst du Strom, kommst du an einer Parallelschaltung nicht herum. Das bezieht sich aber auf den Verbraucher.
Der Trick sind die Ladegeräte.
Die Stecker sind ein Marketingschmäh, gewohnt von Handys und Co.
Dieses Posting steht aber im Widerspruch zur folgenden Stelle im Artikel:
„Steht eine 32-Ampere-Verbindung zur Verfügung, fließen 7,4 Kilowatt Strom. "Diese Ladeart ist aber eigentlich verboten" “
Bist du jetzt neben deiner Tätigkeit als Frauenrechtlerin auch Elektrotechnikerin?
Wie der Strom zum Stecker kommt:
1. Stromerzeugung aus Primärenergie (Kohle, Gas, Atom, etc.)
in Kraftwerken mit Energieverlusten infolge Wirkungsgrad.
2. Transport in Hochspannungsleitungen über hunderte Kilometer
mit entsprechenden Leitungsverlusten.
3. Umspannung auf die gewünschte Spannung mit Energieverlusten
4. Laden eines sündteuren Akkus mit Energieverlusten........
....... und los geht's !
Energieverluste x Energieverluste x Energieverluste = 50 %*
Ausbeute der Primärenergie.
*genaue Berechnung vom Fachmann (nicht Experten!) erwünscht.
Bitte keine Physik gegen Theologie anrennen lassen!
Stimmt, die Anbeter der Brumm-Brumm-Stinker-Religion sind sehr treue Anhänger.
So genau geht's auch wieder nicht,
nur so viel:
habe ich drei Stufen mit je 90% Wirkungsgrad,
sinds am Ende nur mehr 72%
ad 1: Stromerzeugung in Österreich zu 3/4 aus erneuerbarer Energie! Der Mehrbedarf kann locker durch neue Erneuerbare gedeckt werden. Es gibt dazu harte Fakten vom Ministerium!
ad 2&3: soviele "Hunderte Kilometer" gibts in Österreich auch weider nicht - und im Idealfall ist die PV nur 2,5m über dem Auto am PV-Carport. Was ist der Idealfall beim Verbrenner?
ad 4: ein vergleichbarer Verbrenner ist nicht mehr relevant viel teurer. lediglich um ca 5.000 bis 7.000,- Das haben sie nach wenigen Jahren weider reingewirtschaftet durch wegfallende Benzinkosten, Versicherung, KfZ-Steuer, etc...
so kann man sich selbst anlügen. Tatsache ist, dass wir - zum ersten Mal - letztes Jahr 18% Strom zukaufen mussten!
Jetzt übertreibt mal bitte nicht:
Hochspannungsverluste Transport 1% pro 100 km, Umspannung 1-5 %.
Der Ladewirkungsgrad moderner Akkus liegt bei 90%, rd. 80% vom Strom stehen als Bewegungsenergie zur Verfügung.
Selbst wenn zu 100% fossil erzeugt wird (rd. 45% Wirkungsgrad) ist ein E-Auto dem Verbrenner (12-14% durchschnittlicher Wirkungsgrad) um den Faktor 2-3 überlegen.
Österreich liegt aber bei rd. 75% "Grün-Strom"
NS: Transportverluste sind bei Benzin/Diesel auch gegeben, bitte die tausenden Tankwagen nicht vergessen
erklären sie doch zuerst, woher der zusätzliche Strom für die Autos kommen soll
...woher der zusätzliche Strom für die Autos kommen soll...
Von zusätzlichen Stromtankstellen mit verschiedenen Steckern
für jedes Automodell natierlich.
Ausserdem wäre auf den abertausenden Gipfeln Österreichs Platz für zigtausende Windradln.
Vielleicht erfindet mal wer was, wie heisse Luft in Vorwahlzeiten-von Politikern ausgestossen- gewinnbringend in Strom umgewandelt werden kann...
zig-Quadratkilometer ungenutzte Dächer u. Fassaden gäbs zuhauf.
Sogar die PKW-Haut wär noch frei
... u. hinter dem Kühlergrill gehören Windradln eini.
Wenn schon Luft-Widerstand, dann in Energie umwandeln
Nein! Es ist schon sehr lobenswert, dass die OÖN die Steckernormen parallel zu dem Unsinn sichtbar machen.
Wo es doch viel klüger wäre, die Akkus an den Tankstellen auszutauschen wie früher die Postpferde. Ruck Zuck.
Eine Mittelspannungsleitung zur Tankstelle. An der Tankstelle eine Grube zum Akku-Aus-und-Einheben.
Diese Idee gab es ja schon doch wie immer wäre eine Standardisierung "up front" notwendig gewesen. Daran scheiterte es.
Nicht einmal beim e-bike schaffen es die Normierer etwas vernünftiges aufzusetzen beim Auto geht es um ein multimilliardengeschäft daher kein Standard.
Wenn die Batterietechnologie auch mehr als 100 Jahre anhält wie der Verbrennungsprozess in einem Motor wird standardisiert doch diese Technologie hält nicht solange.
300-700 kg schwere Akkublocks, die normalerweise im Fahrzeugunterboden karosseriestabilisierend montiert sind, kann man nicht so einfach tauschen, weil die Akkus durch Kühlmittel auf Optimaltemperatur gehalten werden und oft gut mit dem Rest vom Fahrzeug verbunden sind.
Allerdings würde ich es sehr begrüßen, wenn in den nächsten 10 Jahren jede Eigentums- oder Miet-Garage verpflichtend mit einer 16A 400V Steckdose ausgerüstet werden muss, damit endlich ausreichend Ladeinfrastruktur verfügbar ist. Die Kosten, das weiß ich von meiner 32A 400V Dose, sind mit 600-1500 EUR je nach Ausführung nicht dramatisch.
Akku tauschen hat keinen Sinn und wird auch nicht mehr diskutiert.
1. Laden geht in der Garage über Nacht, die Tanke entfällt
2. zu teure Mechanik für heben, Transport, Lagerung
3. jede Garage/Tiefgarage hat Strom, zusätzliche Leitung ist billig
4. meinen Akku würde ich sowieso nicht hergeben.
1. ich bin kein Pendler
2. ich ticke nicht wie ein Pendler
3. wenn ich nach HH-Buxtehude zum Kunden fahre, dann möchte ich durchfahren!
4. wenn sich der Schmonzes tatsächlich einbürgert, dann gibts bald keine andern Autos mehr als für Pendler.
Es gibt kein Problem selbst wenn morgen ALLE Autos elektrisch fahren.
Die erforderlichen 15% mehr Strom sind mit vorhandenen Kraftwerken möglich.
Die Leitungen sind auch kein Thema, nachts wird nur 20% vom Sonntag (1200-1400 Uhr) benötigt. E-Autos würden zur Netzstabilität beitragen, nur zu Mittag aufladen wird schwierig.
Mit etwas Investition könnten sogar die LKW mit Strom fahren.
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