Das Fahren eines Elektrofahrzeugs kann eine ganze Reihe von Vorteilen mit sich bringen, von reduzierten Emissionen und verbesserter Kraftstoffeffizienz bis hin zu geringeren Wartungskosten. Viele Besitzer eines Elektroautos erleben jedoch eine unangenehme Überraschung: Ladeverluste. Ladeverluste treten auf, wenn ein Fahrzeug während des Ladevorgangs Strom verliert, so dass ein Teil des Stroms verschwendet wird, anstatt in der Batterie gespeichert zu werden. Das kann sich schnell summieren und teuer werden. Zudem: Diese Verluste können die Leistung und die Reichweite Ihres E-Fahrzeugs erheblich verringern.
In diesem Artikel erfahren Sie, wie Ladeverluste entstehen und wie Sie diese minimieren können, damit Sie alle Vorteile Ihres Elektrofahrzeugs ohne zusätzliche Kosten nutzen können!
Das Aufladen eines Elektroautos zu Hause kann mit verschiedenen Methoden erfolgen, die alle ihre eigene Geschwindigkeit und ihre jeweiligen Ladeverluste haben. Das Laden an einer Haushaltssteckdose ist laut ADAC die langsamste Option und hat folglich die höchsten Ladeverluste. Das Laden über eine Wallbox mit ihrem schnelleren Strom reduziert diese Verluste erheblich. Noch geringere Verluste können jedoch durch das Laden an einer CCS-Station erzielt werden, da hier der Strom schnell durch die Batterie fließt. Dafür wird bei dieser Lademethode der Akku stark belastet durch die hohe Menge an Strom, die durchfließt. Während Haushaltssteckdosen auf eine Leistung von 2,3 Kilowatt begrenzt sind, bieten Wallboxen und zugelassene Netzbetreiber bis zu 11 bzw. 22 Kilowatt – was eine höhere Geschwindigkeit und geringere Verluste beim Laden zu Hause ermöglicht.
Der ADAC hat untersucht, wie Nutzer von Elektroautos die Ladeverluste im System minimieren können. Die Ladeverluste, die sich auf die Leistungsdifferenz zwischen dem Stromzähler und dem Batteriemanagementsystem an verschiedenen Punkten des Ladevorgangs beziehen, wurden an drei Teststandorten untersucht: an einer Haushaltssteckdose, an einer 11-kW-Wallbox und mit einer reduzierten, vom Fahrzeug eingestellten Ladeleistung. Die Batterien wurden unter den gleichen Bedingungen um 20 % aufgeladen und anschließend die in der Batterie gespeicherte Energie gemessen. Die Ergebnisse bestätigten, dass unterschiedliche Leistungsstufen einen Einfluss auf diese Verluste hatten; das Laden mit höheren oder niedrigeren Leistungsstufen wirkte sich direkt auf diese Menge aus.
Die Messungen haben ergeben, dass beim Laden an einer Haushaltssteckdose durchschnittlich 16 % der gelieferten Energie verloren gehen, während es bei der Verwendung von Wallboxen nur 8,1 % sind. Die Ladeeffizienz nimmt sogar ab, wenn auf der Fahrzeugseite an einer Wallbox eine reduzierte Ladeleistung verwendet wird; in der Praxis gehen dann etwa 11% der gelieferten Energie während des Ladevorgangs verloren. Berechnet man auf Grundlage dieser Ergebnisse die Kosten, die aufgrund der Ladeverluste jährlich entstehen, bemerkt man, dass das Laden über die Wallbox im Vergleich die effizienteste Variante darstellt: Bei einem jährlichen Verbrauch von ca. 2.250 kWh für eine Strecke von 15.000 km (Strompreis Anfang 2023: ca. 0,37 € pro kWh) entstehen beim Laden über die Steckdose Kostenverluste im Wert von ca. 133 €, während beim Laden über eine Wallbox Strom im Wert von ca. 67 € verloren geht. In anderen Worten: Man spart pro Jahr ca. 66 € durch geringere Ladeverluste beim Laden mit einer Wallbox im Vergleich zur herkömmlichen Haushaltssteckdose.
Wie sieht es aus bei öffentlichen Ladesäulen? Die Ladeverluste, die an öffentlichen Schnellladestationen entstehen, werden vom Betreiber der Station getragen, da beim Laden mit Gleichstrom (DC) der Strom nicht über das bordeigene Ladegerät des Fahrzeugs umgewandelt werden muss. Das Laden an Gleichstromtankstellen ist daher teurer als das Laden mit Wechselstrom (AC), aber andere Faktoren verursachen weitere Energiekosten. Die Temperaturregelung der Batterie, wenn sie zu heiß oder zu kalt ist, verbraucht Energie, die in der Batterie ungenutzt bleibt, was zu erhöhten Gesamtverlusten an der Ladestation führt.
Wie der ADAC durch seine Untersuchung gezeigt hat, hängt die Höhe der Ladeverluste stark mit der Lademethode zusammen. Wie bei den jeweiligen Lademethoden Verluste entstehen und welche weiteren Faktoren für Ladeverluste verantwortlich sein können, beschreiben wir im folgenden Abschnitt:
Die größten Verluste bei dieser Lademethode entstehen durch die Umwandlung von Wechselstrom in Gleichstrom und durch zahlreiche aktive Steuereinheiten, die zur Regelung des Prozesses erforderlich sind. Daneben können auch lange Zuleitungen zwischen der Steckdose auf einem Parkplatz oder in einer Garage und dem Elektroauto selbst Verluste verursachen – bis zu vier Prozent Ladeverluste sind bei Hausinstallationen nach den deutschen Standardprotokollen (DIN VDE 0100) zulässig. Ladeverluste sind etwas, das berücksichtigt werden muss, insbesondere wenn neuere Investitionen in ältere Hausinstallationen noch nicht getätigt wurden.
Das Aufladen zu Hause mit einer Wallbox ist aufgrund des dreiphasigen Anschlusses effizienter als das Aufladen an einer einphasigen Steckdose. Das Laden mit einem dreiphasigen Anschluss reduziert die Verluste aufgrund der höheren Ausgangsleistung. Auch wenn das bordeigene Ladegerät immer noch mit einem gewissen Umwandlungsverlust verbunden ist, liegt der Hauptvorteil der Wallbox im deutlich geringeren Stromverbrauch für die Fahrzeugelektronik. Das schnellere Aufladen auf diese Weise reduziert die Betriebszeit für die Nebenverbraucher und ist damit die klügste Wahl für alle, die ihre Ladeverluste so weit wie möglich minimieren möchten.
Das Aufladen eines Elektroautos an einem kalten Wintertag führt zu einem langsameren Ladevorgang als zu anderen Zeiten des Jahres. Dies liegt daran, dass die Batterie auf eine ideale Temperatur gebracht werden muss, bevor sie Strom aufnehmen kann. Dadurch geht Energie verloren, die sonst direkt in die Batterie geleitet werden könnte. Auch das Laden an heißen Sommertagen kann zu Verlusten führen, da Kühlkreisläufe eingesetzt werden, um die optimale Temperatur während des Ladens aufrechtzuerhalten – 20-25 °C.
Ladeverluste können durch die Anwendung der Faustregel reduziert werden – je höher die Ladeleistung, desto schneller und effizienter der Ladevorgang. Wir empfehlen das Laden mit einer Wallbox. Das spart Kosten und sorgt dafür, dass die Batterie in der kürzest möglichen Zeit geladen wird. Bei den vom ADAC durchgeführten Tests waren die Ladeverluste unbedeutend, unabhängig davon, wie stark die Batterie geladen wurde. Darüber hinaus können die Ladeverluste auch von Faktoren abhängen, die mit der Lademethode zusammenhängen, wie z.B. dem Steckertyp und der Steckergröße sowie der Einstellung von Wechsel- oder Gleichstrom. Daher ist es für jeden zukünftigen Besitzer eines Elektrofahrzeugs wichtig, diese Variablen zu verstehen, um die Ladeverluste seines Fahrzeugs effektiv ausgleichen zu können. Auch wenn die Ladeverluste als bedenklich eingestuft werden können, ist das Laden immer noch viel effizienter als das Verbrennen von Benzin für einen Verbrennungsmotor.