EN
Moderne AC-Ladegeräte funktionieren zusammen mit dem im Elektrofahrzeug eingebauten Wandler, der den Wechselstrom des Stromnetzes in den für das Fahrzeug nutzbaren Gleichstrom umwandelt. Die Geschwindigkeit dieser Ladegeräte hängt von drei zusammenwirkenden Faktoren ab: der Spannung, die normalerweise zwischen 120 Volt und 240 Volt liegt, der Stromstärke, die üblicherweise zwischen 12 Ampere und 80 Ampere liegt, und schließlich der Gesamtleistung, ausgedrückt in Kilowatt. Diese letzte Zahl ergibt sich aus der Multiplikation von Spannung und Strom. Ein Beispiel: Ein 7,4-kW-Ladegerät, das mit 240 Volt und 30 Ampere läuft, lädt etwa dreimal so schnell wie das grundlegende 1,4-kW-Level-1-Ladegerät, mit dem die meisten Menschen beginnen. Das bedeutet, dass Fahrer deutlich weniger Zeit damit verbringen, darauf zu warten, dass ihre Fahrzeuge sich täglich wieder aufladen.
| Funktion | Level-1-Lader | Level 2 Ladegerät |
|---|---|---|
| Spannung | 120v | 208V–240V |
| Durchschnittliche Ladegeschwindigkeit | 3–5 Meilen/Stunde | 15–30 Meilen/Stunde |
| Installation | Standardsteckdose | Eigener Stromkreis erforderlich |
| Bestes für | Notfall/gelegentliche Nutzung | Tägliches Laden zu Hause/am Arbeitsplatz |
Ladegeräte der Stufe 2, mit bis zu 19,2 kW Leistung, sind aufgrund der schnelleren Ladezeiten die bevorzugte Wahl für Installationen zu Hause und am Arbeitsplatz. Stufe 1 bleibt zwar für Plug-in-Hybride mit kleineren Batterien oder seltene Nutzung geeignet, ist jedoch aufgrund der langsamen Laderate für Elektrofahrzeuge mit größeren Batterien ungeeignet.
Mehrere häufig übersehene Variablen beeinflussen die tatsächliche Ladeleistung:
Diese Faktoren unterstreichen die Wichtigkeit, die Ladespezifikationen mit den Fahrzeugkapazitäten und Umweltbedingungen abzugleichen.
Da die Batterien von Elektrofahrzeugen heutzutage von etwa 60 kWh bis über 150 kWh angestiegen sind, musste die AC-Ladetechnologie mitziehen, damit Nutzer ihre Fahrzeuge weiterhin über Nacht zu Hause laden können. Dreiphasige 22-kW-AC-Ladestationen sind mittlerweile häufiger in Bürogebäuden oder Wohnkomplexen mit begrenztem Platzangebot zu finden. Die neueren Modelle sind jetzt mit Siliziumcarbid-Umrichtern statt herkömmlichen IGBT-Umrichtern ausgestattet, wodurch der Energieverlust um etwa 40 % reduziert wird. Das bedeutet eine höhere Reichweite für Fahrer und weniger Wärmestau im System. Zudem gibt es noch eine weitere Entwicklung unter der Oberfläche: bidirektionales Laden gewinnt zunehmend an Bedeutung. Damit können Elektrofahrzeuge bei Bedarf Strom wieder ins Netz zurückspeisen und so helfen, die Stromversorgung während der geschäftigen Nachmittagsstunden zu stabilisieren, wenn alle von der Arbeit nach Hause kommen.
Mit eingebauter IoT-Technologie ermöglichen AC-Ladegeräte es Nutzern, diese über Apps von ihren Smartphones aus zu steuern. Benutzer können dadurch den Ladevorgang jederzeit starten, stoppen oder sogar zu bestimmten Zeiten durchführen. Die Möglichkeit, das Laden aus der Ferne zu verwalten, ist besonders wichtig, um günstigere Stromtarife in der Nacht nutzen zu können und gleichzeitig dazu beizutragen, die Belastung des Stromnetzes während Spitzenzeiten zu reduzieren. Einige der besseren Systeme beherrschen zudem eine sogenannte dynamische Lastverteilung. Dies bedeutet, dass diese intelligenten Ladegeräte den Strombedarf auf mehrere Elektrofahrzeuge oder verschiedene Bereiche des häuslichen Stromkreises verteilen. So wird verhindert, dass zu viel Strom auf einmal abgerufen wird, was zu ausgelösten Sicherungen oder Problemen führen könnte – besonders in Wohngebieten oder Firmenparkplätzen, auf denen den ganzen Tag über viele Elektroautos gleichzeitig laden möchten.
Intelligente vernetzte Ladegeräte sammeln Daten darüber, wie viel Strom Fahrzeuge im Laufe der Zeit verbrauchen, und vergleichen diese Informationen mit den zu verschiedenen Tageszeiten geltenden Stromtarifen lokaler Energieversorger. Solche Systeme ermitteln, wann es aus Sicht der Kosten und Nutzungsgewohnheiten sinnvoll ist, das Fahrzeug zu laden. Die Software dieser Geräte wird mit zunehmender Nutzung intelligenter, indem sie aus den Gewohnheiten der Nutzer lernt, um die Batteriegesundheit zu erhalten und die Stromkosten für Fahrer um etwa ein Viertel zu senken – verglichen mit dem Aufladen zu beliebigen Zeitpunkten. Wenn diese Ladegeräte in stadtweite intelligente Stromnetze eingebunden sind, können sie tatsächlich auf Zeiten abgestimmt werden, in denen besonders viel umweltfreundliche Energie zur Verfügung steht, wie beispielsweise die häufigen mittäglichen Solarstromspitzen. Eine solche Koordination trägt nicht nur dazu bei, den CO2-Fußabdruck zu reduzieren, sondern spart gleichzeitig Kosten.
Bei vernetzten Ladestationen spielt Sicherheit eine große Rolle. Hochwertige Ladegeräte verwenden TLS 1.3-Verschlüsselung in Kombination mit Mehrfaktor-Authentifizierungsverfahren, um die Benutzerdaten vor neugierigen Blicken zu schützen und unbefugten Zugriff zu verhindern. Ebenfalls von größter Bedeutung ist es, die Firmware stets auf dem neuesten Stand zu halten. Laut einer aktuellen Studie des NIST aus dem vergangenen Jahr gehen rund zwei Drittel aller Cybersicherheitsprobleme an Elektrofahrzeug-Ladeinfrastrukturen auf veraltete Software zurück. Für Privatpersonen, die ihr Fahrzeug zu Hause laden möchten, ist es ebenfalls sinnvoll, ein System mit präzise abgestimmten Datenschutzeinstellungen zu wählen. Solche Einstellungen helfen dabei, die Menge an persönlichen Daten, die geteilt werden, einzuschränken – insbesondere Angaben dazu, an welchen Orten genau ein Fahrzeug geladen wird und wie häufig dies innerhalb einer Woche geschieht.
Moderne AC-Ladegeräte überwachen in Echtzeit Spannungspegel, Stromfluss und Erdungsbedingungen, um Probleme wie Kurzschlüsse, Erdungsfehler oder Stromaustritt zu erkennen. Bei Störungen unterbrechen diese intelligenten Systeme die Stromversorgung nahezu augenblicklich – etwa 20 Prozent schneller als ältere Modelle. Dies hilft, das Brandrisiko zu verringern und sowohl Fahrzeuge als auch Ladestationen vor Schäden zu schützen. Solch schnelle Reaktionsmerkmale machen den entscheidenden Unterschied für Menschen aus, die ihre Fahrzeuge laden müssen, ohne sie ständig überwachen zu können.
Ein effektives thermisches Management gewährleistet eine gleichmäßige Leistung bei kontinuierlichem Gebrauch. Hochwertige Ladegeräte verwenden Gehäuse aus stranggepresstem Aluminium und innere Komponenten mit keramikbeschichtung, die Temperaturen von bis zu 158°F (70°C) standhalten können. Integrierte Temperatursensoren überwachen die innere Wärmeentwicklung und passen die Laderaten dynamisch an, um Überhitzung zu verhindern. Dies reduziert temperaturbedingte Ausfälle um 34 Prozent im Vergleich zu nicht geregelten Geräten.
Heutzutage achten Hersteller stark auf das Aussehen und die Platznutzung ihrer Produkte. Bei der Fertigung von Ladegeräten greifen sie vermehrt auf Materialien wie pulverbeschichtetes Aluminium und matte Polymere zurück, wodurch die Geräte im Vergleich zu Modellen aus dem Jahr 2020 deutlich kleiner geworden sind. Einigen Branchenberichten zufolge sind sie sogar etwa 40 Prozent kompakter. Interessant ist dabei, dass diese neuen Geräte trotz ihrer deutlich geringeren Größe weiterhin die gleiche Leistung mit einer Ausgangsleistung von 7,4 kW bieten. Die Kombination aus ansprechendem Design und solider Leistung scheint für alle Beteiligten gut zu funktionieren. Eine kürzlich veröffentlichte Studie des National Renewable Energy Lab aus dem Jahr 2024 kam zudem zu einem weiteren Ergebnis: Privatpersonen sind tendenziell zufriedener mit Ladestationen, die optisch unauffällig sind und weniger Platz auf der Einfahrt oder in der Garage beanspruchen.
Moderne Ladestationen sind dafür konzipiert, allen Wetterbedingungen standzuhalten. Sie verfügen über Kunststoffgehäuse der Schutzklasse NEMA 4, die die inneren Komponenten schützen, sowie über Kupferverbindungen, die selbst bei Salzluft oder Sandstürmen nicht rosten. Diese Geräte funktionieren einwandfrei, egal ob bei eisigen Temperaturen von -22 Grad Fahrenheit oder bei sengender Hitze von etwa 122 Grad. Tests gemäß UL 2594 zeigen, dass die Materialien nach nahezu 3.000 Stunden ununterbrochener Sonneneinstrahlung immer noch etwa 98 % ihrer ursprünglichen Stabilität beibehalten. Eine solche Langlebigkeit ist sinnvoll für Anlagen an Orten, an denen die Bedingungen besonders rau sind – denken Sie an Installationen an Strandpromenaden oder mitten in der Wüste, wo kaum etwas langfristig überlebt.
Die neuesten Ladestationen werden heutzutage immer intelligenter, wenn es darum geht, mit technologischen Veränderungen umzugehen. Viele Top-Modelle sind mit modularen Komponenten für die Leistungsübertragung und Steuerplatinen ausgestattet, die per Firmware-Update aktualisiert werden können. Was bedeutet dies für gewöhnliche Nutzer? Sie können mit neuen Standards wie den bald auf den Markt kommenden 19,2-kW-Hebeladestationen mithalten, ohne eine komplett neue Ladestation kaufen zu müssen. Der modulare Ansatz lohnt sich tatsächlich auf zweifältige Weise. Erstens bedeutet dies, dass die Hardware länger genutzt werden kann, bevor sie ersetzt werden muss. Zweitens zeigt Studien, dass dieses Design im Vergleich zu herkömmlichen Modellen den Elektroschrott um etwa ein Drittel reduziert. Sowohl für Unternehmen als auch für Privathaushalte ist dies ein verständlicher Wirtschaftsfaktor und gleichzeitig eine positive Maßnahme für Deponien und Recyclingzentren im ganzen Land.
