Lexikon der E-Mobilität

Das Thema Elektroauto laden steckt voller geheimnisvoller Begriffe und Abkürzungen. Und stets kommen neue Begriffe dazu, da sich die Technik rasant weiterentwickelt. 

Von AC-Laden bis WLAN - wir erklären dir im Folgenden die verschiedenen Fachwörter und Merkmale von Ladestationen, die für dich bei der Kaufentscheidung für eine Wallbox und im elektromobilen Umfeld relevant sind.

AC-Laden

Wenn das Elektroauto mit Wechselstrom geladen wird, spricht man auch von AC-Laden. Hier muss das On-Board-AC-Ladegerät des Fahrzeugs den Wechselstrom zunächst in Gleichstrom umwandeln. Je nach verbautem Ladegerät kann die AC-Ladeleistung variieren. Ein VW e-Golf lädt beispielsweise nur mit 7,2 kW, wohingegen ein Renault ZOE mit bis zu 22 kW lädt und damit deutlich schneller wieder fahrbereit ist. AC-Ladestationen kommen meist zuhause oder an halböffentlichen Ladepunkten zum Einsatz.

Baukostenzuschuss (Abkürzung: BKZ)

Erhöht sich die benötigte elektrische Anschlussleistung an einem Verbrauchspunkt, weil z.B. eine größere Zahl elektrischer Ladestationen installiert werden, so kann der Netzbetreiber dem Verbraucher einen Teil der Kosten für den Netzausbau in Rechnung stellen. 
Der sogenannte Baukostenzuschuss kann ab einer Anschlussleistung von 30 kW erhoben werden, betrifft also in der Regel keine Privathaushalte, sondern Unternehmen. Die Kosten richten sich nach der benötigten Gesamtleistung und können schnell mehrere tausend Euro betragen. In vielen Fällen können die Lastspitzen, die diese Kosten verursachen, teilweise oder vollständig vermieden werden. 

ChargePilot®, unser Lade- und Energiemanagement, ermöglicht es Ladevorgänge intelligent zu steuern und Lastspitzen zu vermeiden. Falls das nicht ausreicht oder ein anderer Grund für den erhöhten Leistungsbedarf besteht, kann es ökonomisch sinnvoll sein, einen nachhaltigen Batteriespeicher aus 2nd Life Elektroautobatterien zu installieren.

BMS - Batteriemanagementsystem

Das Batteriemanagementsystem ist das "Gehirn" der Hochvoltbatterie. Es überwacht die Zustände der Zellen während des Betriebs und beim Laden.

Ein intelligentes Batteriemanagementsystem kommuniziert während des Ladens mit der Wallbox oder der Ladesäule. Damit wird der Ladestrom für möglichst schonendes Laden optimiert und das Aufladen wird automatisch gesteuert. Das BMS behält dabei die Temperatur der Zellen im Blick und verhindert eine Tiefentladung oder Überladung der Batterie.

CPO - Charge Point Operator

Der Ladestationsbetreiber oder CPO (Charge Point Operator) ist für die technische Instandhaltung, die Stromversorgung und den Zugang zu seiner Ladeinfrastruktur verantwortlich. Die Authentifizierung und Bezahlung an einer Ladesäule erfolgt über einen Mobility Service Provider (MSP), der auch als Roaming-Anbieter bezeichnet wird. Ein CPO kann aber auch gleichzeitig MSP sein.

DC-Laden (Schnellladen)

Beim Laden mit Gleichstrom wird der Strom direkt in die Batterie geladen. Der teure Gleichrichter ist in der Ladestation bzw. Ladesäule verbaut. Diese sogenannten Schnellladestationen ermöglichen hohe Ladeleistungen. Beim Nissan LEAF beispielsweise bis zu 50 kW, beim Audi Q4 e-tron sogar 110 kW. 

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Ethernet (auch bezeichnet als LAN, U/ UTP, RJ45)

Alternativ zur SIM-Karte kann die Ladestation auch direkt über LAN-Kabel zur Datenübertragung mit dem Internet verbunden werden. Die Einbindung von Ladestationen mit LAN-Anschluss in Smart Home Systeme ist oft einfacher als mit SIM-Karte, da sich die Ladestation bereits im heimischen Netzwerk befindet und zusätzliche Kosten für die Mobilkommunikation entfallen. Andererseits muss das LAN-Kabel von deinem Internetrouter zur Ladestation verlegt werden und ggf. Änderungen an deiner Firewall vorgenommen werden.

FI-Schalter (auch bezeichnet als Fehlerstromschutzschalter, FI-Schalter zur Überstromsicherung, RCD, RCCB)

Ein Fehlerstromschutzschalter, abgekürzt FI-Schalter (F = Fehler, I = phys. Formelzeichen elektr. Strom I) wird eingesetzt, um Stromschläge zu vermeiden und dient somit dem Personenschutz. Für das Laden von Elektroautos wurde ein eigener FI definiert, der sogenannte FI Typ A mit EV Gleichstromfehlererkennung, welcher deutlich günstiger ist, als der sonst benötigte FI Typ B. Erfahre, wozu du einen Fehlerstromschutzschalter benötigst, welche Arten es gibt und wovon die Auswahl abhängt, in unseren Installations-Tipps.

Geeichter Energiezähler

Seit April müssen AC- und DC-Ladesäulen nach den strengen Anforderungen des Eichrechts abrechnen, gemäß der Richtlinie 2014/94/EU des Europäischen Parlamentes über den Aufbau der Infrastruktur für alternative Kraftstoffe. Dies betrifft das Laden an öffentlichen Ladesäulen wie z.B. am Unternehmensstandort, an Hotels und Restaurants oder in einer WEG (Eigentümergemeinschaft).

Dafür müssen die Stromzähler geeicht sein, die für die Abrechnung des Energieverbrauchs genutzt werden. MID (Measurement Instruments Directive; Messgeräterichtlinie) ist eine europäische Richtlinie für Stromzähler. MID konforme Zähler müssen vor der Inbetriebnahme nicht geeicht werden.

Intelligente Ladestationen

Intelligente Ladestationen sind mit einer Kommunikationseinheit ausgestattet, die es ermöglicht, den Ladevorgang zu steuern (Controlled Charging) bzw. zu überwachen (Abrechnung etc.). Somit kannst du intelligente Ladestationen u.a. in dein Smart Home System integrieren, mit deiner Photovoltaikanlage verbinden oder Services, wie den Abrechnungsservice nutzen. Als Kommunikationsschnittstellen sind derzeit GSM, Ethernet, WLAN und serielle Schnittstellen wie RS485 im Einsatz.

Zum Beitrag: Vorteile intelligenter Wallboxen

IP Schutzklasse

Die Schutzklasse IP (Internal Protection) gibt an, unter welchen Umgebungsbedingungen die Ladestation eingesetzt werden darf. Die meisten Ladestationen sind für den Außenbereich geeignet. Die erste Zahl gibt an, inwiefern die Ladestation vor Fremdkörpern bzw. Berührungen (z.B. mit dem Werkzeug) geschützt ist, die zweite Zahl bezieht sich auf den Wasserschutz. Die von uns angebotenen Ladestationen haben die Schutzklasse IP 44 oder IP 54.
Was bedeutet IP 44? Die Ladestation ist gegen Berühren mit Werkzeugen, leitenden Gegenständen mit einem Durchmesser > 1,0 mm und gegen Fremdkörper mit einem Durchmesser > 1,0 mm geschützt. Zusätzlich ist die Ladestation gegen Spritzwasser aus einem beliebigen Winkel geschützt.
Was bedeutet IP 54? Die Ladestation ist sowohl vollständig gegen Berührungen und Staubablagerungen im Inneren geschützt als auch gegen Spritzwasser aus jeglichem Winkel.

Ladestecker (auch bezeichnet als Ladekupplung, Plug, Connector)

Abhängig vom Elektroauto und von der verwendeten Ladeart (Gleichstrom- oder Wechselstromladen) kommen unterschiedliche Ladekabel und Ladestecker zum Einsatz. Prinzipiell bezeichnet man die Komponente des Ladekabels, das in das Auto-Inlet gesteckt wird, als Ladekupplung. Ladestecker bezeichnet das andere Ende eines Mode 3-Ladekabels, das in das Outlet der Ladestation gesteckt wird, vorausgesetzt dass es sich um eine Ladestation mit Outlet („Ladesteckdose“) handelt. Wenn du mit Wechselstrom lädst, z.B. Zuhause, ist der Typ 1 oder Typ 2-Anschluss üblich. An Gleichstrom-Ladestationen findest du hauptsächlich CHAdeMO-Stecker sowie Combo1- und Combo2-Stecker vor.

Lastmanagement

Unter Lastmanagement versteht man das Betreiben mehrerer Ladestationen bei einer begrenzten Anschlussleistung. Ist die Summe der Anschlussleistungen aller Ladestationen (z.B. vier Ladestationen mit jeweils 22 kW Ladeleistung = Anschlussleistung von 88 kW) höher als die Gesamtanschlussleistung (z.B. 43 kW), dann muss sichergestellt werden, dass nicht alle Elektroautos an den vier Ladestationen gleichzeitig die volle Leistung von 22 kW ziehen. Wenn doch, löst die Sicherung aus oder im schlimmsten Fall kommt es zur Überhitzung der Versorgungsleitung. Die gängigsten Lastmanagementsysteme unterscheiden sich in der Art und Weise, wie sie die derzeitige Überlast erkennen und verhindern:

1. Uns bekannte Lastmanagementsysteme erkennen die Überlast entweder durch die direkte Messung der aktuellen Leistung oder Anzahl der angeschlossenen Elektroautos

2. Die Überlast wird verhindert, indem entweder:
a) Alle Ladestationen gleichmäßig auf die verfügbare Ladeleistung heruntergeregelt werden und z.B. alle mit 16 A laden
b) die Anzahl der gleichzeitig ladenden Elektroautos begrenzt wird, z.B. zwei Elektroautos laden, bis sie voll sind, oder
c) eine Mischung aus beidem, wenn z.B. ein Elektroauto schneller voll sein muss als ein anderes

LS-Schalter (auch bezeichnet als Leitungsschutzschalter)

Mit einem Leitungsschutzschalter wird sichergestellt, dass nur so viel Strom auf der Leitung fließt, wie die Elektroinstallation erlaubt. Wenn mehr Strom als zulässig gezogen wird, löst der Leitungsschutzschalter aus (die Sicherung fliegt). Mehr Details, wozu du einen Leitungsschutzschalter benötigst und wie du den richtigen wählst, findest du in unseren Installations-Tipps.

Modbus

Soll Ladeinfrastruktur mit dem als weltweiten Industriestandard etablierten Modbus-Protokoll kommunizieren, das unter anderem in Gebäudeenergiemanagement-Systemen unzähliger Industriebetriebe oder Hotels zum Einsatz kommt, braucht es einen Übersetzer, der beide Sprachen perfekt beherrscht. 

Ein oben genannter Übersetzer ermöglicht eine nahtlose Integration von E-Autos in bestehende Gebäudeenergiemanagement-Systeme. Per Modbus-TCP erhält ein dazu fähiges System, wie zum Beispiel unser Lade- und Energiemanagement ChargePilot® die Information, wie viel Strom für alle Ladepunkte zur Verfügung steht, übersetzt dies in OCPP, und passt auf diese Weise den Energiebezug der angeschlossenen Elektroautos entsprechend dynamisch an. Das Gebäudeenergiemanagement-System reagiert flexibel auf alle weiteren Verbraucher, die neben der Ladeinfrastruktur berücksichtigt werden müssen. 

Monitoring

Darunter versteht man das Beobachten und Auswerten von Ladevorgängen an Ladestationen. Über eine von überall erreichbare Web-Oberfläche können CPOs jederzeit alle relevanten Informationen zur Ladeinfrastruktur einsehen, z.B. den Status der Ladepunkte, das Leistungsprofil oder die aktuell bezogene Leistung. Verwalte einzelne Ladestationen mit Hilfe von RFID-Karten und behalte stets den Überblick über deinen Energieverbrauch und Lastspitzen.

Monitoring mit ChargePilot®

Notladekabel

Unter dem Notladekabel versteht man das Ladekabel für die Haushaltssteckdose, das meist einem Elektroauto beiliegt. Die fachmännische Bezeichnung lautet In-Cable Control and Protection Device (IC-CPD). Das IC-CPD überwacht den Ladevorgang an einer Haushaltssteckdose. Allerdings heißt das Notladekabel nicht ohne Grund so: Es ist für den Notfall gedacht, also den gelegentlichen Einsatz, wenn sonst keine Lademöglichkeit zur Verfügung steht. Denn heimische Schuko Steckdosen sind oft nicht für die hohe Dauerbelastung ausgelegt, die sich beim Laden eines E-Autos ergibt.

Ladekabel entdecken

OCPP-Kommunikation

OCPP (Open Charge Point Protocol) ist ein offener Kommunikationsstandard, der von der Open Charge Alliance veröffentlicht wird. OCPP regelt die Kommunikation zwischen einer Ladestation und einem Backendsystem. Der Fokus liegt auf der Überwachung und Abrechnung. In der Version OCPP 2.0 wird auch die Ladevorgangssteuerung mittels ISO 15118 enthalten sein.

Die zunehmende Bedeutung von OCPP wird auch dadurch ersichtlich, dass die OCPP Steuerbarkeit von Ladeinfrastruktur in gewissen Gebieten wie etwa im Netzgebiet Hamburg und Norderstedt zum Pflichtstandard wird.

Öffentliches Laden / halb-öffentliches Laden

Öffentliches Laden von Elektroautos meint das Aufladen an einer frei zugänglichen Ladesäule, wie sie beispielsweise von den Stadtwerken oder einem Ladenetzwerk (NewMotion, Plugsurfing etc.) bereitgestellt werden. Hier können Autofahrer:innen jederzeit ihr Ladekabel einstecken und los laden. In unserem Knowledge Center findest du eine Übersicht über aktuelle Ladetarife. 

Halböffentliche Ladepunkte sind dagegen auf privatem Grund. Sie sind in der Regel nur für bestimmte Nutzergruppen bzw. zeitlich begrenzt zugänglich (z. B. auf Parkplätzen von Supermärkten, in Tiefgaragen von Einkaufszentren, am Bahnhofsvorplatz o.Ä.). 

One-Pedal-Driving

Beim One-Pedal-Driving gibt es weiterhin das „Gas“-Pedal und das Bremspedal. Allerdings entsteht bei einigen E-Autos eine spürbare Verzögerung, sobald man den Fuß vom (rechten) so genannten E-Pedal hebt. Wenn du diese geschickt einsetzt, sparst du dir fast die Bremse. Nur in Notfällen, wenn abruptes Abbremsen nötig ist, wird sie noch eingesetzt.

PLC

Über PLC (Power Line Communication) kann eine digitale Kommunikation zwischen Ladestation und Elektroauto hergestellt werden. Dazu werden mittels hochfrequenter Signale Daten über das Ladekabel gesendet. Diese Kommunikationstechnologie wird derzeit nur für die Protokolle ISO 15118 und DIN 70121 verwendet. Ziel ist es, eine sichere und leistungsstarke Datenverbindung zur Autorisierung, Statusabfrage, Ladesteuerung und mehr aufzubauen. Die Technologie funktioniert im privaten Bereich nur für den smart fortwo EQ und wird hauptsächlich bei öffentlichen CCS-Gleichstrom-Ladestationen verwendet. Wenn du z.B. an eine CCS-Gleichstrom-Ladestation fährst, um dein Elektroauto zu laden, wird dir an der Ladesäule der aktuelle Ladestatus und die geladenen Kilowattstunden angezeigt.

Plug & Charge

Plug & Charge (ISO 15118) vereinfach das Laden an öffentlichen Ladesäulen. Hier wird das Auto selbst zur Geldbörse und das Hantieren mit Karten und Apps überflüssig.

Der Datenaustausch zwischen Fahrzeug und Ladeinfrastruktur wird automatisiert und abgesichert. Sobald das Ladekabel eingesteckt ist, kommuniziert das Fahrzeug verschlüsselt mit der Ladestation und der Ladevorgang startet automatisch. Das abschließende Bezahlen erfolgt ebenso von alleine. E-Autofahrer:innen müssen die Authentifizierungsdaten lediglich ein Mal im Auto hinterlegen.

Rekuperation

Bei der Rekuperation (von lat. recuperare = wiedererlangen) wird freigesetzte Energie, die beim Abbremsvorgang eines Fahrzeugs mit Elektromotor entsteht, wieder in elektrische Energie umgewandelt. Besonders im Stadtverkehr mit Stop-and-Go kann sich die Rekuperation positiv auf den Stromverbrauch auswirken. Bei Elektroautos kann die Technologie zur Energierückgewinnung den Stromverbrauch um bis zu 20 Prozent senken.

Dynamo-Prinzip: Beim E-Auto wird die Bewegungsenergie durch die Bremse nicht in nutzlose Wärmeenergie umgewandelt, sondern über den elektromotorischen Widerstand eines integrierten Generators verzögert: Es wird Strom erzeugt. Das Prinzip dahinter kennst du vom Fahrraddynamo: Dieser setzt die Bewegung des Fahrrads durch die Drehbewegung des Dynamoantriebs in Strom für die Beleuchtung um. Analog dazu erzeugt der E-Auto- „Dynamo“ durch die Bewegung des Autos Strom, der zwischengespeichert wird. Wird der Strom zum Fahren benötigt, leitet ihn die Regelelektronik wieder zum „Dynamo“ zurück. Dies ist, kurz gefasst, das smarte Prinzip der Rekuperation.

RFID

Mit der RFID-Funktion kannst du die Ladestation vor fremden Zugriffen schützen. Elektroautofahrer:innen identifizieren sich mithilfe einer RFID-Karte an der Ladestation. Erst wenn der/die Nutzer:in erkannt ist, wird der Ladevorgang freigeschaltet. Der Unterschied zwischen den RFID-Funktionen verschiedener Hersteller liegt in der Art und Weise, wie und wie viele weitere Personen freigeschaltet werden können und ob die Nutzerdaten über eine App oder weiteres System verwaltet werden können. Beispielsweise verwenden KEBA und Mennekes sogenannte Master-RFID-Karten. Mit diesen kann der/die Verantwortliche direkt vor Ort an der Ladestation neue RFID-Karten-Nutzer freischalten (RFID mit lokaler Whitelist). Bei Mennekes können zusätzlich Nutzer:innen über eine App verwaltet oder gelöscht werden. Bei Alfen wird ein:e neue:r Nutzer:in im Online Portal hinzugefügt. Dazu wird die RFID-Kartennummer hinterlegt.

Entdecke RFID-Karten

RS485 (auch bezeichnet als serielle Schnittstelle)

Einige Ladestationen bieten zur lokalen Steuerung und Überwachung der Ladestation eine serielle Schnittstelle. So kannst du über einen USB-Adapter die Ladeleistung von deinem PC aus einstellen oder über ein zusätzliches Gerät z.B. ein Lastmanagement für deine Ladestationen betreiben.

Smart Meter (eHZ (elektronischer Haushaltszähler), edl21, edl40)

Ein Smart Meter ist ein Stromzähler, der den Energieverbrauch an andere Geräte und Systeme sendet. Somit ist z.B. eine automatische Abrechnung des geladenen Stroms möglich. Es gibt zwei verschiedene Arten von Smart Metern:
1. Smart Meter, die über ein Kommunikationsmodul (MUC-Controller) mit dem Messstellenbetreiber kommunizieren (edl40)
2. Smart Meter, die lokale Daten an Smart Home-Systeme senden (edl21)

State of Charge (SoC)

Der Ladezustand der Batterie wird als State of Charge bezeichnet. Er zeigt an, wie viel Energie in der Batterie noch zur Verfügung steht und wird in Prozent angegeben.

Fürs Aufladen gut zu wissen: Je voller die Batterie ist, desto langsamer lädt sie sich auf. Als Orientierung dient die 80-Prozent-Regel: Bis zu diesem Wert lädt das Elektroauto mit hoher Ladeleistung, danach jedoch geht es nur noch langsam voran. Expert:innen empfehlen, im Ladezustand zwischen 20 und 80 % zu bewegen, damit die Batterie möglichst lange lebt. 

V2G - Vehicle-to-Grid

 „Vehicle to Grid“ bedeutet, dass das Elektroauto als temporärer Batteriespeicher einspringt. Dabei gibt die Fahrzeugbatterie die gespeicherte Energie zu Zeiten erhöhten Energiebedarfs wieder ans Stromnetz zurück.

Mehr über Vehicle-to-Grid

WLAN (auch bezeichnet als Wifi)

Die Ladestation kann über WLAN ins heimische Netzwerk eingebunden werden, unter der Voraussetzung, dass die Entfernung zu deinem Router nicht zu groß ist. Hier können ggf. Änderungen an der Firewall deines WLAN-Routers notwendig sein.