Ladeverluste

Ladeverluste sind die Differenz zwischen der während eines Ladevorgangs zugeführten elektrischen Energie und der Zunahme der in der Traktionsbatterie gespeicherten Energie. Das Ergebnis hängt davon ab, wo die zugeführte Energie gemessen wird.

Wo gemessen wird

Beim Wechselstromladen (AC) erfasst ein Zähler im separaten Ladestromkreis die Energieaufnahme der nachgeschalteten Geräte, einschließlich des Bordladegeräts, das Wechselstrom in Gleichstrom (DC) umwandelt. Ein Haushaltszähler erfasst zusätzlich den übrigen Stromverbrauch im Haus, der aus einem Ladevergleich herausgerechnet werden muss.

Eine Gleichstrommessung am Fahrzeugstecker schließt die vorgelagerten AC-DC-Umwandlungsverluste der Ladestation aus. Fahrzeugseitige Verluste und der Energiebedarf von Heizung, Kühlung und anderen Systemen verursachen weiterhin eine Differenz zwischen der am Stecker gelieferten und der in der Batterie gespeicherten Energie. ADAC: Messungen von Ladeverlusten bei Elektroautos Zum Stationsbetrieb und zur Planung eines Ladestopps siehe DC-Schnellladen.

OIML G 22, ein internationaler Leitfaden zur Messung von Ladeenergie für die Abrechnung, definiert den effektiven Messpunkt am Anschluss: bei einem fest angeschlagenen Kabel am Fahrzeugstecker, bei einem abnehmbaren Kabel an der Steckdose der Ladeeinrichtung. Dies ist die Grenze, auf die sich die Messung bezieht; der Zähler selbst kann sich an anderer Stelle befinden. OIML G 22: Messtechnik für Ladeeinrichtungen für Elektrofahrzeuge

Wohin die Energie fließt

Die Umwandlung von Wechselstrom in Gleichstrom im Bordladegerät ist eine wesentliche Quelle von AC-Ladeverlusten. Der Widerstand in Kabeln und Zellen erzeugt zusätzliche Wärme. Auch die Steuergeräte des Fahrzeugs bleiben während des Ladens aktiv, und die Batterieheizung oder -kühlung kann zusätzliche Leistung benötigen. All diese Anteile zählen als Ladeverluste, wenn die zugeführte Energie mit der Zunahme der gespeicherten Batterieenergie verglichen wird. ADAC: Messungen von Ladeverlusten bei Elektroautos

Die Verluste variieren je nach Ausrüstung und Bedingungen. Bei einem längeren Ladevorgang laufen die Nebenverbraucher länger. Eine geringere Ladeleistung kann deshalb ihren Anteil an der zugeführten Energie erhöhen. Auch die Batterietemperatur beeinflusst den Bedarf an Temperierung. ADAC: Messungen von Ladeverlusten bei Elektroautos Messbeispiele für AC-Laden und praktische Ladeeinstellungen finden Sie unter Elektroauto zu Hause laden.

Verluste berechnen und vergleichen

Verwenden Sie Energiemessungen für denselben Zeitraum und geben Sie den vorgelagerten Messpunkt an:

Ladeverlust = zugeführte Energie − Zunahme der gespeicherten Batterieenergie

Bei einem beispielhaften Ladevorgang mit 50 kWh zugeführter Energie und einer Zunahme der gespeicherten Energie um 45 kWh beträgt der Verlust 5 kWh. Teilt man diesen Verlust durch die zugeführten 50 kWh, ergibt sich ein Verlust von 10%; der Ladewirkungsgrad beträgt 45 ÷ 50 = 90%.

Die Zunahme der gespeicherten Energie lässt sich allein anhand der Instrumentenanzeige nur schwer bestimmen. Der angezeigte Ladezustand ist ein Schätzwert, und die zur Berechnung verwendete Batteriekapazität muss zur zugänglichen Energie und zum Zustand der Batterie passen. Die Änderung des angezeigten Prozentsatzes mit einer Nennkapazität zu multiplizieren, liefert nur eine Schätzung der hinzugefügten Energie.

EVKX reduziert bei seinen Ladezeitberechnungen auf Fahrzeugseiten und für Ladestopps im Range & Travel Calculator die ladegerätseitige Leistung pauschal um 5%, um die Zunahme der gespeicherten Energie pro Zeiteinheit zu schätzen. Dies ist eine Modellannahme und kein gemessener Verlust für ein bestimmtes Fahrzeug oder einen bestimmten Ladevorgang.

Wenn Sie Kosten anhand des Verbrauchs schätzen, prüfen Sie dessen Messgrundlage: Der batterieseitige Verbrauch schließt Ladeverluste aus, während der Stromverbrauch auf den US-EPA-Verbrauchskennzeichnungen bereits die Ladeverluste zwischen Steckdose und Fahrzeug enthält. Ein weiterer Zuschlag auf einen Wert, der diese Verluste bereits berücksichtigt, würde sie doppelt zählen. US-EPA Automotive Trends Report 2022: Anhang E