DC-Schnellladen: Ladeleistung und Planung von Ladestopps

Beim DC-Schnellladen liefert eine Anlage außerhalb des Autos geregelten Gleichstrom und umgeht dabei dessen AC-Bordladegerät. CharIN: Combined Charging System design guide V7 Für einen sinnvollen Ladestopp sollten die Fähigkeiten der Station zum Fahrzeug passen und die Planung vom Energiebedarf der nächsten Etappe ausgehen.

Wie die Station Gleichstrom liefert

An einer netzgespeisten Station wandelt Leistungselektronik Wechselstrom aus dem Stromnetz in geregelten Gleichstrom um. Die Umrichter können zusammen mit Kabel und Bildschirm oder in einem separaten Leistungsschrank untergebracht sein, der die Ladesäulen versorgt. Die Ladesäule ist die Einheit, an die der Fahrer das Auto anschließt; ihr Standort verrät nicht, wie viel Leistungselektronik sie mit benachbarten Stellplätzen teilt. OIML G 22: electric vehicle supply equipment metrology

Beim CCS-Laden stellen Fahrzeug und Station eine Kommunikation her, tauschen ihre Leistungsgrenzen aus und führen elektrische Sicherheitsprüfungen durch. Die Station passt ihre Ausgangsspannung an das Fahrzeug an, bevor das Laden mit hohem Strom beginnt. Anschließend regelt sie die Abgabe nach den Anforderungen des Fahrzeugs innerhalb ihrer eigenen Grenzen. Fehler bei der Verbindungserkennung, Autorisierung oder Sicherheitsprüfung können den Vorgang stoppen, bevor Energie fließt. CharIN: Combined Charging System design guide V7

EV charging: how the system works erläutert die übergeordneten Strompfade beim AC- und DC-Laden. Die Kommunikations- und Dienstebenen behandelt EV charging protocols and services.

Verfügbare Leistung und Leistungsteilung

Die auf einer Ladesäule angegebene Leistung ist ein Höchstwert für festgelegte Betriebsbedingungen. Die verfügbare Leistung hängt außerdem von Spannung, Stromstärke und der diesem Anschluss zugeteilten Leistung ab. Das Dokument zu DC-Leistungsklassen von CharIN beschreibt Betriebsbereiche anhand aller drei Größen. CharIN: DC CCS power classes V7.2

DC-Leistung (kW) = Spannung (V) × Stromstärke (A) ÷ 1.000

Betrachten wir einen hypothetischen Ladeausgang mit 350 kW Nennleistung und einer Begrenzung auf 500 A, dessen Spannungsbereich sowohl 400 V als auch 700 V umfasst. Bei tatsächlichen 400 V erlaubt die Stromgrenze höchstens 200 kW. Bei 700 V entsprechen 500 A den vollen 350 kW. Bei 900 V gilt weiterhin die Leistungsgrenze von 350 kW, selbst wenn diese Spannung unterstützt wird: Der Ausgang kann nicht allein deshalb 450 kW liefern, weil Spannung mal maximaler Stromstärke diesen Wert ergibt.

Das sind elektrische Obergrenzen. Das Auto kann weniger anfordern, und temperaturbedingte Grenzen können die Stationsleistung reduzieren. CharIN: DC CCS power classes V7.2 Betreiber können die Leistung auch vorübergehend begrenzen: Electrify America erklärt, dass sein Wartungsteam bei Verbesserungen und Aktualisierungen die Leistung reduzieren kann; betroffene Ladesäulen werden in der App gekennzeichnet. Electrify America: charging and troubleshooting FAQ Die Spannungswandlung im Fahrzeug und die Leistungsaufnahme der Batterie erläutert EV battery charging: power, charging curves and charging time.

Eine weitere Begrenzung entsteht, wenn mehrere Ausgänge gemeinsame Kapazität nutzen. Eine Standortsteuerung kann die verfügbare Leistung auf ladende Fahrzeuge verteilen und die Zuteilung an den wechselnden Bedarf anpassen. US Department of Energy: smart charge management implementation In einem hypothetischen System mit 400 kW verfügbarer Leistung an den DC-Ausgängen könnten zwei Fahrzeuge jeweils 200 kW erhalten. Fordert eines nur 100 kW an, könnte ein System mit flexibler Zuteilung dem anderen bis zu 300 kW anbieten, sofern dessen Ausgangshardware und das Fahrzeug dies unterstützen. Eine gleichmäßige Aufteilung ist eine mögliche Verteilungsstrategie, keine Eigenschaft jedes Mehrfachladers.

Die gemeinsame Grenze kann für einen Leistungsschrank oder den gesamten Standort gelten. Ein Wechsel zur benachbarten Säule kann daher dieselbe Begrenzung bestehen lassen. Smart charging and grid integration erklärt das Kapazitätsmanagement am Standort genauer.

Energiebedarf und Zeit planen

Wählen Sie den nächsten geeigneten Ladestopp und genügend Energie bei der Abfahrt, um ihn mit einer Reserve zu erreichen. Berücksichtigen Sie erwartete Geschwindigkeit, Wetter, Höhenunterschiede und Beladung sowie einen alternativen Standort, falls der geplante nicht verfügbar ist. Rechnen Sie Umweg, mögliche Wartezeit und Anschlussvorgang in die gesamte Aufenthaltsdauer ein.

Eine veröffentlichte Ladezeit von 10–80% bietet ein definiertes Ladezustandsfenster, um die Ladeleistung unter den angegebenen Bedingungen zu vergleichen. Betrachten Sie sie zusammen mit der genauen Batterieversion und der nachgeladenen Energie: Autos mit unterschiedlichen Batteriekapazitäten laden in diesem Fenster unterschiedliche Energiemengen. Auch die Batterievorbereitung und die Fähigkeiten der Station beeinflussen das Ergebnis. EV battery charging: power, charging curves and charging time erläutert Ladekurven und den Zusammenhang zwischen angezeigtem Ladezustand und Batterieenergie.

Die Anzeige der abgegebenen Energie an der Station erfasst die am Fahrzeuganschluss gelieferte Energie. Die Verluste bei der AC-DC-Wandlung der Station entstehen vor dieser Messgrenze. OIML G 22: electric vehicle supply equipment metrology Im Fahrzeug verringern Ladeverluste – einschließlich möglicher Verluste bei einer fahrzeuginternen Spannungswandlung – und Systeme wie Batterieheizung und -kühlung den Anteil, der in den Zellen gespeichert wird. Charging loss erläutert diese Messgrenzen. Für eine Schätzung der zusätzlichen Fahrstrecke verwenden Sie die aus der Batterie verfügbare Energie und einen Verbrauchswert mit derselben Bezugsgröße.

Mit zunehmendem Ladezustand reduzieren viele Fahrzeuge die Ladeleistung. Electrify America empfiehlt, die Herstellerangaben zu prüfen, weil der Punkt, an dem das Laden langsamer wird, unterschiedlich ist. Electrify America: charging and troubleshooting FAQ Entscheiden Sie anhand der Ladekurve und des Energiebedarfs der nächsten Etappe, wann Sie weiterfahren. Vor einer langen Strecke zwischen Ladestandorten kann Laden über 80% sinnvoll sein; früheres Weiterfahren spart möglicherweise Zeit, wenn bereits genug Energie vorhanden und die Leistung gesunken ist.

Bereiten Sie die Batterie mit der vom Fahrzeug unterstützten Schnellladefunktion vor. In seinen Kältehinweisen für das Model 3 empfiehlt Tesla, vor der Ankunft mindestens 30–45 Minuten lang mit Trip Planner zu einem Tesla-Ladestandort zu navigieren. Bei kürzerer Fahrt empfiehlt Tesla zusätzlich, die Batterie vor der Abfahrt vorzukonditionieren. Die geplante Abfahrtsvorbereitung erwärmt Innenraum und Batterie für die Fahrt; die routenbasierte Vorbereitung zielt auf die Ladebedingungen. Tesla Model 3 manual: cold-weather preparation Prüfen Sie die Anweisungen für das genaue Fahrzeug und den Softwarestand, einschließlich der Frage, ob ein in einer Smartphone-App gewähltes Ziel die Batterievorbereitung auslöst.

Einen geeigneten Ladestandort auswählen

Zählen Sie nutzbare Ladepunkte statt nur Kabel. Ein Ladepunkt versorgt jeweils ein Fahrzeug, auch wenn er mehrere Stecker bietet. U.S. Alternative Fuels Data Center — Electric vehicle charging stations Die FAQ von Electrify America nennen ein konkretes Beispiel: Bei den dort beschriebenen Säulen mit zwei Steckern kann nur einer gleichzeitig genutzt werden. Electrify America: charging and troubleshooting FAQ

Bevor Sie sich auf einen Standort verlassen, prüfen Sie:

• Zugang für das genaue Fahrzeug, Stecker oder zugelassenen Adapter und kompatiblen Spannungsbereich.
• Verfügbare Ladepunkte, gemeldete Störungen oder reduzierte Leistung sowie bekannte Leistungsteilung.
• Öffnungszeiten, Kabelreichweite und Parkplatzgestaltung, einschließlich Platz für einen angekuppelten Anhänger.
• Zahlungsarten, geltenden Tarif, Parkbeschränkungen und einen erreichbaren Ausweichstandort.

Nutzen Sie die aktuelle Karte oder App des Betreibers für die Verfügbarkeit. Die folgende Karte zeigt einen historischen Stand vom Juni 2023 und sollte nicht zur heutigen Reiseplanung verwendet werden.

Geben Sie in Nordamerika das genaue Fahrzeug in Teslas App oder Karte ein, um kompatible Supercharger-Standorte zu finden. Prüfen Sie anschließend, ob das Kabel bis zum Ladeanschluss reicht. Tesla: Supercharging other EVs in North America EV charging connectors and inlets behandelt regionale Schnittstellen und Adapteranforderungen.

Prüfen Sie den Zugang zu Toiletten, Verpflegung und Wetterschutz, wenn Sie den Ladestopp für eine Pause nutzen möchten.

Ladevorgang starten und Preis prüfen

Folgen Sie den angezeigten Anweisungen zum Anschließen und Autorisieren. Ein Ladenetz kann Zahlungsterminal, App, RFID-Karte oder fahrzeugbasierte Autorisierung anbieten. Mit kompatiblen Plug-&-Charge-Diensten können Fahrzeug und Station Identifizierung und Abrechnung automatisch über die Ladeverbindung abwickeln. CharIN — Plug & Charge and ISO 15118 interoperability EV charging protocols and services erklärt die Zertifikate, Konten und Netzdienste hinter diesen Möglichkeiten.

Prüfen Sie den Preis der gewählten Zahlungsart vor der Autorisierung. Vergleichen Sie den Direkttarif des Betreibers mit Roaming- oder Abonnementangeboten einschließlich zeitabhängiger Entgelte, Abonnementkosten und separater Parkgebühren. Kontrollieren Sie nach dem Start, ob Strom fließt, und prüfen Sie den geplanten Ladezustand bei Abfahrt.

In der EU verlangt die AFIR, dass kostenpflichtige öffentlich zugängliche Ladepunkte Ad-hoc-Laden ohne Registrierung oder laufenden Ladestromvertrag anbieten. European Commission: AFIR questions and answers An Punkten mit mindestens 50 kW, die ab dem 13. April 2024 in Betrieb genommen wurden, muss die Zahlung über einen Kartenleser oder ein kontaktloses Gerät möglich sein, das Zahlungskarten lesen kann. Portuguese Competition Authority — EV charging study and AFIR payment requirements

An diesen Punkten muss der Ad-hoc-Preis des Betreibers auf den gelieferten kWh beruhen; zusätzlich ist eine minutengenaue Belegungsgebühr möglich. Der Preis pro kWh und eine etwaige Belegungsgebühr müssen vor Ladebeginn an der Station angezeigt werden. European Commission: AFIR questions and answers

Wenn der Ladevorgang nicht startet

Lesen Sie die Meldungen der Station und des Fahrzeugs, bevor Sie es erneut versuchen.

1. Prüfen Sie die Kennung der ausgewählten Ladesäule und folgen Sie deren Anschluss- und Zahlungsanweisungen.
2. Prüfen Sie, ob der Stecker vollständig eingesteckt ist und das Kabel nicht seitlich daran zieht.
3. Wenn Sie zu einem erneuten Versuch aufgefordert werden, beenden Sie den Vorgang mit der normalen Stoppfunktion, entriegeln bei Bedarf das Fahrzeug und ziehen den Stecker ab, bevor Sie ihn erneut einstecken. Electrify America: charging and troubleshooting FAQ
4. Tritt der Fehler erneut auf, versuchen Sie eine andere freie Säule und kontaktieren den Betreiber über die Angaben am Standort. Electrify America: charging and troubleshooting FAQ
5. Behalten Sie genügend Energie für einen Ausweichstandort und notieren Sie Säulenkennung, Uhrzeit und Fehlermeldung für den Betreiber.

Beachten Sie die Adapteranforderungen von Fahrzeug und Ladenetz. Teslas nordamerikanische Hinweise erlauben beispielsweise NACS-DC-Adapter von Tesla oder vom Fahrzeughersteller und untersagen Adapter von Drittanbietern. Tesla: Supercharging other EVs in North America Bleibt ein Stecker verriegelt, folgen Sie den Entriegelungsanweisungen des Fahrzeugs; ziehen Sie ihn nicht gewaltsam heraus. Hyundai — Charging connector locking and release

Prüfen Sie Kabel und Stecker vor der Nutzung. Verwenden Sie keine beschädigte Ausrüstung, gerissenen Stecker oder Kabel mit freiliegenden Leitern; melden Sie diese dem Betreiber. Befolgen Sie die Notfallanweisungen am Standort und verständigen Sie die örtlichen Rettungsdienste, wenn jemand unmittelbar gefährdet ist. NZ Transport Agency — Public charging safety precautions