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Elektromobilität: Alles rund ums Laden eines Elektroautos

Frau lädt Elektroauto

Reichweite, CO2-Bilanz, Fahrverhalten – über Elektroautos wird viel diskutiert. Doch wie kommt der Strom eigentlich ins E-Auto? Wir erklären Ihnen, wie das Laden eines Elektroautos funktioniert, was man für das Aufladen zuhause braucht und woher eigentlich der grüne Strom für das Elektroauto kommt.

Wie wird ein Elektroauto geladen?

  1. Motor abstellen
  2. Anmelden/Autorisieren: Per App, mit einer Ladekarte oder im Online-Portal (zu diesem gelangt man über den QR-Code an der Ladesäule)
  3. Abdeckung öffnen, Auto und Ladestation verbinden (entweder mit dem eigenen Kabel – dann das Kabel zuerst an der Ladestation anstecken – oder dem der Station)
  4. Ladevorgang online/in der App starten
  5. Wenn der gewünschte Ladestand erreicht ist: Ladevorgang stoppen und abmelden (bei Vollladung stoppt das Fahrzeug den Ladevorgang automatisch)
  6. Verbindung zwischen Ladestation und Fahrzeug trennen (Stecker zuerst am Fahrzeug ziehen)
  7. Motor an und weiter geht‘s

Grundsätzlich funktioniert das Aufladen eines Elektroautos also genauso wie das Tanken eines Verbrenners: Deckel auf, Stutzen rein und los geht’s. Doch es gibt auch ein paar Unterschiede. Die fangen schon bei der Platzierung des „Tankdeckels“ an. Manche E-Autos haben ihn wie gewohnt hinten an der Seite, andere wie beispielsweise der Nissan Leaf aber an der Schnauze.

Nächster Unterschied: An Tankstellen ist der Schlauch, über den der Kraftstoff in den Tank gepumpt wird, immer fest mit der Ladestation verbaut und passt für jedes Auto. Bei Ladestationen für Elektroautos kann das Kabel vorhanden sein, es gibt aber auch Varianten, an denen man mit dem eigenen Kabel lädt. Darüber muss man sich keine Sorgen machen – jedes E-Modell wird mit passendem Kabel ausgeliefert und es gibt Adapterkabel für verschiedene Steckersysteme. Man muss sich nur bewusst sein, dass man es durchaus auch unterwegs und nicht nur für das Laden zuhause braucht. Also: Ladekabel immer dabeihaben!

Beschreibung, wie ein E-Auto an einer E.ON Ladestation geladen wird

Was kostet das Laden von E-Autos unterwegs?

Woher weiß man bei E-Ladestationen unterwegs eigentlich, wieviel das Aufladen kostet? Die gewohnten Tankstellen verkünden ihre Preise weithin sichtbar mit riesigen Anzeigetafeln – Ladestationen dagegen haben in der Regel keine Preisanzeige, nicht einmal eine winzigkleine. Das liegt daran, dass das Aufladen von Elektroautos in der Regel digital gesteuert wird. Dafür sucht man sich als E-Auto-Fahrer einen oder mehrere Anbieter für unterwegs, die in der Regel in ihren Apps oder auf ihren Websites angeben, wo ihre Ladestationen zu finden sind. Um die Stationen zu nutzen, kann man auf eben diese App zurückgreifen oder bekommt eine Ladekarte („RFID-Karte“) vom Anbieter. Der Preis für das Laden an den eigenen Stationen des Anbieters ist vertraglich festgelegt – als E-Mobilist weiß man also schon im Vorfeld, wieviel das Nachladen dort kostet.

Anders ist es beim sogenannten „Roaming“ (richtig, wie beim Handy unterwegs im Ausland). Die Ladenetzwerke einzelner Anbieter decken in der Regel nicht die ganze Bundesrepublik so eng ab, dass man alle paar Kilometer eine Ladestation seines Anbieters findet. Trotzdem muss man natürlich überall die Möglichkeit haben, das E-Auto aufzuladen. Dafür gibt es verschiedene Roaming-Verbunde wie zum Beispiel intercharge, über die man dann mit der gewohnten Ladekarte auch bei anderen Anbietern laden kann. Ob das dann zum Preis des eigentlichen Anbieters oder zum Preis des Roaming-Anbieters passiert, steht in der Regel in den Richtlinien des Anbieters. Beispiel E.ON Drive: Als Kunde zahlt man für einen Normalladevorgang, egal wie lange der dauert, 5,95 Euro an den E.ON Drive Ladesäulen. Kommt man an eine Ladestation, die zu den Roaming-Partnern gehört, mit denen E.ON zusammenarbeitet, zahlt man auch dort 5,95 Euro. Lädt ein E-Auto-Fahrer dagegen über die Ladekarte eines anderen Anbieters aus dem Roaming-Verbund an einer E.ON Drive Ladestation, zahlt dieser Nutzer den Preis seines eigenen Anbieters und nicht den von E.ON Drive.

Frau lädt spontan ein E-Auto

Spontan mal aufladen? Klar, ad hoc!

Und was passiert, wenn man an einer Ladestation landet, an der man die eigene Ladekarte trotz Roaming etc. nicht nutzen kann? Ganz einfach: Man kann trotzdem laden. In Deutschland ist es gesetzlich vorgeschrieben, dass an jeder Ladestation auch das sogenannte „Ad-hoc-Laden“ (in anderen Worten „spontanes“ Aufladen) möglich sein muss. Dafür braucht man in der Regel ein Smartphone und eine Kreditkarte. Um den Ladevorgang zu starten und zu bezahlen, muss man an der Ladestation entweder einen QR-Code einscannen, der einen zu einer Website führt, oder die App des Betreibers herunterladen. Egal, welche Methode man wählt, als Zahlungsmittel wird eigentlich immer die Kreditkarte akzeptiert. Manche Anbieter stellen auch andere Zahlungsarten (PayPal etc.) zur Auswahl. Allerdings ist das Ad-hoc-Laden in der Regel immer etwas teurer als wenn man Kunde beim jeweiligen Anbieter wäre.

Was kostet es, ein E-Auto zu Hause zu laden?

Elektroautos werden zum allergrößten Teil zu Hause aufgeladen, wenn sie abends ungenutzt in der Garage stehen. Wieviel das kostet hängt von zwei Faktoren ab, und zwar vom Preis im Stromvertrag und davon, wieviel Kilowattstunden (kWh) das eigene E-Auto für 100 Kilometer verbraucht. In der Regel läuft der Stromanschluss in der Garage über den normalen Hausstrom mit. Durchschnittlich kostet der in Deutschland 30 Cent pro kWh*. Rechnet man damit weiter und nimmt das 2017 am häufigsten verkaufte Elektroauto, den Renault Zoe, als Beispiel, kostet das Elektroauto-Laden zuhause 6,09 Euro für 100 Kilometer. Denn der Zoe verbraucht 20,3 kWh pro 100 Kilometer. Beim BMW i3 (13,6kWh/100km) würde man 4,08 Euro zahlen, beim e-Golf (12,7 kWh/100km) 3,81 Euro. Zum Vergleich: Für einen Golf VI, 1,4 TSI, 122 PS, zahlt man derzeit mehr als 11 Euro pro 100 Kilometer (Benzinpreis: 1,39 Euro/Liter).

Modell Verbrauch (kWh/100km) Kosten / 100km
Renault Zoe Z.E. 40 20,3 6,09 €
BMW i3 13,6 4,08 €
VW e-Golf 12,7 3,81 €
Tesla Modell S (100 kWh) 22,6 6,78 €
Nissan Leaf (40 kWh) 20,6 6,18 €
Kia Soul 14,3 4,29 €
Smart electric drive 13,1 3,93 €
VW e-Up 11,7 3,51 €

Was braucht man für das Aufladen eines Elektroautos zuhause?

Um ein E-Auto zuhause zu laden braucht man ganz grundsätzlich nur eine Steckdose und ein passendes Ladekabel. Aber Vorsicht: Die gängigen Schuko-Steckdosen und Stromkabel sind eigentlich nicht dafür ausgelegt, über mehrere Stunden so viel Power abgeben zu müssen. Im unkritischsten Fall fliegt die Sicherung bei Überlastung der Steckdose. Im schlimmsten verschmort sie und/oder löst einen Kabelbrand aus. Beispiel Tesla: Der Anschluss des Schuko-Ladekabels eines Tesla Roadsters hat nach 15 Minuten eine Temperatur von 50 Grad. Reicht die Kabellänge nicht und man schaltet ein Verlängerungskabel zwischen, entstehen innerhalb von 15 Minuten Temperaturen, bei denen Plastik schmilzt und man sich bei Berührung eine Verbrennung holt.

Die sichere – und schnellere – Alternative ist es, auf spezielle Ladevorrichtungen zu setzen. In der Regel sind das sogenannte „Wallboxen“ (weil die Ladebox normalerweise an der Wand montiert wird) verschiedenster Größen und Formen. Viele Fahrzeughersteller bieten inzwischen eigene Modelle zu ihren E-Modellen an, aber es gibt auch viele unabhängige Hersteller mit qualitativ sehr guter Hardware. Bei der Installation überprüft der Techniker die zuführenden Leitungen, ob sie der Belastung standhalten, so dass auch von dieser Seite keinerlei Gefahr besteht. Vorgelagerte Schutzsysteme wie ein Leitungsschutzschalter sowie Fehlerstrom-Schutzschalter sorgen bei guten Wallboxen zudem für maximale Sicherheit. Außerdem starten sie den Ladevorgang erst, wenn das Ladekabel richtig eingesteckt wurde und sich Fahrzeug und Wallbox gegenseitig identifiziert haben.

Auto lädt in der Garage an einer Wallbox

Übrigens: Wallboxen laden mit Wechselstrom (AC) und es gibt sie mit verschiedener Ladeleistung. Die gängigste für Zuhause ist 11 Kilowatt (kW). Sie reicht aus, um ein passendes Elektromodell in wenigen Stunden wieder voll aufzuladen. Neben der Montage an der Wand können gängige Wallbox-Modelle auch auf Stelen montiert werden und sind wasser- und witterungsfest, so dass sie sich auch für Carports und Außenstellplätze eignen. Einzige Voraussetzungen sind ein Stromanschluss und eine tragfähige Wand bzw. ein fester Untergrund.

Wie lange dauert das Laden eines Elektroautos?

Wer bei all den Faktoren im Vorfeld eines Autokaufs schon ganz genau wissen will, wie lange das E-Auto der Wahl laden muss, kann sich einer einfachen Rechenformel bedienen:

Ladezeit = Batteriekapazität / Ladeleistung

Wobei sich die Ladeleistung wie folgt berechnen lässt:

Ladeleistung = Zahl der Phasen * Spannung (V) * Stromstärke (A)

(Noch mehr Details findet Ihr in dieser Übersicht.)

  • Kapazität der Batterie
  • Ladephase
  • Ladeleistung der Ladestation
  • Ladetechnik des Elektrofahrzeugs (einphasig vs. dreiphasig)

Auf die Größe kommt es an

Ein wichtiger Faktor für die Dauer einer E-Auto-Ladung ist die Kapazität, salopp die Größe des Akkus. Sind alle Faktoren wie Ladequelle und -technik gleich, dauert es wie bei jedem anderen Elektrogerät natürlich länger, einen größeren Akku aufzuladen als einen kleinen. Beispiel: Den Akku eines 2017er Renault Zoe mit 40 Kilowatt aufzuladen dauert knapp doppelt so lang wie den des Vorgängers mit 22 Kilowatt. Dafür ist die Reichweite mit größerem Akku höher. Bei vielen Fahrzeugen kann man sich das Akkumodell inzwischen aussuchen.

In welcher Phase befinden wir uns denn?

Wie bei jedem Lithium-Ionen-Akku dauert auch beim Elektroauto die letzte Ladephase am längsten. Richtig schnell lädt dieser Akku-Typ, der auch in den meisten Smartphones verbaut ist, bis etwa 80 Prozent seiner Kapazität. Danach geht es deutlich langsamer. Das liegt daran, dass zunächst mit ansteigender Spannung bei gleicher Stromstärke geladen wird. Nach gut 80 Prozent Ladung erfolgt kein Spannungsanstieg mehr und die Stromstärke, mit der geladen wird, nimmt langsam ab.

Generell bleiben Lithium-Ionen-Akkus länger leistungsfähig, wenn sie nur möglichst „flache“ Ladezyklen verdauen müssen, also beispielsweise öfter von 40 auf 60 Prozent geladen werden als von 10 auf 100 Prozent. Die Vollladung strengt diese Akkus besonders an – viele Fahrzeuge regeln daher vor allem beim DC-Laden den Ladevorgang ab, bevor der Akku komplett voll ist.

Ladekurve Lithium-Ionen-Akku

Langsame Ladequelle, lange Ladezeit

Für die Ladedauer eines E-Autos gilt die Faustregel: Je weniger Leistung die Quelle hat, desto länger dauert das Laden. Eine normale Steckdose (die man nur in Notfällen nutzen sollte) liefert eine Leistung von 3,7 Kilowatt, eine gängige Wallbox 11 Kilowatt. Öffentliche Normalladestationen verfügen in der Regel über eine Leistung von 22 Kilowatt. Schnelllader laden DC (= Gleichstrom) mit 50 Kilowatt, Ultraschnelllader mit 150 bis 350 Kilowatt. Die Bandbreite ist also enorm.

Beispielhaft würde das so aussehen:

Langsame Ladequelle, lange Ladezeit

Aber Vorsicht: Selbst bei den neuen E-Modellen sind einige dabei, die eine höhere Ladeleistungen gar nicht aufnehmen können. Ein Beispiel ist der Nissan Leaf. Er lädt AC mit maximal 3,7 Kilowatt, also genau der Leistung, die eine normale Steckdose abgibt. Dafür nimmt er beim DC-Laden die vollen 50 Kilowatt in Empfang. Wie lange das Aufladen eines Elektroautos also dauert, hängt auch von der Ladetechnik des Fahrzeugs ab.

Ladezeit-Vorsprung durch Technik

Die meisten öffentlichen Normalladesäulen verfügen über eine Ladeleistung von 22 Kilowatt und geben diese in Form von dreimal 32 Ampere ab. Fahrzeuge können diese Leistung aber nur aufnehmen, wenn sie auch dreiphasig laden können, also in den Kabeln drei Phasen verbaut sind, die jeweils 32 Ampere transportieren. In den meisten Kabeln gibt es nur eine stromführende Phase, es kommen also nur 1x 32 Ampere im Akku an. Das gleiche gilt auch für die 11 Kilowatt, die aus einer Wallbox kommen. Sie entsprechen dreimal der Leistung einer normalen Steckdose (3,7 x 3). Kann das Fahrzeug das nicht, lädt es an der Wallbox genauso lang wie hypothetisch an der normalen Haushaltssteckdose.

Beim DC-Laden sieht es da anders aus: Alle Fahrzeuge, die für DC-Laden geeignet sind, können die volle Leistung von gängigen Schnellladern, nämlich 50 kW, aufnehmen. Ausnahmen kann es dabei allerdings im Winter geben: Bei kalten Temperaturen kann es vorkommen, dass das Fahrzeug die Ladeleistung zum Schutz der Batterie herunterregelt.

Ultraschnelle Ladestationen stellen aktuell eine Ladeleistung von 150 kW (zukünftig und in einem Fall in Deutschland auch jetzt schon 350 kW) bereit. Diese hohe Leistung ermöglicht das Vollladen eines Akkus innerhalb weniger Minuten. Grundsätzlich können alle Fahrzeuge, die für DC-Laden geeignet sind, an ultraschnellen Ladestationen nachladen. Allerdings gibt es Stand jetzt erst wenige Fahrzeuge, die die volle Leistung auch aufnehmen können. Dazu gehören alle Tesla-Modelle sowie der Opel Ampera-e.

Wie oft muss man ein Elektroauto aufladen?

Wie oft Sie Ihr E-Auto aufladen müssen hängt wie beim Verbrenner oder Diesel davon ab, wieviel der Akku/Tank fasst, wieviel das Elektrofahrzeug auf 100 Kilometer und wie flott Sie unterwegs sind. Der Unterschied zum Benziner: Mit dem Elektroauto fährt man eigentlich nie explizit zum Tanken. Stattdessen tankt bzw. lädt das Auto, wenn es sowieso steht. Man nutzt also die Parkzeit am Abend zu Hause in der Garage oder während des Einkaufens, Restaurant- oder Schwimmbadbesuchs unterwegs. Nur bei längeren Reisen sind „echte“ Ladestopps notwendig.

Muss ich mein Elektroauto immer „voll“-laden?

Nein. Im Gegenteil: Die letzten 20 Prozent des Aufladens eines Lithium-Ionen-Akkus dauern verhältnismäßig länger als die ersten 80 Prozent. Diesen Effekt kennen die meisten sicher auch vom Smartphone. Bei einem Elektrofahrzeug ist das nicht anders. Je nach Ladegeschwindigkeit kann eine Vollladung die Batterie auch unnötig strapazieren, weshalb viele E-Modelle beispielsweise gerade beim schnellen oder ultraschnellen Laden den Ladevorgang bei 80 Prozent Akkukapazität abbrechen.

Wie lädt man ein Elektroauto als Laternenparker?

Als Laternenparker hat man es als e-Mobilist heute zugegeben (noch) nicht so leicht, denn mehr als 80 Prozent der Ladevorgänge in Deutschland finden abends zu Hause in der Garage statt. Hat man keine oder nur einen gemieteten Stellplatz fällt diese Möglichkeit schlicht und ergreifend weg. Von abenteuerlichen Konstruktionen mit Verlängerungskabeln von der Wohnung bis zum Parkplatz ist aber definitiv abzuraten, da zu Kabelbränden führen kann. Doch was tun, wenn man trotzdem auf ein E-Auto umsatteln möchte?

Frau lädt E-Fahrzeug

Ganz einfach: Es gibt mittlerweile ein paar wenige Anbieter, die den Strom an ihren Ladestationen kostenlos oder pauschal nach Ladevorgang abgeben. Beispiel E.ON Drive: Hier kostet eine Normalladung unabhängig davon, wie lange sie dauert, 5,95 Euro. Zwar wird tagsüber die Parkzeit auf 3 Stunden beschränkt, damit die Ladestationen für möglichst viele Nutzer zugänglich sind. Ein VW E-Golf lädt an einer 22kW-AC-Ladestation in dieser Zeit aber knapp 50 Prozent Akkuladung, ein Renault Zoe ist bereits nach zwei Stunden voll. Nachts fällt die Parkzeitbegrenzung weg. Alternativ kann das Elektroahrzeug für 8,95 Euro an einer Schnellladestation vollgeladen werden. Gerade in Städten, wo man am Tag in der Regel eher weniger Kilometer fährt, rechnet sich das im Vergleich zu den Tankkosten eines Benziners auch heute schon.

Wo kommt der Strom fürs Elektroauto her?

Der Strom für Elektroautos kommt – wie immer – aus der Steckdose bzw. Ladelösung. Grundsätzlich wird in Deutschland bereits heute ausreichend Ökostrom produziert, um selbst die von der Bundesregierung bis 2020 anvisierte Million an E-Autos zu versorgen. Diese würde den Stromverbrauch in Deutschland nämlich nur um 0,5 Prozent steigern. Tatsächlich kommt aus der Ladebox fürs Elektrofahrzeug aber der gleiche Strommix, mit dem auch alle anderen Elektrogeräte vom Kühlschrank bis zur Tischleuchte betreiben werden. Derzeit beinhaltet der in Deutschland etwa 38 Prozent Strom aus erneuerbaren Energiequellen. Bereits mit diesem Strommix haben Elektroautos eine bessere CO2-Bilanz als Diesel und Benziner – und der Anteil der erneuerbaren Energien wir stetig ausgebaut. Setzt man als E-Mobilist zu Hause auf einen reinen Grünstrom-Tarif, trägt man hierzu einen weiteren Teil bei. Denn der gewählte Stromversorger ist verpflichtet, so viel Grünstrom in das Netz einzuspeisen, wie der Kunde verbraucht. Könnte man also direkt eine Leitung vom Windrad ans Fahrzeug legen, würde das E-Auto nur mir Grünstrom fahren.

Windpark im Sonnenuntergang
Smart Grid

Überlasten Elektroautos nicht die Stromnetze?

Derzeit sind auf den Straßen der Bundesrepublik weniger als 70.000 E-Autos unterwegs. Das verkraftet das stabile deutsche Stromnetz ohne Probleme. Selbst eine Million Elektroautos würde es schon heute locker wegstecken, denn aufgrund der Einbindung Erneuerbarer Energien sind die Energieversorger und Netzbetreiber sowieso schon seit geraumer Zeit dabei, die Stromnetze auszubauen. Gerade auf dem Land, wo die meisten Anlagen für Erneuerbare Energien betrieben werden, ist das Netz jetzt schon gut gerüstet. In den Städten gibt es zwar häufig noch Nachholbedarf, aber auch hier ist noch ausreichend Zeit vorhanden, die Netzt fit für die Elektromobilität zu machen. Sie wachsen im Prinzip einfach mit der Zahl der Elektrofahrzeuge mit. Ein echtes Problem gäbe es nur, wenn heute von jetzt auf gleich alle 46 Millionen Diesel und Benziner in Deutschland durch Elektroautos ersetzt werden würden.

Eine entscheidende Rolle bei den Netzen der Zukunft werden – nicht nur im Hinblick auf die Elektromobilität – Smart Meter spielen, deren verpflichtender Einbau in Deutschland gerade anläuft. Sie helfen, unser Stromnetz noch intelligenter zu machen, als es jetzt teilweise schon ist (Stichwort „Smart Grid“). Dann wird es beispielsweise auch möglich, das Aufladen von E-Fahrzeugen smart zu steuern. Nehmen wir an, dass in einer Wohnsiedlung mit 20 Häusern alle mindestens ein Elektroauto in der Garage stehen haben – und alle über Nacht geladen werden sollen, wenn die Besitzer in ihren Betten schlummern. Alle kommen um 18 Uhr nach Hause und stecken ihre Fahrzeuge an. Um eine hohe Belastung des Netzes zu vermeiden, können Energieanbieter dann die Ladung sequenziell aussteuern, so dass zwar nicht alle E-Mobile gleichzeitig Energie bekommen, aber alle pünktlich zum Frühstück um 6 Uhr morgens vollgeladen sind. Spinnen wir die Geschichte weiter: Wochenende, das Wetter ist unangenehm stürmisch, man macht es sich zu Hause gemütlich und das Elektrofahrzeug seht in der Garage. Jetzt ist es dank intelligenter Netzsteuerung möglich, den überschüssigen Windstrom, der aufgrund des Sturms gerade produziert wird, ins E-Auto zu laden. E-Mobilisten helfen so nicht nur, das Stromnetz zu stabilisieren, sondern hätten dann natürlich auch Kostenvorteile, da sie den Strom dann sehr günstig oder sogar zum Nulltarif bekommen würden.

*Stand Juni 2018

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