Elektroauto und Ladeverluste: So können Sie Kosten vermeiden

Wie hoch sind die Stromverluste, wenn man sein Elektroauto zu Hause auflädt? Gibt es Unterschiede zwischen Haushaltssteckdose und Wallbox? Der ADAC hat es gemessen – und gibt Tipps zum effizienten Laden, damit die Kosten überschaubar bleiben.

• Große Unterschiede beim Aufladen mit Wechselstrom (AC)

• Messungen an vier Elektrofahrzeugen

• Laden an der Haushaltssteckdose sehr ineffizient

Wissen Sie, wie viel Strom Ihr Elektroauto verbraucht? Klar, denken Sie, den Verbrauch zeigt ja der Bordcomputer an. Doch das ist leider nicht die ganze Wahrheit. Denn beim Laden von Elektroautos geht Energie verloren, die von Ihnen bezahlt wird, aber nicht in der Batterie landet. Und diesen Verlust zeigt Ihr Bordcomputer eben nicht an.

Ganz verhindern lassen sich Ladeverluste nicht. Doch in Zeiten von Energieknappheit und steigenden Strompreisen sollte man ganz besonders darauf achten, die Verluste möglichst gering zu halten. Und das ist für jeden Nutzer tatsächlich möglich – man muss nur wissen, wie.

Laden daheim: So hat der ADAC gemessen

Grundsätzlich gibt es zu Hause mehrere Möglichkeiten, das Elektroauto aufzuladen – jeweils mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten. An der Haushaltsteckdose kann mit einer Ladeleistung von 2,3 Kilowatt, an der Wallbox mit immerhin bis zu 11 Kilowatt oder mit Genehmigung des Netzbetreibers gar mit 22 Kilowatt geladen werden. Und als weitere spezielle Möglichkeit gibt es das Laden an der Wallbox mit reduzierter Ladeleistung, entweder durch eine Fahrzeugeinstellung oder beim Photovoltaik-Überschussladen.

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Um zu erklären, an welcher Stelle im System wie viel Energie verloren geht und wie Nutzer von Elektroautos diese Verluste minimieren können, hat der ADAC an der Haushaltssteckdose, einer 11 kW Wallbox und mit reduzierter Ladeleistung (Fahrzeugeinstellung) nachgemessen.

Dabei wurde die Fahrzeugbatterien stets unter gleichen Bedingungen um 20 % aufgeladen und die Strommenge am geeichten Stromzähler (inkl. Ladeverluste) mit den in der Batterie gespeicherten Energie aus dem Batteriemanagementsystem verglichen.

Die Ergebnisse zeigen ganz eindeutig: Je nachdem, wie geladen wird – zu Hause an der "normalen" Wechselstrom-Steckdose, an der Wallbox mit bis zu 11 kW oder mit einer halbierten Leistung –, fallen die Ladeverluste sehr unterschiedlich aus.

Elektroauto: Ladeverluste beim AC-Laden

Vergleicht man die Messergebnisse beim Laden an der Steckdose mit dem Laden an einer Wallbox, fällt sofort auf, dass die Effizienz des Ladens an der Wallbox bei allen vier Testfahrzeugen deutlich besser ausfällt als an der Steckdose. Am weitesten auseinander klafft die Differenz beim Renault Zoe, am wenigsten beim VW ID.3. Die wenigsten Ladeverluste sind beim Fiat 500e zu verzeichnen, der offenbar auf eine gute Lade-Effizienz hin ausgelegt worden ist.

In einer dritten Messreihe wurde untersucht, wie groß die Ladeverluste ausfallen, wenn mit fahrzeugseitig reduzierter Ladeleistung an der Wallbox operiert wird. Das kann in der Praxis vorkommen, wenn ein Lastmanagement die abrufbare Ladeleistung auf zwei oder mehrere Fahrzeuge verteilt, oder wenn Solarstrom von der PV-Anlage geladen werden soll. Auch bei diesen Messungen zeigt sich eindeutig, dass die höhere Ladeleistung zu weniger Ladeverlusten führt.

Wie sind Ladeverluste zu erklären?

Laden an der Haushaltssteckdose

Weil die Traktionsbatterien des Elektroautos nur Gleichstrom speichern können, aus dem Stromnetz aber Wechselstrom geliefert wird, muss das OnBoard-Ladegerät diesen Strom in Gleichstrom umwandeln. Schon hier entstehen erhebliche Verluste. Weitere relevante Verluste entstehen im 12-Volt-Bordnetz. Grund: Während des Ladens sind eine Reihe von Steuergeräten aktiv. Allein 100 bis 300 Watt werden für den Betrieb von Komponenten für die Steuerung des Ladevorgangs benötigt.

In nicht unerheblichem Maß kann auch eine (lange) Zuleitung zur Steckdose an den Parkplatz oder zur Garage zu den Verlusten beitragen. Zulässig sind in der Hausinstallation übrigens bis zu vier Prozent Ladeverluste (Norm DIN VDE 0100). Das sollte man vor allem bei älteren Hausinstallationen beachten. Im Zweifel lohnt es sich, die Hausinstallation vorab von einem Elektriker prüfen zu lassen, um sicherzustellen, dass die Zuleitung zur Haushaltssteckdose für einen dauerhaften Betrieb geeignet ist.

Gering bis vernachlässigbar sind hingegen der Hausverteiler, das Ladekabel, die HV-Kabel im Fahrzeug sowie die HV-Batterie selbst. In der Regel ist für eine Ladung an der Haushaltssteckdose auch kein Temperaturmanagement der Batterie nötig.

In der Summe betragen die Ladeverluste an der Haushaltssteckdose 10 bis 30 Prozent.

Laden an der Wallbox

Das Laden an der heimischen Wallbox erfolgt im Normalfall dreiphasig (statt einphasig) und daher mit einer größeren Ladeleistung. Zudem werden Wallboxen vom Elektriker so angeschlossen, dass die Zuleitung stärker ausgelegt ist und somit kaum Leitungsverluste anfallen. Wandlungsverluste im OnBoard-Ladegerät fallen trotzdem in gleicher Höhe an.

Der wichtigste Unterschied betrifft den Eigenverbrauch der Fahrzeugelektronik. Der ist im Vergleich viel geringer, da der Akku per Wallbox wesentlich schneller geladen wird und daher die Betriebsdauer der Nebenverbraucher deutlich kürzer ist.

In der Addition betragen die Ladeverluste an der Wallbox nur 5 bis 10 Prozent.

Wie E-Auto-Nutzer Ladeverluste vermeiden können

Beim Laden mit Wechselstrom gilt die Faustformel: Je höher die Ladeleistung, desto kürzer der Ladevorgang, desto geringer die Ladeverluste. Aus Kostengründen empfiehlt es sich also, stets an der Wallbox mit maximaler Ladleistung zu laden. Die Batterie sollte immer möglichst schnell voll sein.

Kein wesentlicher Einfluss zeigte sich bei Messungen mit unterschiedlichem Ladehub. Egal ob der Akku um 20 oder 50 Prozent aufgeladen wurde: Die Ladeverluste wichen bei den ADAC Versuchen nur unbedeutend voneinander ab.

Auch wenn die Ladeverluste bei jedem Elektroauto etwas anders ausfallen: Die vier gemessenen Fahrzeuge decken exemplarisch einen großen Marktanteil der Elektroautos ab. Es handelt sich bei allen vier Modellen um beliebte Fahrzeuge auf dem aktuellen Stand der Technik.

Besonders am Beispiel des Renault Zoe zeigt sich, wie sehr es sich lohnen kann, konsequent an der Wallbox zu laden: 14,5 Prozent weniger Ladeverluste machen sich auf der Stromrechnung pro Jahr deutlich bemerkbar. Bei einer Jahresfahrleistung von 10.000 Kilometern lassen sich damit rund 120 Euro im Jahr einsparen.

Wer sich fragt, wie stark die Verluste ausfallen, wenn mit Gleichstrom an einer öffentlichen Schnelladesäule geladen wird: Beim DC-Laden erfolgt die Stromwandlung nicht im Bordladegerät des Fahrzeuges, sondern in der Ladesäule. Das hat zur Folge, dass die hier beschriebenen Ladeverluste dem Betreiber der Säule zur Last fallen. Dieses ist einer der Gründe, wieso die Kilowattstunde beim DC-Laden meist etwas teurer ist als beim AC-Laden. An der Schnellladesäule gibt es jedoch auch noch ein anderes Phänomen: Die Temperierung des Akkus, wenn er zu heiß oder zu kalt ist, kostet ebenfalls Energie, die nicht im Akku landet. Auch diesem Thema wird sich der ADAC widmen und alsbald darüber berichten.

Was Hersteller gegen Ladeverluste tun können

• Die Hersteller sollen die anfallenden Ladeverluste transparent darstellen, so dass Elektroauto-Nutzer sich danach richten können.

• Die Effizienz von OnBoard-Ladegeräten muss verbessert werden. Das AC-Laden spiegelt den Großteil der Ladevorgänge wider, deshalb besteht hier großes Potential, um Energie einzusparen.

• Das 12-Volt-Bordsystem sollte während eines Ladevorgangs auf ein absolutes Minimum heruntergefahren werden.

Fachliche Beratung: Luis Kalb, ADAC Technik Zentrum