Elektromobilität 101: Die wichtigsten Begriffe rund ums Laden von Elektrofahrzeugen

Geschrieben von Michael Fechner | 31.01.25 14:32

In der Welt der Elektromobilität gibt es viele spannende Entwicklungen, besonders wenn es um das Laden von Elektrofahrzeugen (EVs) geht. Um die verschiedenen Technologien und Konzepte besser zu verstehen, ist es wichtig, einige grundlegende Begriffe zu kennen. In diesem Blogbeitrag erklären wir die wichtigsten Begriffe rund um das Laden von Elektrofahrzeugen und dessen Vernetzung mit Energiesystemen.

Dieser Beitrag ist der dritte Teil unserer Reihe "Watt steckt dahinter? - Die Vernetzung von Energie und Mobilität". In der ich mit dir einen Blick auf die Entwicklung, Potenziale und Erfolge, aber auch die verpassten Chancen und Nachteile der Elektromobilität werfe. Hierbei fokussieren wir uns auf die Thematik „Smart Charging und vernetzte Energiesysteme“.

Elektroauto (EV):
Das Elektroauto stellt eine weitere Möglichkeit des Individualverkehrs dar, die dem klassischen Auto, das mit Benzin oder Diesel angetrieben wird, sehr stark ähnelt. Es ist hauptsächlich dazu da, dass Menschen mit ihm Wege zurücklegen können. Über die Ladestation ist das EV mit einem Gebäude verbunden und wird so zu einem Bestandteil der vernetzten Energiesysteme. Die Autobatterie dient dadurch nicht nur der Mobilität, sondern auch als flexibel einsetzbarer Batteriespeicher. Dadurch erhält das EV weiteren Nutzen über seinen eigentlichen Zweck hinaus.
Gebäude:
Das Gebäude ist ein zentraler Ort, an dem Strom genutzt oder erzeugt (z. B. PV-Anlage) wird. Über den Netzanschlusspunkt ist das Gebäude mit dem Stromnetz verbunden. Hier können Elektrofahrzeuge über die Ladestation Strom ins Hausnetz einspeisen, um Haushaltsgeräte zu betreiben und die Stromkosten zu senken. Das bedeutet, dass dein Elektrofahrzeug nicht nur ein Fortbewegungsmittel ist, sondern auch als Energiequelle für dein Zuhause dienen kann. So kannst du beispielsweise überschüssigen Strom, den dein Fahrzeug gespeichert hat, nutzen, um deine Waschmaschine oder deinen Kühlschrank zu betreiben.
Netz(betreiber):
Der Netzbetreiber ist für die Stabilität des Stromnetzes verantwortlich. Durch bidirektionales Laden kann die Autobatterie als flexibler Speicher genutzt werden, um das Netz zu stabilisieren und Lastspitzen zu vermeiden. Das bedeutet, dass dein Elektrofahrzeug dazu beitragen kann, das Stromnetz zu entlasten und die Versorgungssicherheit zu erhöhen. Der Netzbetreiber spielt also eine wichtige Rolle dabei, dass immer genug Strom für alle da ist.

Ladevorgang

Laden:
Laden bezieht sich auf den Prozess, bei dem Strom aus dem Netz oder einer anderen Quelle in die Batterie des Elektrofahrzeugs fließt. Dies geschieht über die Wallbox, die den Strom sicher und effizient ins Fahrzeug leitet. Laden ist also der Vorgang, bei dem dein Auto mit Energie versorgt wird, damit du es später nutzen kannst.
Entladen:
Entladen bedeutet, dass Strom aus der Batterie des Elektrofahrzeugs zurück ins Hausnetz oder ins Stromnetz fließt. Dies kann genutzt werden, um Haushaltsgeräte zu betreiben oder überschüssigen Strom ins Netz einzuspeisen. Entladen ist also der umgekehrte Prozess des Ladens, bei dem dein Auto als Energiequelle für andere Anwendungen dient.
Wechselstromladen (AC-Laden):
Durch unsere Stromnetze fließt Wechselstrom. Das gilt auch für das Hausnetz bei jedem zuhause. In Batterien kann aber nur Gleichstrom gespeichert werden. Beim AC-Laden fließt Wechselstrom durch die Wallbox und wird im EV durch einen Gleichrichter in Gleichstrom umgewandelt. Als dieser kann er dann in der Batterie des EVs gespeichert werden. AC-Laden wird mit den meisten bereits erhältlichen Wallboxen angewandt, weil die Wallbox weniger Komponenten benötigt und dadurch günstiger angeboten werden kann.
Gleichstromladen (DC-Laden):
Beim Gleichstromladen wird der Wechselstrom aus dem Stromnetz in der Ladestation gleichgerichtet und dann ins EV geleitet. Schnellladen, wie es an vielen Ladesäulen angeboten wird, funktioniert in der Regel mit DC-Laden. DC-Laden wird meistens an Schnellladesäulen eingesetzt, es gibt aber auch schon wenige Wallboxmodelle mit dieser Technologie. DC-Ladestationen, ob Wallbox oder Ladesäule, sind komplexer als AC-Ladestationen und deshalb deutlich teurer.
State of Charge (SOC)
Er beschreibt den aktuellen Ladezustand einer Batterie und wird in Prozent angegeben. Ein SOC von 100 % bedeutet, dass die Batterie vollständig geladen ist, während 0 % anzeigt, dass die Batterie leer ist. Der SOC ist ein wichtiger Indikator für die verbleibende Reichweite eines Elektrofahrzeugs und wird oft im Fahrzeugdisplay oder in einer App angezeigt.
Ladeleistung
Die Ladeleistung gibt an, wie schnell Energie in die Batterie eines Elektrofahrzeugs geladen werden kann, und wird in Kilowatt (kW) gemessen. Eine höhere Ladeleistung, wie sie bei Schnellladestationen verfügbar ist, ermöglicht kürzere Ladezeiten, während eine niedrigere Ladeleistung, wie bei Haushaltssteckdosen, längere Ladezeiten bedeutet.
Schnellladen oder High Power Charging
Das Schnellladen (High Power Charging - HPC) bezeichnet das Laden einer Batterie mit hoher Leistung, um die Ladezeit deutlich zu verkürzen. HPC-Ladestationen bieten Ladeleistungen von 150 kW oder mehr, wodurch Elektrofahrzeuge in wenigen Minuten für mehrere hundert Kilometer Reichweite geladen werden können.

Infrastruktur und Geräte

Wallbox:
Die Wallbox ist eine Ladestation, die an der Wand montiert wird und das Elektrofahrzeug lädt. Sie wird meistens in Eigenheimen oder Tiefgaragen eingesetzt. Um Strom in beide Richtungen fließen zu lassen, wird eine Wallbox benötigt, die bidirektionales Laden unterstützt. Das bedeutet, dass die Wallbox nicht nur Strom ins Fahrzeug leitet, sondern auch Strom aus dem Fahrzeug zurück ins Hausnetz und darüber ggf. ins Stromnetz speisen kann. Eine Wallbox ist also mehr als nur eine Steckdose – sie ist ein intelligentes Gerät (s.o. AC / DC Laden).
Steckertypen:
Das Ladekabel verbindet das EV mit einer Ladestation oder einer Steckdose, um die Batterie aufzuladen. Die meisten EVs können sowohl mit Wechselstrom (AC) als auch mit Gleichstrom (DC) geladen werden, je nach Ladeinfrastruktur und Fahrzeugtyp.
Typ 2 Stecker:
In Europa ist der Typ 2 Stecker der Standard für das AC-Laden. Er wird an öffentlichen Ladestationen und Wallboxen verwendet und ist mit den meisten Elektrofahrzeugen kompatibel.
CCS-Stecker (Combined Charging System):
Dieser Stecker kombiniert den Typ 2 Stecker für AC-Laden mit zusätzlichen Kontakten für DC-Laden. Er ist der Standard für schnelles DC-Laden in Europa und ermöglicht sowohl langsames Wechselstromladen als auch schnelles Gleichstromladen an Schnellladestationen.
CHAdeMO:
Dieser Steckertyp wird vor allem in Japan und bei einigen asiatischen Fahrzeugherstellern verwendet. Er ist speziell für DC-Schnellladen ausgelegt und ermöglicht bidirektionales Laden (z. B. Vehicle-to-Grid).
Typ 1 Stecker:
Dieser Steckertyp ist in Nordamerika und Asien verbreitet und wird für AC-Laden verwendet. Er ist jedoch in Europa kaum relevant, da hier der Typ 2 Stecker Standard ist.

Intelligente Energiemanagementsysteme (Infrastruktur)

Smart Meter:
Ein Smart Meter ist ein intelligenter Stromzähler, der deinen Energieverbrauch digital erfasst und in Echtzeit an deinen Energieversorger übermitteln kann. Im Gegensatz zu herkömmlichen Stromzählern ermöglicht ein Smart Meter eine detaillierte Übersicht über deinen Stromverbrauch, was dir hilft, Energie effizienter zu nutzen und Kosten zu sparen.
Smart Meter Gateway (SMGW):
Das Smart Meter Gateway ist das Herzstück eines Smart Meters und dient als Kommunikationsmodul. Es verbindet den intelligenten Stromzähler mit dem Energieversorger und anderen Akteuren, wie z. B. Netzbetreibern. Das Gateway sorgt dafür, dass die Verbrauchsdaten sicher und verschlüsselt übertragen werden, und ermöglicht die Integration in vernetzte Energiesysteme, wie z. B. Smart Grids.
HEMS (Home Energy Management System):
Das HEMS ist ein System, das den Energieverbrauch im Haus überwacht und steuert. Es kann entscheiden, wann das Elektrofahrzeug geladen oder entladen werden soll, um den Energieverbrauch zu optimieren. Das HEMS sorgt dafür, dass die Energie im Haus effizient genutzt wird und hilft dabei, die Stromkosten zu senken. Es ist sozusagen das Gehirn deines Energiesystems zu Hause, das dafür sorgt, dass alles reibungslos und effizient abläuft.

Kommunikation und Vernetzung

ISO 15118-20:
Die ISO 15118-20 (International Organization of Standarization) ist ein internationaler Standard, der die Kommunikation zwischen EVs und Ladestationen regelt. Er ermöglicht Funktionen wie Plug-and-Charge, bei dem das Fahrzeug automatisch erkannt wird und der Ladevorgang ohne zusätzliche Authentifizierung startet. Zudem unterstützt ISO 15118-20 bidirektionales Laden, wodurch Elektrofahrzeuge Strom ins Netz oder in ein Gebäude zurückspeisen können.

OCPP (Open Charge Point Protocol):
OCPP ist ein Kommunikationsprotokoll, das die Interaktion zwischen Ladestationen und dem zugehörigen Managementsystem (Backend) ermöglicht. Es sorgt dafür, dass die Ladestation mit der verknüpften Cloud kommunizieren kann. Die Cloud erhält, verarbeitet und verschickt wiederum Daten an andere Komponenten. OCPP ist also eine Art "Sprache", die dafür sorgt, dass die Ladestation und die Cloud sich verstehen und optimal zusammenarbeiten. Detailliertere Informationen zu OCPP haben wir dir im weiterführenden Blogartikel OCPP: Von der Ladeabrechnung bis zum Smart Charging zusammengestellt.
Modbus:
Unter Modbus versteht man ein weit verbreitetes Kommunikationsprotokoll, das in der Industrie und im Energiemanagement eingesetzt wird. Es ermöglicht den Datenaustausch zwischen verschiedenen Geräten, wie Energiemanagementsystemen, Wechselrichtern oder Batteriespeichern, und sorgt so für eine effiziente Steuerung und Überwachung.
EEBUS:
Ein herstellerübergreifender Kommunikationsstandard, der die Vernetzung von Geräten im Energiemanagement ermöglicht. Er wird häufig in Smart Homes und vernetzten Energiesystemen eingesetzt, um beispielsweise Elektrofahrzeuge, PV-Anlagen und Haushaltsgeräte miteinander zu verbinden und den Energieverbrauch zu optimieren.

Watt the Fazit

Das Elektroauto (EV) ist weit mehr als nur ein Fortbewegungsmittel – es wird zunehmend zu einem integralen Bestandteil moderner Energiesysteme. Durch bidirektionales Laden kann es nicht nur Strom aufnehmen, sondern auch ins Hausnetz oder Stromnetz zurück speisen. Dies eröffnet neue Möglichkeiten, Energie effizient zu nutzen und Kosten zu senken.

Wenn du noch mehr über Smart Charging und vernetzte Energiesysteme erfahren möchtest, schau dir gerne weitere Blogartikel aus unserer Reihe an. Einen Überblick findest du hier: Blog für nachhaltige Energiewirtschaft & Elektromobilität.

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Bis bald und be smart! 🚗
Michael