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EV Charging Losses Explained: Where the Energy Goes

Ladeverlust beim E-Auto: Wo die Energie beim Laden bleibt

Ladeverlust beim E-Auto: Wo die Energie bleibt

Das Auto startet bei 40 Prozent Akkustand und zeigt einige Stunden später 80 Prozent an. Der Stromzähler meldet jedoch mehr Energie, als eine schnelle Rechnung mit der Batteriekapazität erwarten lässt. Ein Ladeverlust beim E-Auto ist deshalb nicht automatisch ein Hinweis auf ein Problem. Oft vergleichen die beiden Anzeigen schlicht verschiedene Dinge.

Der Zähler erfasst die Energie aus dem Stromnetz. Das Ladegerät überträgt und steuert den Wechselstrom bis zum Fahrzeug. Danach entscheidet das Auto, wie die Energie verteilt wird: Ein Teil wird umgewandelt und in der Traktionsbatterie gespeichert, ein anderer versorgt Steuergeräte, das 12-Volt-System, die Batterieheizung oder -kühlung und gegebenenfalls die Klimatisierung des Innenraums.

Die Differenz zwischen Netzbezug und Batterieanzeige ist daher nicht automatisch ein Verlust des Ladegeräts. Mehrere Stationen sind beteiligt, und sie gehören nicht alle zum selben Gerät. Ein Laptop am Netzteil macht das anschaulich: Der Strom kann gleichzeitig Bildschirm, Prozessor und Lüfter betreiben und den Akku laden. Wer nur den Akkuzuwachs betrachtet, übersieht einen Teil der Nutzung.

Wie hoch Ladeverluste beim Elektroauto ausfallen, hängt unter anderem vom Fahrzeug, der Temperatur, der Ladeleistung und vor allem von der gewählten Messgrenze ab. Eine einzige Prozentzahl für jedes Auto und jede Ladesituation gibt es nicht.

Erst die richtigen Werte vergleichen

Während eines Ladevorgangs können drei verschiedene Werte auftauchen:

  • die aus dem Netz bezogene Energie, gemessen am Hauszähler oder Ladepunkt;
  • die vom Ladegerät an das Fahrzeug abgegebene Energie;
  • die tatsächlich in der Traktionsbatterie gespeicherte Energie.

Die Werte hängen zusammen, beschreiben aber nicht denselben Abschnitt. Zwischen Netzanschluss und Ausgang des Ladegeräts liegt der Bereich, den die Ladeeinrichtung überwachen oder steuern kann. Im Fahrzeug folgen die AC/DC-Wandlung, der Verbrauch aktiver Fahrzeugsysteme und die Speicherung im Akku. Wie sich die Energie dort verteilt, bestimmen Fahrzeug und Ladebedingungen, nicht das externe AC-Ladegerät.

Ein Hauszähler zählt außerdem Backofen, Wärmepumpe oder Warmwasser mit. Die Prozentanzeige des Akkus ist wiederum kein Kilowattstunden-Zähler. Sie basiert auf der nutzbaren Kapazität und auf der Berechnung des Batteriemanagementsystems.

Ein einfaches Beispiel: Der Sprung von 40 auf 80 Prozent bei einer mit 60 kWh beworbenen Batterie beweist nicht, dass während des Vorgangs exakt 24 kWh gespeichert wurden. Brutto- und nutzbare Kapazität können voneinander abweichen. Temperatur, Alter der Batterie und die vom Hersteller vorgesehenen Schutzpuffer spielen ebenfalls mit. Die Rechnung ist eine brauchbare Näherung, aber noch kein Labortest.

Für einen sinnvollen Vergleich sollten Messpunkt, Fahrzeug und Ladefenster gleich bleiben. Sonst vergleicht man schnell Äpfel, Birnen und eine Cockpitanzeige, die beide möglichst freundlich zusammenfassen möchte.

Messgrenzen zwischen Stromnetz, Ladegerät und Batterie eines Elektroautos
Stromzähler, Ladegerät und Batterieanzeige erfassen nicht genau denselben Abschnitt des Energiewegs.

Wohin geht die Energie beim AC-Laden?

Zu Hause und an einem AC-Ladepunkt kommt Wechselstrom an. Die Batterie speichert Gleichstrom. Der Onboard-Lader im Fahrzeug muss den Strom deshalb von AC in DC umwandeln. Diese Umwandlung arbeitet nicht vollkommen verlustfrei; ein Teil der Energie wird zu Wärme.

Auch das Auto schläft während des Ladens nicht vollständig. Steuergeräte, Schütze und Niedervoltsysteme bleiben aktiv, um den Vorgang zu überwachen. Je nach Fahrzeug und Temperatur heizt oder kühlt das Thermomanagement die Batterie. Leitungen, Anschlüsse und Kabel besitzen ebenfalls einen elektrischen Widerstand. Bei einer geeigneten Installation und passenden Verbindungen fällt dieser Anteil gewöhnlich kleiner aus.

Teil der Ladekette Was dort geschieht Hauptsächlich gesteuert durch Wann der Anteil stärker auffallen kann Was sich prüfen lässt
Stromkreis und Verbindungen Elektrischer Widerstand wandelt einen kleinen Teil der Energie in Wärme um. Elektroinstallation und Ladegerät Bei langen oder gealterten Leitungen, ungeeigneten Verbindungen oder auffälliger Erwärmung Zustand der Steckdose, Eignung des Stromkreises und bei Unsicherheit eine fachliche Prüfung
Onboard-Lader Er wandelt Wechselstrom in den von der Batterie benötigten Gleichstrom um. Fahrzeug Der Wirkungsgrad variiert je nach Fahrzeug und Betriebspunkt. Vom Auto unterstützte AC-Leistung und Bedingungen eines herangezogenen Tests
Fahrzeugelektronik Steuergeräte und unterstützende Systeme bleiben während des Ladens aktiv. Fahrzeug Bei langen Ladevorgängen mit geringerer Leistung, weil die Systeme länger laufen Ladedauer und die vom Fahrzeughersteller empfohlenen Einstellungen
Thermomanagement Das Fahrzeug kann die Batterie heizen oder kühlen. Fahrzeug Bei kalter oder sehr warmer Batterie und anspruchsvollen Wetterbedingungen Außen- und Batterietemperatur, Vorkonditionierung und Angaben des Fahrzeugs
Batterie Auch beim elektrochemischen Speichern entsteht etwas Wärme. Fahrzeug und Batteriemanagementsystem Abhängig von Temperatur, Ladestand, Zellchemie und Fahrzeugstrategie Mehrere Ladevorgänge in ähnlichen Ladefenstern statt nur eines Einzelwerts

Die Tabelle zeigt eine Energiekette, keine fünf festen Prozentwerte, die sich einfach addieren lassen. Sie erklärt auch, warum Elektroauto-Ladeverluste nicht pauschal dem Kabel oder Ladegerät zugerechnet werden können. Sobald die Energie im Fahrzeug angekommen ist, entscheidet das Auto über ihre weitere Verwendung.

Warum sehr langsames Laden höhere Verluste anzeigen kann

Ein Teil des Verbrauchs läuft so lange weiter wie der gesamte Ladevorgang. Bleibt die Fahrzeugelektronik eine Stunde aktiv, macht ihr Bedarf möglicherweise nur einen kleinen Anteil aus. Dauert dieselbe nachzuladende Energiemenge die ganze Nacht, arbeiten diese Systeme deutlich länger. Ihr Anteil am Netzbezug kann dadurch sichtbarer werden.

Der ADAC testete fünf Fahrzeuge beim AC-Laden an einer 2,3-kW-Steckdose, an einer Wallbox mit der jeweils maximalen Leistung von 11 oder 22 kW sowie an einer auf 4,1 kW begrenzten Wallbox, die eine niedrigere PV-Ladeleistung simulierte. Untersucht wurde das Ladefenster von 10 bis 90 Prozent; zu Beginn der einzelnen Tests lag die Batterietemperatur zwischen 20 und 30 °C.

Unter genau diesen Testbedingungen zeigten alle fünf Fahrzeuge die höchsten Verluste bei 2,3 kW und die niedrigsten bei 11 beziehungsweise 22 kW. Die Ergebnisse unterschieden sich jedoch deutlich von Modell zu Modell. Der Test veranschaulicht den Mechanismus: Bleiben Hilfssysteme länger aktiv, wiegt ihr Verbrauch stärker. Daraus folgt aber keine allgemeine Aufforderung, immer mit der höchstmöglichen Leistung zu laden.

Fahrzeug, Anschluss, Stromkreis und Schutztechnik bestimmen, welche Leistung tatsächlich geeignet ist. Eine passende Installation ist wichtiger als die Jagd nach einzelnen Prozentpunkten. Wie sich die Leistung für einen konkreten Ladeplatz einordnen lässt, behandelt unser Beitrag Welche Wallbox-Leistung ist sinnvoll? separat.

Vergleich des festen Energiebedarfs von Fahrzeugsystemen bei kürzerer und längerer Ladedauer
Bleiben Hilfssysteme während der gesamten Sitzung aktiv, kann ihr relativer Anteil bei niedriger Ladeleistung steigen.

Auch die Temperatur verändert die Bilanz

Eine Batterie arbeitet innerhalb eines bestimmten Temperaturbereichs am besten. Ist sie kalt oder sehr warm, kann das Fahrzeug Energie einsetzen, um sie auf das Laden vorzubereiten oder ihre Temperatur zu halten. Dieser Verbrauch erscheint auf der Netzseite, erhöht aber nicht unmittelbar die gespeicherte Energiemenge.

Wie stark das ins Gewicht fällt, hängt von der Situation ab. Bei einem kurzen Ladevorgang im Winter kann die anfängliche Batterieheizung einen auffälligen Anteil an einer kleinen Gesamtmenge haben. Bei einer längeren Sitzung verteilt sich derselbe Startaufwand auf mehr geladene Energie. Bei hoher Ladeleistung kann wiederum Kühlung nötig sein. Eine allgemeine „Winterkorrektur“ für jedes Auto wäre daher bequem, aber leider erfunden.

Ein einzelner ungewöhnlicher Ladevorgang reicht noch nicht für eine Diagnose. Mehrere Messungen am selben Punkt, bei ähnlichen Temperaturen und vergleichbaren Ladefenstern erzählen die verlässlichere Geschichte.

AC und DC: Der Wandler wechselt den Standort

Beim AC-Laden findet die Umwandlung in Gleichstrom im Auto statt. Beim DC-Laden übernimmt sie die Ladestation, bevor die Energie das Fahrzeug erreicht. Ein Teil der Umwandlungsverluste liegt dann vor dem DC-Kabel und erscheint je nach Anzeige möglicherweise an einer anderen Stelle.

Das Fahrzeug kann weiterhin Energie für seine Systeme sowie bei Bedarf für das Heizen oder Kühlen der Batterie verwenden. DC-Laden als verlustfrei zu beschreiben, wäre deshalb falsch. Wer AC-Laden zu Hause mit DC-Schnellladen vergleicht, muss angeben, wo gemessen wurde und welche Geräte in der Bilanz enthalten sind.

So wird der Vergleich aussagekräftiger

Am Anfang steht die Frage, was jeder angezeigte Wert überhaupt misst. Ein separater Zähler für den Ladepunkt lässt sich leichter einem einzelnen Vorgang zuordnen als der Monatsverbrauch des ganzen Hauses. Zeigt das Fahrzeug einen klar definierten Wert in Kilowattstunden an, ist dieser meist hilfreicher als der Batteriestand in Prozent allein.

Ebenso sinnvoll ist der Vergleich mehrerer ähnlicher Ladevorgänge. Temperatur, Ladefenster, Dauer und eingestellte Leistung geben dem Ergebnis den nötigen Kontext. Verändert sich der Wert plötzlich und treten zugleich ungewöhnliche Erwärmung, eine beschädigte Steckdose oder wiederkehrende Fehlermeldungen auf, ist eine Prüfung durch eine Elektrofachkraft angebracht.

Das Ziel ist nicht, einem theoretischen Wert von 100 Prozent hinterherzulaufen. Wichtiger ist die Unterscheidung zwischen normalem Betrieb der Ladekette, einer unpassenden Rechnung und einem tatsächlichen Problem.

Mobile Ladelösungen für unterschiedliche Anschlüsse

Für unterschiedliche Stromanschlüsse bietet Rheidon mehrere mobile AC-Ladekonfigurationen. Der PC200-3K6 eignet sich für längere Standzeiten an einem geeigneten Schuko-Anschluss. Innerhalb der PC200-Pro-Serie richtet sich die passende Variante nach der verfügbaren Versorgung: Der PC200 Pro-7K4 ist für einphasige Anschlüsse ausgelegt, der PC200 Pro-11K für einen geeigneten dreiphasigen Anschluss. Über kompatible Quick-Switch-Adapter lassen sich beide Pro-Modelle außerdem an weitere passende Anschlüsse anpassen, jeweils innerhalb der dort verfügbaren Leistung.

Welche Ladeleistung tatsächlich genutzt werden kann, bestimmen Stromkreis, Anschluss, Adapter und Onboard-Lader des Fahrzeugs. Die Modellwahl ist daher keine Garantie für einen bestimmten Gesamtwirkungsgrad. Sobald die Energie im Auto angekommen ist, entscheidet das Fahrzeug weiterhin, welcher Anteil in die Batterie, ins Thermomanagement oder in andere aktive Systeme fließt.

Häufige Fragen

Ist die gesamte Differenz zwischen Stromzähler und Fahrzeuganzeige ein Verlust?

Nicht unbedingt. Beide Werte müssen denselben Zeitraum abdecken und vergleichbare Größen messen. Ein Hauszähler umfasst andere Verbraucher, während der Batteriestand in Prozent keine direkte Messung der gespeicherten Kilowattstunden ist.

Selbst bei einem separaten Ladezähler kann ein Teil der Energie im Fahrzeug Steuergeräte, Niedervoltsysteme, Thermomanagement oder die Klimatisierung versorgen. Das Auto hat diese Energie genutzt, aber nicht vollständig in der Traktionsbatterie gespeichert.

Verschwendet langsames Laden immer mehr Strom?

Nein. Ein längerer Vorgang kann den Anteil der Systeme erhöhen, die während des Ladens aktiv bleiben. Das Ergebnis hängt aber weiterhin vom Fahrzeug, von der Temperatur und vom Betriebspunkt des Onboard-Laders ab. Die eingestellte Leistung muss außerdem zu Stromkreis, Ladegerät und Fahrzeug passen.

Kann eine mobile Wallbox Ladeverluste vollständig verhindern?

Nein. AC/DC-Wandlung, aktive Fahrzeugelektronik und Batteriespeicherung benötigen oder verlieren unabhängig vom externen AC-Ladegerät etwas Energie. Ein geeignetes Gerät stellt eine kompatible und kontrollierte Ladeverbindung bereit, kann aber keinen identischen Gesamtwirkungsgrad für jedes Fahrzeug garantieren.

Sind die Verluste beim DC-Schnellladen gleich?

Nein. Die zentrale AC/DC-Wandlung erfolgt dort in der Ladestation. Das Fahrzeug kann weiterhin Energie für das Thermomanagement verwenden. Vor einem Vergleich muss deshalb klar sein, an welcher Stelle gemessen wurde.

Woran erkenne ich, ob ein veröffentlichter Wert zu meinem Auto passt?

Wichtig sind das getestete Fahrzeug, die Ladeleistung, die Temperatur, das Ladefenster und der Messpunkt. Fehlen diese Angaben, kann der Wert einen allgemeinen Mechanismus erklären, aber den eigenen Ladevorgang nicht zuverlässig vorhersagen.

Ein Stromverlust beim Laden des Elektroautos ist weder automatisch ein Defekt noch eine feste, versteckte Zahl für alle Fahrzeuge. Die Differenz entsteht entlang mehrerer Stationen zwischen Netz und Batterie. Werden diese Messgrenzen sauber getrennt, verliert das Thema viel von seinem Rätselcharakter und unterschiedliche Tests lassen sich endlich auf derselben Grundlage vergleichen.

Quellen

Redaktion Rheidon Tech

Praxisnahe Informationen zum privaten Laden, zur passenden Technik und zur Abstimmung von Ladeort, Fahrzeug und Alltag.

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