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Einphasiges Laden

Viele neue Elektroautos weisen beeindruckende Schnellladeleistungen auf. Das ist auch gut so, denn dadurch kann die Ladezeit auf Langstrecken signifikant reduziert werden. Beim Laden zu Hause sieht es jedoch ganz anders aus. Selbst beliebte E-Fahrzeuge, wie der Nissan Leaf oder der Jaguar I-Pace, haben nur ein einphasiges AC-Ladegerät. Generation Strom zeigt verschiedene Möglichkeiten auf, wie man die Ladeleistung dieser Fahrzeuge steigern kann.

Warum werden so viele Fahrzeuge nur mit Einphasen-Ladegeräten angeboten?

In vielen Ländern der Welt sind (Wohn-)Gebäude nicht an ein Drehstromnetz angeschlossen, wie wir es aus beispielsweise aus Deutschland, Frankreich oder Österreich kennen. Statt die Last auf mehrere Phasen zu verteilen, wird einfach die Stromstärke erhöht, um höhere Leistungen zur Verfügung zu stellen. Dazu gehören wichtige Märkte wie die USA, Südkorea, China oder Japan.

Da einphasige On-Board-Ladegeräte günstiger sind als dreiphasige Systeme, setzen die Hersteller auf diese Lösung, zumal damit die wichtigsten Märkte bereits abgedeckt werden. Den Aufwand, extra für Mitteleuropa ein dreiphasiges Ladegerät zu entwickeln, wird offenbar aus Kostengründen gescheut und auf die deutlich höhere DC-Ladeleistung verwiesen. Dreiphasen-Ladegeräte sind daher heute eher die Ausnahme als die Regel.

Welche Fahrzeuge laden an AC nur einphasig?

Anbei eine kleine Übersicht der Fahrzeuge, die an AC nur einphasig laden können (Quelle: Elektroautomobil, Stand Februar 2019):

  • Opel Ampera-e: max. 6,6 kW
  • Nissan Leaf, Nissan e-NV200: max. 6,6 kW
  • Hyundai Kona electric, Ioniq electric: max. 6,6 kW
  • Hyundai Ioniq plug-in: max. 3,7 kW
  • Kia Niro PHEV, Optima PHEV: max. 3,7 kW
  • Kia Soul EV: max. 6,6 kW
  • Kia e-Soul,e-Niro: max. 7,2 kW
  • Mitsubishi Plug-in Hybrid Outlander: max. 3,7 kW
  • Jaguar I-Pace: max. 6,6 kW
  • smart EQ fortwo*, EQ forfour*: 4,6 kW
  • fast alle PHEVs, z.B. von Volvo, Mercedes-Benz*, Porsche*, BMW, VW*, Audi*

*optional sind zum Teil auch mehrphasige Ladegeräte erhältlich

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Auch der Ioniq Plug-In lädt – wie die meisten PHEVs – nur einphasig.

Was gibt es beim einphasigen Laden zu beachten?

In Deutschland gibt es ein flächendeckendes Drehstromnetz, welches aus drei Phasen besteht. Um sogenannte Schieflasten, also die übermäßige Beanspruchung einer einzelnen Phase zu verhindern, ist der maximale Strom laut Netzanschlussbedingungen (Technische Anschlussbedingungen TAB 2007, Seite 8/33, Punkt 5) bei einphasigen Lasten auf 20A beschränkt.

Da eine Phase eine Spannung von 230V aufweist, liegt die maximale Ladeleistung, mit der die genannten Fahrzeuge in Deutschland laden dürfen, bei 230V * 20A = 4,6 kW.

Für Österreich und die Schweiz gilt sogar ein maximaler Einphasenstrom von 16A, was die zulässige Ladeleistung auf 3,7 kW reduziert.

Dies ist der Standard, den es erst einmal zu erreichen, und bestenfalls zu überbieten gilt, ohne die Netzanschlussbedingungen zu verletzen.

Wie kann man am besten einphasig Laden?

Schauen wir uns die verschiedenen Möglichkeiten an, mit den man einphasig-ladende Elektroautos laden kann, aufsteigend nach Ladeleistung sortiert.

Disclaimer: Bei sämtlichen Produktvorschlägen handelt es sich lediglich um persönliche Vorschläge meinerseits. Ich erhalte dafür keine Gegenleistung der Hersteller, sondern diese sollen lediglich dazu dienen, einen Eindruck über die Kosten und mögliche Varianten zu erhalten.

Laden an der Schuko-Dose – max. 2,3kW

Der einfachste und günstigste Weg, ein Elektroauto zu laden, ist sicherlich die Ladung an einer typischen Schuko-Steckdose.

Schuko
Vorraussetzung: Schuko-Steckdose
max. Dauerleistung: 2,3 kW (230V, 10A)
max. geladene Energie nach 10h: 23 kWh
Kosten: ca. 10 EUR Steckdose + Anschlusskosten,
ICCB ab ca. 330 EUR
Benötigtes Ladegerät: mitgeliefertes Notladekabel (ICCB), alternativ Mode-2-Ladekabel mit Schuko z.B. von Mennekes oder Electric Ways
Vorteile: + günstig
Nachteile: – sehr langsame Ladung
– Gefahr von Überhitzen der Steckdose
Produktvorschläge:

Ist eine Schuko-Steckdose in Reichweite – in vielen Garagen bereits Standard – packt man einfach das bei praktisch allen Elektroautos und Plug-in-Hybriden mitgelieferte Mode-2-Notladekabel (bzw. ICCB) aus, stöpselt dieses an und fertig. Der Dauerstrom bei Schuko ist auf 10A begrenzt, weshalb man mit maximal 2,3 kW laden kann. Das reicht bei den meisten Elektroautos mit größeren Akkus nicht aus, um diese über Nacht voll zu laden.

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Das klassische Notladekabel (Ladeziegel) ermöglicht Ladeleistungen von üblicherweise 2,3 kW.

Ein weiterer Nachteil ist, dass die Schukosteckdose nicht auf den Dauerbetrieb mit maximaler Leistung ausgelegt ist.

Im Gegenzug kann diese Lösung äußerst günstig sein, falls die Schukosteckdose bereits vorhanden ist. Sollte allerdings extra ein neues Kabel verlegt und eine neue Steckdose installiert werden müssen, lohnt sich der Blick auf eine der folgenden Lösungen.

Laden am Camping-Stecker CEE16 blau – max. 3,7 kW

Der Camping-Stecker ist auf eine Dauerbelastung mit 16A ausgelegt und verkraftet diesen Strom problemlos. Der Kabelquerschnitt der Zuleitung und die Sicherung sollten allerdings entsprechend bemessen sein. Ob man einfach die Schuko-Dose gegen einen blauen CEE16-Anschluss tauschen kann, muss im Zweifel der Elektriker klären.

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Der blaue Camping-Stecker CEE16 ist für einen Dauerstrom von 16 A ausgelegt und ermöglicht so Ladeleistungen von bis zu 3,7 kW.
CEE16 blau
Vorraussetzung: blaue CEE16-Dose, ICCB mit Anschluss bzw. Adapter an CEE16 blau
max. Dauerleistung: 3,7 kW (230V, 16A)
max. geladene Energie nach 10h: 37 kWh
Kosten: ca. 10 EUR Steckdose + Anschlusskosten,
ICCB ab ca. 400 EUR
Benötigtes Ladegerät: Mode-2-Ladekabel mit CEE16 blau z.B. von Mennekes oder Electric Ways
Vorteile: + noch relativ günstig
+ über 50% schneller als Schuko
+ Anschluss auf Dauerleistung ausgelegt
Nachteile: – max. einphasige Leistung wird nicht ausgenutzt (4,6 kW)
Produktvorschläge:

Die Installation einer blauen CEE16-Steckdose lohnt sich vor allem dann, wenn deswegen kein komplett neues Kabel verlegt werden muss. Allerdings ist die Auswahl an günstigen ICCBs, die am Campingstecker angeschlossen werden können, noch äußerst gering.

Verwendung einer Wallbox – 3,7 kW bis 7,2 kW

Die komfortabelste Möglichkeit des Ladens ermöglicht sicherlich eine Wallbox. Hier gilt es zunächst zu überprüfen, welche Art der Zuleitung bereits vorhanden ist und gegebenenfalls weiterverwendet werden kann. So kann bei einer einphasigen Zuleitung mit einem Bemessungsstrom von 16 Ampere anstelle der bereits erwähnten blauen CEE16-Dose auch eine Wallbox mit 3,7 kW installiert werden.

Verkraftet die Leitung bis zu 20 Ampere, so darf – zumindest in Deutschland – auch eine 4,6 kW Wallbox verwendet werden. Für Länder ohne Schieflastbegrenzung (und unter Berücksichtigung des entsprechenden Kabelquerschnitts) gibt es auch einphasige Wallboxen mit bis zu 7,2 kW bzw. 32 Ampere.

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Die ausgezeichnete wallbe Eco 2.0 gibt es als einphasige Wallbox mit 3,7 kW Ladeleistung (hier inkl. Ladekabel). (Foto: © wallbe GmbH)

Anders sieht die Situation aus, wenn extra eine neue Zuleitung verlegt werden muss. Hier kann sich die Installation eines dreiphasigen Systems lohnen. Da die Umbaukosten meist durch die Arbeitskosten dominiert werden, fallen die Mehrkosten einer dreiphasigen Drehstromzuleitung nicht näher ins Gewicht. Details dazu muss der zuständige Elektriker vor Ort prüfen.

Zwar laden die einphasigen Elektroautos auch an einem Drehstromanschluss weiterhin nur einphasig, jedoch ist man mit dieser Option zukunftssicher ausgestattet. Zusätzlich sind dreiphasige Wallboxen oft nur unwesentlich teurer, bzw. je nach gewähltem Modell und Ausstattung, sogar günstiger, als manch einphasige Ladestation. Hier lohnt sich also eine detaillierte Betrachtung der Umbaukosten, um die jeweils günstigste Lösung zu identifizieren.

Wallbox (einphasig)
Vorraussetzung: einphasige Zuleitung mit ausreichend Querschnitt für 16 A bis 20 A
max. Dauerleistung: 3,7 kW (230V, 16A) bis 4,6 kW (230V, 20A)
max. geladene Energie nach 10h: 37 kWh bis 46 kWh
Kosten: Wallbox, ab ca. 540 EUR + Anschlusskosten, je nach Variante zusätzliches Ladekabel ab ca. 80 EUR
Benötigtes Ladegerät: Wallbox, ggf. Mode-3-Ladekabel
Vorteile: + sehr komfortabel
+ bei angeschlagenem Kabel: Entfall eines weiteres Ladekabels
+ bis 4,6 kW Ladeleistung möglich
+ aufgeräumte und übersichtliche Lademöglichkeit
Nachteile: – vergleichsweise teuer
Produktvorschläge (einphasige Wallboxen):

 

Wallbox (dreiphasig)
Vorraussetzung: dreiphasige Zuleitung mit ausreichend Querschnitt für 16 A oder 32 A
max. Dauerleistung: 11 kW (400V, 16A) bis 22 kW (400V, 32A),
bei einphasigem Betrieb 3,7 kW bis 4,6 kW
max. geladene Energie nach 10h: 110 kWh bis 220 kWh,
37 kWh bis 46 kWh bei einphasigem Betrieb
Kosten: Wallbox, ab ca. 500 EUR + Anschlusskosten, je nach Variante zusätzliches Ladekabel ab ca. 100 EUR
Benötigtes Ladegerät: Wallbox
Vorteile: + sehr komfortabel
+ bei angeschlagenem Kabel: Entfall eines weiteres Ladekabels
+ aufgeräumte und übersichtliche Lademöglichkeit
+ bis 4,6 kW einphasige Ladeleistung möglich
+ zukunftssicher durch drei Phasen
Nachteile: – evtl. teurer Umbau erforderlich
Produktvorschläge (dreiphasige Wallboxen):

Ist bereits eine einphasige Zuleitung vorhanden, lohnt sich die Installation einer auf den maximalen Bemessungsstrom ausgelegten einphasigen Wallbox. Muss jedoch eine neue Leitung verlegt werden, lohnt sich gegebenenfalls die Montage eines dreiphasigen Ladesystems – auch wenn das Fahrzeug nur einphasig lädt. Details sollten unbedingt vorher mit einem Elektriker besprochen werden!

Mobile, einphasige Ladestation – max. 7,4 kW

Bei den mobilen Ladestationen gibt es inzwischen auch eine extra auf das einphasige Laden ausgelegte Variante: den go-eCharger HOME+ 7,4 kW. Dieser verfügt über einen CEE32-Drehstrom-Stecker. Die 7,4 kW Ladeleistung sind allerdings auch nur in Ländern ohne Schieflastbegrenzung erlaubt. In Deutschland dürfen mit dieser Ladestation ergo auch nur 4,6 kW gezogen werden, in Österreich und der Schweiz lediglich 3,7 kW. Hierfür wird also auch wieder eine Drehstromsteckdose benötig – mit den damit verbundenen Installationskosten.

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Den go-eCharger HOME+ gibt es nun auch in einer für den einphasigen Betrieb optimierten Variante mit 7,4 kW. Die Zusatzfunktionen der 22kW-Variante hat diese Version allerdings nicht.

Optional gibt es Adapter für CEE16 rot, CEE16 blau und Schuko. Wird der go-eCharger HOME+ 7,4 kW über einen Adapter betrieben, greift automatisch die Strombegrenzung, weshalb die Ladeleistung dann wie folgt gedrosselt wird:

  • CEE16 rot: max. 3,7 kW
  • CEE16 blau: max. 3,7 kW
  • Schuko: max. 2,3 kW
Mobile Ladestation (einphasig)
Vorraussetzung: beliebige Steckdose
max. Dauerleistung: max. 4,6 kW (230V, 20A), je nach Steckdose auch nur 3,7 kW (230V, 16A) oder 2,3 kW (230V, 10A)
max. geladene Energie nach 10h: 23 kWh bis 46 kWh
Kosten: mobile Ladestation, ab ca. 580 EUR + Adapter (ca. 30 EUR), zusätzliches Ladekabel ab ca. 125 EUR
Benötigtes Ladegerät: mobile Ladestation, zusätzliche Ladekabel
Vorteile: + flexibel
+ bis 4,6 kW Ladeleistung möglich
Nachteile: – volle Ladeleistung in D/A/CH unzulässig
– vergleichsweise teuer
– zusätzliches Ladekabel benötigt
Produktvorschläge (einphasig):

Alternativ können natürlich auch dreiphasige Systeme zum Laden von einphasig ladenden Elektroautos verwendet werden. Mobile Ladestationen mit bis zu 22 kW habe ich in dieser Serie vorgestellt.

Zu beachten ist allerdings, dass die genannten Fahrzeuge hier ebenfalls mit maximal 4,6 kW (in Deutschland) laden dürfen, auch wenn die Leistung einer Phase bis zu 7,4 kW beträgt. Ladestationen mit 11kW-Anschlussleistung versorgen die einphasigen On-Board-Lader mit lediglich 3,7 kW, was hier der Leistung einer Phase entspricht.

Juice Phaser – max. 5,8 kW

Der Juice Phaser vom schweizer Ladegerätespezialisten Juice Technology ist eine Neuentwicklung, die in keine der vorher erläuterten Kategorien passt.

Der Juice Phaser wird an CEE16-Drehstromsteckdose angeschlossen. Der Juice Phaser entnimmt den einzelnen Phasen nie mehr als 16 A und ist somit schieflastkonform. Der Wechselstrom zweier Phasen wird dann über einen Trafo so umgewandelt, dass ausgangsseitig ein einphasiger Wechselstrom mit bis zu 25 A und 230 V zur Verfügung steht. Die Ladeleistung beträgt damit 5,8 kW. Der Juice Phaser ist voraussichtlich ab zweitem Quartal 2019 erhältlich.

Juice Phaser
Vorraussetzung: rote CEE16-Dose oder rote CEE32-Dose, Juice Booster 2
max. Dauerleistung: 5,8 kW (230V, 25A)
max. geladene Energie nach 10h: 58 kWh
Kosten: Juice Phaser (Zielpreis unter 1.000 EUR) + Juice Booster 2 (ab ca. 1.000 EUR), ggf. Adapter von CEE32 rot auf CEE16 rot
Benötigtes Ladegerät: Juice Phaser und Juice Booster 2
Vorteile: + höchste, einphasige Ladeleistung, die konform mit der Schieflastbegrenzung ist
Nachteile: – zwei Geräte benötigt
– dadurch vglw. teuer
Produktvorschläge:

Der Juice Phaser ist die High-Tec-Lösung für schieflastkonformes und schnelles AC-Laden – ganz klar. Allerdings hat diese Kombinationen seinen Preis. Man wird wohl mindestens 2.000 EUR einkalkulieren müssen, um in den Genuss der vollen Ladeleistung zu kommen.

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Der Juice Phaser von Juice Technlogy soll bis zu 5,8 kW Ladeleistung zur Verfügung stellen und dabei die Schieflastbegrenzung einhalten. (Foto: © Juice Technology)

Der Juice Phaser lohnt sich dabei wohl nur selten für Privatkunden, sondern wird vor allem im Flottenbetrieb seine stärken ausspielen, wo Zeit Geld ist und die Auslastung des Geräts somit höher. Wer bereits einen Juice Booster 2 sein eigen nennt und über die passende Drehstromsteckdose verfügt, für den kann der Phaser natürlich trotzdem ein interessantes Upgrade sein.

Update – 16.03.2019

Der Absatz zum Juice Phaser wurde am 16.03.2019 leicht überarbeitet.

Fazit

Die Übersicht zeigt, dass es mannigfaltige Lösungen gibt, die Batterie eines einphasig ladendes Auto möglichst schnell wieder zu füllen. Zwischen Low-Cost-Lösung per Schuko-Steckdose bis hin zum High-Tech-Ladegerät mit 5,8 kW gibt es eine große Bandbreite. Für was man sich letztendlich entscheidet, hängt stark von den individuellen Bedürfnissen und Voraussetzungen ab:

  • Welches Fahrzeuge fahre ich?
  • Welche Leitungen sind bereits vorhanden?
  • Wie wichtig ist mir eine hohe Ladeleistung?
  • Welches Budget steht mir zur Verfügung?
  • Habe ich ggf. Alternativen (z.B. öffentliche Ladestation), wenn es mal schneller gehen soll?

Diese Fragen muss jeder für sich klären und danach seine Ladelösung auswählen. Bei der Begutachtung der Elektrik vor Ort hilft dann der Elektriker Ihre Vertrauens.

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2 Kommentare zu „Einphasiges Laden

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  1. Wieder ein toller und übersichtlicher Beitrag. In der Tat, die AC Ladung ist nicht einfach. Du beschreibst gut die möglichen Optionen. Nicht änderbar ist die Ladung auf Reisen an der Ladesäule, da braucht man eben Zeit, wenn man nicht ergänzend DC hat. Viele AC Säulen leisten nur 11kW, da kann man beispielsweise die Zoe nicht ausschöpfen, die ja nun 22 kann, früher gar mal 41kW. Im CarSharing have ich da mit dem eGolf und i3 schon manches erlebt, zu lange Ladezeit unterwegs. Privat würde ich meinen Twizy auch gerne auf 3,7kW bringen, aber das macht er mangels Typ2 leider nicht. Unterwegs an der AC Säule lädt er mit dem Typ2-Schuko Adapter natürlich auch nicht schneller.

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