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Technologie | Infrastruktur

Der Unterschied zwischen AC-und DC-Laden

August 3, 2021 | Leoni Lehmann

Wenn es um Elektromobilität geht, können zwei verschiedene elektrische Ströme verwendet werden, um ein Elektrofahrzeug zu betreiben - AC (Wechselstrom) und DC (Gleichstrom). Doch bevor wir uns damit beschäftigen, sollten Sie zwei Dinge beachten:

  • Der Strom, der aus dem Netz kommt, also aus Ihrer Haushaltssteckdose, ist immer AC (Wechselstrom).
  • Die Energie, die in Batterien gespeichert wird, ist immer DC (Gleichstrom).

AC und DC, nicht AC/DC

AC und DC sind zwei völlig unterschiedliche Arten von elektrischem Strom. Beide bewegen sich in unterschiedliche Richtungen, fließen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten und haben unterschiedliche Anwendungen. AC/DC ist eine Hardrock-Band, die trotz eines Albums mit dem Titel "High Voltage" nichts mit elektrischen Strömen oder dem Laden von Elektrofahrzeugen zu tun hat.

Wechselstrom (AC) ist ein elektrischer Strom bzw. Ladungsfluss, der periodisch seine Richtung ändert, d.h. er wechselt. Wechselstrom kann aus regenerativen Quellen erzeugt werden, die rotierende Generatoren verwenden, wie z.B. Wind- oder Wasserkraftturbinen. Wechselstrom kann auch effizient über große Entfernungen transportiert werden, weshalb praktisch alle Stromnetze der Welt mit Wechselstrom arbeiten und Sie zu Hause und im Büro Wechselstrom finden können.

Gleichstrom (DC) bewegt sich immer in einer geraden Linie und kann durch regenerative Energietechnologien wie z.B. Solarzellen erzeugt werden. DC kann unter anderem für die Energiespeicherung und LED-Beleuchtung verwendet werden. Batterien speichern Gleichstrom, und auch wenn Sie es vielleicht nie bemerkt haben, wandelt das Ladegerät jedes Mal, wenn Sie Ihren Laptop aufladen, den Wechselstrom aus dem Netz in Gleichstrom für die Batterie Ihres Laptops um.

Kurz gesagt erhalten wir Wechselstrom aus dem Netz und dieser wird in Gleichstrom umgewandelt, damit er in Batterien gespeichert werden kann, wie beispielsweise Batterien, die für die Stromversorgung eines Elektrofahrzeugs verwendet werden.

Elektrizität verstehen

AC- und DC-Laden in der Elektromobilität

Wenn wir über das Laden eines Elektrofahrzeugs sprechen, besteht der Hauptunterschied zwischen dem AC- und dem DC-Laden darin, wo die Umwandlung von AC in DC stattfindet. Unabhängig davon, ob ein Elektrofahrzeug eine AC- oder DC-Ladestation nutzt, speichert die Batterie des Elektrofahrzeugs nur DC-Energie. 

Wenn Sie eine DC-Ladestation verwenden, erfolgt die Umwandlung von AC (aus dem Stromnetz) in DC innerhalb der Ladestation, so dass der DC-Strom direkt von der Station in die Batterie fließen kann. Da der Umwandlungsprozess innerhalb der geräumigeren Ladestation und nicht im Fahrzeug stattfindet, können größere Konverter verwendet werden, um den AC-Strom aus dem Netz in kürzester Zeit umzuwandeln. Daher können einige DC-Stationen bis zu 350 kW Leistung liefern und ein Fahrzeug in 15 Minuten vollständig aufgeladen werden.

AC- und DC- Laden

Der Kurve immer einen Schritt voraus

Ein weiterer wesentlicher Unterschied zwischen AC- und DC-Laden ist die Ladekurve. Beim AC-Laden stellt der Strom, der zu einem Elektrofahrzeug fließt, eine flache Linie dar (also nicht unbedingt eine Kurve). Das liegt an dem relativ kleinen eingebauten Netzteil, das nur eine begrenzte Leistungsverteilung über längere Zeiträume aufnehmen kann.

DC-Laden hingegen zeigt eine abnehmende Ladekurve. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die Batterie des Elektrofahrzeugs anfangs einen schnelleren Stromfluss akzeptiert, aber allmählich weniger verlangt, bis die volle Kapazität erreicht ist.

Stellen Sie sich zum Beispiel ein Glas als Batterie des Fahrzeugs vor, eine Wasserflasche als DC-Ladestation und das Wasser in der Flasche als Strom. Am Anfang können Sie das Glas schnell mit Wasser füllen, aber Sie müssen langsamer werden, wenn Sie nach oben kommen, damit das Glas nicht überläuft.

Die gleiche Logik kann für die DC-Schnell- und Ultra-Schnellladungen angewendet werden. Das ist der Grund, warum Elektrofahrzeuge weniger Strom benötigen, sobald die Batterie zu etwa 80 Prozent gefüllt ist, daher die abnehmende Kurve, die Sie unten sehen.

AC- und DC- Ladekurven

Andere Faktoren, die die Ladegeschwindigkeit beeinflussen können, sind

  • Prozentsatz der Batterie (Ladezustand)
  • Zustand der Batterie des Elektrofahrzeugs
  • Wetterbedingungen

AC für das Netz und DC für die Batterie

Sowohl AC als auch DC sind in der Welt der Elektromobilität wichtig. Sie erhalten AC-Strom aus dem Netz, der dann in DC umgewandelt wird, damit er in der Batterie eines E-Fahrzeugs gespeichert werden kann. Bei der Verwendung einer AC-Ladestation erfolgt die Umwandlung in DC innerhalb des Fahrzeugs über ein integriertes Netzteil, das oft begrenzt ist. Bei der Verwendung einer DC-Schnell- und Ultra-Schnell-Ladestationen erfolgt die Umwandlung außerhalb des Elektrofahrzeugs mit einem größeren Konverter.

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