Was ist Ladeeffizienz und warum verlieren Sie 5-8 %?
Erfahren Sie, warum nicht der gesamte Strom, den Sie bezahlen, in der Batterie Ihres E-Autos ankommt, wohin die Verluste gehen und wie die Ladeeffizienz Ihre Kosten und Ladezeit beeinflusst.
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Simulation von Ladevorgängen für jedes E-Auto und jeden Ladetyp
PLAN EV CHARGE
AC-Effizienz (~92 %) vs. DC-Effizienz (~95 %)
Wenn Sie ein E-Auto laden, erreicht nicht jede Kilowattstunde aus dem Netz die Batterie. AC-Laden erreicht typischerweise eine Effizienz von etwa 92 %, was bedeutet, dass von 10 kWh, die am Zaehler gemessen werden, etwa 9,2 kWh in der Batterie gespeichert werden. DC-Laden ist mit rund 95 % etwas effizienter, wobei 9,5 kWh pro 10 bezogene kWh gespeichert werden.
What Is Charging Efficiency and Why You Lose 5-8%?
Der Unterschied ergibt sich aus den beteiligten Umwandlungsstufen. Beim AC-Laden muss der Onboard-Charger Wechselstrom in Gleichstrom umwandeln, ein Prozess, der unweigerlich Abwaerme erzeugt. Beim DC-Laden entfaellt dieser Schritt, da die Station die Umwandlung extern mit groesserer, effizienterer Leistungselektronik uebernimmt. Allerdings haben auch DC-Stationen eigene Verluste im Gleichrichter, in den Kabeln und in der Kuehlung.
Diese Prozentwerte sind Branchenstandardschaetzungen, die der Plan EV Charge Rechner verwendet. Die tatsaechliche Effizienz variiert je nach Fahrzeugmodell, Umgebungstemperatur, Ladeleistung und Batterie-Gesundheitszustand. Einige E-Autos erreichen 94 % AC-Effizienz, waehrend andere auf 88 % fallen, insbesondere bei sehr kalten Bedingungen, wenn die Batterieheizung zusaetzliche Energie verbraucht.
Wohin geht die verlorene Energie?
Die Hauptquelle fuer Energieverluste beim Laden ist Waerme. Der Onboard-Charger, die Leistungselektronik, die Kabel und die Batteriezellen selbst erzeugen waehrend des Energietransfers Waerme. Bei einer AC-Ladesitzung produzieren der Gleichrichter und der Transformator des Onboard-Chargers den Grossteil der thermischen Verluste. Manchmal koennen Sie die Waerme spueren, wenn Sie das Ladekabel oder den Bereich um den Ladeanschluss beruehren.
Die Batteriekonditionierung macht einen weiteren Teil der Verluste aus. Bei kaltem Wetter leitet das Batteriemanagementsystem moeglicherweise Energie um, um das Akkupaket auf seine optimale Betriebstemperatur (20-35 Grad Celsius) zu bringen, bevor die volle Ladeleistung freigegeben wird. Bei heissem Wetter verbraucht das Kuehlsystem Strom, um Ueberhitzung zu verhindern. Diese Thermomanagement-Lasten werden nicht separat gemessen, senken aber die Gesamteffizienz.
Kleinere Verluste treten im Kabelwiderstand (besonders bei hoeheren Stromstaerken), im 12-V-System des Fahrzeugs, das waehrend des Ladens aktiv bleibt, und in der BMS-Ueberwachungselektronik auf. Bei sehr niedrigen Ladeleistungen wie 2,3 kW aus einer Haushaltssteckdose kann der proportionale Overhead fuer das Aufrechterhalten der Fahrzeugsysteme die Effizienz unter 90 % druecken.
Auswirkungen auf Kosten und Ladezeit
Die Ladeeffizienz wirkt sich direkt auf Ihre Stromrechnung aus. Um 60 kWh ueber AC-Laden bei 92 % Effizienz in Ihrer Batterie zu speichern, muessen Sie etwa 65,2 kWh aus dem Netz beziehen. Bei 0,25 EUR/kWh kosten Sie die Verluste 1,30 EUR pro Vollladung. Ueber 15.000 km jaehrliche Fahrleistung bei 18 kWh/100 km Verbrauch summieren sich die AC-Effizienzverluste auf etwa 53 EUR pro Jahr.
Bei DC-Laden mit 95 % Effizienz benoetigen dieselben 60 kWh 63,2 kWh aus dem Netz. Der Verlust pro Vollladung ist prozentual geringer, aber da DC-Strompreise typischerweise doppelt so hoch wie Haushaltsstrompreise sind, koennen die absoluten Kosten der verlorenen Energie aehnlich oder hoeher ausfallen. Bei 0,55 EUR/kWh fuer DC kostet der Verlust von 3,2 kWh 1,76 EUR pro Sitzung.
Die Effizienz beeinflusst auch die Ladezeit, wenn auch subtil. Da das Ladegeraet mehr Energie liefern muss als die Batterie letztendlich speichert, dauert die Sitzung etwas laenger als eine einfache Batteriegroesse-durch-Leistung-Rechnung vermuten laesst. Fuer eine 60-kWh-Batterie bei 7 kW AC mit 92 % Effizienz betraegt die tatsaechliche Ladezeit etwa 9,4 Stunden statt der 8,6 Stunden, die Sie bei 60 geteilt durch 7 erwarten wuerden.
Wie der Plan EV Charge Rechner die Effizienz beruecksichtigt
Der Plan EV Charge Rechner integriert Effizienzverluste in jede Simulation. Wenn Sie ein Ladegeraet und ein Fahrzeug auswaehlen, bestimmt der Rechner anhand der Leistungsstufe (ueber 22 kW wird als DC klassifiziert), ob es sich um eine AC- oder DC-Sitzung handelt, und wendet den entsprechenden Effizienzfaktor an: 92 % fuer AC oder 95 % fuer DC.
Das bedeutet, dass der in Ihren Ergebnissen angezeigte Energieverbrauch den tatsaechlichen Netzbezug widerspiegelt, nicht nur die in der Batterie gespeicherte Energie. Wenn der Rechner meldet, dass Ihre Sitzung 65 kWh benoetigt, ist das der Betrag, den Ihr Stromzaehler registriert: die 60 kWh, die die Batterie erreichen, plus die rund 5 kWh, die als Waerme und Umwandlung verloren gehen. So erhalten Sie genaue Kostenschaetzungen, wenn Sie mit Ihrem Strompreis multiplizieren.
Auch die Zeitschaetzungen beruecksichtigen die Effizienz. Da das Ladegeraet mehr Energie durch das System schieben muss als die Batterie speichert, spiegelt der Rechner die etwas laengere Sitzungsdauer korrekt wider. Vergleichen Sie dasselbe Fahrzeug und denselben SOC-Bereich bei AC und DC, um zu sehen, wie die unterschiedlichen Effizienzfaktoren und Ladekurven zusammenwirken und verschiedene Gesamtzeiten und Energiekosten ergeben.
