Konduktive Ladeverfahren
Erstellt am: 28.02.2014 | Stand des Wissens: 24.05.2023
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Bei konduktiven Ladeverfahren kommt es zur Energieübertragung über physisch miteinander verbundene leitende Materialien [Kley11a, S. 8]. In der Elektromobilität spricht man vor diesem Hintergrund auch oft von kabelgebundenem Laden. Dabei ist grundsätzlich eine Steckverbindung zwischen Fahrzeug und Kabel erforderlich, sowie gegebenenfalls eine weitere Steckverbindung zwischen Kabel und stellplatzseitiger Ladeeinheit, wenn das Kabel dort nicht fest verbaut ist. Weiterhin ist, entweder auf Seiten des Fahrzeuges oder innerhalb der Ladeeinheit ein Gleichrichter oder für die Rückspeisung ein Inverter notwendig.
Konduktive Ladeverfahren haben einen vergleichsweise hohen Wirkungsgrad bei der Übertragung der Energie und ermöglichen durch hohe Übertragungsleistungen eine schnelle Aufladung der Fahrzeugbatterie. Abgesehen von der Anbindung des Kabels müssen im Gegensatz zur induktiven Aufladetechnik bei der Positionierung des Fahrzeugs keine weiteren Einschränkungen bedacht werden. Nachteilhaft ist die öffentliche Zugänglichkeit des Ladekabels sowie weiterer Komponenten, was die Ladeinfrastruktur anfällig für Vandalismus und Witterungseinflüsse macht. Zudem sind die verkehrlichen Auswirkungen von offen hängenden Kabeln zu bedenken.
Der Vollständigkeit halber ist auch darauf hinzuweisen, dass auch Oberleitungen eine konduktive Energieübertragung ermöglichen. Diese Option ist allerdings derzeit außerhalb des Einsatzes bei Lastkraftwagen im Fernverkehr und im öffentliche Personennahverkehr kein Teil der fachlichen Diskussion und soll daher an dieser Stelle ausgeblendet werden.
Aufgrund der noch bestehenden Unsicherheiten sowie im Vergleich mit konduktiven Ladekabeln hohen Kosten und geringen Ladegeschwindigkeiten des induktiven Ladens, kommen im Rahmen der öffentlich zugänglichen Ladeinfrastruktur kurz- bis mittelfristig vorrangig konduktive Ladeverfahren in Betracht.
Innerhalb der konduktiven Ladeverfahren wird ferner unterschieden zwischen Wechselstromladen und Gleichstromladen. Eine Übersicht über typische Werte beim Laden von Elektrofahrzeugen ist in Abbildung 1 gegeben:
![Abb. 1: Aktuell typische Werte beim Laden von Elektrofahrzeugen [Eintrag-Id:541662, S. 20] Ladetechniken.png](/servlet/is/426895/Ladetechniken.bmp)
Eine schnellere Ladung ist mit dreiphasigem Wechselstromladen möglich, bei dem alle drei Phasen des Niederspannungs-Verteilnetzes für die Energieübertragung genutzt werden. Dabei sind prinzipiell Leistungen bis circa 44 kW möglich [BDEW20a, S. 14]. Aufgrund der Größe und des Gewichtes des fahrzeugseitigen Stromrichters bei hohen Leistungen wird gemeinhin eine Übertragungsleistung von 22 kW für praktikabel befunden. Eine vollständige Wiederaufladung einer 20 kWh-Batterie ist damit bereits in weniger als einer Stunde möglich.
Beim Gleichstromladen (Englisch: direct current - DC) erfolgt die Umwandlung in Gleichstrom bereits innerhalb der Ladeeinheit. Fahrzeugseitig ist in der Folge kein Stromrichter erforderlich, sodass es keine Beschränkungen bezüglich Größe und Gewicht auf Seiten des Fahrzeuges für die Übertragung höherer Ladeleistungen gibt. Die derzeit angewandten DC-Ladeverfahren sehen demzufolge auch höhere Leistungen mit bis zu 150 kW vor und werden oftmals unter dem Begriff "Schnellladen" zusammengefasst. Unter High-Power-Charging (HPC) versteht man Schnellladen mit einer erhöhten Ladeleistung mit bis zu 350 kW [BDEW20a, S. 20].
Im Vergleich zu Wechselstrom-Ladeverfahren bewirkt die stellplatzseitige Verortung des Stromrichters eine Kostenverschiebung von der Fahrzeugseite hin zur Ladeeinheit. Zudem können Zusatzkosten aufgrund der Notwendigkeit der Kommunikation zwischen Fahrzeug und Ladeeinheit anfallen. Dabei ist zu beobachten, dass aus Kompatibilitätsgründen fahrzeugseitig auch ein Wechselrichter zum einphasigen AC-Laden vorgesehen wird [NOW14, S.12ff.].