Ladestecker und Lademodi erklärt

[Franko30]

Hallo,

Den Elektroauto Neulingen unter euch drängen sich bestimmt öfter mal die Fragen auf, was es mit den verschiedenen LadesteckerENGINEn und den verschiedenen Lademodi auf sich hat, mit welchen Steckern welche Lademodi möglich sind etc.

Dieser Artikel ist ein "work in progress".

Hier ein Link zu einer neuen Publikation von Electrosuisse und Anderen, die allen Interessierten (vom Fahrer über den Planer bis zum Installateur) anschaulich erklärt wie das alles so funktioniert:

Broschüre: Anschluss finden - Elektromobilität und Infrastruktur

Für die die es nicht so genau wollen, und Präsentationen gewöhnt sind, gibt es eine nette Übersichtvon Mennekes:

Unterschiedliche Lademodi - Lademodus Mode 1, Mode 2 oder Mode 3?

Was bei Mennekes jedoch nicht und bei "Anschluss finden" nicht ausführlich behandelt wird ist die Mode 4 Ladung (Gleichstromladung) wie es unser Leaf mit dem CHAdeMO-System kann:

Für die, die es noch kürzer mögen hier eine Kurzübersicht:

Die unterschiedlichen Ladebetriebsarten nach IEC 92196:
(im Link muss ich leider die englische Wikipedia, nehmen weil in der deutschen eigentlich nur Typ2 auftaucht - ein Schelm wer böses dabei denkt...)

Mode 1
Laden mit Wechselstrom (AC) an einer landesüblichen oder einer «CEE-Steckdose». Keine Kommunikation zwischen Energieabgabestelle (Steckdose) und Fahrzeug.

Mode 2
Wie Mode 1, jedoch mit einer «In-Cable-Control-Box» (ICCB) im Ladekabel. Diese verbindet ein Elektrofahrzeug, das üblicherweise unter Mode 3 geladen wird, mit einer landesüblichen oder CEE-Steckdose. Kommunikation zwischen ICCB und Fahrzeug. Beispiel: Mitsubishi i-MiEV, Nissan Leaf und deren "Notladekabel".

Mode 3
Das Laden mit Wechselstrom (AC) und Drehstrom kann nur an einer zweckgebundenen («dedicated») Steckdose ENGINE 1, ENGINE 2, ENGINE 3 oder einem fest an die Installation angeschlossenen Mode-3-Ladekabel durchgeführt werden. Kommunikation direkt zwischen Energieabgabestelle (Steckdose) und Fahrzeug.

Mode 4
Laden mit Gleichstrom (DC) für «Schnellladungen». Kommunikation zwischen «Ladestation» und Fahrzeug.


Die unterschiedlichen Stecker- und SteckdosenENGINEn:

Landesübliche Steckdosen
Alles, was so im Haushalt eingesetzt wird: in Deutschland z.B. Typ F (Schuko), in der Schweiz Typ J, in Italien Typ I. Können an sich nur zur Mode 1 Ladung verwandt werden, mit "in-cable-control-box" und Typ 1, 2 oder 3 Stecker auf der anderen Seite auch zur Ladung von Fahrzeugen nutzbar, die Mode 3 erwarten.

Industriestecker nach IEC 60309-2
Die etwas größeren, auf häufiges Stecken und große Belastbarkeit ausgelegten Systeme. Z.B. CEE 16 blau für 230 V (Campingstecker) oder CEE 16 bzw. 32 rot für 400 V. Können an sich nur zur Mode 1 Ladung verwandt werden, mit "in-cable-control-box" und Typ 1, 2 oder 3 Stecker auf der anderen Seite auch zur Ladung von Fahrzeugen nutzbar, die Mode 3 erwarten.

Typ 1
Hierbei handelt es sich um den Ladeanschluss und Stecker (SAE_J1772) wie ihn der Mitsubishi i-MiEV, der Opel Ampera oder unser Nissan Leaf für die Normalladung nutzen. Dies scheint mir eine Mischung aus japanischen und US-amerikanischen Ideen zu sein die in dieser Norm Gestalt angenommen haben. Ähnlich wie der folgende Typ2 ein deutsches Wesen ist an dem wieder mal die Welt genesen soll. Wird von der deutschen Lobby als vergangener Standard bezeichnet, Zitat "Es gab des Weiteren einen japanischen Vorschlag Stecker Typ 1, der jedoch nur das einphasige Laden für maximal 32 A Laden (...) vorsah." Ein Typ 1 Stecker kann Mode 3 Ladung.

Typ 2
Das Heilsversprechen der deutschen Automobilindustrie (die aber selbst noch keine Elektroautos auf dem Markt hat, die den Standard nutzen könnten). Hier kann ein Stecker-/Buchsensystem sowohl 230 V Wechselstrom mit 16 A, als auch 400 V Drehstrom bis 63 A. Das erste Auto welches dieses System wirklich voll anwendet wird ab Herbst 2012 der Renault Zoe, der damit, je nach Nutzerwunsch, Normal- bis Schnellladung vornimmt. Typ 2 Stecker machen nur Mode 3 Ladung.

Typ 3
Scheint eine Lösung zu sein, die durch das Typ 2 Lobbying und die darauf folgenden EU Regularien tot ist.

Gleichstrom (DC) Ladung
Hier ist vieles noch offen - die IEC 92196-2 sieht hierfür noch keine Standards vor, es wird eine IEC 92196-3 geben. Im Rennen unter anderem der Stecker der CHAdeMO Schnellladung und eine DC Version des Typ2 Steckers.

Soweit zunächst

Frank

 

[LeafMeNow!]

Das heißt, wenn ich mir meinen Nissan Leaf kaufe, kann ich die mittlerweile zuhauf in Stuttgart entstehenden Ladesäulen der EnBW, die im Lemnet mit "IEC Typ2 400V/32A" stehen, maximal mit 230V/16A nutzen, richtig?

 

[Michael]

so ist es

 

[Franko30]

[quote="LeafMeNow!" post=152]Das heißt, wenn ich mir meinen Nissan Leaf kaufe, kann ich die mittlerweile zuhauf in Stuttgart entstehenden Ladesäulen der EnBW, die im Lemnet mit "IEC Typ2 400V/32A" stehen, maximal mit 230V/16A nutzen, richtig?[/quote]

Hi, wie Michael sagte: Ja.

Und dann muss man sich schon überlegen ob einem das 9,90 EUR/Monat wert ist.

Für jeden, der/die das nur selten nutzen würde (so wie ich) ist das viel zu teuer - zumal der Strom dann auch umso teurer ist je zentraler man laden will - die nennen das "Hot Spot Preise"...

Meine Anfragen zu einem Tarif ohne Grundgebühr bzw. SMS Abrechnung (wie bei RWE möglich) blieben bisher unbeantwortet (trotz CC ans BW Verkehrsministerium).

Cheers

Frank

 

[mlcp]

Das heißt, wenn ich mir meinen Nissan Leaf kaufe, kann ich die mittlerweile zuhauf in Stuttgart entstehenden Ladesäulen der EnBW, die im Lemnet mit "IEC Typ2 400V/32A" stehen, maximal mit 230V/16A nutzen, richtig?

Dann würde man aber auch bei RWE für 400V/16A zahlen und nur 230V/16A nutzen können? Bei 1,95€/Stunde wären das ~53Cent pro Kwh! Habe ich was übersehen oder wird da echt derart abgezockt?

 

[Franko30]

Nun,

wen schon der Durcschnittsstromversorger fast 30 Cent/kWh verlangt - wieso soll dann 50 Cent zuviel sein? Immerhin muss eine Infrastruktur aufgebaut (OK hier flossen Steuergelder) und gewartet werden.

Elektroautofahren ist nicht billiger als Benziner fahren - auch wenn es immer alle behaupten...

Cheers

Frank

 

[mlcp]

Der Preis gilt ja nur für den Leaf! Autos die schneller laden können kommen günstiger weg. z.B. wären das für einen Fluence Z.E. ~18Cent pro Kwh!

 

[Kelomat]

[quote="Franko30" post=442]Nun,

Elektroautofahren ist nicht billiger als Benziner fahren - auch wenn es immer alle behaupten...

[/quote]

Ich behaupte das mit recht!

Mit einer PV-Anlage kann ich sogar zum Nulltarif fahren.
Ja ja, jetzt kommen wieder die Kritiker mit hohe Kosten blabla...
Die Anlage hat 3x soviel Geld eingespielt wie sie gekostet hat und mit dem Überschuss haben wir uns Akkus in den Keller gestellt und fahren fast reinen Inselbetrieb. Und von der Sonne haben wir in den nun schon fast 20 Jahren noch immer keine Rechnung bekommen.

Mit einem Benziner geht das nicht.

lg

 

[bjoern]

Der Link zu Broschüre: Broschüre: Anschluss finden - Elektromobilität und Infrastruktur funktioniert nicht mehr, das Dokument kann hier noch gefunden werden

Der Link wurde entfernt (404).

 

[Manfred Heck]

Ich stehe auf dem Schlauch (oder Kabel?). Vielleicht kann mir jemand diese Frage beantworten, da davon wahrscheinlich die Anschaffung eines Leaf (tolles Auto!) abhängt: eignen sich die RWE-Stellen mit Typ 2-Stecker 400 V 32 A für die Schnellladung (80 Proz. in max. 30 min.) ?

Für eine Antwort auf diese blöde (?) Frage wäre ich sehr dankbar .

Gruß, Manfred

 

[LeafMeNow!]

Kuck mal Der Link wurde entfernt (404). (eine Seite zurück im gleichen Beitrag).

 

[Lepton]

@ Manfred Heck,

falls es immer noch Schwierigkeiten bei den Begriffen gibt.

Die RWE Ladestation ist eine Wechselstrom-Ladestation die Angabe 400V bezieht sich auf die Spannung zwischen den Phasen L1 L2 L3. Die Schnellladung (80% in 30 min) ist eine Ladung auch mit 400V aber mit Gleichspannung.

Für eine Nutzung des RWE Ladesäule mit Wechselspannung passen die Stecker vom LEAF und der RWE Station nicht zusammen. LEAF = Typ 1. Allerdings kannst du dir ein Adapter-Ladekabel kaufen von Typ2 auf Typ1 sollte nicht mehr als 250€ kosten, dann kannst du die RWE Ladesäule nutzen.
Für den Fall, dass die RWE Ladestation einen gewöhnlichen Schukoanschluss hat, kannst du den LEAF auch mit dem Notladekabel laden.
Eine Schnellladung, würde ich dir eh nicht empfehlen im Benutzerhandbuch des LEAfs steht, dass Nissan diese Art der Akkuladung nicht empfiehlt. Die Lebensdauer der Akkus nimmt drastisch ab.

Gruß Christian

 

[Manfred Heck]

Vielen Dank, jetzt habe selbst ich es wohl kapiert. Die Schnellladung kommt für mich nur einmal vierteljährlich infrage, wenn ich meine Verwandschaft bei Idar Oberstein besuche(n muss). Da ist es mir schon sehr recht, binnen ca. 20-30 min. auf 80 % laden zu können und nicht viele Stunden warten zu müssen.

Der Regelfall ist das nicht. Den hatte ich am letzten Wochenende: Leaf zur Probe und jedesmal, wenn er tagsüber oder nachts stand, ab an die Steckdose in der Garage, Verbindung über das sogenannte "Notladekabel" (den Begriff finde ich etwas verfehlt, weil es zumindest für mich der Standardanschluß wäre und ich mit dem Wort "Not" etwas behelfsmäßiges, wenn gar nichts anderes mehr geht verbinde). Da war die Batterie immer voll und mit dieser Reichweite reicht es weit genug für meinen Alltag.

Und wenn mal wirklich Urlaub angesagt ist, dann fahren wir wohl erholsam mit der Bahn und mieten uns am Urlaubsort bei Bedarf ein Auto.

Für meine Verwandschaftsbesuche und andere "Notfälle" werde ich mir das vorgeschlagene Adapter-Kabel zulegen, ich habe verstanden. Nochmals vielen Dank, denn das Thema hat mich schon sehr beschäftigt und als elektrotechnischer Laie kam ich mit den bisherigen Hinweisen nicht richtig klar.

Gruß, Manfred

 

[Franko30]

[quote="Lepton" post=639]
Eine Schnellladung, würde ich dir eh nicht empfehlen im Benutzerhandbuch des LEAfs steht, dass Nissan diese Art der Akkuladung nicht empfiehlt. Die Lebensdauer der Akkus nimmt drastisch ab.
[/quote]

Diese Pauschalbehauptungen machen mich immer rasend!

Wieso sollte Nissan ein Auto mit CHAdeMO Schnellladeanschluss bauen wenn dies dem Akku schaden würde.

Die derzeit möglichen 50 kW CHAdeMO Ladeleistung fallen (wenn überhaupt) ca. nur 1 min. an und dann fällt es ab ab auf ca. 20 kW. Siehe Vortrag von Marco Piffaretti, InfoVEL "Schnellladung für Elektroautos: in welche Richtung bewegt sich Europa – und warum?" auf dem 4. Schweizer Kongress Elektromobilität.

Also warum, frage ich mich, "warnt" Nissan nebulös vor dem Laden mit effektiven 20 kW - aber es soll OK sein dauernd mindestens 20 kW Motorleistung aus dem Akku zu ziehen (weil der Leaf sich sonst nicht richtig bewegt)? Mit diesem Argument könnte Nissan auch argumentieren, das Bewegen des Leaf auf einer Autobahn schade den Batterien (dauerhafte mind. 20 kW um ca. 100 zu fahren)...

Wäre das Schnellladen garantierelevant oder batterieschädlich, hätte Nissan von Anfang an keinen CHAdeMO Anschluss verbaut.

Und wenn man (wie ich) einen CHAdeMO Schnelllader benutzt der eh nur maximal 20 kW Ladeleistung hat (von www.e8energy.de), schaut das nochmals entspannter aus.

Im Übrigen: nicht die Ladeleistung ist das eigentliche Problem, sondern die Temperaturkurve der Batterien beim Laden. Und da hat Nissan (im Gegensatz zu Mitsubishi im i-MiEV) an unnötiger Stelle gespart und nur eine passive Aussenluft Ventilatorkühlung verbaut, anstatt kalte Klimaanlagenluft durch den Akku zu leiten sobald die Schnellladung startet (wie Mitsubishi das macht). Aber auch das wird erst bei Aussentemperaturen größer 40 Grad und wiederholtem Schnellladen nacheinander ein Problem.

Cheers

Frank

 

[Azzurro]

Hallo Frank

Danke !
Ich bin voll deiner Meinung.

Der Leaf soll ja alltagstauglich sein. Heisst für mich:
Laden, Fahren, Laden, Fahren ...
Egal ob 230V/16A oder Chademo
Egal ob Batterie halb voll oder leer
Der Leaf soll uns dienen und nicht umgekehrt.

Die Fahrbedürfnisse legen die Art der Lademodi fest.

elektrisierende Grüsse
Erio

 

[privatpilot]

Hallo Franko,

glaubst Du mit der Veröffentlichung des Chademo Protokolls werden die Ladegeräte deutlich preisgünstiger? Kannst Du die Kosten Deines 20 KW Laders bekanntgeben?

Ich sehe für die Heimladung, bei meiner regionalen Anwendung des Fahrzeugs,nicht die Notwendigkeit schnell zu laden. Da aber in Österreich die Chademo Lader kaum vorhanden sind, wäre eine Lösung die bei Bedarf im Kofferraum untergebracht werden kann, ideal. Dann konnte die Infrastruktur der RWE Ladestationen mit 22 KW
genutzt werden.

Grüße Max

 

[Lepton]

Ja das stimmt Pauschalaussagen geben selten die Wirklichkeit wieder. Es hat mich auch sehr gewundert als ich im Benutzerhandbuch gelesen habe, dass Nissan die Chademo Ladung nicht empfiehlt.
Worum sich meine vorherige HINWEIS dreht ist: Wie kann ich aus meinen Akkus möglichst lange eine hohe Reichweite erzielen. Da sehe ich das Schnellladen und Entladen (schnell fahren und schnell beschleunigen) als vermeidbares Übel. Ganz klar! Die negativen Effekte alleine auf einen Temperaturgradienten zu schieben halte ich ebenfalls für eine Pauschalaussage, die weder das vielschichtige und VOLLSTÄNDIGE Ersatzschaltbild eines Lithium-Ionen-Akkus noch den chemischen Reaktionen im inneren gerecht wird. Durch meine berufliche Erfahrung im Bereich der Leistungs-Elektronik kann ich sagen, dass ich KEINE kommerzielle Anwendung kenne bei der Schnellladung eines Batteriesystem KEINE schädliche Auswirkungen auf das Batteriesystem hat. Geschweige denn was mit der Elektronik bei hohen Stromdichten allmählich und unumkehrbar passiert.-Stichwort Oberflächenpassivierung; Lithium-corrosion; Elektromigration-

Die Wissenschaft verwendet schon seit längerem mathematische Modelle um die Degradation (Alterung) von Lithium-Ionen-Akkus zu vorhersagen. In den Modellen die ich gesehen habe nimmt die Degradation linear bis linear quadratisch mit Lade/Entlade-raten zu. Die Temperatur der Akkus wirkt sich übrigens exponentiell auf die Degradation. Daher teile ich auch nicht die Auffassung, dass die Akkus erst über 40°C deutlich schneller altern.

Die Präsentation finde ich sehr interessant, ist aber nur WERBUNG. Für eine Themen bezogene Recherche welche die Grundlagen er Ladetechnik ohne Lobby-Interessen erörtert empfehle eine Recherche z.B. im IEEE Xplore oder anderen wissenschaftlichen Datenbanken.

Gruß Lepton

 

[privatpilot]

Hallo Lepton,

wo steht das im Betriebshandbuch?
Auf Seite CH-6 steht " Der Schnellladevorgang kann mehrmals am Tag durchgeführt werden, solange sich die Batterietemperatur nicht im roten Bereich befindet"

Es gibt im Netz auch einen Bericht von einem Nissan Händler, der ein Vorführauto über den Zeitraum von 1 Jahr nur normal, ein zweites nur mit Chademo. Ergebnis, beide Batterien haben noch die volle Leistung.

Gruß Max

 

[Lepton]

Hallo,

ich musste auch erst wieder etwas suchen nach dem Abschnitt.Abgesehen davon muss ich eingestehen dass es die Betriebsanleitung ist und nicht das Benutzerhandbuch!

ABER auf Seite EV-23 gibt es einen Absatz

LEBENSDAUER DER LI-IONEN Batterie
Bei den Punbkten die im folgenden Aufgezählt werden steht u.a. das mit der Schnellladung und dem Sportlichen Fahrstil.


Ich zitiere

Bedienungsanleitung Nissan LEAF March 2012 (01)

ABSATZ:
LEBENSDAUER DER LI-IONEN BATTERIE EV-23 bis EV-24

"LADEN Sie die Li-Ionen Batterie an Heimladestationen und an öffentlichen Normalladestationen auf und verwenden Sie die den Schnelladevorgang möglichst selten."

"Vermeiden Sie einen sportlichen Fahrstil"

@ Azzuro
In diesem Abschnitt stehen auch mehrere Punkte die dein Statement teilweise wiederlegen.

Wie schon gesagt will ich diesbezüglich kein Fass aufmachen aber es kann doch nur im Interesse eines jeden EV- Fahrer sein, seine Akkus zu schonen. Schließlich entscheidet u.a. diese Komponente wie wirtschaftlich eine Elektroauto ist.

Gruß Lepton

 

[privatpilot]

Hallo Lepton,

danke für die Mühe, werde ich durchlesen.
Schonen ist natürlich für alles immer besser, aber wenn ein Auto wie der Leaf schon so gut fährt, will man es natürlich auch ein bisschen auskosten.
An der Schnellladerei mit Chademo liegt mir ohnehin nicht viel, aber unterwegs mit 8 - 12 KW nachladen wäre eine feine Sache.
Da eine Infrastruktur mit Gleichstromlader in Deutschland und Österreich kaum zu erwarten ist, wäre ein stärker Bordlader optimal, wie im Zoe.
Vielleicht kommt aus den Staaten eine Lösung, wenn die ersten Fahrzeuge keine Garantie mehr haben?
Grüße Max