Bordladegerät im Elektroauto: der unverzichtbare Leitfaden

Wenn es um das Laden eines Elektroautos geht, richtet sich die Aufmerksamkeit meist auf die Wallbox, die verfügbare Anschlussleistung des Gebäudes oder die Kilowattzahl, die auf der Ladestation angegeben ist. Dabei spielt ein weniger sichtbares Bauteil eine entscheidende Rolle: das Bordladegerät des Elektroautos.

Stellen wir uns eine typische Situation vor. In der Garage wurde eine Wallbox mit 22 kW installiert. Der Stromanschluss ist dreiphasig, die Leitungen wurden passend dimensioniert und auf den ersten Blick scheint alles für schnelles Laden vorbereitet zu sein. Nach dem Anschließen zeigt das Fahrzeug jedoch nur 11 kW an. Bei anderen Modellen sind es vielleicht 7,4 kW oder sogar weniger.

Was läuft hier schief?

In den meisten Fällen gar nichts. Weder die Wallbox noch die Elektroinstallation sind zwangsläufig defekt. Das Auto nimmt lediglich die maximale Leistung auf, die sein internes Ladegerät verarbeiten kann. Dieses Bauteil wird als On-Board-Charger, kurz OBC, oder auf Deutsch als Bordladegerät bezeichnet.

Der On-Board-Charger wandelt den Wechselstrom aus dem Stromnetz in den Gleichstrom um, den die Hochvoltbatterie benötigt. Seine technische Auslegung bestimmt deshalb, wie viel Leistung das Fahrzeug beim AC-Laden tatsächlich aufnehmen kann.

Wer die Funktionsweise des Bordladegeräts versteht, kann:

• die Ladeanzeige im Fahrzeug besser einordnen;

• die passende Wallbox-Leistung auswählen;

• normale technische Begrenzungen von möglichen Störungen unterscheiden;

• ein Ladegerät passend zur elektrischen Anlage planen;

• unnötige Kosten für eine überdimensionierte Installation vermeiden.

Kurz gesagt: Nicht allein die Wallbox entscheidet darüber, wie schnell ein Elektroauto lädt. Entscheidend ist das Zusammenspiel zwischen Stromanschluss, Ladepunkt, Kabel, Bordladegerät und Batterie.

Was ist das Bordladegerät eines Elektroautos?

On-Board-Charger und OBC: Bedeutung und Aufgabe

Das Bordladegerät ist ein elektronisches Leistungsmodul, das fest im Elektrofahrzeug verbaut ist. Im Englischen wird es On-Board-Charger genannt, woraus sich die häufig verwendete Abkürzung OBC ableitet.

Seine wichtigste Aufgabe besteht darin, Wechselstrom, also AC, in Gleichstrom, also DC, umzuwandeln.

Diese Umwandlung ist erforderlich, weil Haushalte, Gewerbegebäude und öffentliche AC-Ladepunkte Wechselstrom bereitstellen, während die Traktionsbatterie eines Elektroautos Energie in Form von Gleichstrom speichert.

Das Bordladegerät bildet damit die technische Brücke zwischen dem Stromnetz und der Fahrzeugbatterie.

Während eines AC-Ladevorgangs übernimmt der On-Board-Charger unter anderem folgende Aufgaben:

• Er empfängt den Wechselstrom von der Wallbox.

• Er wandelt Wechselstrom in Gleichstrom um.

• Er passt Spannung und Stromstärke an.

• Er kommuniziert mit der Fahrzeugelektronik.

• Er berücksichtigt die Anforderungen des Batteriemanagementsystems.

• Er begrenzt die Leistungsaufnahme auf sichere Werte.

• Er überwacht Temperaturen und Betriebszustände.

• Er beendet den Ladevorgang bei einer erkannten Störung.

Das OBC ist also weit mehr als ein einfacher Transformator. Es handelt sich um ein komplexes System der Leistungselektronik, das eng mit der Software, dem Hochvoltsystem und den Sicherheitsfunktionen des Fahrzeugs verbunden ist.

Seine Konstruktion beeinflusst:

• die maximale AC-Ladeleistung;

• den Wirkungsgrad;

• die Wärmeentwicklung;

• das Gewicht des Fahrzeugs;

• den Bauraum;

• die Ladezuverlässigkeit;

• die Kompatibilität mit unterschiedlichen Stromnetzen.

Wo befindet sich das Bordladegerät im Fahrzeug?

Der genaue Einbauort hängt vom Fahrzeugmodell und von der verwendeten Plattform ab.

Das Bordladegerät kann sich befinden:

• unter der Fronthaube;

• im vorderen Antriebsbereich;

• unter dem Fahrzeugboden;

• in der Nähe der Hochvoltbatterie;

• neben dem Wechselrichter;

• in einem kombinierten Leistungselektronikmodul.

Bei modernen Elektroautos werden mehrere elektronische Komponenten zunehmend in einem gemeinsamen Gehäuse zusammengeführt. Das OBC kann beispielsweise mit dem DC/DC-Wandler oder Teilen des Antriebsumrichters kombiniert sein.

Eine solche Integration kann:

• Bauraum sparen;

• Kabelwege verkürzen;

• Gewicht reduzieren;

• die Kühlung vereinfachen;

• Fertigungskosten senken.

Für den Fahrer ist der physische Einbauort allerdings weniger wichtig. Im Alltag zählen vor allem die technischen Daten:

• maximale AC-Leistung;

• einphasige oder dreiphasige Ausführung;

• maximale Stromstärke pro Phase;

• Wirkungsgrad;

• unterstützte Netzkonfigurationen.

Unterschied zwischen Bordladegerät, Wallbox und Hochvoltbatterie

Bordladegerät, Wallbox und Fahrzeugbatterie werden im allgemeinen Sprachgebrauch manchmal miteinander verwechselt. Tatsächlich übernehmen sie völlig unterschiedliche Aufgaben.

Die Wallbox wird an der Wand, auf einer Stele oder an einem anderen festen Installationsort montiert. Sie stellt die sichere Verbindung zwischen der Elektroinstallation und dem Fahrzeug her. Außerdem teilt sie dem Auto mit, wie viel Strom zur Verfügung steht.

Das Bordladegerät befindet sich im Fahrzeug. Es nimmt die von der Wallbox bereitgestellte Wechselstromleistung auf und wandelt sie in Gleichstrom um.

Die Traktions- oder Hochvoltbatterie speichert die umgewandelte Energie und stellt sie später dem Elektromotor und anderen Fahrzeugkomponenten zur Verfügung.

Vereinfacht gesagt:

• Die Wallbox stellt Energie kontrolliert bereit.

• Das Bordladegerät wandelt die Energie um.

• Die Batterie speichert die Energie.

Eine AC-Wallbox wandelt den Strom normalerweise nicht selbst in Gleichstrom um. Diese Aufgabe übernimmt das Bordladegerät im Fahrzeug.

Genau deshalb entspricht die auf einer Wallbox angegebene maximale Leistung nicht automatisch der Leistung, die das Auto tatsächlich aufnimmt.

Warum benötigt die Fahrzeugbatterie Gleichstrom?

Lithium-Ionen-Batterien speichern und liefern elektrische Energie als Gleichstrom. Das öffentliche Stromnetz verteilt hingegen Wechselstrom, weil sich dieser effizient erzeugen, übertragen und auf verschiedene Spannungsebenen transformieren lässt.

Wird ein Elektroauto an eine AC-Wallbox angeschlossen, kann der Wechselstrom deshalb nicht unmittelbar in die Batteriezellen fließen. Zunächst muss er gleichgerichtet und an die Anforderungen des Hochvoltspeichers angepasst werden.

Hier kommt das Bordladegerät ins Spiel.

Das OBC:

• richtet den Wechselstrom gleich;

• stabilisiert die Ausgangsspannung;

• regelt die Stromstärke;

• koordiniert sich mit dem Batteriemanagementsystem;

• überwacht die elektrische Isolation;

• kontrolliert die entstehende Wärme.

Die Batterie kann zudem nicht unter allen Bedingungen dieselbe Leistung aufnehmen. Ihre aktuelle Ladefähigkeit hängt beispielsweise ab von:

• dem Ladezustand;

• der Batterietemperatur;

• der Zellspannung;

• dem Zustand einzelner Module;

• dem Zellenausgleich;

• der Kühl- oder Heizleistung;

• den Schutzstrategien des Herstellers.

Die Umwandlung von AC in DC ist daher kein einfacher Zwischenschritt. Sie ist Teil eines genau gesteuerten Prozesses, der Leistung, Sicherheit und Lebensdauer miteinander in Einklang bringen soll.

Wie funktioniert der On-Board-Charger beim AC-Laden?

Der Weg des Stroms vom Netz bis zur Batterie

Beim Laden mit Wechselstrom durchläuft die Energie mehrere Stationen, bevor sie in der Fahrzeugbatterie gespeichert wird.

Der Vorgang beginnt am Netzanschluss des Gebäudes. Von dort gelangt die elektrische Energie über den Sicherungs- und Zählerschrank zum Stromkreis der Wallbox.

Nachdem das Ladekabel mit dem Fahrzeug verbunden wurde, findet zunächst eine Kommunikation zwischen Wallbox und Auto statt. Dabei wird unter anderem geprüft:

• ob das Fahrzeug korrekt angeschlossen ist;

• ob der Schutzleiter vorhanden ist;

• welche maximale Stromstärke zur Verfügung steht;

• ob der Ladevorgang sicher gestartet werden kann.

Erst danach schaltet die Wallbox die Leistung frei.

Das Fahrzeug entscheidet anschließend, wie viel Strom es tatsächlich aufnimmt. Dabei berücksichtigt es:

• das Leistungsvermögen des Bordladegeräts;

• die Anzahl der unterstützten Phasen;

• die von der Wallbox kommunizierte Stromgrenze;

• den Ladezustand der Batterie;

• die Batterietemperatur;

• mögliche Einstellungen im Fahrzeug;

• Vorgaben eines Lastmanagementsystems.

Der Energiefluss lässt sich vereinfacht so darstellen:

Stromnetz → Hausanschluss → Verteilung → Wallbox → Ladekabel → Fahrzeuganschluss → Bordladegerät → Batteriemanagementsystem → Hochvoltbatterie

Jedes dieser Elemente kann die tatsächlich erreichbare Leistung begrenzen.

Deshalb genügt es nicht, nur die Kilowattangabe der Wallbox zu betrachten. Auch das Fahrzeug, die Installation und das passende Ladegerät für das Elektroauto müssen zusammenpassen.

Umwandlung von Wechselstrom in Gleichstrom

Die AC/DC-Umwandlung erfolgt in mehreren elektronischen Stufen.

Zunächst wird der eingehende Wechselstrom gleichgerichtet. Danach wird die Spannung auf das Niveau angepasst, das die Fahrzeugbatterie in diesem Moment benötigt.

Dabei muss das OBC:

• die Ausgangsspannung präzise regeln;

• die Stromaufnahme kontrollieren;

• den Leistungsfaktor verbessern;

• elektromagnetische Störungen begrenzen;

• elektrische Isolation gewährleisten;

• Wärme abführen;

• auf Steuerbefehle des Fahrzeugs reagieren.

Das Bordladegerät arbeitet nicht immer mit derselben Ausgangsspannung oder derselben Stromstärke. Es passt seine Betriebsparameter laufend an die Anforderungen des Batteriemanagementsystems an.

Ein hochwertiges OBC kann einen großen Teil der aus dem Netz aufgenommenen Energie in nutzbare Batterieenergie umwandeln. Ein Teil geht dennoch unvermeidbar als Wärme oder als Verbrauch der Nebenaggregate verloren.

Kommunikation zwischen Wallbox und Elektroauto

Ein häufiges Missverständnis lautet: Eine Wallbox mit 22 kW drückt 22 kW in jedes angeschlossene Fahrzeug.

So funktioniert das Laden nicht.

Die Wallbox teilt dem Auto lediglich mit, welche maximale Stromstärke sie unter den aktuellen Bedingungen zur Verfügung stellen kann. Das Fahrzeug entscheidet selbst, wie viel davon es abruft.

Eine dreiphasige Wallbox mit 22 kW kann beispielsweise bis zu 32 A je Phase anbieten. Verfügt das Fahrzeug jedoch nur über ein dreiphasiges 11-kW-Bordladegerät, wird es in der Regel etwa 16 A pro Phase aufnehmen.

Die Ladeleistung beträgt dann ungefähr 11 kW.

Die Wallbox zwingt das Auto nicht dazu, die gesamte verfügbare Leistung zu nutzen. Sie setzt lediglich die obere Grenze.

Das sorgt dafür, dass an derselben Wallbox Fahrzeuge mit sehr unterschiedlichen Ladeleistungen sicher geladen werden können, beispielsweise:

• ein Plug-in-Hybrid mit 3,7 kW;

• ein einphasiges Elektroauto mit 7,4 kW;

• ein dreiphasiges Fahrzeug mit 11 kW;

• ein Fahrzeug mit einem 22-kW-OBC.

Rolle des Batteriemanagementsystems

Das Bordladegerät arbeitet eng mit dem Battery Management System, kurz BMS, zusammen.

Das BMS überwacht die Hochvoltbatterie und kontrolliert unter anderem:

• Zelltemperaturen;

• Gesamtspannung;

• Spannungen einzelner Zellgruppen;

• Ladezustand;

• maximal zulässigen Ladestrom;

• Zellbalance;

• Batteriezustand;

• Fehlermeldungen.

Das BMS gibt dem OBC vor, welche Leistung die Batterie in der jeweiligen Situation aufnehmen darf.

Ist die Batterie sehr kalt, kann die Leistung reduziert werden. Dasselbe gilt bei hohen Temperaturen oder einem sehr hohen Ladezustand.

Ein Elektroauto mit einem 11-kW-Bordladegerät lädt daher nicht zwangsläufig während der gesamten Sitzung konstant mit 11 kW.

Die 11 kW stellen die maximale technische Leistungsfähigkeit des OBC unter geeigneten Bedingungen dar. Die tatsächliche Leistung kann niedriger liegen.

Warum begrenzt das Bordladegerät die AC-Ladeleistung?

Was bedeutet die Nennleistung des OBC?

Die Nennleistung gibt an, wie viel Wechselstromleistung das Bordladegerät maximal in Gleichstrom umwandeln kann.

Typische Leistungswerte sind:

• 3,7 kW;

• 7,4 kW;

• 11 kW;

• 22 kW.

Je nach Fahrzeugplattform, Zielmarkt und Stromnetz kommen auch andere Werte vor.

Ein OBC mit 11 kW kann bei einer geeigneten dreiphasigen Versorgung ungefähr 11 kW aufnehmen und umwandeln.

Wird das Fahrzeug an eine 22-kW-Wallbox angeschlossen, bleibt die maximale AC-Leistung trotzdem bei 11 kW.

Die Leistung des Bordladegeräts ist ein konstruktiver Bestandteil des Fahrzeugs. Sie hängt ab von:

• Leistungshalbleitern;

• Kühlung;

• Verkabelung;

• Gehäusegröße;

• Hochvoltarchitektur;

• Software;

• Kosten;

• Gewicht.

Eine stärkere Wallbox erhöht die Leistung des OBC nicht. Auch ein Softwaremenü kann ein physisch auf 11 kW ausgelegtes Ladegerät normalerweise nicht in ein 22-kW-Gerät verwandeln.

Warum entspricht die Wallbox-Leistung nicht immer der Fahrzeugleistung?

Die Nennleistung einer Wallbox beschreibt ihre maximale technische Abgabe unter passenden Anschlussbedingungen.

Sie sagt nicht aus, dass jedes angeschlossene Fahrzeug diese Leistung nutzt.

Eine Wallbox mit 22 kW kann beispielsweise:

• etwa 22 kW an ein kompatibles Fahrzeug liefern;

• etwa 11 kW an ein Auto mit 11-kW-OBC liefern;

• etwa 7,4 kW an ein einphasiges Fahrzeug liefern;

• etwa 3,7 kW an einen entsprechend begrenzten Plug-in-Hybrid liefern.

Die Wallbox ist in allen Fällen dieselbe. Der Unterschied entsteht durch das Fahrzeug.

Man kann sich das wie eine Wasserleitung mit hoher möglicher Durchflussmenge vorstellen. Wie viel Wasser tatsächlich fließt, hängt auch vom angeschlossenen Rohr und vom geöffneten Ventil ab.

Die Wallbox stellt die Leistung zur Verfügung. Das Bordladegerät bestimmt, wie viel davon verarbeitet werden kann.

Das schwächste Glied bestimmt die Ladeleistung

Die reale Ladeleistung richtet sich immer nach dem begrenzenden Element der gesamten Ladekette.

Mögliche Begrenzungen sind:

• Leistung des Hausanschlusses;

• Absicherung;

• Kabelquerschnitt;

• einphasige oder dreiphasige Versorgung;

• Einstellung der Wallbox;

• Ladekabel;

• Bordladegerät;

• Fahrzeugsoftware;

• dynamisches Lastmanagement;

• Batterietemperatur;

• Ladezustand.

Beispiel 1:

• Wallbox: 22 kW

• Installation: dreiphasig, ausreichend dimensioniert

• Fahrzeug-OBC: 11 kW

Ergebnis: Das Auto lädt mit maximal rund 11 kW.

Beispiel 2:

• Wallbox: auf 7,4 kW begrenzt

• Installation: ausreichend

• Fahrzeug-OBC: 11 kW

Ergebnis: Die Wallbox begrenzt die Leistung auf rund 7,4 kW.

Beispiel 3:

• Wallbox: 11 kW

• Fahrzeug-OBC: 11 kW

• Lastmanagement gibt momentan 6 kW frei

Ergebnis: Das Fahrzeug lädt vorübergehend mit ungefähr 6 kW.

Die tatsächliche Leistung ist also das Ergebnis des gesamten Systems.

Was passiert, wenn die Wallbox stärker als das Bordladegerät ist?

Ist die Wallbox leistungsfähiger als das OBC, nimmt das Fahrzeug nur die Leistung auf, die es verarbeiten kann.

Ein Auto mit einem 11-kW-Bordladegerät wird an einer 22-kW-Wallbox normalerweise weiterhin mit maximal 11 kW laden.

Die Wallbox liefert nicht automatisch 22 kW. Sie stellt lediglich bis zu 22 kW bereit.

Die übrige Kapazität wird:

• nicht verbraucht;

• nicht in Wärme umgewandelt;

• nicht verschwendet;

• nicht in das Fahrzeug gedrückt.

Das System verhält sich damit genauso, wie es konstruiert wurde.

Was passiert, wenn die Wallbox schwächer als das OBC ist?

Ist die Wallbox schwächer ausgelegt, wird sie zum begrenzenden Element.

Ein Fahrzeug mit einem 11-kW-OBC lädt an einer Wallbox mit 7,4 kW höchstens mit etwa 7,4 kW.

Das Auto könnte technisch mehr aufnehmen, die Infrastruktur stellt diese Leistung jedoch nicht bereit.

Das muss kein Nachteil sein.

Wenn ein Fahrzeug beispielsweise jede Nacht acht bis zehn Stunden auf dem Stellplatz steht, kann auch eine niedrigere Ladeleistung ausreichen, um die im Alltag verbrauchte Energie nachzuladen.

Die beste Wallbox ist deshalb nicht automatisch die stärkste. Entscheidend ist, ob sie zum Fahrprofil, zur Elektroinstallation und zu den zukünftigen Anforderungen passt.

Einphasiges und dreiphasiges Bordladegerät: die Unterschiede

Wie funktioniert einphasiges Laden?

Ein einphasiges OBC nutzt eine Phase des Stromnetzes.

Bei einer Spannung von etwa 230 V ergeben sich typische Leistungswerte von:

• rund 2,3 kW bei 10 A;

• rund 3,7 kW bei 16 A;

• rund 7,4 kW bei 32 A.

Die tatsächliche Leistung kann je nach Netzspannung, Fahrzeug und Wallbox geringfügig abweichen.

Einphasiges Laden kommt häufig vor bei:

• Plug-in-Hybriden;

• älteren Elektrofahrzeugen;

• kompakten Elektroautos;

• Fahrzeugen für Märkte mit überwiegend einphasiger Hausversorgung.

Eine einphasige Wallbox kann für diese Fahrzeuge eine passende Lösung sein.

In Deutschland verfügen Wohngebäude zwar typischerweise über einen dreiphasigen Netzanschluss, einzelne Verbraucher können jedoch einphasig betrieben werden. Dabei müssen die zulässige Stromstärke und die mögliche Schieflast berücksichtigt werden.

Wie funktioniert dreiphasiges Laden?

Ein dreiphasiges Bordladegerät nutzt alle drei Außenleiter des Drehstromnetzes.

Bei einer Netzspannung von 230/400 V ergeben sich typischerweise:

• etwa 11 kW bei 16 A pro Phase;

• etwa 22 kW bei 32 A pro Phase.

Dreiphasiges Laden verteilt die Leistung auf drei Phasen und ermöglicht dadurch höhere Ladeleistungen bei moderater Stromstärke je Leiter.

Viele aktuelle Elektroautos verfügen serienmäßig über ein 11-kW-OBC.

Eine Leistung von 22 kW ist seltener, weil ein entsprechend dimensioniertes Bordladegerät:

• größer ist;

• mehr kostet;

• schwerer sein kann;

• eine stärkere Kühlung benötigt;

• zusätzlichen Bauraum beansprucht.

Wer eine dreiphasige Wallbox installiert, kann deren volle Leistung nur nutzen, wenn auch das Fahrzeug dreiphasiges Laden unterstützt.

Was passiert, wenn ein einphasiges Auto an einer dreiphasigen Wallbox lädt?

Ein einphasiges Fahrzeug kann normalerweise an einer dreiphasigen Wallbox geladen werden, sofern Stecker und Ladestandard kompatibel sind.

Das Auto nutzt jedoch nur eine Phase.

Akzeptiert es maximal 7,4 kW einphasig, kann es diesen Wert nur erreichen, wenn:

• die Wallbox 32 A auf der verwendeten Phase bereitstellen kann;

• der Stromkreis entsprechend ausgelegt ist;

• die Fahrzeugsoftware 32 A zulässt;

• keine andere Begrenzung aktiv ist;

• die Anforderungen an die Phasenbelastung eingehalten werden.

Je nach Konfiguration kann das Fahrzeug deshalb trotz einer 22-kW-Wallbox nur mit 3,7 oder 7,4 kW laden.

Das bedeutet nicht, dass die Wallbox defekt ist.

Was passiert, wenn ein dreiphasiges Auto einphasig angeschlossen wird?

Viele dreiphasige Elektroautos können auch an einer einphasigen Versorgung laden.

Die dabei erreichbare Leistung ist jedoch modellabhängig.

Ein Fahrzeug mit 11-kW-OBC kann einphasig beispielsweise:

• mit 3,7 kW laden;

• mit 7,4 kW laden;

• auf einen anderen Wert begrenzt sein.

Einige Fahrzeuge können auf einer Phase 32 A aufnehmen. Andere beschränken sich einphasig auf 16 A.

Aus der maximalen dreiphasigen Ladeleistung lässt sich daher nicht automatisch die einphasige Leistung ableiten.

Wie lässt sich erkennen, ob das Auto ein- oder dreiphasig lädt?

Die zuverlässigste Informationsquelle ist die technische Dokumentation des konkreten Fahrzeugs.

Gesucht werden sollten Angaben wie:

• maximale AC-Ladeleistung;

• Bordladegerät;

• On-Board-Charger;

• OBC;

• einphasige Ladeleistung;

• dreiphasige Ladeleistung;

• maximaler Strom pro Phase.

Wichtig ist die genaue Fahrzeugversion.

Innerhalb einer Modellreihe können Unterschiede bestehen nach:

• Baujahr;

• Batterievariante;

• Ausstattung;

• Zielmarkt;

• Sonderausstattung;

• Modellpflege.

Ein 11-kW-OBC kann beispielsweise in einer Ausstattung serienmäßig sein, während es bei einer anderen Version als Option bestellt werden musste.

Welche Leistungen sind bei Bordladegeräten üblich?

Bordladegerät mit 3,7 kW

Ein OBC mit 3,7 kW arbeitet bei 230 V üblicherweise einphasig mit etwa 16 A.

Diese Leistung findet sich häufig bei:

• älteren Elektroautos;

• kleinen Elektrofahrzeugen;

• Plug-in-Hybriden;

• Fahrzeugen mit relativ kleinen Batterien.

Bei einer kleinen Batterie kann eine Ladeleistung von 3,7 kW für das Laden über Nacht vollkommen genügen.

Bei einer großen Batterie verlängert sich die Ladezeit dagegen deutlich.

Wird ein solches Fahrzeug an eine Wallbox mit 11 oder 22 kW angeschlossen, bleibt die maximale Aufnahmeleistung bei rund 3,7 kW.

Bordladegerät mit 7,4 kW

Ein 7,4-kW-OBC arbeitet meist einphasig mit bis zu 32 A.

Gegenüber einem 3,7-kW-Ladegerät kann es die theoretische Ladezeit ungefähr halbieren, sofern die Installation die erforderliche Stromstärke bereitstellen darf.

In Deutschland ist eine einphasige Dauerlast von 32 A nicht in jeder Installation ohne Weiteres sinnvoll oder zulässig. Die konkrete Ausführung muss deshalb von einem Elektrofachbetrieb geprüft werden.

Bei der Planung müssen unter anderem berücksichtigt werden:

• Hausanschluss;

• Netzbetreibervorgaben;

• Phasenaufteilung;

• Leitungslänge;

• Kabelquerschnitt;

• Absicherung;

• weitere elektrische Verbraucher.

Bordladegerät mit 11 kW

Das 11-kW-Bordladegerät ist bei modernen Elektroautos besonders verbreitet.

Es nutzt in der Regel drei Phasen mit jeweils 16 A.

Diese Konfiguration bietet einen guten Kompromiss zwischen:

• Ladegeschwindigkeit;

• Bauteilgröße;

• Kosten;

• Kühlbedarf;

• Netzverträglichkeit;

• Alltagstauglichkeit.

Mit 11 kW kann ein Elektroauto während einer längeren Standzeit zu Hause, am Arbeitsplatz oder im Hotel eine große Energiemenge nachladen.

Für viele Nutzer reicht diese Leistung aus, um die Batterie über Nacht vollständig oder zumindest bis zum gewünschten Zielwert zu laden.

Bordladegerät mit 22 kW

Ein 22-kW-OBC arbeitet üblicherweise dreiphasig mit 32 A je Phase.

Es kann die AC-Ladezeit gegenüber einem 11-kW-Gerät deutlich verkürzen, benötigt aber:

• eine entsprechend leistungsfähige Wallbox;

• einen geeigneten Stromkreis;

• ausreichende Anschlussleistung;

• die Zustimmung des Netzbetreibers, soweit erforderlich;

• ein Fahrzeug, das 22 kW tatsächlich unterstützt.

22-kW-Bordladegeräte sind vergleichsweise selten.

Für viele Fahrer ist der praktische Mehrwert begrenzt, weil das Fahrzeug ohnehin mehrere Stunden oder die ganze Nacht steht.

Warum sind 11-kW-OBCs so verbreitet?

Die Leistung von 11 kW hat sich bei vielen Herstellern als sinnvoller Mittelweg etabliert.

Aus Herstellersicht ermöglicht sie:

• kleinere Komponenten als bei 22 kW;

• geringeres Gewicht;

• weniger Wärmeentwicklung;

• einfachere Integration;

• niedrigere Kosten.

Aus Nutzersicht bietet sie:

• deutlich kürzere Ladezeiten als 3,7 kW;

• gute Eignung für das Laden über Nacht;

• dreiphasige Lastverteilung;

• Kompatibilität mit vielen privaten und gewerblichen Wallboxen.

Auch in Deutschland sind 11-kW-Wallboxen weit verbreitet, da sie für viele Haushalte und Fahrzeuge eine alltagstaugliche Lösung darstellen.

Warum variiert die AC-Leistung innerhalb derselben Modellreihe?

Nicht jedes Fahrzeug mit derselben Modellbezeichnung besitzt zwangsläufig dasselbe Bordladegerät.

Unterschiede können entstehen durch:

• Modelljahr;

• Ausstattungslinie;

• Batteriegröße;

• Softwaregeneration;

• Zielmarkt;

• optionales Ladepaket.

Ein Modell kann beispielsweise serienmäßig mit 7,4 kW ausgestattet sein und 11 kW als Sonderausstattung anbieten.

Bei einer späteren Modellpflege kann der Hersteller die Ladeleistung erhöhen oder die einphasige Stromaufnahme verändern.

Vor der Auswahl der Wallbox sollte deshalb immer die konkrete Fahrzeugkonfiguration geprüft werden.

22-kW-Wallbox und 11-kW-Auto: Welche Leistung wird genutzt?

Warum bleibt das Fahrzeug auf 11 kW begrenzt?

Wird ein Auto mit 11-kW-Bordladegerät an eine 22-kW-Wallbox angeschlossen, bleibt die maximale AC-Ladeleistung in der Regel bei etwa 11 kW.

Die Wallbox signalisiert dem Fahrzeug, dass bis zu 22 kW verfügbar wären. Das Fahrzeug fordert jedoch nur die Leistung an, die sein OBC umwandeln kann.

Die 22 kW beschreiben die Kapazität der Infrastruktur.

Die 11 kW beschreiben die maximale AC-Verarbeitung des Fahrzeugs.

Eine stärkere Wallbox kann die technische Grenze des Bordladegeräts nicht aufheben.

Kann eine stärkere Wallbox das Auto beschädigen?

Nein. Eine fachgerecht installierte und normgerecht betriebene Wallbox beschädigt das Fahrzeug nicht, nur weil ihre Nennleistung höher ist.

Die Kommunikation zwischen Wallbox und Fahrzeug sorgt dafür, dass die zulässige Stromstärke eingehalten wird.

Das Auto nimmt nur die Leistung auf, die es anfordert.

Vergleichbar ist dies mit einem elektrischen Netzteil, das mehr Strom bereitstellen könnte, als das angeschlossene Gerät benötigt. Das Gerät nimmt trotzdem nur den erforderlichen Strom auf.

Voraussetzung ist natürlich, dass:

• die Wallbox korrekt installiert ist;

• der Stromkreis richtig abgesichert ist;

• die Schutzmaßnahmen geeignet sind;

• die Anlage geprüft wurde.

Wird die ungenutzte Leistung verschwendet?

Nein.

Eine 22-kW-Wallbox verbraucht nicht permanent 22 kW.

Wenn das Fahrzeug mit 11 kW lädt, wird aus dem Netz ungefähr diese Leistung zuzüglich der normalen Verluste aufgenommen.

Die übrige Leistung bleibt lediglich als technische Reserve verfügbar.

Sie wird weder verbraucht noch in Wärme umgewandelt.

Wann kann eine 22-kW-Wallbox trotzdem sinnvoll sein?

Eine 22-kW-Wallbox kann sinnvoll sein, wenn zukünftige Anforderungen berücksichtigt werden sollen.

Mögliche Gründe sind:

• späterer Kauf eines Fahrzeugs mit 22-kW-OBC;

• Nutzung durch verschiedene Fahrzeuge;

• gewerblicher oder gemeinschaftlicher Ladepunkt;

• geplante Erweiterung der Ladeinfrastruktur;

• bereits vorhandener leistungsfähiger Anschluss;

• hohe tägliche Fahrleistung;

• kurze verfügbare Standzeiten.

Trotzdem sollte nicht automatisch die höchste Leistung gewählt werden.

Eine sorgfältige Auswahl berücksichtigt:

• das aktuelle Fahrzeug;

• zukünftige Fahrzeuge;

• tägliche Fahrstrecke;

• Standzeit;

• vorhandene Anschlussleistung;

• Installationskosten;

• Netzbetreibervorgaben.

Wie findet man heraus, wie viele AC-Kilowatt das Auto unterstützt?

Angaben im technischen Datenblatt

Die maximale AC-Ladeleistung ist normalerweise in den technischen Fahrzeugdaten angegeben.

Typische Begriffe sind:

• maximale AC-Ladeleistung;

• Ladeleistung Wechselstrom;

• Bordladegerät;

• On-Board-Charger;

• OBC;

• AC charging power.

Diese Angabe darf nicht mit der maximalen DC-Schnellladeleistung verwechselt werden.

Ein Auto kann beispielsweise:

• maximal 11 kW AC;

• gleichzeitig aber bis zu 150 kW DC

unterstützen.

Beide Werte beziehen sich auf unterschiedliche Ladeverfahren.

Angaben in der Bedienungsanleitung

Die Bedienungsanleitung kann zusätzliche Informationen enthalten, zum Beispiel:

• Zahl der unterstützten Phasen;

• maximale Stromstärke pro Phase;

• maximale einphasige Leistung;

• maximale dreiphasige Leistung;

• Anforderungen an das Ladekabel;

• einstellbare Strombegrenzungen;

• Verhalten bei unterschiedlichen Netzformen.

Diese Details helfen zu verstehen, warum das Fahrzeug nicht in jeder Situation die maximale Prospektleistung erreicht.

Unterschied zwischen AC-Leistung und DC-Schnellladeleistung

Beim AC-Laden findet die Umwandlung im Bordladegerät statt.

Beim DC-Laden wird der Wechselstrom bereits in der externen Schnellladestation in Gleichstrom umgewandelt.

Die DC-Ladesäule liefert den Gleichstrom anschließend direkt an das Hochvoltsystem des Fahrzeugs.

Eine Angabe von 150 kW DC bedeutet deshalb nicht, dass das Fahrzeug an einer heimischen Wallbox mit 150 kW laden kann.

Umgekehrt begrenzt ein 11-kW-OBC die DC-Schnellladeleistung nicht auf 11 kW.

Warum Baujahr und Ausstattung geprüft werden müssen

Die Ladeleistung kann sich innerhalb einer Modellreihe unterscheiden.

Für eine zuverlässige Prüfung sind hilfreich:

• Fahrzeug-Identifizierungsnummer;

• ursprüngliche Bestellkonfiguration;

• Datenblatt des Modelljahres;

• Herstellerportal;

• Ausstattungsübersicht;

• Angaben des Händlers.

Nur der Modellname reicht nicht immer aus.

Ladeanzeige von Fahrzeug und Wallbox richtig interpretieren

Viele Fahrzeuge und intelligente Wallboxen zeigen die aktuelle Leistung in Echtzeit an.

Diese Anzeige ist nützlich, aber nicht automatisch identisch mit der maximalen OBC-Leistung.

Ein Fahrzeug mit 11-kW-OBC kann vorübergehend nur 8 kW anzeigen, weil:

• ein Lastmanagement aktiv ist;

• andere Verbraucher im Gebäude laufen;

• die Batterie zu kalt ist;

• der Ladezustand hoch ist;

• eine Strombegrenzung eingestellt wurde;

• die Netzspannung schwankt.

Eine einzelne Ladesitzung reicht deshalb nicht aus, um die Nennleistung des Bordladegeräts zu bestimmen.

Warum lädt das Fahrzeug langsamer als die OBC-Leistung?

Die Elektroinstallation liefert nicht genug Leistung

Ein 11-kW-OBC kann nur dann 11 kW nutzen, wenn die Installation diese Leistung tatsächlich bereitstellt.

Begrenzend wirken können:

• Hausanschluss;

• Hauptsicherung;

• Anschlussleistung;

• Wallbox-Stromkreis;

• Kabelquerschnitt;

• Leitungslänge;

• Wallbox-Konfiguration;

• gleichzeitiger Stromverbrauch.

Wird im Gebäude gleichzeitig viel Strom genutzt, kann die Ladeleistung sinken.

Zu den typischen Verbrauchern gehören:

• Wärmepumpe;

• Elektroherd;

• Durchlauferhitzer;

• Klimaanlage;

• elektrische Warmwasserbereitung;

• weitere Elektrofahrzeuge.

Das Auto nutzt nur eine Phase

Ein Fahrzeug erreicht 11 kW normalerweise über drei Phasen.

Wird es einphasig versorgt, liegt die Leistung deutlich niedriger.

Auch eine fehlende Phase oder ein Fehler in der Installation kann dazu führen, dass das Fahrzeug nur einen Teil der erwarteten Leistung aufnimmt.

Lädt ein dreiphasiges Auto ungefähr mit einem Drittel des erwarteten Werts, sollte geprüft werden, ob alle drei Phasen vorhanden sind.

Im Fahrzeug oder in der Wallbox ist eine Begrenzung eingestellt

Viele Elektroautos erlauben eine Reduzierung des maximalen Ladestroms.

Auch Wallboxen können bei der Installation auf eine niedrigere Stromstärke eingestellt werden.

Solche Begrenzungen sind sinnvoll, um:

• den Hausanschluss zu schützen;

• Ladezeiten gezielt zu steuern;

• Lastspitzen zu vermeiden;

• Solarstrom besser zu nutzen;

• Stromtarife zu berücksichtigen.

Wurde eine solche Einstellung vergessen, entsteht jedoch schnell der Eindruck, die Wallbox oder das Bordladegerät arbeite nicht richtig.

Dynamisches Lastmanagement reduziert die Leistung

Eine intelligente Wallbox kann die Ladeleistung automatisch an den aktuellen Verbrauch des Gebäudes anpassen.

Steigt der Verbrauch im Haus, wird dem Fahrzeug vorübergehend weniger Leistung zugeteilt.

Sinkt der Verbrauch wieder, kann die Wallbox die Ladeleistung erhöhen.

Dieses Verhalten ist gewollt. Es verhindert Überlastungen und hilft, die vorhandene Anschlussleistung effizienter zu nutzen.

In Deutschland kann zusätzlich eine netzorientierte Steuerung nach § 14a EnWG relevant sein. Bei einem lokalen Netzengpass darf der Netzbetreiber die Leistung einer steuerbaren privaten Ladeeinrichtung zeitweise reduzieren. Das normale Laden bleibt grundsätzlich möglich; die übrigen Haushaltsverbraucher sind davon nicht betroffen.

Batterietemperatur und Ladezustand beeinflussen die Leistung

Die Batterie akzeptiert nicht unter allen Bedingungen dieselbe Leistung.

Bei sehr niedrigen Temperaturen muss sie möglicherweise zunächst erwärmt werden.

Bei hohen Temperaturen kann eine Leistungsreduzierung erforderlich sein, um die Zellen zu schützen.

Auch bei einem hohen Ladezustand kann die Leistung sinken.

Beim AC-Laden ist dieser Effekt oft weniger deutlich als beim DC-Schnellladen, er kann aber trotzdem sichtbar sein.

Momentanleistung und Nennleistung sind nicht dasselbe

Die Nennleistung des OBC ist der maximal mögliche Wert.

Die aktuelle Leistung kann im Laufe der Sitzung schwanken.

Gründe sind:

• Netzspannung;

• Batterietemperatur;

• Ladezustand;

• Lastmanagement;

• Fahrzeugsoftware;

• Nebenverbraucher;

• Kühlung oder Heizung.

Eine vorübergehend niedrigere Leistung ist deshalb nicht automatisch ein Fehler.

Weitere Ursachen erklärt der Daze-Ratgeber dazu, was das Laden eines Elektroautos verlangsamt.

Bordladegerät und DC-Schnellladen

Warum wird das OBC beim AC-Laden benötigt?

Beim AC-Laden erreicht Wechselstrom das Fahrzeug.

Dieser Strom muss im Fahrzeug in Gleichstrom umgewandelt werden, bevor er in der Batterie gespeichert werden kann.

Diese Aufgabe übernimmt das Bordladegerät.

Seine Nennleistung begrenzt deshalb die AC-Ladeleistung.

Ein Auto mit einem 11-kW-OBC kann an einem AC-Ladepunkt normalerweise nicht schneller als mit 11 kW laden.

Was ist beim DC-Laden anders?

Bei einer DC-Schnellladestation findet die Umwandlung außerhalb des Fahrzeugs statt.

Die Ladestation enthält leistungsstarke Gleichrichtermodule. Sie wandelt Netzwechselstrom in geregelten Gleichstrom um.

Dieser Gleichstrom wird anschließend über das Ladekabel an das Hochvoltsystem des Fahrzeugs übertragen.

Das Bordladegerät übernimmt in diesem Fall nicht die Hauptumwandlung.

Warum kann ein Auto mit 11-kW-OBC in DC viel schneller laden?

Die 11 kW beziehen sich ausschließlich auf die AC-Verarbeitung des Fahrzeugs.

Beim DC-Laden kann dasselbe Fahrzeug je nach Modell beispielsweise aufnehmen:

• 50 kW;

• 100 kW;

• 150 kW;

• 200 kW;

• mehr als 300 kW.

Die maximale DC-Leistung hängt ab von:

• Batteriechemie;

• Zelltechnik;

• Batteriespannung;

• Kühlsystem;

• Ladezustand;

• Batterietemperatur;

• Software;

• Aufbau des Hochvoltsystems.

AC- und DC-Leistung müssen daher getrennt betrachtet werden.

Maximale AC-Leistung und DC-Ladekurve

Beim AC-Laden kann die Leistung über längere Zeit relativ konstant bleiben, solange keine Begrenzung eingreift.

Beim DC-Laden folgt die Leistung einer ausgeprägteren Ladekurve.

Zu Beginn oder bei niedrigem Ladezustand kann das Fahrzeug eine hohe Leistung aufnehmen. Mit zunehmendem Ladezustand sinkt die Leistung meist.

Die maximale DC-Angabe des Herstellers wird daher häufig nur in einem begrenzten Bereich erreicht.

Der Zusammenhang zwischen Ladezustand und Leistung wird im Artikel über die Ladekurve eines Elektroautos ausführlicher erklärt.

Wie beeinflusst das Bordladegerät Ladezeit und Wirkungsgrad?

Verhältnis zwischen Batteriekapazität und Ladeleistung

Je höher die effektive AC-Ladeleistung ist, desto schneller kann eine bestimmte Energiemenge theoretisch geladen werden.

Eine einfache Näherung lautet:

Ladezeit = nachzuladende Energie ÷ durchschnittliche Ladeleistung

Müssen beispielsweise 55 kWh geladen werden und liegt die tatsächliche Leistung bei 11 kW, ergibt sich rechnerisch eine Dauer von etwa fünf Stunden.

Diese Rechnung ist jedoch idealisiert.

Die reale Ladezeit wird zusätzlich beeinflusst durch:

• Ladeverluste;

• Batterietemperatur;

• Schwankungen der Leistung;

• Ladezustand;

• Nebenverbraucher;

• Zellenausgleich;

• Einstellungen im Fahrzeug.

Unterschied zwischen theoretischer und tatsächlicher Ladezeit

Die aus dem Netz bezogene Energiemenge entspricht nicht vollständig der Energie, die später in der Batterie gespeichert ist.

Ein Teil wird benötigt für:

• Bordelektronik;

• Pumpen;

• Lüfter;

• Batteriekühlung;

• Batterieheizung;

• Steuergeräte;

• Kommunikationssysteme.

Dazu kommen Verluste bei der AC/DC-Umwandlung.

Die tatsächliche Sitzung dauert deshalb meist etwas länger als die einfache Division vermuten lässt.

Eine ausführlichere Übersicht bietet der Beitrag zu den Ladezeiten von Elektroautos.

Energieverluste bei der AC/DC-Umwandlung

Kein elektronischer Konverter arbeitet mit einem Wirkungsgrad von exakt 100 Prozent.

Ein Teil der aufgenommenen Energie wird als Wärme abgegeben oder von den aktiven Fahrzeugsystemen verbraucht.

Die Höhe der Verluste hängt ab von:

• Konstruktion des OBC;

• aktueller Leistung;

• Eingangsspannung;

• Temperatur;

• Kühlbedarf;

• Betriebszustand des Fahrzeugs.

Ein effizienteres Bordladegerät verringert die Differenz zwischen Netzbezug und gespeicherter Energie.

Ist sehr langsames Laden immer effizienter?

Nicht unbedingt.

Beim Laden bleiben verschiedene Fahrzeugsysteme aktiv. Diese benötigen eine gewisse Grundleistung, unabhängig davon, ob das Fahrzeug mit 2,3 oder 11 kW lädt.

Dauert der Ladevorgang sehr lange, wirken diese festen Verbraucher über einen längeren Zeitraum.

Dadurch kann der relative Energieverlust bei extrem niedriger Ladeleistung größer werden.

Das bedeutet nicht, dass immer mit der maximal möglichen Leistung geladen werden sollte.

Der optimale Wert hängt ab von:

• Fahrzeug;

• Bordladegerät;

• Temperatur;

• Stromtarif;

• Lastmanagement;

• verfügbarem Solarstrom;

• gewünschter Abfahrtszeit.

Wie wählt man eine Wallbox passend zum Bordladegerät?

Muss die Wallbox dieselbe Leistung wie das OBC haben?

Nein.

Die Wallbox kann:

• schwächer als das OBC sein;

• dieselbe Leistung haben;

• stärker als das OBC sein.

Ist die Wallbox schwächer, begrenzt sie den Ladevorgang.

Sind die Leistungen gleich, kann das Fahrzeug seine maximale AC-Leistung nutzen, sofern die Elektroinstallation ausreichend dimensioniert ist.

Ist die Wallbox stärker, nimmt das Auto weiterhin nur so viel Leistung auf, wie das Bordladegerät zulässt.

Wann ist eine stärkere Wallbox sinnvoll?

Eine stärkere Wallbox kann bei der Zukunftsplanung sinnvoll sein.

Beispiele:

• Ein Fahrzeugwechsel ist absehbar.

• Mehrere Autos sollen dieselbe Wallbox nutzen.

• Ein zweiter Ladepunkt ist geplant.

• Der Ladepunkt befindet sich in einem Unternehmen.

• Die Wallbox wird gemeinschaftlich genutzt.

• Die Installation ist bereits für höhere Leistung ausgelegt.

Eine 22-kW-Wallbox ist jedoch nicht automatisch die bessere Wahl.

Wenn das aktuelle und das zukünftige Fahrzeug höchstens 11 kW aufnehmen, kann eine 11-kW-Lösung vollkommen ausreichen.

Warum sollte ein späterer Fahrzeugwechsel berücksichtigt werden?

Wallboxen bleiben oft länger installiert als ein einzelnes Auto genutzt wird.

Wer heute einen Plug-in-Hybrid mit 3,7 kW fährt, kann in einigen Jahren auf ein Elektroauto mit 11 kW wechseln.

Eine konfigurierbare Wallbox und eine vorausschauend geplante Zuleitung können spätere Anpassungen vereinfachen.

Die Wallbox muss nicht von Anfang an mit der maximal möglichen Leistung betrieben werden. Sie kann zunächst begrenzt und später neu konfiguriert werden, sofern Netzanschluss und Installation dies zulassen.

Warum bleiben Netzanschluss und Phasen entscheidend?

Ein 11-kW-OBC allein reicht nicht aus, um mit 11 kW zu laden.

Erforderlich sind normalerweise:

• dreiphasige Versorgung;

• ausreichende Anschlusskapazität;

• geeignete Zuleitung;

• passender Leitungsschutz;

• geeigneter Fehlerstromschutz;

• kompatible Wallbox;

• fachgerechte Installation.

In Deutschland muss eine Wallbox vor der Inbetriebnahme dem örtlichen Netzbetreiber mitgeteilt werden. Bei einer Anschlussleistung von mehr als 12 kVA ist zusätzlich dessen Zustimmung erforderlich.

Neue private Wallboxen mit mehr als 4,2 kW fallen grundsätzlich unter die Regelungen für steuerbare Verbrauchseinrichtungen nach § 14a EnWG. Sie müssen entsprechend steuerbar eingebunden werden.

Planung, Errichtung und Änderung der Anlage gehören in die Hände eines beim Netzbetreiber eingetragenen Elektroinstallationsunternehmens.

Vor der Installation sollten geprüft werden:

• Zustand des Zählerschranks;

• verfügbare Anschlussleistung;

• Leitungslänge;

• Kabelquerschnitt;

• Schutzkonzept;

• Platz für Steuer- und Messtechnik;

• Einbindung eines Energiemanagementsystems;

• mögliche Photovoltaikanlage.

Der Daze-Ratgeber zeigt, was vor der Installation einer Ladestation für ein Elektroauto berücksichtigt werden sollte.

Die Rolle eines intelligenten Energiemanagements

Ein intelligentes Ladesystem passt die Fahrzeugleistung an die verfügbare Energie im Gebäude an.

Wenn wenig Strom im Haus verbraucht wird, kann mehr Leistung an das Auto gehen.

Wenn Wärmepumpe, Herd oder andere Großverbraucher aktiv sind, reduziert die Wallbox die Ladeleistung.

Dadurch lassen sich:

• Überlastungen vermeiden;

• Lastspitzen reduzieren;

• bestehende Anschlüsse besser nutzen;

• mehrere Ladepunkte koordinieren;

• Solarstrom gezielter einsetzen.

Bei mehreren Wallboxen kann Dynamic Power Sharing die verfügbare Leistung dynamisch zwischen den tatsächlich ladenden Fahrzeugen verteilen.

Ein Energiemanagementsystem kann zudem mit der netzorientierten Steuerung nach § 14a EnWG kombiniert werden. Dabei lässt sich die für steuerbare Verbraucher vorgegebene Gesamtleistung innerhalb des Gebäudes intelligent verteilen.

Wie erkennt man einen möglichen Defekt des Bordladegeräts?

Der AC-Ladevorgang startet nicht oder bricht ab

Ein defektes OBC kann dazu führen, dass:

• der Ladevorgang nicht startet;

• die Ladung nach kurzer Zeit abbricht;

• Fehlermeldungen erscheinen;

• bestimmte Leistungsstufen nicht funktionieren.

Dieselben Symptome können jedoch auch andere Ursachen haben:

• beschädigtes Ladekabel;

• verschmutzter Fahrzeuganschluss;

• fehlerhafte Wallbox;

• Problem mit der Erdung;

• ausgelöste Schutzeinrichtung;

• falsche Fahrzeugeinstellung;

• Kommunikationsfehler.

Deshalb sollte nicht vorschnell auf einen Defekt des Bordladegeräts geschlossen werden.

DC-Laden funktioniert, AC-Laden jedoch nicht

Kann das Fahrzeug an DC-Schnellladestationen laden, aber an mehreren AC-Ladepunkten nicht, kann das OBC zu den möglichen Fehlerquellen gehören.

Beim DC-Laden übernimmt die externe Station die Umwandlung. Der normale AC-Pfad über das Bordladegerät wird umgangen.

Dieses Verhalten ist kein endgültiger Beweis, liefert einer Werkstatt aber einen wichtigen Hinweis.

Die Leistung bleibt an verschiedenen Wallboxen ungewöhnlich niedrig

Lädt das Auto an mehreren kompatiblen AC-Punkten deutlich langsamer als erwartet, kommen verschiedene Ursachen infrage:

• softwareseitige Strombegrenzung;

• Ausfall einer Phase;

• thermisches Problem;

• Defekt einer OBC-Leistungsstufe;

• Kommunikationsfehler;

• Fehler im Hochvoltsystem.

Für eine erste Eingrenzung kann geprüft werden:

• Funktioniert das Auto an einer anderen Wallbox?

• Lädt ein anderes Auto an derselben Wallbox korrekt?

• Ändert sich das Verhalten mit einem anderen Kabel?

• Funktioniert das DC-Laden?

• Wird ein Fehlercode angezeigt?

Wie unterscheidet man OBC-, Kabel- und Wallboxfehler?

Ein systematischer Vergleich hilft, die Ursache einzugrenzen.

Wenn mehrere Fahrzeuge an derselben Wallbox Probleme haben, liegt die Ursache eher bei der Infrastruktur.

Funktioniert nur ein bestimmtes Fahrzeug nicht, kann die Ursache im Fahrzeug liegen.

Ist das Problem nach einem Kabelwechsel verschwunden, war wahrscheinlich das Kabel betroffen.

Eine sichere Diagnose erfordert dennoch:

• Auslesen des Fehlerspeichers;

• elektrische Messungen;

• Prüfung des Ladeanschlusses;

• Kontrolle der Phasen;

• Untersuchung durch eine qualifizierte Werkstatt.

Wann sollte eine Werkstatt eingeschaltet werden?

Eine professionelle Prüfung ist sinnvoll, wenn:

• das AC-Laden an mehreren Stationen nicht möglich ist;

• Ladevorgänge regelmäßig abbrechen;

• die Leistung dauerhaft ungewöhnlich niedrig bleibt;

• eine Phase nicht genutzt wird;

• Warnmeldungen im Fahrzeug erscheinen;

• DC-Laden funktioniert, AC-Laden aber nicht.

Das Bordladegerät gehört zum Hochvoltsystem des Fahrzeugs.

Es darf nicht in Eigenregie geöffnet, verändert oder repariert werden.

Bordladegerät im Elektroauto: die wichtigsten Punkte

Das Bordladegerät ist ein zentrales Bauteil beim Laden mit Wechselstrom.

Es wandelt den Wechselstrom aus der Wallbox in Gleichstrom um, den die Hochvoltbatterie speichern kann.

Seine Nennleistung bestimmt die maximale AC-Leistung des Fahrzeugs.

Eine 22-kW-Wallbox lässt ein Auto mit 11-kW-OBC nicht automatisch mit 22 kW laden.

Gleichzeitig beschädigt eine stärkere Wallbox das Fahrzeug nicht. Das Auto nimmt nur die Leistung auf, die es verarbeiten kann.

Für die reale Ladeleistung sind mehrere Faktoren entscheidend:

• Bordladegerät;

• Wallbox;

• Elektroinstallation;

• Zahl der Phasen;

• Netzanschluss;

• Lastmanagement;

• Fahrzeugeinstellungen;

• Batteriezustand;

• Temperatur.

Die höchste technisch mögliche Ladeleistung ist nicht in jedem Fall die beste oder wirtschaftlichste Lösung.

Viel wichtiger ist, dass die Ladeinfrastruktur zum Alltag passt:

• Wie viele Kilometer werden täglich gefahren?

• Wie lange steht das Fahrzeug?

• Welche Leistung ist am Gebäude verfügbar?

• Gibt es weitere große Verbraucher?

• Ist eine Photovoltaikanlage vorhanden?

• Soll später ein anderes Fahrzeug geladen werden?

Eine intelligent konfigurierte Wallbox kann das Fahrzeug zuverlässig laden, ohne den Netzanschluss unnötig zu belasten.

So wird das Laden zu Hause komfortabler, planbarer und effizienter.

Häufig gestellte Fragen zum Bordladegerät

Was ist der On-Board-Charger eines Elektroautos?

Der On-Board-Charger ist ein im Fahrzeug verbautes elektronisches Ladegerät. Er wandelt den Wechselstrom einer Wallbox oder AC-Ladestation in Gleichstrom für die Hochvoltbatterie um.

Was ist der Unterschied zwischen Wallbox und Bordladegerät?

Die Wallbox stellt den Strom sicher und kontrolliert zur Verfügung. Das Bordladegerät befindet sich im Auto und führt die AC/DC-Umwandlung durch.

Wie erfahre ich, wie viele Kilowatt mein Auto in AC aufnehmen kann?

Die Information findet sich im technischen Datenblatt, in der Bedienungsanleitung oder in der Herstellerdokumentation unter Begriffen wie „maximale AC-Ladeleistung“, „Bordladegerät“, „On-Board-Charger“ oder „OBC“.

Kann ein 11-kW-Auto an einer 22-kW-Wallbox geladen werden?

Ja. Das Fahrzeug lädt normalerweise mit maximal 11 kW oder weniger, falls ein anderer Teil des Systems eine niedrigere Grenze vorgibt.

Warum lädt mein Auto nur mit 7,4 statt mit 11 kW?

Mögliche Gründe sind eine einphasige Versorgung, eine eingestellte Strombegrenzung, dynamisches Lastmanagement, fehlende Anschlussleistung oder die aktuelle Batterietemperatur.

Kann ein einphasiges Auto eine dreiphasige Wallbox nutzen?

Ja. Es nutzt jedoch normalerweise nur eine Phase und kann daher nicht die gesamte dreiphasige Leistung der Wallbox ausschöpfen.

Wird das Bordladegerät beim DC-Schnellladen verwendet?

Nicht für die hauptsächliche Stromumwandlung. Diese findet in der externen DC-Ladestation statt.

Ist ein 22-kW-OBC grundsätzlich besser als ein 11-kW-OBC?

Ein 22-kW-OBC kann die AC-Ladezeit verkürzen, wenn eine passende Infrastruktur vorhanden ist. Für viele Nutzer reichen 11 kW jedoch aus, um die benötigte Energie während einer längeren Standzeit nachzuladen.

Beeinflusst das Bordladegerät den Wirkungsgrad?

Ja. Sein Wirkungsgrad beeinflusst, welcher Anteil der aus dem Netz bezogenen Energie in der Batterie gespeichert wird. Auch Temperatur, Leistung und aktive Nebenaggregate spielen eine Rolle.

Kann die Leistung des OBC nachträglich erhöht werden?

Normalerweise nicht. Das Bordladegerät ist eng mit der Hochvoltarchitektur, Kühlung, Software und den Sicherheitssystemen des Fahrzeugs verbunden.

Woran erkennt man ein defektes Bordladegerät?

Mögliche Hinweise sind ausbleibendes AC-Laden, häufige Abbrüche, dauerhaft reduzierte Leistung oder fahrzeugseitige Fehlermeldungen. Eine Diagnose durch eine Fachwerkstatt ist erforderlich, da ähnliche Symptome auch von der Wallbox, dem Kabel oder der Elektroinstallation verursacht werden können.