ELEKTROMOBILITÄT EINFACH ERKLÄRT - Basiswissen zu Elektro-Fahrzeugen und Ladeinfrastruktur - Post Company Cars AG
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ELEKTROMOBILITÄT EINFACH ERKLÄRT Basiswissen zu Elektro-Fahrzeugen und Ladeinfrastruktur
BEGRIFFE AUS DER
E-MOBILITÄT
EV, BEV, HEV, PHEV, REX kW
EV steht für electric vehicle und bezeichnet Watt (W) bezeichnet die Energie, die pro
im allgemeinen Fahrzeuge, die mit elektri- Sekunde verbraucht wird (= Leistung).
scher Energie fahren. 1 Kilowatt (kW) entspricht 1000 Watt.
BEV steht für Battery Electric Vehicle, zu Beispiel:
deutsch Batterie-Elektrofahrzeug. Rein Eine Glühbirne mit 100 Watt (100 W) ver-
batterieelektrische Fahrzeuge überzeugen braucht doppelt soviel Strom wie eine 50
mit einem Wirkungsgrad von 74 – 90%. Watt-Birne, und zehnmal mehr als eine 10
Watt-Birne. Ein Tesla Model S leistet bei vol-
Ein Hybridelektrokraftfahrzeug (englisch hyb- ler Beschleunigung 515 kW, was ungefähr
rid electric vehicle, HEV) wird von mindestens 700 PS entspricht.
einem Elektromotor und einem weiteren
Energiewandler angetrieben. Es bezieht die kWh
Energie aus einer Batterie und aus einem
Betriebskraftstofftank. Kilowattstunde (kWh) bezeichnet die Leis-
tung über eine gewisse Zeit (= Energie-
Ein PHEV (englisch plugin hybrid electric menge).
vehicle) ist ein Hybrid mit grösserer Batterie
und der Möglichkeit diese an einem Stan- Beispiel:
dard-Stromanschluss (oder speziellem Lade- Eine Kilowattstunde bezeichnet die elek-
gerät) zu laden. Erst wenn die Batterie leer trische Energie, die beispielsweise während
ist, geht der Benzin- oder Dieselmotor an. einer Stunde ein eingeschaltetes Videogerät
von 1000 Watt verbraucht. Ein Elektrofahr-
Als Reichweitenverlängerer (englisch Range zeug verbraucht auf 100 Kilometer ca.
Extender = REX) werden zusätzliche Aggre- 15-25 kWh Strom.
gate in einem Elektrofahrzeug bezeichnet,
die die Reichweite des Fahrzeuges erhöhen. AC-Laden
Die am häufigsten eingesetzten REX sind
Verbrennungsmotoren, die einen Generator Um ein Elektroauto mit Wechselstrom (AC)
antreiben, der wiederum Akkumulator und zu laden, muss dieses mit einem Wechsel-
Elektormotor mit Strom versorgt. richter (Ladegerät) für die entsprechende
Leistung ausgestattet sein. Die Vorteile liegen
Elektromobilität Einfach erklärt 2
auf der Ladeinfrastruktur-Seite: Lastmanagement
– Günstige Infrastruktur für öffentliches und
privates Laden Unter Lastmanagement versteht man die ak-
– Geringer Platzbedarf der Ladeinfrastruktur tive Steuerung des Stromverbrauchs. Dabei
wird die vorhandene Leistung optimal verteilt
DC-Laden um kritische Lastspitzen zu brechen. Sollen
in einem Mehrfamilienhaus mit beschränkter
Spezieller Stecker am Fahrzeug, oftmals opti- Anschlussleistung mehrere Elektrofahrzeuge
onal. Mit Gleichstrom (DC) kann schneller gleichzeitig geladen werden, so lässt sich
geladen werden. Die Infrastruktur ist jedoch dank Lastmanagement in der Regel ein teu-
teuer und empfiehlt sich weniger für den pri- rer Ausbau des Hausanschlusses vermeiden.
vaten Einsatz.
– das Ladegerät befindet sich in der Verbrauch und Reichweite
Ladestation
– Kein integriertes Ladegerät im Auto Diese Werte variieren genau wie beim Ver-
notwendig brennerfahrzeug je nach Modell und Marke
– Höhere Ladeströme möglich des Fahrzeuges. Die Reichweite errechnet
– Kürzere Lade- und Standzeit, daher sich aus dem Verbrauch und der Batterie-
schnellere Reisefortsetzung und kapazität des Elektrofahrzeuges. Die reale
weniger Ladepunkte nötig Reichweite liegt erfahrungsgemäss rund
25% unter den Herstellerangaben.
Wandladestation
Beispiel:
Als Wandladestation oder Wallbox bezeich- Die Batteriekapazität eines Renault Zoe
net man eine an einer Wand befestigte Z.E.40 beträgt 41 kWh. Mit einem Ver-
Anschlussmöglichkeit zum Laden von Elekt- brauchswert von 15 kWh/100 km kann das
roautos. Eine Wallbox vereinfacht das Kabel- Fahrzeug rund 270 km zurücklegen. Unter
handling für den Anwender. Sie übernimmt realen Bedingungen verringert sich die Reich-
die sicherheitsrelevante Kommunikation mit weite aufgrund verschiedener Faktoren:
dem Fahrzeug und schaltet den Ladestrom. Temperatur, Fahrstil, Klimaanlage,
Je nach Ausführung können zusätzliche Bordelektronik.
Funktionen wie Freischaltung per RFID, Zah-
lungssysteme oder Messfunktionen integriert
werden.
Elektromobilität Einfach erklärt 3LADESITUATIONEN
zuhause am Arbeitsplatz im öffentlichen Raum unterwegs
Elektromobilität hat den Vorteil, dass sich Fahrzeuge praktisch überall aufladen lassen
Ladezeiten und Kosten Erwartungen und Prognosen
Zurzeit gibt es beim AC-Laden im öffentli- Der Fortschritt der Elektromobilität ist mit
chen Raum unterschiedliche Tarifsysteme verschiedenen Faktoren verknüpft. Dazu
(Verrechnung nach Energie, Stunden, Minu- gehören insbesondere die politischen Rahmen-
ten usw.). Neben den Kosten für den Lade- bedingungen samt CO2-Gesetzgebung und
strom fallen meist Parkgebühren an. Bei DC- Fördermassnahmen, der technologische Fort-
Schnelladestationen variieren die Preise. schritt bei den Antriebs-, Speicher- und Lade-
Grundsätzlich ist diese Art zu laden aber technologien sowie die Entwicklung bei den
eher teuer, da am Ladepunkt möglichst keine Gesamtkosten.
unnötigen Standzeiten entstehen sollen. Die
günstigste Lösung ist in jedem Fall das Laden Am 18.12.2018 unterzeichnete die Schwei-
zuhause oder am Arbeitsplatz, da das Fahr- zerische Post zusammen mit Vertretern aus
zeug hier die längste Zeit stillsteht. Politik und Wirtschaft die «Roadmap E-Mo-
bilität 2022». Die Roadmap verfolgt das Ziel,
den Anteil der Elektrofahrzeuge bei den
Neuzulassungen von Personenwagen in der
Schweiz bis 2022 von aktuell 2,7 Prozent auf
15 Prozent zu erhöhen. Zweck der Roadmap
ist es, verschiedene Akteure zu vernetzen,
die sich für die Elektromobilität einsetzen
und gemeinsam Massnahmen zu entwickeln.
Elektromobilität Einfach erklärt 4STECKERTYPEN
Typ 1 max. 240V 32A
Für 1-phasiges Laden an 230V Wechselstrom. An-
wendung vorwiegend in asiatischen Plug-In-
Hybrid- und E-Fahrzeugen, aber auch bei europäi-
schen und amerikanischen Fahrzeugen.
Einsatz nur fahrzeugseitig.
Ladeleistung: 3.7-7.4 kW, in der Schweiz nur
16A (Ampere) zulässig.
Typ 2 max. 480V 63A
Für 1- oder 3-phasiges Laden bei 230V oder 400V
Wechselstrom. Anwendung in europäischen Plug-
In-Hybrid- und E-Fahrzeugen und amerikanischen
Fahrzeugen.
Einsatz fahrzeug- und infrastrukturseitig.
Ladeleistung: 3.7-22 kW
CCS (Combo) AC bis 480V und DC bis 850V
Combined Charging System – Kombination aus Typ
2 Stecker (Wechselstrom bis 63A) mit 2-poligem
Stecker für Gleichstrom-Schnellladung (bis 125A) in
einem Gehäuse. Verbreitet bei deutschen
E-Fahrzeugen. Einsatz nur fahrzeugseitig.
CHAdeMo
Stecker für Gleichstrom-Schnellladung. Anwen-
dung vorwiegend bei asiatischen Plug-In-Hybrid-
und E-Fahrzeugen sowie bei deren europäischen
Partnern. Einsatz nur fahrzeugseitig.
Elektromobilität Einfach erklärt 5FAUSTREGELN
Stromkosten für 100 km:
4-6 Franken
entspricht 30%
der Benzinkosten
Ladegeschwindigkeit:
45 km /1 h (bei 11 kW)
90 km / 1 h (bei 22 kW)
200 km / 1 h (bei 50kW)
Verbrauch:
BMW i3: 20 kWh/100 km
Renault Zoe: 15 kWh/100 km
Tesla S: 25 kWh/100 km
6LADEINFRASTRUKTUR
ultra-
Ladeart
normales schnelles schnelles
Notladen Laden beschleunigtes Laden Laden Laden
1.8 kW 3.7 kW 11 kW 22 kW 50 kW 150 kW
Leistung
1-phasig 1-phasig 3-phasig 3-phasig bis 350 kW
8A 16A 16A 32A
Hardware
ICCB Wallbox Wallbox Ladesäule Ladesäule
Steckertyp
Haushalts Typ 1 / Typ 2 Typ 2 CCS / CCS /
Steckdose Typ 2 CHAdeMo CHAdeMo
Ladedauer für
Reichweite
100 km
12h 6h 1-2 h 1-2h 30 Min 10 Min
modus
Mode 2 Mode 3 Mode 4
Lade-
Elektromobilität Einfach erklärt 7HÄUFIG GESTELLTE
FRAGEN
Woher kommt der zusätzliche Strom zu gewinnen, verringern sich die Treibhaus-
für die Elektromobilität? gas-Emissionen im Vergleich zu einem her-
kömmlichen Fahrzeug um mehr als die
Laut Schätzungen liegt der zusätzliche Hälfte. Zudem kann die Batterie nach dem
Strombedarf nach Elektrifizierung der ge- Einsatz im Fahrzeug noch lange Jahre als sta-
samten CH-Mobilität bei etwa 20%. Dieser tionärer Speicher weiterverwendet werden.
Strom liegt zum jetzigen Zeitpunkt nicht in
100% nachhaltiger Form vor. Um diese Men- Wie gefährlich sind die Akkus?
ge an erneuerbarer Energie künftig zur Ver-
fügung stellen zu können, gibt es verschie- Eine undichte oder beschädigte Lithium-
dene Strategien. Neben dem Zubau neuer Ionen-Batterie produziert ätzende Flusssäure
PV-Anlagen und der Möglichkeit allzeit auf und gesundheitsschädigende Gase. Die unter
Energie aus dem privaten Batteriespeicher grössten Sicherheitsauflagen produzierten
zurückzugreifen, sehen Experten einen wei- und getesteten Fahrzeugbatterien sind je-
teren Schlüssel zum Erreichen dieses ambitio- doch nahezu unzerstörbar. Neuste Crash-
nierten Zieles vor allem in der Effizienz Tests (NHTSA) weisen den Tesla Model X als
steigerung bestehender Systeme sowie dem sichersten SUV überhaupt aus. Sicherheitsbe-
bewusst sparsameren Umgang mit Energie. denken betreffend der aktuell eingesetzten
Ein intelligentes Lademanagement ist eben- Akkus sind also unbegründet.
falls von zentraler Bedeutung, um hohe
Nachfragespitzen zu glätten. Woher stammt das Lithium?
Wie steht es um die CO2 Bilanz von Das Lithium in einem Fahrzeug-Akku macht
E-Fahrzeugen? nur etwa 1% des Batteriegewichtes aus und
entspricht in etwa 3 kg.
Zur gesamten Umweltbilanz gehört bekannt- Der Rohstoff stammt in erster Linie aus Boli-
lich nicht nur das lokale Fahren ohne Abga- vien, Argentinien und Chile (Lithium-Dreieck)
se, sondern auch die nötige Energie, um das und wird aus der lithiumhaltigen Lösung ver-
Auto herzustellen, zu fahren und später zu dunstender Salzseen gewonnen. Die Gewin-
rezyklieren. 35% der Umweltbelastung nung aller für die Batterie notwendigen Me-
durch Elektroautos entstehen beim Herstel- talle wie Lithium, Nickel, Kupfer, Aluminium
lungsprozess von Fahrzeug und Batterie. Die und Kobalt ist mit Treibhausgas- und Schad-
restlichen 65% bei der Produktion des benö- stoffemissionen verbunden und muss in der
tigten Fahrstroms. Wenn es gelingt, diesen Ökobilanz eines Elektrofahrzeuges berück-
Strom zu 100% aus erneuerbaren Energien sichtigt werden.
Elektromobilität Einfach erklärt 8Können die Akkus recycelt werden? Wie teuer ist die private
Ladeinfrastruktur?
Recyclingverfahren für Lithium-Ionen-Akkus
stecken noch in den Kinderschuhen. Und Diese Frage lässt sich nicht pauschal beant-
doch gibt es bereits sehr vielversprechende worten. Zu individuell sind zum einen die
Ansätze. Mobilitätsansprüche der Benutzer, zum
Der Fokus richtet sich vor allem auf die wert- anderen sind die bauseitige Ausgangslage
volleren Rohstoffe Kobalt und Nickel, weni- und allfällige installatorische Massnahmen
ger auf das Lithium selbst. Beim hydrometall- von Fall zu Fall zu prüfen. In der Praxis lässt
urgischen Recycling-Verfahren wird die sich durch den Einsatz von intelligenter Steu-
Batterie mechanisch zerkleinert und die erungssoftware der Beschaffungs- und Ins-
Metalle danach mit Chemikalien herausge- tallationsaufwand auf ein Minimum
löst. Der pyrometallurgische Prozess hinge- beschränken.
gen ist eine Hochtemperaturverbrennung.
Beide Verfahren sind relativ energieaufwän-
dig, verbessern sich jedoch in den kommen-
den Jahren.
Elektromobilität Einfach erklärt 9Post Company Cars Telefon 058 338 88 88 Stöckackerstrasse 50 www.post.ch/companycars 3030 Bern
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