In dieser Serie erfahren Sie alles, was Sie über das Laden von Elektroautos wissen müssen. Im ersten Teil werden die verschiedenen Ladeanschlüsse vorgestellt, an denen man ein Elektroauto oder Plug-in-Hybriden laden kann.

Neben standardisierten Stromanschlüssen, die extra für das Laden von E-Autos entwickelt wurden, kann man sein Fahrzeug auch an jeder genormten Haushalts- oder Industriesteckdose geladen werden, die nicht explizit für diesen Zweck entwickelt wurde. Man muss nur das entsprechende Ladeequipment dafür mitbringen. Die wohl einfachste – wenn auch nicht beste – Methode ist das Laden an einer herkömmlichen Haushaltssteckdose, auch „Schuko“-Steckdose genannt.

Der Schuko-Stecker

Unter der Norm-Bezeichnung CEE 7/3 verbirgt sich die in Deutschland handelsübliche Haushaltssteckdose, die auch als „Schuko“-Steckdose bezeichnet wird. „Schuko“ ist ein Akronym und steht für Schutzkontakt. Ein Schuko-Stecker. Auch wenn dieser kurzzeitig bis zu 16 A übertragen darf, sind die Steckdosen und die Hausinstallation meistens nur auf eine Dauerlast von 8 A bis 10 A ausgelegt.

Die Schuko-Steckdose verfügt über zwei Leistungskontakte (L und N) und zwei Schutzkontakte (PE = Protected Earth, Schutzleiter bzw. Erdleiter). N ist der Neutralleiter und stellt das Bezugspotential für den Leistungsanschluss L dar. Der Kontakt L ist die einzige Phase dieses Anschlusses. Über diesen Kontakt liegt der eigentliche Wechselstrom an, weshalb man auch von einphasigem Wechselstrom spricht. Dieser weist in Deutschland eine Spannung von 230 Volt und eine Frequenz von 50 Hz auf.

Empfohlene, maximale Ladeleistung an einer Schuko-Steckdose:

P = U x I = 230 V x 10 A = 2.300 W = 2,3 kW

Das Elektroauto kann an einer Schuko-Steckdose mit 1,8 kW (bei 8 Ampere) bzw. mit maximal 2,3 kW (bei 10 Ampere) geladen werden. Aufgrund der äußerst geringen Ladeleistung ist das Laden an einer Schuko-Steckdose extrem langsam. Zwar sind Schuko-Steckdosen sehr günstig und sie sind praktisch überall vorhanden, doch für das regelmäßige Laden sind sie ungeeignet. Als Notlösung in Ausnahmefällen kann man auf die Schuko-Steckdose zurückgreifen, weshalb in den meisten E-Fahrzeugen entsprechende Notladekabel mitgeliefert werden.

Technische Daten der Schuko-Steckdose

Der Campingstecker

Eine deutlich robustere Möglichkeit, ein Elektroauto oder einen Plug-in-Hybriden zu laden, stellt der sogenannte „blaue Campingstecker“ dar. Die Industrievariante der Schuko-Steckdose ist über die IEC 60309 genormt. Er ist häufig auf Campingplätzen zu finden, wo Wohnmobile angeschlossen werden können, woher auch der umgangssprachliche Name rührt. Er verfügt ebenfalls über einen Leiter L1 (einphasig) und über einen Neutralleiter N. Der Schutzleiter ist als großer, separater Kontakt ausgebildet.

Die blauen CEE-Steckdosen und -Stecker sind deutlich robuster als die Haushaltssteckdose. Die Kontakte werden über die blaue Kunststoffumrandung geschützt (bspw. wenn man das Kabel fallen lässt) und oft gibt es einen Spritzschutz an der Steckdose.

Die einzelnen Adern eines blauen CEE-Steckers. Der Leistungskontakts L1 darf maximal 16 A übertragen, was bei 230 V maximal 3,7 kW Ladeleistung ergibt. Die blaue CEE-Steckdose ist im Gegensatz zur Schuko-Steckdose auf eine Dauerbelastung von bis zu 16 Ampere ausgelegt. Damit sind Ladeleistungen von bis zu 3,7 kW möglich. Das Laden eines E-Fahrzeugs kann also fast doppelt so schnell – und vor allem deutlich sicherer – als an einer Haushaltssteckdose erfolgen. Für Plug-in-Hybride reichen die 3,7 kW in vielen Fällen aus, da diese meist nicht mit mehr als 3,7 kW laden können.

Maximale Ladeleistung an einer Camping-Steckdose:

P = U x I = 230 V x 16 A = 3.680 W ≈ 3,7 kW

Die blaue CEE-Steckdose findet man nicht allzu oft. Sie lässt sich jedoch relativ kostengünstig nachrüsten, da wie bei der Haushaltssteckdose nur eine Phase benötigt wird. Die meisten Garagen, in denen ein Stromanschluss vorhanden ist, können daher mit geringem Aufwand mit dieser Steckdose ausgerüstet werden. Über Nacht lässt sich so genug Energie für rund 200 Kilometer nachladen. Für fast alle Plug-in-Hybride reicht diese Ladeleistung aus, da sie meist nicht schneller laden können.

Der Drehstrom-Anschluss

Für schnellere Ladevorgänge kommt man an einer Drehstrom-Steckdose nicht vorbei. Diese verfügt gegenüber den davor beschriebenen Varianten über drei Phasen. Diese Phasen werden durchnummeriert und daher als L1 (Aderfarbe braun), L2 (schwarz) und L3 (grau) bezeichnet. Die Spannung zwischen den Phasen beträgt 400 Volt, weshalb man auch von einer 400-Volt-Steckdose spricht. Doch tatsächlich ist eine Drehstrom-Steckdose nur der Zusammenschluss dreier einzelner Phasen, die jeweils eine Wechselspannung von 230 Volt gegenüber dem Neutralleiter aufweisen.

Die rote Drehstrom-Steckdose gibt es in verschiedenen, standardisierten Leistungsklassen. Der Durchmesser des Steckers wächst mit steigender Leistung. Für Elektroautos interessant sind vor allem die Leistungsklassen mit 11 und 22 Kilowatt.

Die Leistung für einen 11-kW-Anschluss berechnet sich bei der Drehstrom-Steckdose so:

• P (L1) = U x I = 230 V x 16 A = 3.680 W ≈ 3,7 kW
• P (L2) = U x I = 230 V x 16 A = 3.680 W ≈ 3,7 kW
• P (L3) = U x I = 230 V x 16 A = 3.680 W ≈ 3,7 kW
• P (Summe) = P (L1) + P (L2) + P (L3) = 11.040 W ≈ 11 kW

Jede einzelnen Phase (L1, L2, L3) kann, je nach Steckergröße, bis zu 16 A, 32 A oder – in Hausinstallation sehr unüblich – sogar 63 A übertragen. Da jede Phase mit 230 V betrieben wird, ergibt sich eine Gesamtleistung von 11 kW, 22 kW oder eben 43 kW.

Bei einer 11-kW-Drehstrom-Steckdose stellt jede Phase 3,7 kW bereit. Entsprechend ist jede Phase mit 16 A abgesichert. Das entspricht übrigens auch der Anschlussleistung eines Herds.

Bei einem 22-kW-Anschluss ist die Stromstärke doppelt so hoch und liegt bei 32 Ampere. Höhere Leistungen sind für Hausinstallationen äußerst unüblich und höchstens noch im gewerblichen Bereich zu finden. Allerdings gibt es auch nur wenige und sehr teure Ladegeräte, die an solche 43-kW-Steckdosen angeschlossen werden können.

Für das schnelle Laden zu Hause ist der Drehstromanschluss ideal geeignet. Viele neue Elektroautos verfügen über dreiphasige Bordladegeräte, um das E-Auto mit 11 kW (und in manchen Fällen auch mit 22 kW) aufladen zu können. Allerdings muss hierfür auf jeden Fall eine separate Drehstromleitung (5-adriges Kabel) verlegt werden, weshalb die Nachrüstung teurer ist als bei den zuvor vorgestellten einphasigen Steckdosen. Doch selbst große E-Autos vom Schlage eines Audi e-tron oder Tesla Model S können hier in rund zehn Stunden – also über Nacht – komplett vollgeladen werden.

Der Typ-2-Anschluss

Die bisher vorgestellten Steckdosen und Stecker gibt es schon sehr lange und sie wurden nicht speziell für das Laden von E-Autos entwickelt. Daher benötigt man sogenannte „mobile Ladestationen“, um diese nutzen zu können. Deutlich einfacher ist das Laden von Elektroautos und Plug-in-Hybriden an einer Lademöglichkeit mit Typ-2-Steckdose. Die Typ-2-Steckdose und der Typ-2-Stecker wurden schließlich speziell für diesen Zweck entwickelt und sind der europaweite Standard-Anschluss für E-Autos.

Der Typ-2-Stecker geht auf einen Vorschlag vom Steckdosenhersteller Mennekes zurück, weshalb er manchmal auch als Mennekes-Stecker bezeichnet wird. Neben den fünf Leistungskontakten (analog dem roten Drehstromstecker) gibt es auch zwei Kommunikationskontakte (CP – Contact Pilot und PP – Proximity Pilot). Darüber kommuniziert das Elektroauto mit dem Ladepunkt. Über den Kontakt CP werden Informationen zum Ladevorgang übermittelt. Der PP-Kontakt dient zur Übermittlung des maximalen Ladestroms.

Zusätzlich gibt es beim Typ-2-Anschluss eine mechanische Verriegelung, weshalb der Stecker während des Ladevorgangs nicht einfach abgezogen werden kann. Der Stecker kann also nur vom Fahrzeug getrennt werden, wenn dieser spannungsfrei ist.

Die Leistungsübertragung ist analog dem roten CEE. Zusätzlich gibt es zwei Kommunikationskontakte (CP und PP).

In den meisten Fällen kann über den Typ-2-Anschluss mit einer Leistung von 11 kW (16 A) oder 22 kW (32 A) geladen werden. Manchmal gibt es auch Typ-2-Ladestationen mit 43 kW (63 A). Die volle Leistung können aber nur Fahrer einer frühen Renault Zoe ausnutzen, da die meisten E-Fahrzeuge am Drehstrom mit weniger Leistung laden. Nutzen können aber auch solche E-Autos den Typ-2-Anschluss mit höherer Leistung, der Ladestrom wird immer automatisch auf das „schwächste Glied“ in der Kette gedrosselt. Äußerlich unterscheiden sich die Typ-2-Steckdosen nicht voneinander. Man kann also nicht erkennen, welche Leistung der Ladepunkt zur Verfügung stellt.

Tesla ist beim Model S und Model X einen Sonderweg gegangen und nutzt den Typ-2-Stecker auch für das Laden mit Gleichstrom (die bisher vorgestellten Steckervarianten sind alle auf Wechsel- bzw. Drehstrom ausgelegt). Die Batterie eines E-Autos wird nämlich immer mit Gleichstrom geladen, weshalb das Bordladegerät im Fahrzeug den Wechselstrom in Gleichstrom umwandelt. Umgeht man dieses Nadelöhr und führt die Umwandlung außerhalb des Fahrzeugs, sprich in der Ladestation, durch, kann mit höheren Leistungen geladen werden, da es hier weniger Bauraum-, Kosten- und Gewichtsbeschränkungen gibt. Bei den Tesla-Superchargern mit Typ-2-Stecker sind Ladeleistungen von bis zu 150 kW möglich. Allerdings können nur besagte Tesla-Modelle an diesen Ladestationen laden.

Der Typ-2-Stecker ist der Standard-Stecker für Elektroautos in Europa. Alle neuen Elektroautos haben einen solchen Ladeanschluss. Auch an öffentlichen AC-Ladesäulen ist der Typ-2-Stecker Standard. Aufgrund der Kommunikationskontakte können Informationen zwischen E-Auto und Ladestation ausgetauscht werden, was bei den Industrie- oder Haushaltssteckdosen nicht möglich ist. Ein entsprechendes Typ-2-Ladekabel gehört daher in jedes Elektroauto.

Der Typ-1-Anschluss

Der Typ-1-Stecker ist das Pendant des Typ-2-Steckers aus den USA. Der Typ-1-Stecker wurde ebenfalls speziell für das Laden von Elektroautos entwickelt und verfügt daher auch über zwei Kommunikationskontakte. Bei früheren Elektroautos findet man die Typ-1-Ladedose noch bei amerikanischen, koreanischen oder japanischen Elektrofahrzeugen. Bei neuen Elektroautos ist er in Europa aber praktisch ausgestorben.

Der Typ-1-Stecker wurde für das Laden an einphasigem Wechselstrom entwickelt. In den USA und in Japan haben Häuser keinen Drehstromanschluss, weshalb es keine Notwendigkeit gibt, ein dreiphasiges System einzusetzen. Um an dem einphasigen Stecker eine vergleichsweise hohe Ladeleistung zu erzeugen, wird ein hoher Ladestrom benötigt. In Europa ist daher die maximale Ladeleistung üblicherweise auf 7,4 kW begrenzt: P = U x I = 230 V x 32 A = 7.360 W ≈ 7,4 kW

Der Typ-1-Stecker kann bis zu 32 A übertragen. Bei 230 V ergibt dies eine maximale Ladeleistung von 7,4 kW.

Je nach Version können mit dem Typ-1-Anschluss auch höhere Ladeströme übertragen werden. Theoretisch sind sogar bis zu 19,2 kW möglich, doch solche leistungsstarken, einphasigen Ladestationen gibt es in Europa nicht. Daher können die meisten E-Autos mit Typ-1-Anschluss mit maximal 7,4 kW aufgeladen werden. Wie der Typ-2-Stecker ist auch der Typ-1-Stecker mit einer mechanischen Verriegelung ausgestattet. Die Kommunikation über die Kontakte PP und CP ist identisch zum Typ 2, weshalb es einfache Adapter von Typ 2 auf Typ 1 gibt.

Wer ein Fahrzeug mit Typ-1-Anschluss hat, wird in manchen Fällen nicht mit voller Ladeleistung laden können. Für den vollen Ladestrom von 32 A wird ein Drehstromanschluss mit 22 kW benötigt (jede Phase bietet hier 32 A). Bei einer solchen Lademöglichkeit, kann das Elektrofahrzeug trotzdem nur einphasig geladen werden, also mit einem Drittel der eigentlich zur Verfügung stehenden Leistung. Beim Typ-1-Anschluss wird daher sehr deutlich, was passiert, wenn ein Ladesystem nicht auf die in einer Region bestehende Infrastruktur abgestimmt wird.

Es gibt übrigens auch einen Typ-3-Stecker. Dieser stammt aus Frankreich und ist dort noch teilweise zu finden. Er hat sich jedoch nicht durchgesetzt und wird auch nicht weiter ausgebaut. Auch hier kann man mit einem entsprechenden Adapterkabel sein E-Auto mit Typ-2-Anschluss laden.

Der CCS-Anschluss (Combined Charging System)

Der Typ-1- und der Typ-2-Anschluss wurden für das Laden mit Dreh- bzw. Wechselstrom entwickelt. Für höhere Ladeleistungen und damit verbundenen kürzeren Ladestopps benötigt man jedoch einen Ladeanschluss für das Laden mit Gleichstrom, da nur so die Batterie direkt und ohne Umweg über den Bordlader schnell und effizient geladen werden kann.

Das Combined Charging System (kurz: CCS) ist daher die Erweiterung für den Typ-1- und den Typ-2-Stecker für das Laden mit Gleichstrom. Ein CCS1-Stecker ist im Prinzip ein Typ-1-Stecker, der nur über die Kommunikationskontakte und den Schutzkontakt verfügt und zusätzlich zwei große Leistungskontakte aufweist. Gleiches gilt für den CCS2-Stecker, der eine Kombination aus Typ-2-Stecker und den DC-Anschlüssen für den Gleichstrom darstellt. Der Clue: Mit nur einer Ladedose am Auto kann sowohl mit Wechsel-, als auch mit Drehstrom geladen werden.

Über die Leistungskontakte DC+ und DC- wird die Batterie direkt mit Gleichstrom versorgt. Die üblichen Ladeleistungen betragen zwischen 50 kW und 350 kW.

Für den CCS-Stecker gibt es übrigens an den Ladesäulen keine Anschlussdose, sondern immer nur ein fest angeschlagenes Kabel. Für das Laden mit Gleichstrom benötigt man daher auch kein separates Ladekabel – sie sind immer Teil der Ladestation.

Praktisch alle DC-Ladesäulen in Europa (mit wenigen Ausnahmen) haben heute einen CCS-Anschluss. Frühere DC-Ladestationen boten meist nur 50 kW Ladeleistung, modernere Varianten haben aber oft schon 150 kW oder gar 350 kW.

Der CCS2-Anschluss ist in Europa der Standardanschluss für das Schnellladen. Die Anzahl der Ladepunkte mit CCS wächst kontinuierlich. Für Langstreckenfahrten ist der CCS-Anschluss daher unverzichtbar. Bei den meisten E-Autos ist er inzwischen serienmäßig verbaut, bei Kleinwagen (Renault Zoe, VW e-up!) kostet er jedoch teils noch Aufpreis. Selbst für manche Plug-in-Hybride gibt es inzwischen optional eine DC-Lademöglichkeit per CCS. Ein Extra, das man unbedingt hinzubestellen sollte. In den USA oder in Korea dominiert die CCS1-Variante, die in Europa nicht anzutreffen ist.

Der CHAdeMO-Anschluss

Der japanische Gegenentwurf für das Gleichstromladen ist der CHAdeMO-Anschluss. CHAdeMO steht für „Charge de Move“. Er spielt in Europa inzwischen nur noch eine untergeordnete Rolle, lediglich ältere, japanische und koreanische Elektrofahrzeuge können mit CHAdeMO geladen werden. Im Gegensatz zu CCS muss am Fahrzeug jeweils eine separate Ladedose für das Laden mit AC und eine Ladedose für das Laden mit DC (über CHAdeMO) verbaut werden.

Wie bei CCS ist bei CHAdeMO-Ladesäulen das Ladekabel immer fest angeschlagen. Es gibt also auch hier keine separaten CHAdeMO-Ladekabel. Über zwei Leistungskontakte (DC+ und DC-) wird der Ladestrom übertragen. Neben einem PE-Kontakt gibt es ganze sieben weitere Kommunikationspins, über die Fahrzeug und Ladesäule den Ladevorgang steuern und diverse Informationen austauschen können.

Die meisten CHAdeMO-Ladestationen in Europa stellen maximal 50 kW bereit. Eine Ausnahme sind Ladestationen mit bis zu 100 kW.

Gerade ältere DC-Ladesäulen sind sowohl mit einem CCS2- als auch mit einem CHAdeMO-Anschluss ausgerüstet. Neuere Gleichstrom-Ladepunkte werden aber fast ausschließlich nur noch mit CCS2-Anschlüssen aufgebaut. CHAdeMO ist damit ein aussterbender bzw. stark an Bedeutung verlierender Standard in Europa.

Da der CCS-Standard innerhalb kurzer Zeit für immer höhere Ladeleistungen weiterentwickelt wurde, zog CHAdeMO entsprechend nach. Bei der Weiterentwicklung hat sich CHAdeMO daher mit dem chinesischen GB/T-Standard zusammengetan und plant zukünftig Ladeleistungen von über 900 kW. Ob diese Ladestationen jemals in Europa installiert werden, ist aber sehr unwahrscheinlich. Hier wird der DC-Ladestandard für Pkw der CCS2-Stecker bleiben.

Die GB/T-Anschlüsse

Der chinesische GB/T-Standard umfasst Ladestecker und -dosen für das Laden mit Wechsel- und mit Gleichstrom und findet ausschließlich in China Verwendung. GB/T ist die Bezeichnung für chinesische Normen, so wie beispielsweise hierzulande DIN. Der Stecker für das Laden mit Wechsel- bzw. Drehstrom ähnelt einem invertierten Typ-2-Stecker. Die Funktionen sind daher auch identisch.

Der GB/T-Anschluss für Wechselstrom

Der GB/T-Anschluss für Gleichstrom

Neben dem Steckerstandard für die Wechselstromladung gibt es auch einen spezifischen Stecker für das Laden mit Gleichstrom. Der chinesische Schnelllade-Standard erinnert dabei ein wenig an CHAdeMO, hat aber mit diesem nichts zu tun. Erst in der nächsten Generation soll es eine Vereinheitlichung zwischen GB/T und CHAdeMO geben. Für die Übertragung des Ladestroms gibt es zwei Leistungskontakte (DC+ und DC-). Sechs zusätzliche Kontakte übernehmen verschiedene Kommunikationsaufgaben. So dienen beispielsweise die CC-Kontakte (CC1 und CC2 bzw. auch CP und CC), dazu, sicherzustellen, dass der Stecker richtig gesteckt ist und ein Laden möglich ist. Über die Kontakte S+ und S- erfolgt anschließend die Ladekommunikation zwischen Fahrzeug und Ladestation. Nicht fehlen darf der PE-Schutzkontakt. Zusätzlich gibt es die beiden optionalen Kontakte A+ und A-, über die die 12-Volt-Batterie während des Ladevorgangs geladen werden kann.

Der GB/T-DC-Ladestecker kann optional auch genutzt werden, um während des Ladevorgangs die 12V-Batterie zu laden.

Wie bei allen DC-Ladesteckern ist auch hier das Ladekabel fest mit der Ladesäule verbunden. GB/T-Schnellladesäulen befinden sich ausschließlich in China, weshalb man hierzulande nie eine öffentliche Ladesäule mit diesem Stecker finden wird.

Zusammenfassung

Auf den ersten Blick gibt es eine fast unübersichtliche Vielfalt an Steckern und Steckdosen, an denen ein E-Fahrzeug geladen werden kann. Doch beim genauen Hinschauen lässt sich die Zahl der wichtigen Anschlüsse für Europa auf zwei Stecker reduzieren. Der wichtigste und am weitesten verbreitete AC-Ladeanschluss in Deutschland und Europa ist der Typ-2-Anschluss, der von jedem modernen Elektrofahrzeug oder Plug-in-Hybriden unterstützt wird. Beim DC-Laden gilt das Gleiche für den CCS-Stecker.

Typ 1 und CHAdeMO sind die entsprechenden Pendats aus Asien und Nordamerika und sind vor allem für Bestandsfahrzeuge (Nissan Leaf, Kia Soul EV) relevant. Deren Verbreitung wird aber in den kommenden Jahren abnehmen. Die Standard-CEE-Steckdosen können darüber hinaus als zusätzliche Lademöglichkeit betrachtet werden. Um diese Steckdosen zum Laden nutzen zu können, benötigt man allerdings eine mobile Ladestation. Der Vorteil ist die sehr große Verbreitung, da es sie oft in Garagen oder Firmengeländen gibt.

Zum Laden nur bedingt geeignet ist die Schuko-Steckdose. Diese sollte man nur im Notfall nutzen, da Sie eine geringe Ladeleistung hat und auch sicherheitstechnisch keine ideale Lösung darstellt.

In Teil 2 erfahren Sie, welche Lademodi es gibt.