Fokus auf DC-Schnellladen für Elektrofahrzeuge (2023)

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DC-Schnellladen: eine Marktanalyse im Umbruch

Das Betanken eines Autos war früher ausschließlich Tankstellen vorbehalten. Mit EVs können Fahrer ihr Auto heute (theoretisch) dort laden, wo sie parken – eine neue Chance für viele Unternehmen.

Während die EV-Verkäufe steigen, ist die sogenannte Reichweitenangst zu einem wichtigen Hindernis für die breite Akzeptanz geworden. Die Sorge, mit leerer Batterie liegenzubleiben, hat viele potenzielle EV-Besitzer abgeschreckt. Die Einführung öffentlich zugänglicher Schnelllader an strategischen Standorten kann dieses Problem jedoch entschärfen.

Da die Elektrofahrzeug-(EV-)Branche weiter an Dynamik gewinnt, eröffnet sich Unternehmen eine einzigartige Gelegenheit, den rasant wachsenden Markt des DC-Schnellladens zu erschließen; viele erwägen Investitionen in DC-Schnellladelösungen.

Schauen wir uns die technische Seite an und verstehen wir die Schnellladetechnologie besser.

Was ist Gleichstrom-(DC-)Schnellladen?

DC-Schnellladen ist auch als Level-3-Laden bekannt und stellt die schnellste und leistungsstärkste derzeit verfügbare Ladeoption für Elektrofahrzeuge dar. DC-Ladegeräte können zwischen 50 kW und 400 kW bereitstellen und die Reichweite um 278 bis 480 Kilometer in nur einer Stunde erhöhen (abhängig von der maximalen DC-Ausgangsleistung sowie Batterie- und Fahrzeugparametern).

Laden mit Gleichstrom ermöglicht erheblich kürzere Ladezeiten als das deutlich langsamere Wechselstromladen (AC).

Um das einzuordnen:

• Bei Verwendung einer DC-Schnellladestation liegt die durchschnittliche Ladezeit für ein mittelgroßes Elektroauto zwischen 17 und 52 Minuten.
• Bei Verwendung einer AC-Ladestation liegt die durchschnittliche Ladezeit für ein mittelgroßes Elektroauto zwischen 1 Stunde 45 Minuten und 6 Stunden.

Dieser schnelle Vergleich lässt erkennen, welche Methode für Ihre Kundschaft wahrscheinlich attraktiver ist. Doch wie kann der Unterschied so groß sein?

Warum ist DC schneller als AC?

Ohne zu sehr ins Technische zu gehen: EV-Batterien – wie jede andere Batterie – können nur Gleichstrom (DC) speichern, während das Netz ausschließlich Wechselstrom (AC) liefert.

Daher muss AC in jedem Fall in DC umgewandelt werden, damit eine Batterie Energie speichern kann. Dass DC-Laden so viel schneller ist, hängt damit zusammen, wo diese Umwandlung erfolgt. Während das AC-Laden auf im Fahrzeug verbaute Wandler (Onboard-Charger) setzt, wandeln DC-Schnellladestationen den Wechselstrom bereits im Gerät in Gleichstrom um, bevor er in das Fahrzeug eingespeist wird.

Weitere Informationen zu den Unterschieden zwischen Wechselstrom und Gleichstrom finden Sie hier.

Wie hoch sind die Kosten einer DC-Ladestation?

Im Vergleich zu kommerziellen AC-Ladestationen spielen DC-Schnelllader in einer ganz anderen Liga und erfordern eine erhebliche Investition. Die exakten Investitionskosten hängen von mehreren Faktoren ab, etwa der maximalen Ausgangsleistung der Station, dem Standort sowie der Komplexität der Installation.

Als grobe Orientierung: Im Durchschnitt kostet eine DC-Ladestation etwa 50.000 Euro je Einheit, zuzüglich Installationskosten, die in der Regel 30 bis 50 % der gesamten Anfangskosten ausmachen.

Architektur von DC-Ladestationen

Wenn es um DC-Ladestationen geht, sollten Sie genau wissen, welche Dimensionen Ihre neue Station hat.

Ganz allgemein gibt es zwei Architekturtypen für DC-Ladestationen: in die Station integrierte Leistungsmodule und von der Station getrennte Leistungseinheiten.

Es ist entscheidend, die Unterschiede zwischen diesen beiden Architekturen zu verstehen, damit Unternehmen das jeweils passendste System für ihren Standort identifizieren können.

In die Station integrierte Leistungsmodule

Ein in die Station integriertes Leistungsmodule ist eine einzelne Einheit, die die für das Schnellladen erforderliche Elektronik, die Wandler und die Benutzeroberfläche vereint. Im Kern arbeitet sie nach der Installation eigenständig als Komplettsystem und bringt alles mit, was zum DC-Laden eines Fahrzeugs nötig ist.

Diese Ladestationen sind in der Lage, hohe Leistungen bereitzustellen – in der Regel zwischen 50 kW und 400 kW, je nach Modell und Technologie. Integrierte Leistungsmodule sind ideal für alle, die ein vollständig integriertes System auf bemerkenswert kleinem Raum installieren möchten.

Von der Station getrennte Leistungseinheiten

Getrennte Leistungseinheiten sind ein weiterer Typ von DC-Schnellladestationen. Sie bestehen aus zwei Schlüsselelementen: der Benutzereinheit und der Leistungseinheit.

Die Benutzereinheit

Die Benutzereinheit ist die Ladesäule, mit der der Kunde direkt interagiert. Sie ähnelt häufig einer typischen EV-Ladesäule, und den meisten Kunden ist nicht bewusst, dass sie Teil eines größeren Systems ist – die Interaktion erfolgt wie mit jeder anderen Ladesäule.

Die Leistungseinheit

Die separat installierte Energiequelle für die Ladesäule befindet sich häufig in einem nahegelegenen Gebäude. Sie übernimmt sämtliche elektrische Wandlung abseits des Kundenbereichs und ermöglicht dadurch größere Flexibilität bei der Installation oder beim Versetzen von Ladesäulen. Getrennte Systeme beanspruchen mehr Platz, können aber Leistungen von bis zu 600 kW bereitstellen.

Integrierte Leistungsmodule vs.
getrennte Leistungseinheiten

Nachdem Sie die beiden Architekturtypen kennen, stellt sich die Frage, welche Lösung den Anforderungen Ihres Unternehmens am besten entspricht. Die Antwort hängt von mehreren Faktoren sowie Ihren konkreten Bedürfnissen und Zielen ab. Zur groben Einordnung folgt ein kurzer Überblick über typische Nutzungsszenarien nach DC-Architektur.

Einsatz integrierter Leistungsmodule

Integrierte Leistungsmodule können je Station hohe Leistungen liefern und werden häufig an stark frequentierten Standorten wie Tankstellen oder in Ladehubs entlang von Autobahnen installiert.

Im Allgemeinen benötigen integrierte Leistungsmodule weniger Verkabelung, und die Installation ist weniger komplex. Außerdem lassen sich (präventive) Wartungsbedarfe optimieren, da jede Station separat angebunden ist.

Einsatz getrennter Leistungseinheiten

Getrennte Leistungseinheiten kommen häufiger im Einzelhandel, auf Parkplätzen oder an destinationsnahen Standorten zum Einsatz, wo mehrere Anschlüsse an einem Ort gebraucht werden und größere Flexibilität beim Versetzen von Ladestationen verlangt ist.

Allerdings hat die zusätzliche Leistung und Flexibilität auch Nachteile – nicht nur beim Platzbedarf. Getrennte Leistungseinheiten erfordern in der Regel mehr Verkabelung, die Installation ist komplexer, und der (präventive) Wartungsaufwand ist meist höher und weniger ideal. Bei Installation oder (präventiver) Wartung muss häufig die gesamte Anlage statt nur einer einzelnen Station angehalten werden.

DC-Ladekabel

DC-Ladestationen sind immer mit fest angeschlagenen Ladekabeln ausgestattet – und das aus gutem Grund. Oft wird fälschlich angenommen, die dickeren Kabel dienten ausschließlich der Sicherheit; das stimmt so nicht (für die Sicherheit sorgen andere Komponenten der Station).

Trockene – oft dickere – Kabel sind so ausgelegt, dass sie ein Leistungs-Derating vermeiden (wenn ein System unter seiner normalen Leistungsgrenze betrieben wird). So kann die maximale Leistung unter allen Umständen effizient bereitgestellt werden. Einige Kabel verfügen sogar über aktive Kühlung, um die hohen Leistungen optimal durch das Kabel zu führen.

Die Maximalleistung ist nicht immer die abgegebene Leistung

Ein oft übersehener Punkt: Hat eine DC-Station eine maximale Leistung von 300 kW, heißt das nicht, dass das Fahrzeug 300 kW erhält. Ein Elektrofahrzeug nutzt stets nur die maximale Leistung, die es sicher aufnehmen kann – unabhängig davon, was Ihre Station bereitstellt.

Fast alle modernen EVs sind mit DC-Laden kompatibel, doch die Leistung, die sie aufnehmen können, variiert stark in Abhängigkeit von der Batteriekapazität. Während manche Batterien bis zu 350 kW verkraften, akzeptieren andere nur 50 kW. Wichtig ist auch: Einige Fahrzeuge – etwa der Smart EQ Fortwo – sind mit kleineren oder älteren Batterien ausgestattet, die nicht für DC-Laden ausgelegt sind.
Weitere Informationen: Smart EQ Fortwo.

Beispielsweise hat das Tesla Model 3 eine maximale DC-Ladeleistung von 250 kW; wird es an einer 300-kW-Station geladen, kann es dennoch nur 250 kW aufnehmen.
Weitere Informationen: Tesla Model 3.

Gleichzeitiges Laden beeinflusst die Maximalleistung

Noch ein oft übersehener Aspekt: Die Maximalleistung bezieht sich auf die gesamte Station, nicht auf einzelne Ladepunkte. Wenn wir also eine 240-kW-DC-Station haben und zwei Tesla Model 3 gleichzeitig anschließen, können beide Fahrzeuge gleichzeitig nur je 120 kW erhalten.

DC-Stecker

DC-Ladestecker ermöglichen das schnelle Laden von EVs. Es gibt weltweit unterschiedliche Steckertypen, doch alle sind dafür ausgelegt, hohe Ladeleistungen zu unterstützen.

Eine kompatible Ladeinfrastruktur – einschließlich Stationen mit den passenden Steckern – ist für das DC-Schnellladen entscheidend. Diese Anschlüsse sind wichtig, um die Nutzung und Bequemlichkeit von EVs zu verbessern, Langstreckenfahrten zu ermöglichen und Ladezeiten für Fahrerinnen und Fahrer zu minimieren.

Gemeinsame Standards in verschiedenen Regionen

DC-Ladestecker variieren je nach regionalen Stromnetzen und den dort verbreiteten EV-Modellen.

Vereinigtes Königreich

Im Vereinigten Königreich ist das CCS (Combined Charging System) weit verbreitet. Es kombiniert AC- und DC-Laden und ermöglicht so langsames und schnelles Laden. CCS-Stecker besitzen zwei zusätzliche DC-Pins unterhalb der AC-Pins. Der CCS-Standard ist auch in der EU und in Nordamerika etabliert. Das Vereinigte Königreich und der Rest Europas nutzen die Variante CCS2, die USA CCS1.

Tesla-Stecker

Tesla verwendet einen eigenen Supercharger-Stecker, der ausdrücklich für das Schnellladen von Tesla-Fahrzeugen entwickelt wurde. Diese proprietäre Auslegung machte es erforderlich, dass Tesla-Besitzer bei anderen Ladeanbietern geeignete Adapter verwenden. Kürzlich hat Tesla das Design geöffnet und Netzbetreiber und Fahrzeughersteller in den USA eingeladen, den Tesla-Ladestecker und die Buchse – mittlerweile NACS (North American Charging Standard) genannt – in ihre Infrastruktur und Fahrzeuge zu integrieren.

China

Die chinesische nationale Norm für DC-Schnellladen ist der GB/T-Stecker, der dem AC-Typ-2-Stecker ähnelt, jedoch zusätzliche DC-Kontakte für hohe Ladeleistungen besitzt.

Beachtenswert ist, dass manche Ladestationen mit mehreren Steckertypen kompatibel sind. Das verschafft EV-Fahrern unterschiedlicher Modelle mehr Flexibilität und unterstützt die weltweite Akzeptanz von Elektrofahrzeugen.

Japan

Das aus Japan stammende CHAdeMO-System ist an seiner „T“-Form erkennbar und harmoniert gut mit japanischen Herstellern wie Nissan, Mitsubishi und Subaru.

Ausführlichere Informationen zu den verschiedenen Ladekabeln und Steckdosen sind hier verfügbar.

Entdecken Sie unsere DC-Schnellladestationen

Wir bieten eine Auswahl an DC-Ladestationen im Rahmen unserer End-to-End-Ladelösungen für Unternehmen weltweit. Eine vollständige Liste der technischen Spezifikationen und Anwendungsfälle sowie weitere Informationen finden Sie in unserem Portfolio an DC-Ladestationen, das für alle Unternehmen konzipiert wurde, die ihre Aktivitäten elektrifizieren möchten.
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