Lexikon der
Elektromobilität

GSM, OCPP, PLC …? The Mobility House klärt auf

Das Thema Elektroauto laden steckt voller geheimnisvoller Begriffe und Abkürzungen. Teilweise verwenden  Ladestationshersteller unterschiedliche Bezeichnungen für meist gleiche Merkmale von Ladestationen. Und stets kommen neue Begriffe dazu, da sich die Technik rasant weiterentwickelt. 

Von AC-Laden bis Z.E. Ready - wir erklären Ihnen im Folgenden die verschiedenen Fachwörter und Merkmale von Ladestationen, die für Sie bei der Kaufentscheidung für eine Wallbox und im elektromobilen Umfeld relevant sind.

AC-Laden

Wenn das Elektroauto mit Wechselstrom geladen wird, spricht man auch von AC-Laden. Hier muss das On-Board-AC-Ladegerät des Fahrzeugs den Wechselstrom zunächst in Gleichstrom umwandeln. Je nach verbautem Ladegerät kann die AC-Ladeleistung variieren. Ein VW e-Golf lädt beispielsweise nur mit 7,2 kW, wohingegen ein Renault ZOE mit bis zu 22 kW lädt und damit deutlich schneller wieder fahrbereit ist. AC-Ladestationen kommen meist zuhause oder an halböffentlichen Ladepunkten zum Einsatz.

Baukostenzuschuss

Abkürzung: BKZ

Erhöht sich die benötigte elektrische Anschlussleistung an einem Verbrauchspunkt, weil z.B. eine größere Zahl elektrischer Ladestationen installiert werden, so kann der Netzbetreiber dem Verbraucher einen Teil der Kosten für den Netzausbau in Rechnung stellen.
Der sogenannte Baukostenzuschuss kann ab einer Anschlussleistung von 30kW erhoben werden, betrifft also in der Regel keine Privathaushalte, sondern Unternehmen. Die Kosten richten sich nach der benötigten Gesamtleistung und können schnell mehrere tausend Euro betragen. In vielen Fällen können die Lastspitzen, die diese Kosten verursachen, teilweise oder vollständig vermieden werden. 

ChargePilot, das Lade- und Energiemanagement von The Mobility House ermöglicht es, Ladevorgänge intelligent zu steuern und Lastspitzen zu vermeiden. Falls das nicht ausreicht oder ein anderer Grund für den erhöhten Leistungsbedarf besteht, kann es ökonomisch sinnvoll sein, einen nachhaltigen Batteriespeicher aus 2nd Life Elektroautobatterien zu installieren.

BMS - Batteriemanagementsystem

Das Batteriemanagementsystem ist das "Gehirn" der Hochvoltbatterie. Es überwacht die Zustände der Zellen während des Betriebs und beim Laden.

Ein intelligentes Batteriemanagementsystem kommuniziert während des Ladens mit der Wallbox oder der Ladesäule. Damit wird der Ladestrom für möglichst schonendes Laden optimiert und das Aufladen wird automatisch gesteuert. Das BMS behält dabei die Temperatur der Zellen im Blick und verhindert eine Tiefentladung oder Überladung der Batterie.

CPO - Charge Point Operator

Der Ladestationsbetreiber oder CPO (Charge Point Operator) ist für die technische Instandhaltung, die Stromversorgung und den Zugang zu seiner Ladeinfrastruktur verantwortlich. Die Authentifizierung und Bezahlung an einer Ladesäule erfolgt über einen Mobility Service Provider (MSP), der auch als Roaming-Anbieter bezeichnet wird. Ein CPO kann aber auch gleichzeitig MSP sein.

DC-Laden (Schnellladen)

Beim Laden mit Gleichstrom wird der Strom direkt in die Batterie geladen. Der teure Gleichrichter ist in der Ladestation bzw. Ladesäule verbaut. Diese sogenannten Schnellladestationen ermöglichen hohe Ladeleistungen. Beim Nissan LEAF beispielsweise bis zu 50 kW.

DC Fehlerstromschutz

Der DC Fehlerstromschutz dient dem Personenschutz. Eine Ladestation ist, wie eine Steckdose, ein Berührpunkt zwischen Mensch und Stromkreis. Dieser Punkt muss abgesichert sein mit einem Fehlerstrom-Schutzschalter (FI-Schalter). Unser Stromnetz Zuhause ist ein Wechselstrom-Netz. Die meisten Verbraucher (z.B. Elektrofahrzeug) laufen aber mit Gleichstrom. Es kann also vorkommen, dass wir im Hausnetz nicht nur Wechselströme, sondern vereinzelt auch Gleichströme vorkommen. Ein effektiver Personenschutz muss beides erkennen. Das geht entweder über einen FI Typ B oder FI Typ A-EV oder – wenn die Ladestation einen DC-Fehlerstromschutz hat – reicht auch ein günstiger FI Typ A. Ohne DC-Fehlerschutz in der Ladestation würde ein FI Typ A im Fehlerfall zu spät auslösen. 

Kurz gesagt: Durch das Laden des EV können Gleichfehlerströme entstehen. Bei manchen FI-Schaltern können diese Fehlerströme dazu führen, dass diese FI’s nicht mehr richtig funktionieren. Ein DC-Fehlerstromschutz in der Ladestation verhindert das.

Ethernet

auch bezeichnet als LAN, U/ UTP, RJ45

Alternativ zur SIM-Karte kann die Ladestation auch direkt über LAN-Kabel zur Datenübertragung mit dem Internet verbunden werden. Die Einbindung von Ladestationen mit LAN-Anschluss in Smart Home Systeme ist oft einfacher als mit SIM-Karte, da sich die Ladestation bereits im heimischen Netzwerk befindet und zusätzliche Kosten für die Mobilkommunikation entfallen. Andererseits muss das LAN-Kabel von ihrem Internetrouter zur Ladestation verlegt werden und ggf. Änderungen an Ihrer Firewall vorgenommen werden.

FI-Schalter

auch bezeichnet als Fehlerstromschutzschalter, FI-Schalter zur Überstromsicherung, RCD, RCCB

Ein Fehlerstromschutzschalter, abgekürzt FI-Schalter (F = Fehler, I = phys. Formelzeichen elektr. Strom I) wird eingesetzt, um Stromschläge zu vermeiden und dient somit dem Personenschutz. Für das Laden von Elektroautos wurde ein eigener FI definiert, der sogenannte FI Typ A mit EV Gleichstromfehlererkennung, welcher deutlich günstiger ist, als der sonst benötigte FI Typ B. Erfahren Sie mehr Details wozu Sie einen Fehlerstromschutzschalter benötigen, welche Arten es gibt und wovon die Auswahl abhängt, in unseren Installations-Tipps.

Geeichter Energiezähler

Seit April müssen AC- und DC-Ladesäulen nach den strengen Anforderungen des Eichrechts abrechnen, gemäß der Richtlinie 2014/94/EU des Europäischen Parlamentes über den Aufbau der Infrastruktur für alternative Kraftstoffe. Dies betrifft das Laden an öffentlichen Ladesäulen wie z.B. am Unternehmensstandort, an Hotels und Restaurants oder in einer WEG (Eigentümergemeinschaft).

Dafür müssen die Stromzähler geeicht sein, die für die Abrechnung des Energieverbrauchs genutzt werden. MID (Measurement Instruments Directive; Messgeräterichtlinie) ist eine europäische Richtlinie für Stromzähler. MID konforme Zähler müssen vor der Inbetriebnahme nicht geeicht werden.

GSM

auch bezeichnet als Mobilfunk, SIM, GPRS/UMTS/LTE

Die Ladestation verfügt über ein Mobilfunkmodem und kann mit einer eingelegten SIM-Karte mit dem Internet verbunden werden. Prüfen Sie am besten vorher, ob Sie Mobilfunkempfang haben. TMH verbindet ausschließlich SIM-Karten mit Roaming-Tarifen, die sich automatisch das beste Mobilfunknetz auswählen.

Intelligente Ladestationen

Intelligente Ladestationen sind mit einer Kommunikationseinheit ausgestattet, die es ermöglicht, den Ladevorgang zu steuern (Controlled Charging) bzw. zu überwachen (Abrechnung etc.). Somit können Sie intelligente Ladestationen u.a. in Ihr Smart Home System integrieren, mit Ihrer Photovoltaikanlage verbinden oder Services, wie den Abrechnungsservice nutzen. Als Kommunikationsschnittstellen sind derzeit GSM, Ethernet, WLAN und serielle Schnittstellen wie RS485 im Einsatz.

IP Schutzklasse

Die Schutzklasse IP (Internal Protection) gibt an, unter welchen Umgebungsbedingungen die Ladestation eingesetzt werden darf. Die meisten Ladestationen sind für den Außenbereich geeignet. Die erste Zahl gibt an, inwiefern die Ladestation vor Fremdkörpern bzw. Berührungen (z.B. mit dem Werkzeug) geschützt ist, die zweite Zahl bezieht sich auf den Wasserschutz. Die von uns angebotenen Ladestationen haben die Schutzklasse IP 44 oder IP 54.
Was bedeutet IP 44? Die Ladestation ist gegen Berühren mit Werkzeugen, leitenden Gegenständen mit einem Durchmesser > 1,0 mm und gegen Fremdkörper mit einem Durchmesser > 1,0 mm geschützt. Zusätzlich ist die Ladestation gegen Spritzwasser aus einem beliebigen Winkel geschützt.
Was bedeutet IP 54? Die Ladestation ist sowohl vollständig gegen Berührungen und Staubablagerungen im Inneren geschützt als auch gegen Spritzwasser aus jeglichem Winkel.

Ladestecker

auch bezeichnet als Ladekupplung, Plug, Connector

Abhängig vom Elektroauto und von der verwendeten Ladeart (Gleichstrom- oder Wechselstromladen) kommen unterschiedliche Ladekabel und Ladestecker zum Einsatz. Prinzipiell bezeichnet man die Komponente des Ladekabels, das in das Auto-Inlet gesteckt wird, als Ladekupplung. Ladestecker bezeichnet das andere Ende eines Mode 3-Ladekabels, das in das Outlet der Ladestation gesteckt wird, vorausgesetzt dass es sich um eine Ladestation mit Outlet („Ladesteckdose“) handelt. Wenn Sie mit Wechselstrom laden, z.B. Zuhause, ist der Typ 1 oder Typ 2-Anschluss üblich. An Gleichstrom-Ladestationen finden Sie hauptsächlich CHAdeMO-Stecker sowie Combo1- und Combo2-Stecker vor. Erfahren Sie mehr zu den Anschlusstypen in unserer Übersicht zu den Ladekabelarten und Steckertypen.

Lastmanagement

Unter Lastmanagement versteht man das Betreiben mehrerer Ladestationen bei einer begrenzten Anschlussleistung. Ist die Summe der Anschlussleistungen aller Ladestationen (z.B. vier Ladestationen mit jeweils 22 kW Ladeleistung = Anschlussleistung von 88 kW) höher als die Gesamtanschlussleistung (z.B. 43 kW), dann muss sichergestellt werden, dass nicht alle Elektroautos an den vier Ladestationen gleichzeitig die volle Leistung von 22 kW ziehen. Wenn doch, löst die Sicherung aus oder im schlimmsten Fall kommt es zur Überhitzung der Versorgungsleitung. Die gängigsten Lastmanagementsysteme unterscheiden sich in der Art und Weise, wie Sie die derzeitige Überlast erkennen und verhindern:
1. Uns bekannte Lastmanagementsysteme erkennen die Überlast entweder durch die direkte Messung der aktuellen Leistung oder Anzahl der angeschlossenen Elektroautos
2. Die Überlast wird verhindert, indem entweder:
a) Alle Ladestationen gleichmäßig auf die verfügbare Ladeleistung heruntergeregelt werden und z.B. alle mit 16 A laden
b) die Anzahl der gleichzeitig ladenden Elektroautos begrenzt wird, z.B. zwei Elektroautos laden, bis sie voll sind
c) eine Mischung aus beidem, wenn z.B. ein Elektroauto schneller voll sein muss als ein anderes

LS-Schalter

auch bezeichnet als Leitungsschutzschalter

Mit einem Leitungsschutzschalter wird sichergestellt, dass nur so viel Strom auf der Leitung fließt, wie die Elektroinstallation erlaubt. Wenn mehr Strom als zulässig gezogen wird, löst der Leitungsschutzschalter aus (die Sicherung fliegt). Erfahren Sie mehr Details, wozu Sie einen Leitungsschutzschalter benötigen und Sie den richtigen wählen, in unseren Installations-Tipps.

MID 

MID (Measurement Instruments Directive; Messgeräterichtlinie) ist eine europäische Richtlinie für Stromzähler. MID konforme Zähler müssen vor der Inbetriebnahme nicht geeicht werden. 

MID-Stromzähler können für kilowattstundengenaue Abrechnungen von Strom genutzt werden – beispielsweise gegenüber Nachbarn, die die eigene Ladestation für ihr Elektroauto in Anspruch nehmen – entsprechen jedoch nicht dem deutschen Eichrecht für öffentliche Ladevorgänge. 

Modbus

Soll Ladeinfrastruktur mit dem als weltweiter Industriestandard etablierten Modbus-Protokoll kommunizieren, das unter anderem in Gebäudeenergiemanagement-Systemen unzähliger Industriebetriebe oder Hotels zum Einsatz kommt, braucht es einen Übersetzer, der beide Sprachen perfekt beherrscht. 

Ein oben genannter Übersetzer ermöglicht eine nahtlose Integration von E-Autos in bestehende Gebäudeenergiemanagement-Systeme. Per Modbus-TCP erhält ein dazu fähiges System, wie zum Beispiel dasLade- und Energiemanagement ChargePilot von die Information, wie viel Strom für alle Ladepunkte zur Verfügung steht, übersetzt dies in OCPP, und passt auf diese Weise den Energiebezug der angeschlossenen Elektroautos entsprechend dynamisch an. Das Gebäudeenergiemanagement-System reagiert flexibel auf alle weiteren Verbraucher, die neben der Ladeinfrastruktur berücksichtigt werden müssen. 

Monitoring

Darunter versteht man das Beobachten und Auswerten von Ladevorgängen an Ladestationen. Über eine von überall erreichbare Web-Oberfläche können CPOs jederzeit alle relevanten Informationen zu Ihrer Ladeinfrastruktur einsehen, z.B. den Status der Ladepunkte, das Leistungsprofil oder die aktuell bezogene Leistung. Verwalten Sie einzelne Ladestationen mit Hilfe von RFID-Karten und behalten Sie stets den Überblick über Ihren Energieverbrauch und Ihre Lastspitzen.

Notladekabel

Unter dem Notladekabel versteht man das Ladekabel für die Haushaltssteckdose, das meist einem Elektroauto beiliegt. Die fachmännische Bezeichnung lautet In-Cable Control and Protection Device (IC-CPD). Das IC-CPD überwacht den Ladevorgang an einer Haushaltssteckdose. Allerdings heißt das Notladekabel nicht ohne Grund so: Es ist für den Notfall gedacht, also den gelegentlichen Einsatz, wenn sonst keine Lademöglichkeit zur Verfügung steht. Denn heimische Schuko Steckdosen sind oft nicht für die hohe Dauerbelastung ausgelegt, die sich beim Laden eines E-Autos ergibt.

OCPP-Kommunikation

OCPP (Open Charge Point Protocol) ist ein offener Kommunikationsstandard, der von der Open Charge Alliance veröffentlicht wird. OCPP regelt die Kommunikation zwischen einer Ladestation und einem Backendsystem. Der Fokus liegt auf der Überwachung und Abrechnung. In der Version OCPP 2.0 wird auch die Ladevorgangssteuerung mittels ISO 15118 enthalten sein.

Die zunehmende Bedeutung von OCPP wird auch dadurch ersichtlich, dass die OCPP Steuerbarkeit von Ladeinfrastruktur in gewissen Gebieten wie etwa im Netzgebiet Hamburg und Norderstedt zum Pflichtstandard wird. Erfahren Sie mehr über OCPP in unserem Magazinbeitrag.

Öffentliches Laden / halb-öffentliches Laden

Öffentliches Laden von Elektroautos meint das Aufladen an einer frei zugänglichen Ladesäule, wie Sie beispielsweise von den Stadtwerken oder einem Ladenetzwerk (NewMotion, Plugsurfing etc.) bereitgestellt werden. Hier können Autofahrer:innen jederzeit ihr Ladekabel einstecken und los laden. In unserem Ratgeber finden Sie eine Übersicht über aktuelle Ladetarife sowie eine Ladekarte

Halböffentliche Ladepunkte sind dagegen auf privatem Grund. Sie sind in der Regel nur für bestimmte Nutzergruppen bzw. zeitlich begrenzt zugänglich (z. B. auf Parkplätzen von Supermärkten, in Tiefgaragen von Einkaufszentren, am Bahnhofsvorplatz o.Ä.). 

One-Pedal-Driving

Beim One-Pedal-Driving gibt es weiterhin das „Gas“-Pedal und das Bremspedal. Allerdings entsteht bei einigen E-Autos eine spürbare Verzögerung, sobald man den Fuß vom (rechten) so genannten E-Pedal hebt. Wenn man diese geschickt einsetzt, spart man sich fast die Bremse. Nur in Notfällen, wenn abruptes Abbremsen nötig ist, wird sie noch eingesetzt.

PLC

Über PLC (Power Line Communication) kann eine digitale Kommunikation zwischen Ladestation und Elektroauto hergestellt werden. Dazu werden mittels hochfrequenter Signale Daten über das Ladekabel gesendet. Diese Kommunikationstechnologie wird derzeit nur für die Protokolle ISO 15118 und DIN 70121 verwendet. Ziel ist es, eine sichere und leistungsstarke Datenverbindung zur Autorisierung, Statusabfrage, Ladesteuerung und mehr aufzubauen. Die Technologie funktioniert im privaten Bereich nur für den smart fortwo electric drive und wird hauptsächlich bei öffentlichen CCS-Gleichstrom-Ladestationen verwendet. Wenn Sie z.B. an eine CCS-Gleichstrom-Ladestation fahren, um Ihr Elektroauto zu laden, wird Ihnen an der Ladesäule der aktuelle Ladestatus und die geladenen Kilowattstunden angezeigt.

Rekuperation

Bei der Rekuperation (von lat. recuperare = wiedererlangen) wird freigesetzte Energie, die beim Abbremsvorgang eines Fahrzeugs mit Elektromotor entsteht, wieder in elektrische Energie umgewandelt. Besonders im Stadtverkehr mit Stop-and-Go kann sich die Rekuperation positiv auf den Stromverbrauch auswirken. Bei Elektroautos kann die Technologie zur Energierückgewinnung den Stromverbrauch um bis zu 20 Prozent senken.

RFID

auch bezeichnet als RFID mit lokaler Whitelist

Mit der RFID-Funktion können Sie die Ladestation vor fremden Zugriffen schützen. Elektroautofahrer identifizieren sich mithilfe einer RFID-Karte an der Ladestation. Erst wenn der Nutzer erkannt ist, wird der Ladevorgang freigeschaltet. Der Unterschied zwischen den RFID-Funktionen verschiedener Hersteller liegt in der Art und Weise, wie und wie viele weitere Nutzer freigeschaltet werden können und ob die Nutzerdaten über eine App oder weiteres System verwaltet werden können. Beispielsweise verwenden KEBA und Mennekes sogenannte Master-RFID-Karten. Mit diesen kann der Verantwortliche direkt vor Ort an der Ladestation neue RFID-Karten-Nutzer freischalten (RFID mit lokaler Whitelist). Bei Mennekes können zusätzlich Nutzer über eine App verwaltet oder gelöscht werden. Bei Alfen wird ein neuer Nutzer im Online Portal hinzugefügt. Dazu wird die RFID-Kartennummer hinterlegt.

RS485

auch bezeichnet als serielle Schnittstelle

Einige Ladestationen bieten zur lokalen Steuerung und Überwachung der Ladestation eine serielle Schnittstelle. So können Sie über einen USB-Adapter die Ladeleistung von Ihrem PC aus einstellen oder über ein zusätzliches Gerät z.B. ein Lastmanagement für Ihre Ladestationen betreiben.

Smart Meter

eHZ (elektronischer Haushaltszähler) ist nicht per se auslesbar/intelligent – edl21, edl40

Ein Smart Meter ist ein Stromzähler, der den Energieverbrauch an andere Geräte und Systeme sendet. Somit ist z.B. eine automatische Abrechnung des geladenen Stroms möglich. Es gibt zwei verschiedene Arten von Smart Metern:
1. Smart Meter, die über ein Kommunikationsmodul (MUC-Controller) mit dem Messstellenbetreiber kommunizieren (edl40)
2. Smart Meter, die lokale Daten an Smart Home-Systeme senden (edl21)

THG-Quote

Die  THG-Quote steht für Treibhausgasminderungsquote und soll dazu beitragen, die CO2-Emissionen des Verkehrssektors zu senken und somit der Klimakrise entgegenzuwirken. 

Umweltbonus

auch als Elektroauto-Prämie bekannt

 

Der Umweltbonus ist eine staatliche Förderprämie der Bundesregierung für Elektroautos. Für reine Elektroautos gibt es einen Zuschuss von 4.000 Euro. Gefördert werden PKW, deren Netto-Listenpreis als Basismodell 60.000 Euro nicht überschreitet. 

V2G - Vehicle-to-Grid

 

 „Vehicle to Grid“ bedeutet, dass das Elektroauto als temporärer Batteriespeicher einspringt. Dabei gibt die Fahrzeugbatterie die gespeicherte Energie zu Zeiten erhöhten Energiebedarfs wieder ans Stromnetz zurück.

Wallbox

auch bezeichnet als Wandladestation

Eine Wallbox ist eine Wandladestation für Elektrofahrzeuge. Eine vom Elektrofachbetrieb ordnungsgemäß installierte Wallbox ermöglicht sicheres und komfortables Laden zuhause. Die Wallbox kommuniziert mit dem Elektroauto. Es fließt nur Strom, wenn alles ordnungsgemäß angeschlossen ist. Das macht den Ladevorgang schnell und sicher. Viele Wallboxen haben zudem integrierte Sicherheitsfeatures (z.B. Gleichfehlerstromschutz, FI-Schalter) und bieten Kommunikations-, Steuerungs- oder Monitoring-Funktionen. Wallboxen bieten eine höhere Ladeleistung als herkömmliche Haushaltssteckdosen (bis zu 22 kW).

Wallbox finden

WLAN

auch bezeichnet als Wifi

Die Ladestation kann über WLAN ins heimische Netzwerk eingebunden werden, unter der Voraussetzung, dass die Entfernung zu Ihrem Router nicht zu groß ist. Auch hier können ggf. Änderungen an der Firewall Ihres WLAN-Routers notwendig sein.

Z.E. Ready

Z.E. READY ist ein Zertifikat der Marke Renault. Renault kann beim Laden seiner Elektroautos Gleichfehlerströme über 6mA nicht ausschließen. Deshalb hat Renault aus Sicherheits- und Garantie-Gründen eigene Normen definiert, die Ladestationen erfüllen müssen, um daran Renault-Elektroautos aufzuladen.

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