Die wichtigsten Begriffe rund um Elektroautos Glossar Elektromobilität: Alle Erklärungen zum Nachschlagen

PSM, CCS und BEV? Selbst wer sich mit klassischen Fahrzeugen gut auskennt, stößt bei den neuen Begriffen rund um Elektromobilität manchmal an seine Grenzen. Um mitreden zu können, haben wir für Sie die passenden Definitionen zusammengestellt.

 

AC bzw. Wechselstrom ist der normale Haushaltsstrom, der bei uns allen aus der Steckdose kommt. Der Name Wechselstrom kommt daher, dass der Stromfluss im Gegensatz zum Gleichstrom (DC) seine Richtung periodisch ändert. Elektroautos können zwar Wechselstrom „tanken“, die Batterie im Fahrzeug funktioniert jedoch mit Gleichstrom. Daher muss der Wechselstrom zunächst in Gleichstrom umgewandelt werden. Dies geschieht entweder in der Ladestation selbst (DC-Ladestation) oder muss im Fahrzeug geschehen (wenn man z.B. an einer Steckdose zu Hause lädt). Im Fahrzeug ist jedoch diese Umwandlung limitiert. Daher dauert das Laden mit Wechselstrom in der Regel länger als das Laden mit Gleichstrom.

Ein Akkumulator oder kurz Akku ist eine wieder aufladbare Energiequelle. „Wieder aufladbar“ ist hier das entscheidende Kriterium. Geht es um den Antrieb eines Elektrofahrzeugs, wird in der Regel vom Akku oder der Antriebsbatterie gesprochen. Denn sie lässt sich durch Strom wieder aufladen. Elektroautos besitzen heute meist einen Lithium-Ionen-Akku bzw. eine Lithium-Ionen-Batterie.

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Ein Ampere (kurz A) gibt die Stromstärke an und ist eine physikalische Einheit. Die Ampere-Zahl ist die Menge an Strom, die durch eine Leitung fließt. Elektrische Geräte sind immer für eine bestimmte Stromstärke ausgelegt, die nicht überschritten werden sollte. Im Bereich der Elektromobilität spielt die Stromstärke, neben der Spannung (siehe VOLT), etwa beim Ladevorgang eine Rolle. Zum Vergleich: Ein iPhone benötigt weniger als 2 Ampere, ein Elektroauto bis zu 500 Ampere.

Siehe Lithium-Ionen-Batterie.

Die Zellen von Lithium-Ionen-Batterien können unterschiedliche Formen haben. Es gibt Rundzellen, Pouch-Zellen oder prismatische Zellen. Mercedes-Benz hat sich für Batterien mit prismatischen Zellen entschieden. Sie haben etwa Form und Größe eines Taschenbuchs, verfügen jeweils über ein eigenes Gehäuse, sind stabil und leicht zu verarbeiten.¹

BEV steht für Battery Electric Vehicle also ein Elektrofahrzeug. So werden 100 Prozent batterieelektrisch betriebene Fahrzeuge bezeichnet. Plug-in Hybride werden als PHEV bezeichnet.

Elektroautos sind wahre Alleskönner. Sie können nämlich nicht nur Strom tanken, sondern diesen auch zurück ins Netz einspeisen. Das nennt sich dann bidirektionales Laden. Elektroautos könnten so in Zukunft etwa überschüssigen Strom zwischenspeichern und bei Bedarf wieder einspeisen. Überschüssiger Strom entsteht etwa durch Wind- und Solaranlagen, wenn diese mehr produzieren, als verbraucht wird. Das könnte sich für den Besitzer des Fahrzeugs im Optimalfall sogar finanziell positiv auswirken. Das parkende Auto in der Garage verdient im intelligenten Stromnetz quasi nebenher Geld. Noch unterstützen jedoch nicht alle Fahrzeuge und Ladestationen das bidirektionale Laden und auch das Stromnetz wird wohl noch ein wenig brauchen, bis wir im Schlaf mit unserem Auto Geld verdienen können. Spannend ist der Gedanke aber in jedem Fall.

CCS ist ein internationaler Ladestandard für Elektrofahrzeuge. Der Schnelladestecker, CCS2, hat sich inzwischen für den europäischen Markt durchgesetzt. In Nordamerika wird auf den etwas anders geformten CCS1 Stecker gesetzt. An neuen Gleichstrom-Schnellladesäulen ist er laut deutscher Ladesäulenverordnung sogar Pflicht. Mit dem standardisierten Steckersystem sind sowohl Gleichstrom- als auch Wechselstrom-Ladevorgänge möglich. Neben dem CCS-Standard gibt es noch weitere Schnelladestandards, etwa das japanische CHAdeMO-System, die chinesische GB/T-Technik und den Supercharger des Herstellers Tesla.

Bei einer Leistung von mehr als 150kW bei CCS spricht man übrigens von HPC (high power charging).

Ebenfalls ein Ladestandard, der von Chinesen und Japanern in Kooperation entwickelt wird. Das Ziel: Bis zu 900 Kilowatt Ladeleistung - noch ist das allerdings Zukunftsmusik.

Die japanische Konkurrenz zum Ladestandard CCS. Beide Steckertypen sind nicht kompatibel.

Das Gegenstück zum Wechselstrom (AC). Im Elektroauto kann nur Gleichstrom gespeichert werden. Wechselstrom muss zunächst mit Hilfe eine Spannungswandlers umgewandelt werden. Das kann im Fahrzeug oder an der Ladesäule passieren.

Ein Elektromotor wandelt elektrische Energie in mechanische Leistung um. Stromdurchflossene Spulen erzeugen Magnetfelder, deren gegenseitige Anziehungs- und Abstoßungskräfte in rotierende Bewegungen umgesetzt werden. Damit fährt das Auto. Beim herkömmlichen Verbrennungsmotor wird die mechanische Leistung durch Verbrennen von Kraftstoff erreicht.

Vollelektrisch angetriebene Fahrzeuge sind lokal emissionsfrei, sie emittieren vor Ort keine Abgase, kein CO2. Emissionen entstehen allerdings je nach Erzeugung des Stroms, zum Beispiel bei Kohle- und Gaskraftwerken. Wird der Strom zum Betreiben des Fahrzeugs aus erneuerbaren Quellen gewonnen, verbessert sich die Bilanz. Betrachtet man als Emissionen nicht nur CO2, sondern zum Beispiel auch Feinstaub, spielen wieder andere Faktoren eine Rolle. Denn Feinstaub entsteht nicht nur durch Abgase, sondern auch durch Abrieb an Straße und Reifen.

Die Energiedichte entspricht der Energiemenge, die pro Masse- oder Volumeneinheit einer Batterie gespeichert werden kann. Sie ist also ausschlaggebend für das Gewicht der Batterie. Angegeben wird die Energiedichte in Kilojoule (kJ) oder Kilowattstunden (kWh) pro Kilogramm. Hat der Akku eines Elektroautos eine Energiedichte von 140 Wh/kg und braucht für 100 Kilometer Fahrt 20kWh, benötigt es für je 100km Reichweite 150kg Akkugewicht, um den nötigen Strom zu speichern.

DoD bezeichnet das Verhältnis der entnommenen Menge zur Gesamtkapazität einer Batterie. Eine sehr große Entladetiefe erhöht die Reichweite, wirkt sich jedoch negativ auf die Lebensdauer aus.¹

Ab einer Gleichstromspannung von mehr als 60 Volt spricht man von Hochvolt. Hochvoltkomponenten sind speziell gekennzeichnet, und Hochvolt-Leitungen sind durch eine orangene Ummantelung erkennbar. In vollelektrisch angetriebenen Nutzfahrzeugen sind Spannungen von 600 Volt und mehr üblich. Je nach Tätigkeit sind deshalb für Servicetechniker Einweisungen und Schulungen unterschiedlichen Umfangs vorgeschrieben.¹

Auf Deutsch Ultraschnelladen. Beim CCS-Ladestandard wird ab mehr als 150kW Ladeleistung offiziell die Bezeichnung HPC verwendet.

Die Kilowattstunde (kWh) ist eine Maßeinheit für Energie. Sie bezeichnet die Energie, die bei einer Leistung von einem Kilowatt innerhalb einer Stunde verbraucht wird. Die Kapazität des Akkus von E-Fahrzeugen wird üblicherweise in Kilowattstunden angegeben

Wer sich fragt, wie lange sein E-Auto braucht, um vollgeladen zu werden, kommt an der Ladeleistung nicht vorbei. Sie wird in Kilowatt angegeben. Eine normale Haushaltssteckdose hat mit rund 2,5 kW deutlich weniger Ladeleistung als eine AC-Ladesäule (ca. 10-20 kW) und die wiederum weniger als eine DC-Ladesäule (hier liegt die Maximalgrenze aktuell bei 350kW z.B. bei Ionity). Um die Ladedauer zu berechnen muss man dann noch wissen, wie viel Kapazität die eigene Batterie hat. Die Ladedauer entspricht der Batteriekapazität geteilt durch die Ladeleistung. Besitzt die Batterie des Fahrzeugs beispielsweise eine Kapazität von 40 kWh, so benötigt man an einer Ladesäule mit 20 kW Ladeleistung rund zwei Stunden, um die Batterie vollzuladen.

Es kann prinzipiell zwischen zwei Arten von Ladesäulen unterschieden werden. AC- und DC-Ladesäulen. Zuhause können AC-Ladestationen einfacher installiert werden und empfehlen sich, da das Auto dort sowieso meist länger geparkt ist wie bspw. in der Nacht und ausreichend Zeit zum Laden bleibt. Die DC-Ladesäule, empfiehlt sich eher bei kurzen Zwischenstopps wie zum Beispiel auf der Autobahn. Hier wird das Fahrzeug mit Gleichstrom geladen. DC-Ladestationen sind kostenintensiver und brauchen eine hohe Stromleistung, die im Privathaushalt in der Regel nicht zur Verfügung steht. Für Schnelladesäulen mit mehr als 100 kW Leistung hat sich zudem der Begriff „Ultraschnellladesäule“ durchgesetzt.

Ladesäulen zuhause werden oft auch als Wallbox bezeichnet.

Bei Steckern und Kabeln gibt es ebenfalls Unterschiede. Das so genannte Mode2-Ladekabel ermöglicht das Notladen des Elektrofahrzeugs an einer herkömmlichen Haushaltssteckdose. Das Mode3-Ladekabel verbindet Ladesäule und Fahrzeug.

Im Fall der Stecker unterscheidet man zwischen Typ1-Stecker, der vor allem in Nordamerika und im asiatischen Raum verwendet wird, und dem, im europäischen Raum verbreiteten, Typ2-Stecker. Zusätzlich gibt es noch den Combo-Stecker CCS, der auch Schnelladen ermöglicht, den CHAdeMO-Stecker aus Japan und sowie den Tesla Supercharger.

Oft liest man auch vom Mennekes-Stecker, Mennekes ist der Name des Herstellers. In der Regel ist damit der Typ2-Stecker gemeint.

Er sichert die Kommunikation zwischen der Ladestation und dem bordeigenen Ladesteuergerät. Damit bildet er die Basis für eine aktive und intelligente Ladesteuerung – was vor allem für Fuhrparks wichtig ist– und für Abrechnungssysteme.¹

Der Ladestandard ISO 15118 ermöglicht damit das so genannte Plug&Charge, bei dem über den Ladestecker eine Identifikation des Fahrzeugs durch die Ladestation erfolgt und automatisch abgerechnet werden kann.

Durch Ladungsausgleich – auch Battery Balancing genannt – werden die Zellen einer Batterie auf einem gleichen Spannungslevel gehalten. Das ist die Basis für einen effizienten Betrieb und eine lange Lebensdauer der Batterie.¹

Sie enthält in einem Gehäuse mehrere Komponenten. Der Inverter oder Wechselrichter, auch AC/DC-Wandler genannt, wandelt Gleichstrom in Wechselstrom um. Der Konverter oder Spannungswandler, auch DC/DC-Wandler genannt, wandelt eine eingehende Gleichspannung in eine höhere oder niedrigere Gleichspannung um.¹

Eine Lithium-Ionen-Batterie ist ein wieder aufladbarer Energiespeicher, der elektrische Energie in chemische Energie umwandelt und diese speichert, um sie bei Bedarf wieder als elektrische Energie abzugeben. Bei der Ladung der Batterie bewegen sich die Lithium-Ionen von der Kathode zur Anode, bei der Entladung von der Anode zur Kathode. Lithium-Ionen-Batterien zeichnen sich durch eine hohe Energiedichte aus und sind deshalb Stand der Technik für vollelektrisch angetriebene Fahrzeuge.¹

Gut abgesichert: Beim Umstieg auf ein Elektrofahrzeug stellen sich viele Kunden die Frage, wie langlebig die Batterie im Fahrzeug ist. Schließlich möchte man nicht nach drei Jahren mit einem fast neuen Auto aber defekter Batterie liegenbleiben. Doch kein Grund zur Sorge, die Batterien sind in der Regel sehr langlebig. Das zeigen spezielle Garantien, die Hersteller auf die Batterie geben. Und sollte doch mal etwas sein, so wird die Batterie mit einer solchen Garantie vom Hersteller ausgetauscht. Batterien von Mercedes-Benz Fahrzeugen sind serienmäßig mit einem Batteriezertifikat ausgestattet, welches für BEVs (100% batterieelektrische Fahrzeuge) eine Laufzeit von acht Jahren oder einer Laufleistung von 160.000 Kilometern gilt. Bei PHEV (Plug-in Hybrid Fahrzeugen) gilt das Batteriezertifikat über sechs Jahre und 100.000 Kilometer und sichert einen Gesundheitszustand der Batterie von 70% ab. Mercedes-Benz Cars After-Sales zusammen mit Daimler Mobility bietet passend dazu eine Garantieverlängerung für das Batteriezertifikat aber auch eine Fahrzeuggarantie-Verlängerung, die den Fahrzeugbesitzer über die serienmäßige Mercedes-Benz Neuwagengarantie hinaus bis zu einem Fahrzeughalten von maximal zehn bzw. zwölf Jahren und 200.000 Kilometern vor einem Batterieausfall bzw. vor unerwarteten Reparaturkosten schützt.

Daimler Mobility bietet passend dazu eine Garantieverlängerung für das Fahrzeug an, die alle weiteren Hochvoltkomponenten versichert. So ermöglicht Daimler Mobility den Kunden, die Herstellergarantie bis zu zehn Jahren oder 200,000 Kilometern zu verlängern.

Mit einem neuen Elektro-Schutz Baustein bietet die Mercedes-Benz Bank mit dem Versicherungspartner HDI außerdem einen umfassenden Versicherungsschutz für Hybrid- und Elektrofahrzeuge an. Der Baustein wird bei Kaskoverträgen für Elektro- und Hybridfahrzeuge automatisch hinzugefügt, verursacht Kunden keine zusätzlichen Kosten und umfasst etwa eine Allgefahrendeckung für die Batterie.

Die Peakleistung eines Elektromotors ist vergleichbar mit der Angabe der Nennleistung eines Verbrennungsmotors. Sie bezeichnet die kurzfristig mögliche Maximalleistung. Ein weiterer Wert ist die Dauerleistung, welcher der maximal auf Dauer abrufbaren Leistung entspricht.¹

Bei herkömmlichen Verbrennern unterscheidet man zwischen Diesel und Benzinern aber wussten Sie, dass es auch unterschiedliche Arten von Elektromotoren gibt? Man unterscheidet zwischen PSM (Permanent erregte Synchronmaschine) und ESM (elektrisch erregte Synchronmaschine) wobei letztere bei Elektrofahrzeugen aktuell kaum zum Einsatz kommen. Gängig sind PSM-Motoren. Der Unterschied liegt in den eingesetzten Magneten. Bei PSM werden Permanentmagnete verwendet, bei ESM Elektromagnete.

PHEV steht für Plug-in Hybrid Electric Vehicle. Im Gegensatz zu 100 Prozent batterieelektrischen Fahrzeugen (BEVs) kann bei diesen Fahrzeugen der Akku sowohl über das Stromnetz als auch über einen ebenfalls im Fahrzeug verbauten Verbrennungsmotor geladen werden.

Beim so genannten Plug&Charge erfolgt über den Ladestecker eine Identifikation des Fahrzeugs durch die Ladestation. Das ermöglicht beispielsweise eine automatische Abrechnung. Besonders interessant ist das bei Fuhrparks. Siehe auch Ladestandard nach ISO 15118.

Ein Anzeigeinstrument in der Instrumententafel anstelle des bei Verbrennungsmotoren üblichen Drehzahlmessers. Der Powermeter zeigt die aktuell abgerufene Leistung der Fahrantriebe. Beim Bremsen oder im Schubbetrieb zeigt er die Leistung der Rekuperation bzw. Bremsenergie-Rückgewinnung.¹

Rekuperation ist auch als Bremsenergie-Rückgewinnung oder regeneratives Bremsen bekannt. Dabei wird Bewegungsenergie in elektrische Energie umgewandelt. Ein Teil der beim Bremsen gewonnenen Energie fließt also als Ladeenergie in die Batterie zurück.

Der SoC wird im Fahrzeug angezeigt und ersetzt quasi die Tankanzeige. Der Wert selber ist ein Prozentwert (aktuell verfügbare Energie/maximal speicherbare Energie). Vermutlich kennt jeder die Akkuanzeige auf dem Smartphone, meist oben in der Ecke. Das ist ebenfalls eine SoC-Anzeige.

Ein häufig genanntes Argument gegen Elektrofahrzeuge ist der hohe Anschaffungspreis. Doch die Frage, ob ein Elektroauto oder ein Verbrenner finanziell die bessere Wahl ist, hängt noch von weiteren Faktoren ab. Entscheidend sind nämlich auch die Unterhaltskosten: Tanken vs. Laden, Wartung, Service, Restwert, etc. Sind Elektrofahrzeuge in der Anschaffung meist teurer als herkömmliche Verbrenner, so sieht es auf die gesamte Nutzungsdauer gesehen oft anders aus. Die Gesamtkosten werden als Total Cost of Ownership zusammengefasst.

Um den Kunden die Entscheidung für oder gegen ein Elektroauto zu vereinfachen, haben Athlon und Daimler Mobility einen TCO (Total Cost of Ownership) Simulator für Flottenmanager entwickelt. Durch die einfache Vergleichsmöglichkeit über den Simulator soll eine Hürde zum Umstieg auf Elektrofahrzeuge für unsere Kunden verringert werden.

Mehr zum TCO-Simulator von Athlon

Langstreckenfahrten mit dem Elektroauto wecken bei dem ein oder anderen noch Zweifel und tatsächlich müssen dazu einige Rahmenbedingungen stimmen. Eine davon ist ein gut ausgebautes Ladenetz aus Ultraschnellladestationen. Häufig wird auch der Begriff HPC (high power charging) verwendet. Mit bis zu 350 Kilowatt können Fahrzeuge dabei nochmal schneller als bei klassischen Schnelladestationen geladen werden. Mit der Beteiligung am Joint Venture Ionity trägt auch Daimler zum Bau eines solchen Netzwerks aus Ultraschnellladestationen bei.

Volt (V) ist die Einheit der elektrischen Spannung. Gemeinsam mit der Stromstärke (A) beeinflusst es die Leistung des Motors und die Ladeleistung bzw. Ladedauer.

Ladestationen für Zuhause werden oft als Wallbox oder Wandladestation bezeichnet, da sie an der Wand befestigt werden und nicht frei stehen. Sie laden das Fahrzeug üblicherweise mit Wechselstrom, der im Auto in Gleichstrom umgewandelt wird. Mittlerweile gibt es auch vereinzelt DC-Wandladestationen, diese sind vor allem für bidirektionales Laden relevant. Übliche Haushaltssteckdosen eignen sich in der Regel nicht dafür, Elektroautos dauerhaft zu laden, da sie nicht für diese Art der Belastung ausgelegt sind. Die Wallbox bietet also die passende Schnittstelle.

Beim Kauf eines Mercedes Plug-In Hybrid oder Elektrofahrzeug kann die Wallbox inklusive Installation über den Partner The Mobility House direkt mit erworben werden. Daimler Mobility bietet außerdem in ausgewählten Märkten die Wallbox integriert in Finanzierungsangebote an. Die Integration in Leasing-Verträge wird aktuell in verschiedenen Märkten geprüft.

¹Begriffe und Komponenten aus der Welt der Elektromobilität

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