Glossar
AC – Wechselstrom
AC steht für „Wechselstrom“ (englisch: Alternating Current). Es ist eine Art von elektrischem Strom, der seine Richtung periodisch ändert. Im Gegensatz dazu fließt der Strom bei Gleichstrom (DC) stets in eine Richtung. In einem AC-Stromkreis ändert sich die Polarität der Spannung und des Stroms mit einer bestimmten Frequenz, typischerweise gemessen in Hertz (Hz). In den meisten öffentlichen Stromnetzen wird Wechselstrom verwendet, da er effizient über weite Entfernungen übertragen werden kann und es relativ einfach ist, die Spannung mit Transformatoren zu verändern, um ihn für verschiedene Anwendungen anzupassen.
A
Akku – Die wiederaufladbare Batterie des E-Autos.
B
Bidirektionales Laden
Einige E-Autos beherrschen schon das sog. Bidirektionale Laden. Dabei kann das E-Auto nicht nur mit Strom geladen werden. Es kann auch selbst als Stromquelle dienen und diesen bei Bedarf ans Stromnetz oder externe Verbraucher abgeben.
C
Charging – englisches Wort für „Laden“
CCS-Laden (Combined Charging System)- Ladestandard für Elektroautos in Europa.
D
DC- Gleichstrom (Direct Current)
„DC“ steht für Gleichstrom (englisch: Direct Current), was bedeutet, dass der Strom in eine Richtung fließt und seine Polarität konstant bleibt.
E-Autos fahren mit Gleichstrom. Um ein E-Auto zu laden muss der Wechselstrom aus dem Stromnetz erst in Gleichstrom konvertiert werden.
Degradation
Mit der Zeit nimmt die Fähigkeit des Akkus Strom zu speichern durch chemische Alterung ab. Dies wird mit Degradation bezeichnet.
Die Hersteller geben jedoch Garantien, wie viel Strom nach einer bestimmten Zeit oder gefahrenen Kilometern noch im Akku gespeichert werden kann.
E
Elektrolyt
Das Elektrolyt in einem Akku ist eine Substanz oder eine Lösung, die Ionen enthält und es ermöglicht, dass ein Strom fließt, indem es als Medium für den Transport von Ladungen zwischen den Elektroden dient. In einer Batterie oder einem Akku besteht das Elektrolyt typischerweise aus einer Flüssigkeit oder einem Gel, das Ionen enthält, die während des Lade- und Entladevorgangs zwischen den Elektroden wandern können.
F
Feststoffbatterie – Im Vergleich zu heutigen Akkus ist hier das flüssige Elektrolyt heutiger Akkus durch einen Reststoff ersetzt.
Sie verspricht eine große Sicherheit, Temperturbeständigeit und sehr hohe Reichweite.
Zur Zeit befindet sie die Feststoffbatterie jedoch noch in der Entwicklungsphase.
G
Gleichstrom – Siehe DC-Gleichstrom
H
Hochvoltakku
Die Akkus in E-Autos haben eine Spannung zwischen 400-800 Volt.
Sie haben damit eine deutlich höhere Spannung als Batterien oder Akkus, wie wir sie aus dem Alltag kennen.
Sie sind auch nicht zu verwechseln mit dem 12Volt-Akkus, die wir vom Bordnetz von Verbrennern kennen.
K
Kobalt – Wichtiges Mineral heutiger Lithium-Nickel-Kobalt-Akkus von E-Autos. Wichtiges Mineral heutiger Lithium-Nickel-Kobalt-Akkus von E-Autos. Aber auch von laptops. Smartphones, Akku-Werkzeugen etc
Steht wegen seiner Abbaumethoden in der Kritik.
Moderne LFP (Lithium-Phosphat-Eisen) Akkus kommen ohne Kobalt aus.
kW – Kilowatt. Entspricht 1.000 Watt. Ein Watt ist definiert als eine Energieübertragungsrate von einem Joule pro Sekunde. Kilowatt werden oft verwendet, um die Leistung von elektrischen Geräten, Maschinen, Motoren und anderen Energiequellen anzugeben. Es ist eine gängige Maßeinheit, insbesondere in Bezug auf elektrische Energie.
Die Ladeleistung von Ladesäulen wird in Kilowatt angegeben.
kWh Kilowattstunde
Eine kWh ist eine Einheit für Energie. Sie entspricht der Menge an Energie, die erzeugt oder verbraucht wird, wenn ein Gerät mit einer Leistung von einem Kilowatt (kW) eine Stunde lang betrieben wird.
Beispielweise bedeutet der Verbrauch von 1 kWh, dass ein Gerät mit einer Leistung von 1 kW eine Stunde lang läuft.
L
Lithium – Wichtiges Mineral heutiger Lithium-Nickel-Kobalt-Akkus von E-Autos. Aber auch von Laptops, Smartphones, Akku-Werkzeugen etc
Ladekurve
Die Ladekurve bei Elektroautos beschreibt typischerweise die Geschwindigkeit, mit der die Batterie eines Elektrofahrzeugs während des Ladevorgangs aufgeladen wird. Diese Kurve zeigt, wie die Ladeleistung (in kW oder kW/h) im Laufe der Zeit variiert.
In der Regel beginnt die Ladekurve mit einer hohen Ladeleistung, die dann allmählich abnimmt, je näher die Batterie an ihre maximale Kapazität gelangt.
Ladeleistung
Die Ladeleistung bei Elektroautos bezieht sich auf die Geschwindigkeit, mit der die Batterie während des Ladevorgangs Energie aufnimmt. Sie wird üblicherweise in Kilowatt (kW) gemessen. Die maximale Ladeleistung eines Elektrofahrzeugs hängt von verschiedenen Faktoren ab, einschließlich der Fahrzeugtechnologie, des Ladestandards und der Kapazität der Batterie.
Moderne Elektrofahrzeuge sind in der Lage, mit verschiedenen Ladeleistungen zu arbeiten, abhängig von der Art der verwendeten Ladestation und den technischen Spezifikationen des Fahrzeugs. Hier sind einige gängige Arten von Ladestationen und die typischen Ladeleistungen:
•Haushaltssteckdose (Schuko-Steckdose): Typischerweise 2-3 kW, abhängig von den länderspezifischen Standards.
•Standard-Wechselstromladestation (AC-Ladestation oder Wallbox): In der Regel 7-22 kW, je nach Ladestation und Fahrzeug.
•Schnellladestation (Gleichstromladestation, DC-Ladestation): Kann Ladeleistungen von 50 kW bis über 350 kW bieten, abhängig von der Ladestation und dem Fahrzeug.
Ladeverlust
Die Ladeverluste bei Elektroautos beziehen sich auf die Energie, die während des Ladevorgangs verloren geht, im Vergleich zur tatsächlichen Energiemenge, die der Batterie des Fahrzeugs zugeführt wird. Diese Verluste treten hauptsächlich in Form von Wärme auf und können auf verschiedene Faktoren zurückzuführen sein, einschließlich:
•Leitungsverluste: Während der Energieübertragung von der Stromquelle zur Batterie können Leitungsverluste auftreten, die durch den elektrischen Widerstand in den Kabeln und Leitungen verursacht werden. Je länger die Entfernung zwischen der Stromquelle und dem Fahrzeug und je höher der elektrische Widerstand der verwendeten Kabel ist, desto größer sind die Leitungsverluste.
•Ladeelektronikverluste: Die Ladeelektronik, sowohl in der Ladestation als auch im Fahrzeug selbst, wandelt elektrische Energie um und regelt den Ladestrom und die Ladespannung. Während dieses Prozesses treten Verluste aufgrund von Umwandlungsineffizienzen auf, die als Konversionsverluste bezeichnet werden.
•Wärmeentwicklung: Während des Ladevorgangs kann es aufgrund von elektrischem Widerstand und Umwandlungsverlusten zu einer Erwärmung der elektrischen Komponenten kommen, was zusätzliche Energieverluste verursacht.
Die Höhe der Ladeverluste kann je nach Ladetechnologie, Ladezustand der Batterie, Umgebungstemperatur und anderen Variablen variieren. Generell gilt, dass Schnellladung bei höheren Ladeverlusten im Vergleich zur langsameren Ladung verbunden sein kann, da bei schnelleren Ladungen mehr Energie in kürzerer Zeit umgewandelt und übertragen werden muss, was zu größeren Verlusten führen kann.
Lithium-Ionen-Akku
Sie ist schon länger in Gebrauch z-B. in Handys, Laptops etc.
Die Lithium-Ionen-Batterie hat eine hohe Zyklenfestigkeit, d.h. sie kann sehr oft ent- und geladen werden,
ohne viel Kapazität zu verlieren.
Sie hat eine hohe Energiedichte und ist damit sehr gut für die Elektromobilität geeignet.
Lithium-Eisen-Phosophat-Akku (LFP)
Ein Lithium-Eisenphosphat-Akku, oft abgekürzt als LiFePO4-Akku, ist eine spezielle Art von Lithium-Ionen-Batterie, die Eisenphosphat als Kathodenmaterial verwendet. Im Vergleich zu anderen Lithium-Ionen-Batterien bietet LiFePO4 eine Reihe von Vorteilen, darunter:
•Sicherheit: LiFePO4-Batterien gelten als sicherer als andere Lithium-Ionen-Batterien, insbesondere in Bezug auf thermische Stabilität und geringe Brandgefahr. Dies liegt daran, dass Eisenphosphat chemisch stabiler ist als andere Kathodenmaterialien.
•Lange Lebensdauer: LiFePO4-Batterien haben eine längere Lebensdauer als viele andere Lithium-Ionen-Batterien. Sie können typischerweise mehr Ladezyklen durchlaufen, bevor ihre Leistung signifikant abnimmt.
•Hohe Leistung: LiFePO4-Batterien können im Vergleich zu anderen Lithium-Ionen-Batterien eine höhere Spitzenleistung liefern. Dies macht sie für Anwendungen geeignet, die eine schnelle Entladung erfordern, wie beispielsweise Elektrofahrzeuge.
•Temperaturtoleranz: LiFePO4-Batterien können unter einem breiten Temperaturbereich betrieben werden, was sie für den Einsatz in extremen Umgebungen geeignet macht.
•Umweltverträglichkeit: LiFePO4-Batterien enthalten kein Kobalt oder Nickel, was sie umweltfreundlicher macht als einige andere Lithium-Ionen-Batterien. Zudem sind sie aufgrund ihrer längeren Lebensdauer und geringeren Gefahr von thermischen Problemen eine nachhaltigere Option.
N
Der Natrium-Ionen-Akku ist eine Art von Akkumulator, der Natriumionen als Ladungsträger verwendet. Ähnlich wie Lithium-Ionen-Batterien funktionieren Natrium-Ionen-Batterien auf der Grundlage des Austauschs von Ionen zwischen Elektroden während des Lade- und Entladevorgangs.
Natrium-Ionen-Akkus werden oft als vielversprechende Alternative zu Lithium-Ionen-Batterien betrachtet, da Natrium ein weit verbreitetes Element ist und in größeren Mengen verfügbar ist als Lithium. Sie könnten daher potenziell kostengünstiger und nachhaltiger sein.
O
One-Paddle-Driving
One-Pedal-Driving ist ein Konzept, das in elektrischen Fahrzeugen, insbesondere in Elektroautos, verwendet wird. Es ermöglicht dem Fahrer, das Fahrzeug nur mit einem Fußpedal zu steuern, normalerweise dem Gaspedal. Wenn der Fahrer das Gaspedal betätigt, beschleunigt das Fahrzeug wie gewohnt. Wenn der Fahrer jedoch das Gaspedal loslässt, bremst das Fahrzeug automatisch ab und verlangsamt sich, oft bis zum Stillstand, ohne dass das Bremspedal betätigt werden muss.
Diese Art des Fahrens basiert auf der Regeneration der Bremsenergie (Rekuperation). Wenn das Fahrzeug verlangsamt wird, wandelt das System kinetische Energie in elektrische Energie um und speist sie zurück in die Batterie des Fahrzeugs. Dies erhöht die Reichweite und Effizienz des Elektrofahrzeugs und reduziert gleichzeitig den Verschleiß der Bremsen.
P
Plug & Charge ist eine Technologie im Bereich der Elektromobilität, die den Ladevorgang für Elektroautos vereinfacht und automatisiert. Bei dieser Technologie wird das Fahrzeug automatisch identifiziert und authentifiziert, sobald es an eine Ladestation angeschlossen wird. Dadurch entfällt die Notwendigkeit, eine separate Authentifizierungskarte zu verwenden oder manuell Benutzerdaten einzugeben.
R
Rekuperation – Bremsen mit dem Elektromotor
Elektroautos bremsen meist nicht mit der Scheiben- oder Trommelbremse.
Stattdessen wird der Elektromotor als Dynamo geschaltet und das Auto so gebremst.
Vorteil: Es wir dadurch Strom erzeigt, der wieder in den Akku zurück geleitet wird.
So wird zusätzliche Reichweite erzeugt.
S
Schnelladen – Laden mir Leistungen über 22kw werden als Schnelladen bezeichnet.
Hierbei kommt heutzutage immer Gleichstrom zum Einsatz.
Smart Grid
Ein Smart Grid (intelligentes Stromnetz) ist ein modernisiertes Stromverteilungssystem, das fortschrittliche Technologien und Kommunikationsinfrastrukturen verwendet, um den Stromfluss effizienter, zuverlässiger und umweltfreundlicher zu gestalten. Im Gegensatz zu traditionellen Stromnetzen ermöglicht ein Smart Grid eine bidirektionale Kommunikation zwischen Energieerzeugern, Stromnetzbetreibern und Verbrauchern.
Einige Hauptmerkmale eines Smart Grids sind:
Automatisierung und Fernüberwachung: Das Smart Grid verwendet Sensoren und Steuerungssysteme, um den Zustand des Netzes in Echtzeit zu überwachen und automatisch auf Störungen oder Engpässe zu reagieren.
Integration erneuerbarer Energiequellen: Smart Grids erleichtern die Integration von erneuerbaren Energiequellen wie Solar- und Windenergie, indem sie deren intermittierende Natur ausgleichen und die Netzstabilität gewährleisten.
Demand Response: Durch die Implementierung von intelligenten Zählern und Kommunikationssystemen können Smart Grids den Verbrauchern ermöglichen, ihre Energieverbrauchsmuster besser zu steuern. Verbraucher können beispielsweise Tarife nutzen, die zu Zeiten mit niedrigerer Nachfrage günstiger sind, oder flexible Lastprofile einrichten, um auf Angebotsschwankungen zu reagieren.
Energieeffizienz: Smart Grids unterstützen die Optimierung des Energieverbrauchs durch die Bereitstellung von Echtzeitinformationen über den Energieverbrauch und die Implementierung intelligenter Energieverwaltungs- und Speichertechnologien.
Netzstabilität und Zuverlässigkeit: Durch die Überwachung und Steuerung des Stromflusses in Echtzeit können Smart Grids dazu beitragen, Engpässe zu vermeiden, die Netzstabilität zu verbessern und die Ausfallsicherheit des Stromnetzes zu erhöhen.
Insgesamt zielt ein Smart Grid darauf ab, das Stromnetz zu modernisieren, um den wachsenden Anforderungen an Energieeffizienz, erneuerbare Energien und Netzstabilität gerecht zu werden
SoC (State of Charge) – Bezeichnet den Zustand des Akkus bzw wieviel Kapazität noch nutzbar ist.
Der SoC wird in Prozent angegeben. Um eine hohe Lebensdauer zu erreichen, sollte er SoC immer zwischen 20-80% sein.
W
Wallbox
Eine Wallbox ist eine spezielle Ladestation für Elektrofahrzeuge, die an der Wand in der Garage oder im Carport montiert wird. Sie dient dazu, das Fahrzeug zu Hause oder an anderen privaten Standorten aufzuladen. Im Wesentlichen handelt es sich um eine fest installierte Ladevorrichtung, die eine sicherere und effizientere Ladung im Vergleich zum Anschließen an eine herkömmliche Steckdose ermöglicht.
Wechselstrom
Wechselstrom (AC) ist eine Art von elektrischem Strom, bei dem die Richtung des Stromflusses periodisch umgekehrt wird. Das bedeutet, dass der Strom in regelmäßigen Abständen in beide Richtungen fließt, wodurch eine oszillierende Bewegung entsteht. Im Gegensatz dazu fließt der Strom in Gleichstrom (DC) nur in eine Richtung.
Wechselstrom wird in vielen Bereichen der Elektrotechnik und Elektronik verwendet, einschließlich Haushaltsstromnetzen, industriellen Anwendungen, Elektromotoren, elektronischen Geräten und vielen anderen. Eine der Hauptvorteile von Wechselstrom ist die Möglichkeit, die Spannung mithilfe von Transformatoren relativ einfach zu ändern, was eine effiziente Übertragung von elektrischer Energie über große Entfernungen ermöglicht.
WLTP
WLTP steht für „Worldwide Harmonized Light Vehicles Test Procedure“ (Weltweit harmonisiertes Testverfahren für leichte Fahrzeuge) und ist ein global standardisiertes Prüfverfahren zur Bestimmung der Kraftstoffverbrauchs- und Emissionswerte von Fahrzeugen, einschließlich Elektrofahrzeugen.
Für Elektrofahrzeuge umfasst der WLTP-Test auch die Bestimmung der Reichweite unter realistischen Bedingungen sowie der Energieeffizienz. Die ermittelten Werte werden oft als Grundlage für Regierungsrichtlinien, Umweltbewertungen und Kaufentscheidungen herangezogen.