Bidirektionales Laden einfach erklärt
Bidirektionales Laden bedeutet, dass Strom nicht nur ins E-Fahrzeug fließen kann, sondern auch wieder zurück in Richtung Haus bzw. ursprünglicher Stromquelle. Dank dieser Zwei-Wege-Ladetechnologie wird das E-Auto zum praktischen Stromspeicher. Hier finden Sie alle Infos zur Funktionsweise bidirektionaler Ladesysteme verständlich und übersichtlich zusammengefasst.
Was man für bidirektionales Laden benötigt
Für bidirektionales Laden benötigt man eigentlich nicht mehr, als für normales „unidirektionales“ Laden. Allerdings müssen sowohl das Fahrzeug, als auch die Ladestation bzw. Wallbox, speziell für bi-direktionales Laden ausgegelgt sein. D. h. bidirektionales Aufladen funktioniert nur mit einem bidiretionalen E-Auto in Kombination mit einer speziellen bidirektionalen Ladestation/Wallbox.
Was die Ladestation können muss
Eine konventionelle Wallbox lädt das angeschlossene Fahrzeug mit Wechselstrom, auch AC-Laden genannt. Bidirektionales Laden funktioniert allerdings nur mit einer Wallbox, die Laden mit Gleichstrom unterstützt, auch DC-Laden genannt. Beim Gleichstromladen kommt entweder ein CCS- oder Chademo-Anschluss zum Einsatz. Das bedeutet, dass die Ladestation über einen dieser beiden Steckertypen verfügen muss. Technisch gesehen wandelt die Wallbox den Wechselstrom in Gleichstrom um, der dann über einen CCS- oder Chademo-Anschluss ins Fahrzeug fließt. Dasselbe Prinzip kommt bei der umgekehrten Richtung zu tragen. Der aus dem Fahrzeug entnommene Gleichstrom wird von der Wallbox wieder in Wechselstrom umgewandelt und kann z. B. im Haus von unterschiedlichen Verbrauchern bezogen oder ins öffentliche Stromnetz eingespeist werden.
Da die Stromübertragung in zwei Richtungen deutlich komplexer ist, als bei einer normalen Ladestation, muss eine bidirektionale Wallbox auch seitens der Ladesteuerung speziell für die beschriebenen Lade- und Entnahmemöglichkeiten ausgelegt sein. Das spiegelt sich natürlich auch im Preis wider. Bidirektionale Ladestationen kosten deutlich mehr, als ihre unidirektionalen Ladekollegen.
Was das Fahrzeug können muss
Die meisten E-Autos und Plug-in-Hybride sind standardmäßig lediglich mit einem Anschluss für mittel-schnelles Wechselstromladen (AC-Laden) ausgestattet. Bei einigen ausgewählten Modellen, und oft auch in besseren Ausstattungsvarianten oder gegen Aufpreis, steht ein DC-Anschluss zum schnellen Gleichstromladen zur Verfügung. Diese Schnellladeanschlüsse können als CCS-Stecker oder Chademo-Stecker ausgeführt sein. Um in den Genuss bidirektionalen Ladens zu kommen, wird zwingend einer dieser beiden Anschlüsse benötigt. Weiters muss das Fahrzeug über ein Lademanagement verfügen, das bidirektionales Laden ermöglicht. Waren es Anfangs nur wenige Fahrzeuge, die diese Anforderungen erfüllen, nimmt das Angebot an bidirektionalen Fahrzeugen stetig zu.
Warum und wo der Strom umgewandelt wird
Wenn das Fahrzeug geladen wird, muss der Strom von Wechselstrom in Gleichstrom umgewandelt werden. Bei der Entnahme des Stroms aus der Fahrzeugbatterie widerrum, wird der Strom von Gleichstrom in Wechselstrom umgewandelt. Der Grund dafür: im Haus fließt Wechselstrom, der Fahrzeugakku benötigt aber Gleichstrom. Daher muss in beide Richtung eine Stromumwandlung erfolgen. Die beiden Wandler (AC/DC-Wandler und DC/AC-Wandler, bzw. ein Kombi-Wandler) sitzen direkt in der Ladestation bzw. Wallbox.
Wie die Kommunikation zwischen Ladestation und Fahrzeug funktioniert
Für ein reibungsloses Funktionieren müssen Wallbox und Fahrzeug „dieselbe Sprache sprechen“. Dies wird durch die Verwendung eines gemeinsamen Protokolls bzw. einer einheitlichen Kommunikationsschnittstelle gewährleistet. Diese muss sowohl im Fahrzeug als auch in der Ladestation implementiert sein. Eine der zentralen Kommunikationsschnittstellen für Ladevorgänge ist z. B. ISO 15118. Die Norm enthält unter anderem konkrete Vorgaben zur bidirektionalen Kommunikation zwischen E-Autos und Ladestationen bzw. Wallboxen und Festlegungen zu V2G-Anwendungen (Vehicle to Grid).