On-Board-Lader (OBC) erklärt: Das Herzstück für das Laden Ihres E-Autos zu Hause
Der On-Board-Lader (OBC), auch Bordlader genannt, ist ein leistungselektronisches Bauteil im Elektroauto, das Wechselstrom () aus der Wallbox oder Steckdose in Gleichstrom () umwandelt. Dieser Prozess ist notwendig, da Lithium-Ionen-Batterien Energie nur als Gleichstrom speichern können. Die Leistung des Bordladers bestimmt maßgeblich die Ladedauer: Während ein standardmäßiger -Lader eine -Batterie in etwa sechs Stunden füllt, benötigt eine einphasige -Variante für denselben Vorgang knapp . Beim DC-Schnellladen wird der Bordlader hingegen umgangen, da die Umwandlung bereits extern in der Ladesäule erfolgt.
SP-X/Köln. Wie alltagstauglich ein Elektroauto ist, hängt auch von seiner Ladegeschwindigkeit ab. Eine wichtige Rolle spielt dabei der sogenannte On-Board-Lader, auch Bordlader genannt. Er sorgt dafür, dass der Wechselstrom aus der heimischen Steckdose oder öffentlichen Ladesäulen in den für den Akku benötigten Gleichstrom umgewandelt wird. Ohne ihn wäre das Laden an Wallbox oder AC-Ladestationen schlicht nicht möglich.
Wechselstrom zu Gleichstrom
Der Bordlader ist ein leistungselektronisches Bauteil, das Wechselstrom (AC) in Gleichstrom (DC) umrichtet. Diese Umwandlung ist notwendig, weil Lithium-Ionen-Batterien, wie sie in den meisten Elektroautos verwendet werden, nur Gleichstrom speichern können. Von einer Wechselstrom-Ladesäule oder der heimischen Wallbox fließt der Strom zunächst ins Auto, wo der Bordlader die Umwandlung übernimmt. Erst danach kann der Akku die Energie aufnehmen. Beim sogenannten DC-Laden, also an Schnellladestationen, findet dieser Umwandlungsprozess extern statt, etwa in der Ladesäule. Der Bordlader kann dann umgangen werden, weil der Strom bereits in der passenden Form ins Fahrzeug gelangt.
Entscheidend für die Ladedauer
Die Leistung des Bordladers ist entscheidend für die Ladedauer. Viele Fahrzeuge sind mit einem einphasigen oder dreiphasigen Lader ausgestattet. Der Unterschied liegt in der Art der Stromzufuhr: Einphasiges Laden nutzt nur eine von drei verfügbaren Stromphasen im öffentlichen Stromnetz, während dreiphasiges Laden alle drei Phasen gleichzeitig nutzt. Das bedeutet, dass beim einphasigen Laden maximal 3,7 Kilowatt übertragen werden können, während mit dreiphasigem Anschluss ein Vielfaches möglich ist – typischerweise 11 oder 22 Kilowatt.
Dreiphasiges Laden
Dreiphasiges Laden ist somit nicht nur schneller, sondern auch gleichmäßiger in der Netzbelastung. Für Haushalte mit entsprechender Elektroinstallation bietet es daher klare Vorteile. Vor allem beim Ladetempo: Ein Auto mit einem 11-kW-Bordlader benötigt rechnerisch sechs Stunden, um eine 66-kWh-Batterie vollständig zu laden. Verfügt das Auto nur über einen 3,7-kW-Lader, dauert das Ganze bereits knapp 18 Stunden, wohingegen der 22-kW-Lader schon nach drei Stunden fertig wäre.
Je stärker desto teurer
Allerdings gilt: Je stärker der On-Board-Lader, desto teurer ist er, weshalb die Autohersteller noch vor kurzem vor allem in günstigen Modellen die schwächste, einphasige Variante angeboten haben. Am seltensten sind zurzeit 22-kW-Lader – auch weil die meisten aktuell installierten privaten Wallboxen in Deutschland lediglich 11 kW liefern. Stärkere Wandladegeräte sind teurer in Anschaffung sowie Installation und müssen zudem vom Netzbetreiber genehmigt werden. Damit hat sich der 11-kW-Lader mehr oder weniger als Standard herauskristallisiert, 22 kW gibt es, wenn überhaupt meist nur gegen Aufpreis.
Die Geräte sollen intelligenter werden
Eine Leistungsexplosion bei Bordladern ist nicht zu erwarten – schon allein, weil die Haushalts-Elektronik kaum mehr hergibt. Stattdessen sollen die Geräte intelligenter werden. Einige Hersteller arbeiten an bidirektionalen Ladesystemen, bei denen der Bordlader nicht nur Strom ins Auto hinein, sondern auch wieder heraus ins Stromnetz leiten kann. Dieses sogenannte Vehicle-to-Grid (V2G) oder Vehicle-to-Home (V2H) macht das Elektroauto zur mobilen Speicherstation, die zur Netzstabilität beitragen könnte. Voraussetzung dafür ist eine deutlich komplexere Leistungselektronik im Fahrzeug. Aktuell setzt die Branche aber vor allem auf das DC-basierte bidirektionale Laden, bei dem die Umwandlung in Haushaltsstrom außerhalb des Fahrzeugs erfolgt.
Konkurrenz durch das DC-Schnellladen
Auch in anderer Hinsicht könnte der klassische Bordlader langfristig Konkurrenz durch das DC-Schnellladen bekommen. Je mehr Schnellladestationen verfügbar sind, desto weniger relevant wird das langsamere AC-Laden im Alltag. Trotzdem bleibt der Bordlader wichtig, vor allem für das Laden zu Hause oder am Arbeitsplatz, wo oft nur Wechselstrom zur Verfügung steht.
Häufig gestellte Fragen zum On-Board-Lader (OBC)
Warum braucht jedes Elektroauto einen Bordlader?
Ein Bordlader wird benötigt, um den Wechselstrom (AC) aus dem Stromnetz in Gleichstrom (DC) umzurichten. Nur in dieser Form kann die Energie in der Lithium-Ionen-Batterie des Fahrzeugs gespeichert werden.
Was ist der Unterschied zwischen einphasigem und dreiphasigem Laden?
Einphasiges Laden nutzt nur eine Stromphase und ist auf maximal 3,7 kW hbegrenzt. Dreiphasiges Laden nutzt alle drei Phasen gleichzeitig und ermöglicht deutlich höhere Leistungen von typischerweise 11 kW oder 22 kW, was die Ladezeit massiv verkürzt.
Wird der Bordlader auch beim Schnellladen (DC) verwendet?
Nein. Beim DC-Schnellladen an Autobahnstationen wird der Strom bereits als Gleichstrom geliefert. Der Umwandlungsprozess findet extern in der Ladesäule statt, sodass der interne Bordlader umgangen wird.
Was bedeutet bidirektionales Laden?
Zukünftige, intelligente Bordlader sollen Strom nicht nur aufnehmen, sondern auch wieder an das Hausnetz (V2H) oder das Stromnetz (V2G) abgeben können, wodurch das E-Auto als mobiler Stromspeicher fungiert.
