Wie wird der Wechselstrom in Elektroautos in Gleichstrom umgewandelt, was ja einen Stromverlust bedeutet?

8 Antworten

Elektrofahrzeuge werde nicht nur mit Wechselstrom bzw Drehstrom geladen (je nach Ladeleistung), sondern ggf auch direkt mit Gleichstrom. Schnelladesäulen arbeiten mit Gleichstrom und einer meist höheren Spannung... Bei Ladung über Wechselstrom/Drehstrom findet die Gleichrichtung zum laden der Akkus im Laderegler des Fahrzeug selbst statt. Bei DC-Schnellladesäulen schon in der Ladesäule und das Fahrzeug wird direkt mit Gleichspannung versorgt..


IchDirk  17.08.2025, 14:15

Danke Dir für diese Erläuterung.

Eigentlich ist es genau umgekehrt: Eine Batterie kann immer nur mit Gleichstrom geladen werden, auch beim Elektroauto. Im Motor wird dagegen ein Drehfeld benötigt, also im Prinzip ein dreiphasiger Wechselstrom, den ein Wechselrichter aus der Batteriespannung erzeugt.

Bei der Rekuperation läuft das Ganze umgekehrt: Der Motor erzeugt Drehstrom, der wieder in Gleichstrom für die Batterie umgewandelt wird.

Natürlich entstehen bei diesen Umwandlungen immer Verluste. Insgesamt summieren sie sich auf rund 35 %. Beim Elektroauto kommen also nur ungefähr 65 % der elektrischen Energie aus dem Kraftwerk (hoffentlich möglichst viel Solar- oder Windstrom) tatsächlich als Antriebsenergie an.

Das darf aber nicht darüber hinwegtäuschen, dass beim Verbrennungsmotor höchstens 20 % der Energie aus dem Rohöl in Antriebsenergie umgesetzt werden.

Fun Fact: Selbst wenn man den Strom fürs Elektroauto ausschließlich aus fossilen Energien (Kohle oder Gas) erzeugen würde – was natürlich keiner will 😎 – läge der Wirkungsgrad der gesamten Kette immer noch über dem eines Verbrennungsmotors: je nach Kraftwerk über 25 %.

Woher ich das weiß:eigene Erfahrung – Habe den PKW Fuhrpark meiner Firma auf BEV umgestellt.

Nicht alle Autos werden mit Wechselstrom geladen. Mein Smart #1 verdaut auch Gleichstrom. An einer Schnelladesäule mit bis zu 150kW DC.

Vom Wechselstrom zum Gleichstrom – das passiert im E-Auto

Die meisten öffentlichen und heimischen Ladepunkte liefern Wechselstrom (AC), weil unser Stromnetz darauf basiert. Die Batterie eines Elektroautos speichert jedoch nur Gleichstrom (DC). Deshalb braucht es im Fahrzeug einen AC/DC-Wandler – den sogenannten Onboard-Charger (OBC).

Technischer Ablauf
  1. Stromeingang Das Ladekabel bringt AC vom Netz ins Auto.
  2. Gleichrichtung Der Onboard-Charger wandelt AC mithilfe von Leistungselektronik (Halbleiterbauteile wie IGBTs oder MOSFETs) in DC um.
  3. Spannungsanpassung Transformatoren und elektronische Schaltungen passen die Spannung auf das passende Niveau für die Batterie an.
  4. Batterie-Management Das BMS (Battery Management System) steuert den Ladevorgang, schützt die Zellen und optimiert die Ladeeffizienz.
Verluste bei der Umwandlung
  • Umwandlungswirkungsgrad: Moderne OBCs erreichen meist über 90–95 %, es geht also nur ein kleiner Teil als Wärme verloren.
  • Ursachen der Verluste: Wärmeentwicklung in den Halbleitern, magnetische Verluste in Spulen/Transformatoren, kleine Schaltverluste bei hoher Frequenz.
  • Konsequenz: Bei 11 kW Ladeleistung können z. B. ~0,5–1 kW als Wärme anfallen, weshalb der OBC oft aktiv gekühlt wird.
Bedeutung für die Fahrzeugtechnik
  • Platz & Gewicht: Der OBC ist ein zusätzlicher Baustein, der Platz braucht und Gewicht mitbringt.
  • Kühlung: Da er Wärme produziert, wird er meist in den Kühlkreislauf des Fahrzeugs integriert.
  • Ladegeschwindigkeit: Bei AC-Laden ist die Maximalleistung oft durch den OBC limitiert (z. B. 11 oder 22 kW). Höhere Ladeleistungen gibt es mit DC-Schnellladen – dann übernimmt die Umwandlung in DC bereits die Ladesäule, und der OBC wird umgangen.
  • Zuverlässigkeit: Die Leistungselektronik muss robust sein, um zigtausende Ladezyklen und Temperaturschwankungen zu überstehen.

Kurz gesagt: Der AC/DC-Umwandlungsprozess ist unverzichtbar, um Netzstrom in speicherfähigen Gleichstrom zu bringen. Die Verluste sind relativ gering, haben aber Einfluss auf Ladezeit, Kühlbedarf und Gesamteffizienz des Fahrzeugs.

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung