Wandladestation

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Einfache Wandladestation mit (abgedecktem) Anschluss für Ladestecker Typ 2

Als Wandladestation wird eine an oder in einer Wand befestigte Anschlussmöglichkeit zum Laden von Elektroautos bezeichnet. Tesla spricht von Ladestation bzw. Wall Connector, und BMW benutzt dafür als Begriff seine Wortmarke „Wallbox“ (englisch Wall Box)[1]. Die Wandladestation stellt dabei nicht nur die Steckverbindung für das Ladekabel und die Verbindung zum Wechselstrom-Stromnetz zur Verfügung wie eine Steckdose, sondern auch zusätzliche Funktionen, insbesondere Kommunikation zur Stromstärke, die ansonsten bei Ladekabeln durch eine In-Kabel-Kontrollbox (ICCB) bereitgestellt wird.

Im Gegensatz zu Stromtankstellen sind Wandladestationen bei vergleichbarer technischer Funktionalität einfacher aufgebaut (nur Wechselstrom) und für den Einsatz in Innenräumen oder dem geschützten Außenbereich (Carport) konzipiert. Sie sind in der Regel nicht öffentlich und bieten keine Bezahlmöglichkeit[2].

Der Begriff ist nicht genormt und kann die gesamte Bandbreite von der Installation einer einfachen Kraftstrom-Steckdose in der Garage bis hin zum vernetzten Ladeanschluss, der mit der Heim- und Fahrzeugelektronik kommuniziert, abdecken. In der Regel stellt die „Wandladestation“ eine Anschlussmöglichkeit nach IEC 62196 zum Laden von Elektrofahrzeugen bereit. Diese Ausführung wird im Artikel dargestellt.

Entstehung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Bei allen derzeit verfügbaren Elektrofahrzeugen (Ausnahme: werkseitig Renault ZOE 2013 ohne ICCB-Kabel) kann die Traktionsbatterie an „normalen“ Niederspannungsnetzs-Haushaltssteckdosen geladen werden. Diese können aber nur relativ wenig Leistung übertragen (einphasig, 230 V/10 A; 2,3 kW), wodurch der Ladevorgang je nach Akkukapazität zwischen 6 und 12 Stunden dauert. Beim Nissan Leaf wird diese Lademöglichkeit daher als „Notladung“ bezeichnet.

Ein weiterer Problempunkt ist, dass Haushaltsteckdosen konstruktiv nicht darauf ausgelegt sind, dauerhaft über mehrere Stunden mit sehr hohen Strömen belastet zu werden. Höhere Ladeleistungen bieten die CEE-Steckverbinder nach IEC 60309. Weil es aber (je nach Leistung) verschiedene CEE-Steckverbinder gibt, müssen ältere Elektrofahrzeuge die jeweils passenden Adapter mitführen.

Zur Vereinfachung des Ladevorgangs wurden daher verschiedene Ladestecker entwickelt. In der EU wird der von der Firma Mennekes nach Vorgaben von RWE und der Daimler AG entwickelte und 2009 vorgestellte Ladestecker Typ 2 als Standard eingeführt. Praktisch alle in Deutschland vertriebenen Wandladestationen haben einen derartigen Anschluss.

Wandladestationen werden vom Zubehörhandel angeboten, sie sind jedoch auch direkt als Fahrzeugzubehör bei den meisten Autoherstellern erhältlich.

Ausführungen und Anschlussleistungen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Wandladestationen besitzen entweder eine Typ-2-Einbaubuchse für das fahrzeugseitige Ladekabel oder ein montiertes Ladekabel mit Kabelbuchse für den fahrzeugseitigem Typ-2-Einbaustecker[3].

Die Wandladestation dient als Schnittstelle zur vorgelagerten Netzinstallation und der Kommunikation mit dem Auto. Diesem teilt die Box mit, mit welcher Stromstärke das Auto nun von der vorhandenen Stromquelle laden kann. Das Ladegerät ist bei der Ladung nach IEC 62196 Mode1-3 im Fahrzeug integriert. Die Wandladestation ist somit ein sehr intelligenter An/Aus-Schalter mit vielen Sicherheitsebenen („intelligenter Stromschalter“).

Die kleinste verfügbare Wandladestation wird netzseitig an das 230 V /16 A „Haushaltsnetz“ angeschlossen. An diesen Wandladestationen kann nur einphasig mit bis zu etwa 3,6 kW geladen werden, was eine sehr lange Ladedauer zur Folge hat. Obwohl mehrere Autohersteller ihre Elektroautos (VW E-Golf, BMW i3) serienmäßig nur mit einem solchen kleinen Lader für das Lichtnetz ausrüsten und auch viele Plug-In-Hybride diese kleinen Ladegeräte eingebaut haben, ist die Installation einer solchen Wandladestation nur dann sinnvoll, wenn sichergestellt werden kann, dass zukünftig keine Elektroautos mit stärkeren Ladegeräten geladen werden sollen. Oft sind die Modelle der Ladestationen als „Eco“ oder „Basic“ gekennzeichnet.

Viele Wandladestationen für den privaten Bereich werden an 400 V/16 A Drehstrom (11 kW maximale Ladeleistung) angeschlossen. Diese Anschlussmöglichkeit besitzt fast jeder Haushalt, da beispielsweise Elektroherde ebenfalls diesen Anschlussstärke nutzen. Eine Nachladung mit 11 kW ermöglicht bei entsprechendem Ladegerät Ladezeiten (je nach Akkugröße) von 1 bis 2 Stunden. Leistungsstärkere Lader werden automatisch entsprechend auf diesen Anschlusswert gedrosselt. Vorteilhaft ist der einfache Aufbau dieser Wandladestationen, da neben dem dreiphasigen Laden auch die standardmäßigen Bordladegeräte mit 230 V (max. 3,6 kW) ohne weitere Absicherung auf einer Phase betrieben werden können.

Einen Sonderfall stellen einphasige Ladegeräte mit > 3,6 kW (6,6 kW /7,4 kW) dar. Da vor allem im asiatischen und amerikanischen Markt die Verteilnetze auf Niederspannungsebene zu den Häusern einphasig ausgelegt sind, wird oftmals von den Autoherstellern weltweit nur ein universelles Ladegerät verbaut. Um diese Elektroautos beschleunigt laden zu können, sind entsprechend dimensionierte und abgesicherte Zuleitungen erforderlich. Meist empfiehlt sich eine stärkere Wandladestation für Drehstrom, die dann auch eine höhere Leistung auf einer Phase bereitstellt. Rechtlich sind dabei in Deutschland von den Netzbetreibern festgeschriebene Grenzen bei der Schieflast zu beachten – technisch ist das Laden unproblematisch.

Größere Wandladestationen werden an 400 V 32 A (22 kW) oder 63 A (44 kW) angeschlossen und ermöglichen bei Vorhandensein entsprechend leistungsstarker Ladegeräte (serienmäßig bei Renault ZOE) noch deutlich kürzere Ladezeiten. Dabei bestimmt die Leistungsfähigkeit des eingebauten Bordladers letztlich die realisierbare Ladeleistung. Durch Kommunikation zwischen dem Elektroauto und dem Ladegerät ist die maximal erreichbare Ladeleistung festgelegt. Niedrigere Ladeleistungen können meist in den Einstellungen des Elektroautos gewählt werden. Die technische Umsetzung mit den leistungsfähigeren Bauteilen verteuert diese Wandladestationen.

Mobile Ladebox Typ2 mit Einstellmöglichkeiten von 6 bis 63 A Netzstrom

Mobile Ladebox[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Um neben den Lademöglichkeiten an Stromtankstellen Fahrzeuge mit Typ-2-Stecker auch an normalen 400 V Drehstrom-Steckdosen laden zu können, wurden mobile Ladeboxen entwickelt. Diese bieten bei gleicher Funktionalität einer Wandladestation den zusätzlichen Vorteil der Mobilität durch Standfüße und einen Tragegriff und generell die Möglichkeit der Einstellung des maximalen Strombezuges entsprechend der vorhandenen Stromquelle. Bei zu hoher Stromeinstellung an der Ladebox und entsprechend leistungsfähigem Bordlader würde die Absicherung der vorgelagerten Installation ausgelöst. Bei niedriger Einstellung senkt der Bordlader die Ladeleistung entsprechend, was die notwendige Ladezeit erhöht. Dies kann sinnvoll sein, wenn an der vorgelagerten (Haus-) Installation noch andere Verbraucher betrieben werden. Außerdem kann ein Fehlerstrom-Schutzschalter (besonders sicher: allstromsensitiver FI TypB) integriert sein, welcher bei der stationären Wandladestation Bestandteil der Hausinstallation ist. Dadurch ist eine umfassende Absicherung gegen Stromunfälle gegeben. Die mobile Ladebox besitzt autoseitig eine Typ-2-Steckdose für das Standardladekabel. Netzseitig wird über eine genormte CEE-Steckverbindung (meist 32 A-CEE-Stecker) die Verbindung mit dem Stromnetz hergestellt. Über Adapter kann so auch an allen (schwächeren als der Boxenanschluss) Stromanschlüssen geladen werden. Die Anzahl der möglichen nutzbaren Ladepunkte steigt dadurch sehr stark.

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. „Wall box“übersetzt: „Wandkasten“. In der Regel wird im englischen Sprachraum darunter aber vor allem ein eingemauerter Briefkasten verstanden, aber auch andere Aussparungen oder Kästen in einer Wand werden als „wall box“ bezeichnet.
  2. Walther-Werke:Ladeeinrichtungen für zu Hause, aufgerufen 9. Dezember 2012
  3. Siemens Wand-Ladestationen für Elektromobile, PDF, aufgerufen 9. Dezember 2012