Eine Wallbox ist eine Ladestation für ein Elektroauto, die Sie in Ihrem Haus oder in Ihrem Unternehmen installieren. Diese Ladestation steht für einen besonderen Vorteil des Elektroautos, nämlich die im Vergleich zu einem Verbrennungsmotor viel flexiblere Möglichkeit zum Aufladen. Dieses ist mit einer Wallbox möglich und kann über Nacht erfolgen.
Was aber ist der technische Hintergrund einer solchen Wallbox?
Welche Eigenschaften besitzt eine Wallbox?
Wie eine öffentliche Ladestation ist sie fest am Ort installiert. Im Gegensatz zu einer öffentlichen Station ist sie aber im privaten oder gewerblichen Bereich verbaut und deshalb braucht sie auch einige Ausstattungsmerkmale nicht. Sie wird in der Regel also über keine Bezahlfunktion verfügen, denn alle Nutzer der Ladestation werden als berechtigt angesehen, ihre Batterien vollumfänglich aufzuladen.
Welche Probleme löst eine Wallbox?
Sie stellt eine sichere elektrische Verbindung zu Ihrem Elektroauto her. Sie ist für die Bewältigung von Störungen ausgelegt und bietet Schutz vor Überlastung. Mit einer solchen Ladestation ist ein wesentlich schnelleres Laden möglich als aus einer Steckdose. Wegen der Sicherung einer Steckdose und der niedrigen verfügbaren Stromstärke kann dort das Laden bis zu 40 Stunden in Anspruch nehmen.
Das ist in fast allen Fällen keine akzeptable Wartezeit.
Die Wallbox sollte auch in der Lage sein, bestimmte Quellen für Strom besonders zu berücksichtigen. Ein typisches Beispiel sind Photovoltaikelemente, die Sie vielleicht besonders zum Zweck des Aufladens Ihres Elektroautos installiert haben. Eine entsprechend intelligente Ladestation kann den Ladestrom auf die Leistung dieser Elemente reduzieren. Das Laden braucht dann zwar mehr Zeit, erfolgt aber vollumfänglich aus Sonnenenergie.
Wie führt die Wallbox ihre Aufgaben durch?
Sie wird direkt an das Drehstromnetz angeschlossen. In Europa ist dieses in fast allen Haushalten verfügbar, weil auch es auch für den Anschluss von Elektroherden verwendet wird. Diese benötigen genauso wie das Laden eines Elektroautos eine höhere Leistung.
Mit einem solchen Anschluss ist eine Ladeleistung von 11 KW für ein Elektroauto verfügbar. Eine Steckdose kann im Vergleich dazu nur etwa 3,7 KW bereitstellen.
Schon diese Zahlen machen klar, dass die Ladezeit aus einer Steckdose viel länger sein wird als aus einer Wallbox.
Es gibt zwar noch keinen einzigen für ein Elektroauto standardisierten Stecker, aber die sogenannten Typ-2-Stecker sind sehr verbreitet und für jede Wallbox verfügbar.
Die Wallbox kommuniziert mit der Ladeelektronik des Elektroautos. Diese Kommunikation kann man als ihre zentrale Funktion betrachten. Auf diese Weise wird Information über die verfügbare Stromstärke ausgetauscht. Geladen wird dann mit dem verfügbaren Maximum.
Ein Stromanschluss ohne diese Kommunikation lädt dagegen entweder mit einer geringeren Leistung, was eine entsprechend längere Ladezeit zur Folge hat. Die andere, noch schlechtere Möglichkeit ist der Versuch, mit einer zu hohen Leistung zu laden. Dies hat das Auslösen der Sicherung zur Folge und bedeutet, dass das Elektroauto gar nicht mehr geladen wird.
Viele Wallboxen lassen sich von Ihnen als Nutzer digital steuern. Neben dieser vielleicht über eine App möglichen Steuerung versorgt sie Sie auch mit Informationen, beispielsweise über den Ladezustand.
Aus welchen Bestandteilen bestehen Wallboxen?
Wir gruppieren die Teile nach Funktion und betrachten den Anschluss und die Steuerung getrennt.
Wallboxen sind direkt und fest mit dem Stromnetz Ihres Hauses oder Ihres Unternehmens verbunden. Dieser Anschluss muss auch von einem qualifizierten Fachmann vorgenommen werden. Mit einem einfachen Einstecken ist es also nicht getan. Der Schutzschalter kann die Wallbox vom Netz gegebenenfalls trennen und schützt auch vor zu starker Erwärmung des Geräts.
Das Stromnetz läuft mit Wechselstrom, dieser muss für die Speicherung im Elektroauto aber in Gleichstrom umgewandelt werden. Dazu erkennt der DC-Fehlerstrommodul die bei dieser Umwandlung möglichen Fehlerströme. Die Buchstaben DC stehen dabei für Direct Current oder eben Gleichstrom.
Die Phasenstromerkennung ist dafür zuständig, dass die drei Phasen der Drehstromversorgung nicht überlastet werden. Der Ladestecker schließlich ist für die Verbindung zum Elektroauto erforderlich.
Der wesentliche Vorteil einer Wallbox ist aber ihre intelligente Steuerung. Für die Verbindung zu Ihrem mobilen Gerät und dem Informationsaustausch ist eine Antenne oder ein Modem vorgesehen. Ein Zähler ist in der Lage, Ihnen den genauen Stromverbrauch mitzuteilen und dafür kann auch an der Ladestation eine Anzeige zur Verfügung stehen.
Wallboxen sind zwar in Ihrem privaten Bereich installiert, sie können aber zum Beispiel in Ihrer Einfahrt oder in Ihrem Carport zumindest teilweise öffentlich zugänglich sein. Um eine Benutzung durch Unbefugte zu verhindern, verfügen viele Wallboxen über eine Freischaltung, die Sie mit einer Karte, einem Schlüssel oder einer App entriegeln können.
Der intelligente Teil der Wallbox ist der Electric Vehicle Charge Controller. Er übernimmt die Verbindung mit dem Elektroauto und steuert die Ladeleistung. Er verhindert auch eine Überlastung des Stromnetzes, wenn während des Ladens auch noch andere Verbraucher im Haus Strom benötigen. Dann drosselt er die Leistung für das Laden des Elektroautos.
Fazit
Für das sichere und effiziente Laden Ihres Elektroautos ist eine Wallbox nicht nur empfehlenswert, sondern geradezu geboten. Denken Sie daran, dass im Vergleich zum sonstigen Hausgebrauch starke Ströme von einer solchen Wallbox gesteuert werden. Sie sollten deshalb nicht am falschen Ort sparen und ein qualitativ gutes Gerät fachmännisch installieren lassen.