Wallbox

Wallbox ist verbreitete Bezeichnung für eine intelligente Wandladestation nach IEC 62196. Diese speziell für Elektroautos entwickelte Ladestation ist die Schnittstelle zwischen Ladekabelstecker und dem Stromnetz. In der Regel wird die Wallbox an 400 Volt mit 16 oder 32 Ampere angeschlossen. Der verwendete Stromanschluss wird auch für Elektroherde genutzt und ist in den meisten Haushalten verfügbar. Bei Nutzung aller drei Phasen können so Ladeleistungen von 11 kW (16 A) bzw. bis zu 22 kW (32 A) erzielt werden, was die Ladezeit deutlich verkürzt. Ausschlaggebend für die tatsächlich erreichte Leistung ist das im Fahrzeug verbaute Ladegerät.

Mit welcher Ladeleistung ein E-Fahrzeug lädt, ergibt sich immer aus folgenden Punkten:

– Anzahl der Phasen

– Spannung

– Stromstärke

Bei den Phasen unterscheidet man im Regelfall zwischen einphasigen und dreiphasigen (Drehstrom) Ladungen. Während eine Schuko-Steckdose nur über eine Phase (L1) verfügt, so sind an einer CEE-Steckdose (oft auch als Kraftstromsteckdose oder Drehstromsteckdose bezeichnet) normalerweise drei Phasen verfügbar (L1, L2, L3). Jede Phase liefert eine bestimmte Stromstärke (Ampere). Eine gewöhnliche Haushaltssteckdose bietet überlichweise Stromstärken zwischen 8A und 12A. Eine CEE-Steckdose bietet meist 16A bis 32A – pro Phase. Nun liegt zwischen den Phasen immer eine bestimmte Spannung an. Bei uns im Regelfall 230V. Multipliziert man die Stromstärke der Phase mit der Spannung, ergibt dies die Leistung (den Ladestrom) mit der pro Phase geladen wird – sie wird in Watt bzw. kiloWatt angegeben (kW).

Das deutsche Stromnetz arbeitet mit Wechselstrom. Um die Batterie eines E-Autos aufzuladen, wird hingegen Gleichstrom benötigt. Diesen Konflikt lösen die Autohersteller mit einem im Auto integrierten Gleichrichter (Konverter). Es bedarf also bei der Einrichtung einer heimischen Ladestation keiner speziellen Vorrichtung zur Umwandlung von Wechsel- in Gleichstrom. Dieser Vorgang erfolgt im Ladegerät des Autos automatisch. Wird eine öffentliche Ladestation mit Gleichstrom genutzt, fliesst der Strom am Konverter vorbei direkt zur Batterie. Die Ladedauer eines Elektroautos wird neben dem Zustand der Batterie (kalt, warm, leer, halbvoll etc.) maßgeblich von zwei Faktoren bestimmt: Der Ladekapazität der Batterie und der verwendeten Ladetechnik. Ausgehend von einer Batteriekapazität von 20 Kilowattstunden (kWh) bewegt sich die Ladedauer zwischen 6-8 Stunden an einer Haushaltssteckdose (230 Volt/10 Ampere = 2,3 kW einphasig) und, ein dreiphasiges Ladegerät im Auto vorausgesetzt, etwa 1 Stunde an einer schnellen Wallbox (400 Volt/32 Ampere = 22 kW dreiphasig). Verfügt das Elektroauto hingegen nur über ein einphasiges Ladegerät, wäre der Ladevorgang auch an einer 22 kW-Wallbox auf theoretisch 7,4 kW begrenzt. Um Schieflasten im Stromnetz zu vermeiden, sind in Deutschland sogar nur maximal 4,6 kW pro Phase zugelassen, weshalb das Auto mit 20 kWh-Akku hier etwa 4-5 Stunden laden würde.

Standard-Stecker (nach CEE 7/4): Wird auch als "Haushalts- oder SchuKo-Stecker" bezeichnet und stellt den Standard in Deutschland dar. Er ist auf 230 Volt/10 Ampere ausgelegt und erzielt eine Ladeleistung von etwa 2,3 kW. An einer Schuko-Steckdose mit 10A Stromstärke bei 230V Spannung ergäbe dies 2,3 kW (2300 Watt) an Ladestrom. An einer CEE-Steckdose mit 16A Stromstärke bei 230V Spannung ergäbe dies 3,7 kW (3700 Watt) an Ladestrom – pro Phase. Da drei Phasen vorhanden sind, stehen insgesamt 3 x 3,7 kW also 11 kW Ladestrom zur Verfügung.

CEE-Blau (nach Norm IEC 60309): Wird auch als "Camping-Stecker" bezeichnet und ist im Vergleich mit dem SchuKo-Stecker wesentlich robuster und höheren Belastungen gewachsen. Er ist auf 230 Volt/16 Ampere ausgelegt und erzielt  mit einer entsprechenden ICCB oder mobilen Ladebox eine Ladeleistung von 3,7 kW.

CEE-Rot (nach Norm IEC 60309): Wird auch als "Drehstrom-Stecker" bezeichnet und ist genau wie ein CEE-Blau-Stecker für hohe Dauerbelastung geeignet. Er ist auf 400 Volt/16 Ampere ausgelegt und erzielt mit einer mobilen Ladebox eine Ladeleistung von 11 kW. Auf CCE-Rot sind außerdem bei 400 Volt/32 Ampere bis zu 22kW möglich.

Typischerweise erfolgt die Verbindung von Auto und Wallbox über ein Ladekabel mit einem Typ 2-Stecker, bei asiatischen Herstellern ist der Typ 1-Stecker verbreitet. Die meisten Hersteller von Elektroautos bieten optional auf ihre Fahrzeuge abgestimmte Ladestationen zu sehr unterschiedlichen Preisen an. Ladestecker Typ 2 (nach Norm IEC 62196): Wird nach dem Hersteller auch als "Mennekes-Stecker" bezeichnet. Die meisten privaten (Wallbox) und öffentlichen Ladestationen sind mit diesem Anschluss-System ausgerüstet. Typ 2-Stecker wurden speziell für das Laden von E-Autos entwickelt und dienen neben der Energieübertragung auch dem Austausch von Informationen zwischen Fahrzeug und Ladepunkt. In ihrer stärksten Ausführung (400 Volt/32 Ampere) erzielen sie an privat gebräuchlichen Ladestationen eine Leistung von bis zu 22 kW.

Ladestecker Typ 1: Dieser Stecker wird überwiegend bei asiatischen Fahrzeugen verwendet und ist auf ein 120/240-Volt-Einphasen-Dreileiternetz ausgelegt. Entsprechend haben Elektroautos mit Typ 1-Stecker ein einphasiges Ladegerät mit maximal 7,4 kW Ladeleistung. Im Gegensatz zum Typ 2-Stecker hat der Typ 1-Stecker auf der Fahrzeugseite keine standardmäßige Verriegelung. Passende Ladekabel für den europäischen Markt haben auf der Wallbox-Seite einen Typ 2-Stecker und auf der Fahrzeugseite einen Typ 1-Stecker.

AC-Ladeleistung bei 230 oder 400 Volt 

230 V 1-phasig 400 V 3-phasig

10 A 2,3 kW 6,9 kW

13 A 3,0 kW 9,0 kW

16 A 3,7 kW 11 kW

20 A 4,6 kW 13,8 kW

32 A 7,4 kW 22 kW

63 A 14,5 kW 43,5 kW

Die beim Laden entstehenden Kosten richten sich nach der verbrauchten Menge des Stroms. Verschiedene Stromanbieter haben vergünstigten Nachtstrom im Angebot. Falls die Ladezeiten üblicherweise in den Nachtstunden liegen, lohnt sich daher ein Preisvergleich. Für eine genaue Kostenkontrolle des verbrauchten Stroms empfiehlt sich ein separater Stromzähler an der Ladestelle des Autos. Einige der teureren Wallboxes besitzen bereits einen integrierten Stromzähler.