Ratgeber

Innenleben einer Wallbox

Innenleben

Wie sieht eine Wallbox eigentlich von innen aus?

 

Von außen sieht das Laden einfach aus. Kabel anstecken, gegebenenfalls autorisieren, aufladen – fertig. Schon hat man wieder freie Fahrt. Wer irgendwo einen kleinen Bastler in sich trägt, hat sich aber bestimmt schon gefragt, was in den sympathischen, kleinen Boxen eigentlich drinnen steckt. Wenn ja sind Sie hier richtig: Wir erklären Ihnen was hinter der Fassade von Ladeboxen vor sich geht und welche Sicherheitsschranken der Strom passieren muss, bevor er am Ende in der Batterie ankommt.

 

 

FI Schutzschalter

Zunächst durchläuft der Strom den Fehlerstromschutzschalter (FI). Dieser registriert Fehlerströme d.h. er überwacht den Stromkreis und löst bei auftreten eines AC Fehlerstroms aus. So wird sichergestellt, dass bei Defekten der Zuleitung oder der Station keine Gefahr für Leib und Leben von der Station ausgeht.

 

Installationsschütz

Nach dem FI Schutzschalter fließt der Strom weiter durch das Installationsschütz, welches eine Art Ferngesteuerten „An/Aus-Schalter“ darstellt. Das Installationsschütz startet und stoppt also den Stromfluss, wenn ihm das von außen vorgegeben wird.

 

Phasenstromerkennung

Das Stromnetz im Gebäude besteht aus drei sogenannten „Phasen“ welche immer im Gleichgewicht sein müssen. Dies ist eine Vorgabe der Netzbetreiber, da die zu starke Belastung einer einzigen Phase einen instabilen Zustand des Stromnetzes erzeugt. Um sicherzustellen, dass der stabile Zustand erhalten bleibt, misst die Phasenstromerkennung, ob das Fahrzeug unerlaubt zu viel Strom aus einer oder mehreren Phasen zieht. Wird das Stromnetz dadurch aus dem Gleichgewicht gebracht, gibt die Phasenstromerkennung ein Signal an das Installationsschütz und beendet so den Ladevorgang.

 

DC-Fehlerstrommodul

Akkus beziehen grundsätzlich Gleichstrom (DC). Der AC Strom aus dem Netz muss daher erst umgewandelt werden, bevor er in der Batterie ankommt. Dies geschieht bei Wallboxen nicht in der Station, sondern im Auto. Während der FI-Schalter den Netzanschluss AC-seitig prüft, sichert das DC-Schutzmodul die Ladestation gegen fahrzeugseitige Fehlerströme ab. So wird verhindert das Fehlerströme aus dem Fahrzeug in den Hausanschluss gelangen und die dortige Elektrik und Elektronik beschädigen.

In manchen Ladegeräten ist statt dem DC-Schutzmodul ein sogenannter FI-Schalter Typ B verbaut, der sowohl AC also auch DC Fehlerströme identifiziert. Wenn der FI-Schalter auslöst, muss die Ladestation manuell wieder gestartet werden. Der Vorteil beim DC-Schutzmodul besteht darin, dass dieser bei fahrzeugseitigen Problemen nicht sofort den FI-Schalter umlegt, sondern nach einiger Zeit erneut die Situation prüft und der Betrieb in den meisten Fällen ohne menschliches Eingreifen wieder aufgenommen werden kann.

 

Energiezähler

Wenn keine Fehlerströme registriert wurden und alles in Ordnung ist, fließt der Strom durch seine letzte Station, den Zähler. Erst ab hier wird der kWh-Verbrauch gemessen, deswegen wird der Energieverbrauch der Ladestation selbst nicht in die Messung miteinbezogen. Steht am Ende des Ladevorgangs eine Abrechnung mit Zahlungsabwicklung, wird so nur der Strom berechnet, der wirklich im Akku ankommt.

 

Logging Gateway

Im Logging Gateway werden die Energiewerte aus dem Zähler noch signiert und gespeichert, was für einen eichrechtskonformen Betrieb unbedingt notwendig ist. So wird sichergestellt, dass auf dem Weg vom Zähler bis zum Abrechnungsdienstleister keine Energiewerte manipuliert werden.

 

Notfall Kondensator

Bei einem Stromausfall wird der Betrieb der Ladestation unterbrochen. Der Fahrer hat das Problem, dass die Steckerverriegelung noch aktiv ist und er das Ladekabel nicht entfernen kann. Hier greift der Notfall Kondensator, welcher die Entriegelung einleitet, sodass der Stecker abgezogen werden kann.

 

EVCC (Electric Vehicle Charge Controller)

Das EVVC ist das kleine Gehirn der Wallbox. Es übernimmt die Kommunikation zum Fahrzeug, kommuniziert mit dem DC-Fehlerstrommodul sowie der Phasenstromerkennung und schaltet über das Installationsschütz den Ladevorgang frei.

 

Backend

Die meisten modernen Wallboxen verfügen zusätzlich noch über einen zweiten Computer, welcher die Daten des EVCC und des Energiezählers auslesen und diese über eine Sim Karte an eine Cloud schicken kann. Sonst ist es möglich, Nutzer zu steuern und Ladevorgänge abzurechnen. Außerdem ermöglicht es dieser zweite Computer, mehrere Ladestationen zu steuern und so den verfügbaren Strom intelligent an Fahrzeuge zu verteilen.

 

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