Wallbox – die Tankstelle für Elektrofahrzeuge

Elektrofahrzeuge WallboxFalls man sich Gedanken darüber macht, ein Elektrofahrzeug anzuschaffen, stellt sich direkt die Frage, wie man dieses Fahrzeug laden kann. So ist je nach Fahrzeugtyp das Laden an einer Steckdose sehr langwierig und eine Ladezeit von 5-12 Stunden muss für eine vollständige Ladung in Kauf genommen werden. Sollte man über ein Fahrzeug mit Hybridantrieb verfügen, ist ein Laden an der Stromdose nicht unbedingt notwendig, da ein zweiter Motor, meist mit Benzinantrieb, zur Verfügung steht. Anders sieht der Fall natürlich aus, wenn man ein reines Elektronfahrzeug besitzt, welches ohne externe Stromzufuhr keinen Meter weiter fahren möchte.

Elektroautos stellen heutzutage keine Zukunftsmusik mehr dar und gliedern sich nach und nach in das normale Straßenbild ein. Bestimmt hat man auch schon einmal eine dieser Standsäulen für Elektrofahrzeuge gesehen, welche in großen Parkhäusern oder Städten zu finden sind.

Warum benötigt man überhaupt eine Wallbox? Was ist das genau?

Elektrofahrzeuge mobile BoxIm Endeffekt bewirkt eine Wallbox nichts anderes wie ein Ladegerät vom heimischen Handy. Schließt man das Fahrzeug direkt über die 220V Steckdose an, liegt eine Limitierung von 3,6kW = 3600 Watt vor, mehr kann eine heimische Steckdose nicht liefern, ohne die Elektrik zu beschädigen. Außerdem sind die meisten Elektroleitungen nicht darauf ausgelegt, diesen Maximalstrom über eine lange Zeit zu liefern, da z.B. ein Fön, welcher meist eine Stromaufnahme von 2000-2600 Watt verfügt, nur eine begrenzte Zeit am Netz gelassen wird. Außerdem sind die Ladezeiten durch diese Limitierung sehr hoch und können teilweise nicht über die Nacht realisiert werden.

Wallboxen werden außerdem an speziellen Langzeitparkplätzen oder Parkhäusern verwendet, damit der Fahrer eines Elektrofahrzeuges bequem sein Gefährt während der Arbeit oder dem Einkauf laden kann. Viele Fahrzeuge lassen sich darüber in 2-4 Stunden meist bis über 80% aufladen, damit eine sichere Heimfahrt gewährleistet werden kann. An diesen Parkplätzen verbringen die Fahrzeuge die längsten Standzeiten des Tages, weshalb diese Zeit gewinnbringend für das Laden des Fahrzeuges genutzt werden soll.

Weiterhin unterscheidet man zwischen festinstallierten und mobilen Wallboxen, welcher weiter später im Text unterschieden und vorgestellt werden. Stationäre Wallboxen sind in verschiedenen Qualitäts- und Komfortstufen zu erwerben. Die momentan üblichen Preise am Markt bewegen sich zwischen 800 – 2500 Euro für stationäre Boxen inkl. der notwendigen Montage. Eine mobile Box schlägt mit circa. 1000 Euro zu Buche.

Wallbox – Technik und Installation -> ein Fall für Profis

Die meisten Wallboxen unterscheiden sich hinsichtlich des maximal verfügbaren Ladestroms. So verfügen kleinere Boxen über 16 A (11kw), bis hin zu 63 A (44kW). Dieser Unterschied fällt auch finanziell ins Gewicht, da sich diese Boxen natürlich auch hinsichtlich des Preises unterscheiden.

Weiterhin sollte man zunächst eine Ladestation von einer Wallbox unterscheiden. So wird eine Ladestation direkt an das Stromnetz angeschlossen, wohingegen eine Wallbox an das Anschlussnetz der Hauselektrik angeschlossen wird. Eine Ladestation ist natürlich weitaus umständlicher zu installieren, da diese, wie eine Art “Gebäude” wasserdicht sein muss und ein eigenes Fundament benötigt, um jahrelang sicher im Einsatz zu bleiben. Viele Firmen und Stromanbieter nutzen eine Ladestation, da diese gleichzeitig eine auffällige Möglichkeit der Werbung bieten.

Eine Wallbox kann entweder im Innenbereich, aber auch im Außenbereich, d.h. zum Beispiel außen an einer Garage angebracht werden. Sollte man die Station im Außenbereich installieren, stellt sich das Problem der Identifizierung des Inhabers. Dies geschieht bei den meisten modernen Wallboxen mittels eines RFID-Chips, welcher vom Inhaber als eine Art “Schlüsselanhänger” mitgeführt werden kann. Ähnlich wie ein Fahrzeug ohne Schlüssel kann so der Inhaber, bzw. die Inhaber eindeutig identifiziert werden und die Wallbox gibt den erforderlichen Ladestrom für das Fahrzeug frei.

Falls es um die Installation einer Wallbox geht, sollte man einen Fachmann zu Rate ziehen. Gerade eine falsche Elektroinstallation unangenehme Folgen nach sich ziehen und durch z.B. falsch dimensionierte Leitungen zu einem Kabelbrand und dem Erlöschen der Gebäudeversicherung führen.

Die Installation einer Box erfolgt meist nach folgendem Schema:

1. Ein Elektroinstallateur prüft die örtlichen Gegebenheiten und prüft, ob eine Installation möglich ist. Sollte dies gegeben sein, wird die maximale Anschlussleistung ermittelt, da diese je nach Entfernung zur Hauselektrik, aber auch dem Alter der Hauselektrik unterschiedlich sein kann.
2. Falls die Gegebenheiten ermittelt sind, erstellt der Elektriker ein Angebot, welches den Anschluss und die Installation der Box beinhaltet.
3. Sollte man mit dem Angebot einverstanden sein, wird der Elektriker die Box anbringen und anschließen, sodass man das Fahrzeug laden kann.
4. Meist führt der Elektriker noch in die Bedienung und den Anschluss der Wallbox ein, damit ein sicherer und verantwortungsvoller Gebrauch erfolgt.

Stationäre oder mobile Wallbox?

Elektrofahrzeug mobile BoxEine stationäre Wallbox hat den Vorteil, dass sicher und problemlos der anzulegende Strom hinsichtlich maximaler Belastbarkeit und Ladekapazität vorher festgelegt werden. Durch den Erwerb dieser Box entscheidet man sich bewusst für den richtigen Ladestrom und ein Elektriker prüft die vorhandenen Leitungen auf die maximale Belastbarkeit.

Nachteil der stationären Box ist jedoch ihre mangelnde Flexibilität, da ein anderes Fahrzeug eventuell andere Ströme benötigt. Ein weiterer Nachteil ist die Gebundenheit an einen Ort, ist die Box einmal montiert, lässt sie sich nicht so einfach wieder abnehmen und man benötigt erneut einen Techniker, welcher die Box an einen anderen Standort verlegt.

Hier punktet die “mobile Wallbox“, welche das Laden des Fahrzeuges ohne aufwändige Installation ermöglicht. Man kann sich die mobile Box als eine Art Kabel mit Zwischenelement vorstellen, an welchem die gewünschten Ströme eingestellt werden. So kann der Nutzer dieses “Kabels” abhängig von verschiedenen Einsatzorten den gewünschten Strom festlegen, d.h. zu Hause kann ein niedriger Strom eingestellt werden als beispielsweise auf der Arbeit, wo z.B. ein Starkstromanschluss für schnelles Laden vorhanden ist.

Ein weiterer Vorteil ist die örtliche Ungebundenheit, d.h. auch nach dem Verkauf eines Elektrofahrzeuges kann die mobile Box mit verkauft werden, ohne einen Techniker zu benötigen.

Durch die Wahlmöglichkeit ist der Nutzer jedoch in der Verantwortung, die Stromstärken selbst einzustellen und muss dafür die notwendigen Kenntnisse aufbringen.

Alternativen zur Wallbox- Zukunftsmusik?

So ist die Wallbox nicht die einzige zur Verfügung stehende Möglichkeit ein Elektrofahrzeug zu laden. Es stehen, je nach Technik im Fahrzeug auch die Möglichkeiten einer Induktionsladung oder dem Austausch der Batterie zur Verfügung.

Die Induktionsladung kann im Volksmund als “wireless strom” bezeichnet werden, da ein Kabel im herkömmlichen Sinne nicht angeschlossen werden muss. Dafür kann man sich vereinfacht ein System mit zwei großen Spulen vorstellen, in welchem die Spulen in geringem Abstand übereinander gebracht werden. Durch einen Induktionsstrom, welcher nun zwischen den beiden Spulen angelegt wird, kann der notwendige Ladestrom übertragen werden. Bei ausreichender Spulengröße können Fahrzeuge ähnlich wie mit einer Wallbox in ca. 1-2 Stunden zu 80% Kapazität geladen werden.

Der Austausch der Batterie, auch battery swapping genannt, stellt den simplen Austausch der Batterie dar. Hierbei werden geladene Batterien stets auf Vorrat gehalten, damit ein leeres Elektrofahrzeug direkt wieder einsatzbereit ist. Hierfür wird das Fahrzeug auf eine Art Portal gefahren und mittels einer Hebebühne in die Luft gehoben. So sollte die Batterie von unten zugänglich sein und kann gewechselt werden. Man geht davon aus, dass ein solcher Vorgang innerhalb von circa zwei Minuten abgeschlossen ist und das Fahrzeug wieder voll einsatz- und fahrbereit ist.

Der Nachteil des Systems ist die hohe Belastung der Fahrzeugbatterien, welche durch den ständigen Wechsel einer mechanischen Belastung ausgesetzt werden. Weiterhin stellt sich das Anheben des Fahrzeuges je nach Größe als schwer dar, da entsprechende Hebebühne bereitgestellt werden müssen.

Elektrofahrzeug, Hybrid, Range Extender – was grenzt die einzelnen Typen voneinander ab?

Bevor man mit sich dem Gedanken auseinandersetzt, ein E-Fahrzeug zu kaufen, sollte man sich genau den Einsatzzweck überlegen. So gibt es momentan viele verschiedene Techniken und Typen, welche jeweils auf einen anderen Zweck abzielen.

Reine Elektrofahrzeuge lassen sich ohne externe Stromzufuhr nicht bewegen. Sie sind mit einem mehr oder weniger großen Akkumulator ausgestattet und können ausschließlich mit Strom fahren. Die Reichweiten sind je nach Marke und Modell sehr unterschiedlich und reichen zwischen 50-170 Kilometer. Diese können natürlich nicht immer gehalten werden, da abhängig von technischen Verbrauchern und den äußeren Witterungsverhältnissen eine Varianz dieser Strecke stattfinden kann. Sehr niedrige Temperaturen, wie auch starke Steigungen sind eine enorme Belastung dieser Akkus.

Eine andere Richtung schlägt der Hybrid ein. Wie schon der Name verrät, setzt sich der Hybrid aus zwei Motoren zusammen, welche entweder gleichzeitig oder versetzt voneinander arbeiten. Die Betriebsmodi sind je nach Fahrzeugtyp unterschiedlich. Es existieren Fahrzeuge bzw. Konzepte, in denen stets beide Motoren arbeiten und gemeinsam eine Leistung an den Antriebsstrang abliefern. Dies hat den Vorteil, dass die Leistung beider Motoren abgerufen werden kann. Nachteil ist wiederrum der erhöhte Spritverbrauch, welcher zwar niedriger als mit einem reinen Benzin / Dieselmotor ist, sich jedoch nicht signifikant von einem sparsamen Motor unterscheidet.

Diese Schwelle soll mit einem “range extender” überwunden werden. Hierbei fährt das Fahrzeug für eine gewisse Reichweite rein elektrisch und nur, falls die Akkuleistung nicht mehr reicht, springt der interne “Hilfsmotor” an, welcher zu großen Teilen dem Aufladen des Akkumulators dient. Dieser Motor muss entsprechend nicht das ganze Fahrzeug antreiben, sondern nur den Akku mit dem erforderlichen Ladestrom speisen. So sinkt das Risiko, wegen fehlender Akkuleistung “liegen zu bleiben” enorm, da immer noch eine Reserve zur Verfügung steht.

Es gilt also, sich für den richtigen Typ zu entscheiden, da auch eine Alternative, – z.B. ein Elektrofahrrad sinnvoll sein kann.