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AC-Laden

Wallbox für viele Kunden

Zum Jahresende 2021 waren hierzulande 618.460 reine Elektroautos zugelassen – Tendenz steigend. Nach Plänen der neuen Bundesregierung sollen bis zum Jahr 2030 bereits 15 Millionen reine Elektroautos auf deutschen Straßen unterwegs sein. Dieser ambitionierte, aber durchaus realistische Wachstumspfad geht mit einem gleichermaßen hohen Bedarf an Ladeinfrastruktur einher – und das sowohl im öffentlichen als auch im halböffentlichen und privaten Bereich.

Smart-Version kommt Ende Mai

Im Monat November 2021 lag der Anteil der reinen Elektroautos an den Pkw-Neuzulassungen erstmals über der 20-Prozent-Marke. Jede fünfte Neuzulassung war demnach ein reiner Stromer. Laut dem aktuellen „Marktmonitor Ladestationen“ von EUPD Research gibt es derzeit knapp 900 verschiedene Modelle für Ladestationen von über 200 Anbietern. Der noch junge Markt für Ladeboxen ist relativ unübersichtlich und funktioniert sehr bedarfsabhängig. Vier von fünf Produktkäufen der Installateure im vergangenen Jahr erfolgten demnach direkt auf Kundennachfrage. Mit 41 Prozent dominieren dabei AC-Wallboxen. Für den Installateur wäre es von Vorteil, wenn ein Produkt möglichst viele Einsatzbereiche beim Kunden abdeckt.

Delta stellt dafür eine neue Ladelösung für Elektrofahrzeuge vor: die Wallbox „AC Max“. Die Basic-Version ist bereits seit August 2021 am Markt, die Smart-Version wird voraussichtlich ab Ende Mai 2022 über Fachhändler verfügbar sein. Die Ladeeinrichtung ist dabei auf Vielseitigkeit ausgelegt.

Die Wallbox AC Max eignet sich besonders für Ein- und Mehrfamilienhäuser, aber auch für die Aufstellung im halböffentlichen Raum wie beispielsweise in Parkgaragen oder auf Kundenparkplätzen vor Unternehmen. Also überall dort, wo Fahrer beruflich oder privat Zeit verbringen. Die Version mit elf Kilowatt Ladeleistung kommt mit fest angeschlagenem Ladekabel und Typ-2-Ladestecker. Die 22-Kilowatt-Version ist neben der Ladekabelvariante auch mit einer Typ-2-Ladedose erhältlich.

Schnelle Inbetriebnahme

Das Plug-and-play-Design der AC-Max-Wallboxen ermöglicht eine schnelle Installation und Inbetriebnahme. Das ist ein wertvoller Vorteil für Elektroinstallateure, die sich derzeit mit einer hohen Kundennachfrage konfrontiert sehen und volle Auftragsbücher haben. Denn die Montage der AC-Max-Wallbox ist denkbar einfach: Es braucht nur eine Metallplatte, die als Halterung an die Wand geschraubt wird. Danach wird die Wallbox eingehängt und mit vier Schrauben befestigt. Hinzu kommt eine Wandhalterung für das Ladekabel.

Mit nur einer einzigen Schraube kann die Blende vorn am Gerät geöffnet werden. Der Gehäusedeckel lässt sich ebenfalls leicht abschrauben. Die Zuleitung wird dann von unten durch die Kabelverschraubung eingeführt und entsprechend der Montageanleitung aufgeklemmt. In der Konfiguration werden dann der Freischaltungsmodus, der Schutz vor Phasenschieflast sowie das Erdungssystem und die maximale Stromstärke eingestellt.

Mit dem ersten Kodierungsschalter kann die Phasenschieflastbegrenzung aktiviert werden. AC Max regelt dann ein- beziehungsweise zweiphasige AC-Ladevorgänge so, dass die Schieflastanforderungen der VDE AR-N 4100 eingehalten werden.

Grafik: Delta

Mit dem ersten Kodierungsschalter kann die Phasenschieflastbegrenzung aktiviert werden. AC Max regelt dann ein- beziehungsweise zweiphasige AC-Ladevorgänge so, dass die Schieflastanforderungen der VDE AR-N 4100 eingehalten werden.

Mehr als eine CEE-Steckdose

Eine Wallbox verfügt über deutlich mehr Funktionen als eine allgemein bekannte CEE-Steckdose für Starkstrom. Und sie erfüllt zusätzlich mehrere Sicherheitsaspekte: AC Max verfügt beispielsweise sowohl über eine integrierte DC-Fehlerstromerkennung, die bei sechs Milliampere den Ladevorgang abschaltet, als auch über einen integrierten Fehlerstrom-Schutzschalter vom Typ A. Zusätzliche RCDs sind dann nicht mehr nötig.

Ein mögliches Szenario: Wenn der AC-Strom im E-Auto in DC umgewandelt wird, genügt ein geringer Isolationsfehler beim Onboard-Charger, der die Ladespannung regelt, und ein Gleichstrom-Fehlerstrom würde zurück ins Netz fließen. Bei diesem Gleichstrom-Fehlerstrom reichen schon ein paar Milliampere, um den RCD Typ A zu stören. Aus diesem Grund trennt AC Max das Fahrzeug sofort ab und verhindert somit eine mögliche Gefahrensituation.

Schieflastbegrenzung erfüllt

Die 22-Kilowatt-Wallbox arbeitet mit bis zu 32 Ampere pro Phase. Die Netzanschlussrichtlinie VDE AR-N 4100 schreibt aber eine Phasenschieflastbegrenzung bei 20 Ampere vor, um die Netzstabilität zu sichern. Diese Begrenzung von 4,6 Kilowatt hat Auswirkungen auf ein- beziehungsweise zweiphasige AC-Ladevorgänge.

Um die Funktion zu aktivieren, muss nur ein Codierungsschalter im Gerät umgelegt werden. Die neue Smartphone-App von Delta wird es erlauben, diesen Wert noch anzupassen, da beispielsweise in der Schweiz die Phasenschieflast vom Netzbetreiber auf 16 Ampere Stromstärke begrenzt ist. Ab einer Ladeleistung von zwölf Kilowatt muss es nach der VDE-Norm zudem die Möglichkeit einer Steuerung geben.

Diese erfolgt entweder über eine intelligente zeitliche Steuerung oder über einen Fernzugriff des Netzbetreibers. Delta liefert hierfür eine zusätzliche Platine mit, die einfach und schnell ins Gerät einsetzt werden kann. Die Rundfunksteuereinheit kann so als Ein- und Ausschalter oder über vier Relais in einer stufenweise Abregelung in Schritten von 12,5 Prozent eingesetzt werden. Via App wird auch eine Reduzierung in definierten Stufen, beispielsweise in 25-Prozent-Schritten, möglich und einstellbar sein.

Ein Modell für viele Szenarien

Je nach Anforderung vor Ort lässt sich die AC Max wahlweise ein- oder dreiphasig installieren. Über den sogenannten DIP-Schalter können Installateure die maximale Ladeleistung schnell und einfach an die verfügbare Anschlussleistung anpassen. Die Basic-Modelle werden per Schlüsselschalter für das Laden freigeschaltet und können über Modbus RTU in lokale Energiemanagementsysteme integriert werden.

Delta setzt dabei auf ein offenes Modbus-Protokoll. Damit ist die Wallbox auch in Zukunft für neue Entwicklungen gerüstet. Beide Modelle unterstützen zudem aktuelle Firmen-Updates: Die Basic-Variante lässt sich via Bluetooth, das Smart-Modell via LAN und WLAN aktualisieren.

Bei dem smarten Modell erfolgt die Autorisierung via RFID. Zudem lassen sich diese serienmäßig über LAN und WLAN ansteuern und via Modbus TCP mit einem Energiemanagementsystem verbinden. Ladevorgänge können so einfach per Smartphone oder Tablet gesteuert und überwacht werden. Die Netzwerkschnittstellen sowie das serienmäßig verfügbare Mobilfunkmodem können auch für die Verbindung an ein OCPP-Backend konfiguriert werden. Beide Modellreihen, Basic und Smart, sind sowohl mit Typ-2-Ladestecker und einem fünf Meter langen Kabel als auch mit Typ-2-Ladedose verfügbar.

Die integrierten Kodierungsschalter erlauben eine schnelle und einfache Basiskonfiguration der Wallbox. Die Auswahl der Netzform (Nr. 3) aktiviert die Schutzleiterüberwachung.

Grafik: Delta

Die integrierten Kodierungsschalter erlauben eine schnelle und einfache Basiskonfiguration der Wallbox. Die Auswahl der Netzform (Nr. 3) aktiviert die Schutzleiterüberwachung.

LED-Anzeige zeigt Ladestatus

Neben der Steuerung und Überwachung ist eine einfache Bedienung für die Kunden wichtig. Die Wallbox AC Max verfügt deshalb über eine praktische LED-Anzeige, die den aktuellen Ladestatus schnell sichtbar anzeigt.

Ein grünes Licht bedeutet beispielsweise, dass der Ladevorgang abgeschlossen ist. Ein langsam blau/gelb blinkendes Licht bedeutet eine begrenzte Leistungsabgabe, weil das Energiemanagementsystem die Ladung gerade reduziert hat. Ein Störfall wird mit einem roten Licht angezeigt – ähnlich wie bei einem Ampelsystem. Dank dem robusten Gehäuse mit Schutzart IP55 und einem Stoßfestigkeitsgrad von IK09 sind die Wallboxen für eine Installation sowohl in Innen- als auch Außenbereichen geeignet. Aufgrund des kompakten Designs benötigen sie nur wenig Raum und finden sogar in engen Garagen oder auf kleineren Parkflächen Platz.

Zudem punkten die Ladelösungen mit einem geringen Standby-Stromverbrauch von unter fünf Watt bei der Basic-Variante und unter zehn Watt bei der Smart-Variante.

Dreimal KfW-förderfähig

Ein wichtiger Treiber in den vergangenen Monaten für die weiter zunehmende Nachfrage nach Elektroautos und Wallboxen ist die staatliche Förderung. Beide Modellvarianten werden gemäß den Programmen der Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) bezuschusst. Darunter fallen folgende drei Programme: 439 Ladestationen für Elektroautos – Kommunen; 440 Ladestationen für Elektroautos – Wohngebäude; 441 Ladestationen für Elektroautos – Unternehmen.

Die Staatsbank KfW fördert aktuell Ladestationen bis elf Kilowatt für Privatpersonen mit 900 Euro pro Ladepunkt. Damit ergibt sich eine interessante Amortisationsdauer bei überschaubaren Kosten, besonders wenn eigener Solarstrom vom Dach genutzt werden kann. Das lokale Energiemanagementsystem ist hier umso wichtiger, um solaren Überschussstrom zu ernten. Beide Modellreihen sind dafür gerüstet.

Vertrieb über Baywa und Sonepar

Beide Modelle werden über die Fachhändler Baywa r.e. und Sonepar vertrieben. Die Smart-Variante wird kurz nach der Fachmesse The smarter E Europe in München erhältlich sein.

Beide AC-Max-Modellreihen können über Modbus in lokale Energiemanagementsysteme eingebunden werden. So wird beispielsweise solares Überschussladen ganz einfach realisiert.

Grafik: Delta

Beide AC-Max-Modellreihen können über Modbus in lokale Energiemanagementsysteme eingebunden werden. So wird beispielsweise solares Überschussladen ganz einfach realisiert.

Der Autor

Stefan Walter
arbeitet seit 2010 für Delta Electronics. Heute ist er als Produktmanager für EV Charging Solutions und insbesondere für Deltas Wallbox-Produkte verantwortlich. Er hat einen Master in Elektrotechnik/Informationstechnik an der Hochschule Offenburg absolviert.

Foto: Delta

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