Übersicht

Unsere Tiefgarage ist mit einem Ladesystem für Elektroautos ausgerüstet. Hierbei sind alle privat genutzten Parkplätze durch eine Stromschiene erschlossen, und je nach Wunsch der Eigentümer auch schon mit einer Wallbox ausgestattet. Jede Wallbox bietet dabei bis zu 22 kW Ladeleistung (3-phasig AC) über das Typ2-Steckersystem. Die tatsächliche Ladeleistung ist dabei vor allem vom Fahrzeug abhängig, da viele aktuelle Modelle nur AC-Ladungen bis 11 kW unterstützen.

Beim Laden eines Elektroautos unterscheidet man zwischen Gleichstromladen (DC) wie es an Schnellladern angeboten wird, und Wechselstrom- bzw. Drehstromladen (AC) welches bei privaten oder öffentlichen Ladestationen mit geringerer Ladeleistung (typischerweise 11-22 kW) üblich ist:

• DC-Lader kommunizieren in der Regel direkt mit dem Batteriemanagementsystem des Fahrzeugs, und bieten eine Ladeleistung an, welche die Batteriezellen bei aktueller Temperatur und Ladezustand optimal weiter auflädt. Hierbei gibt das Auto die maximal möglichen Parameter an die Ladesäule, und diese liefert nach der aktuell verfügbaren Leistung im Netz den maximalen Ladestrom direkt an die Fahrzeugbatterie. Hierzu braucht es ein CCS-Stecksystem, das zwar die Datenleitungen des Typ2-Systems für die Kommunikation benutzt, dann allerdings die Leistung über 2 dedizierte Pins anbietet.
• AC-Lader wie das System in unserer Garage bieten einen konstanten Ladestrom an. Das eigentliche Ladegerät ist im Auto verbaut, und es entnimmt gerade die Leistung, die zu einer gegebenen Zeit benötigt wird. Der Ladestrom wird dann transformiert und gleichgerichtet, um die Batteriezellen mit einer bestimmten DC-Spannung zu laden. Die maximale Ladeleistung ist hier einmal über die maximale Leistung des internen Ladegerätes, aber natürlich auch über die maximale Netzleistung limitiert.

Unser AC-System basiert auf Geräten des Systems Zaptec Pro. Hierbei ist jede der beiden Parkebenen jeweils mit 15 kA auf 3 Phasen abgesichert. Somit teilen sich die Parkplätze 01-08 und die Parkplätze 09-31 jeweils eine theoretische Maximalleistung von 6 MVA (6 MW). Allerdings ist diese Leistung tatsächlich nicht abrufbar:

• Zaptec Pro – Wallboxen kommunizieren untereinander, um eine gleichmässige Auslastung der 3 Phasen zu gewährleisten wann immer Autos einphasig laden, aber auch um sicherzustellen, dass unser Hausanschluss nicht überlastet wird. Wahrscheinlich ist unsere Liegenschaft derzeit insgesamt mit unter 2 MVA angeschlossen. Daher ist die Gesamtladeleistung für alle Fahrzeuge auf die verfügbare Restleistung nach Abzug der Verbraucher in den Wohnungen beschränkt, was aber zumindest momentan selten ins Gewicht fallen sollte, da praktisch nie alle Autos gleichzeitig laden. Diese Methodik ist auch Teil der Netzzugangsvereinbarung mit unserem Netzanbieter EWZ, der ein Lademanagementsystem mit Unterstützung des Open Charge Point Protocol (OCCP) verlangt, um Lastspitzen zu vermeiden.
• Daneben hat das EWZ aber auch die Möglichkeit eines ferngesteuerten Lastabwurfs, das heisst einer temporären Fern-Deaktivierung unserer EV-Ladeeinrichtung, um einem Kollaps des Versorgungsnetzes vorzubeugen. Diese Massnahme wird allerdings in der Praxis nur äusserst selten angewandt.

Wird ein Fahrzeug an einer der Wallboxen geladen, dann übermittelt diese Wallbox auch das Ladeprofil und die verbrauchte Gesamtenergie pro Ladevorgang an eine zentrale Messeinrichtung im Technikraum in Haus 6, welche die Daten dann per GSM-Modem in die Cloud des Anbieters lädt. Dadurch erhalten wir dann in regelmässigen Intervallen unsere Abrechnungen, und können unsere Ladevorgänge online verfolgen.

Absicherung

Beim Laden eines Elektroautos liegen hohe Spannungen (400V Drehstrom) sowie eine hohe Stromstärke an (bis zu 32A). Die Verbindung zwischen Fahrzeug und Wallbox ist hier in der Regel nicht das Problem, da das Kabel beim Ladevorgang an beiden Enden verriegelt wird und auch im eventuell nassen Zustand konstruktionsbedingt genügend gegen Kriechströme gesichert ist. Hier ist allenfalls wichtig, auf die maximale Leistung zu achten, da einige auf dem Markt verfügbare Typ2-Kabel nur Ladungen bis maximal 11 kW unterstützen, einige Autos allerdings mit 22 kW laden können.

Deutlich wahrscheinlicher ist dagegen ein Problem infolge eines technischen Defekts, wie zum Beispiel Probleme mit dem bordeigenen Ladegerät bei Hyundai- und Kia-EVs. Sollte ein Fehler auftreten, der das elektrische System beschädigen kann, greifen bis zu drei unabhängige Sicherungsysteme:

• Im Fahrzeug brennen ggf. Schmelzsicherungen bei Überlast durch.
• In der Wallbox hat es einen dreiphasigen Sicherungsschalter. Wenn dieser auslöst, wechselt die Farbe der zentralen LED beim nächsten Ladeversuch von grün oder blau auf rot, und die App zeigt “Ladeausgangssicherung ausgelöst” an. Siehe unten zur Behebung.
• Jede Ebene ist im Technikraum in Haus 6 mit einem eigenen dreiphasigen 15 kW – Sicherungsautomaten abgesichert. Löst dieser aus, sind die LEDs der Wallboxen auf der kompletten Ebene dunkel geschaltet, Laden ist nicht mehr möglich, und die Wallboxen erscheinen in der App offline. Zum Technikraum passen unsere eigenen Schlüssel nicht, allerdings hat der Hauswart Zugang und kann hier aushelfen.

Rücksetzen der Wallbox-internen Ladeausgangssicherungen

Das Handbuch der Zaptec-Wallbox hat eine detaillierte Anleitung. Im Wesentlichen sind die folgenden Schritte notwendig:

• Ladekabel abziehen. Es sollte ohne Kraft aus der Buchse rutschen. Falls das nicht einfach funktioniert, ist es wahrscheinlich mechanisch verriegelt, und kann über die Zaptec-App freigegeben werden (Installationen > (Haus) > (PP) > Kabel sperren).
• Jede Wallbox hat einen “SmartKey” mitgeliefert. Dieser ist ein spezieller Haken, der zum Öffnen der äusseren Abdeckung benötigt wird. Da die Wallboxen unter der äusseren Abdeckung eine weitere Abdeckung aus transparentem Kunststoff haben, ist es sicher, die äussere Abdeckung zu öffnen, auch wenn die Stromschiene an der Wand nicht spannungsfrei geschaltet ist.
• Den “SmartKey” an der Oberkante genau über der vertikalen Mittellinie mit der Hakenöffnung nach unten ansetzen. Die der Wand zugerichtete Seite mit etwas Kraft nach unten drücken, und dann gleichzeitig den Ring von der Wand wegziehen. Wenn dieser Schritt richtig ausgeführt wurde, klackt der obere Teil der Abdeckung etwas nach vorn.
• Die schwarze Abdeckung kann jetzt komplett abgenommen werden.

• Links hat es hinter einem kleinen Deckel den Sicherungsschalter. Dieser ist in der unteren Stellung nachdem er ausgelöst hat.
• Den Deckel links lösen, etwas nach vorn abheben, und nach links herausschieben.
• Die Sicherung wieder nach oben einschalten.
• Den Deckel einschieben und andrücken.
• Die schwarze Abdeckung zuerst unten einsetzen, über die Typ2-Buchse schieben, und schliesslich am oberen Ende mit etwas Klopfen einrasten.