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Die Unterscheidung zwischen privatem und gewerblichem Laden ist nicht dieselbe wie zwischen AC- und DC-Laden. Die meisten privaten Installationen verwenden AC-Ladeeinrichtungen für Elektrofahrzeuge (EVSE). Öffentliche Standorte können AC-Ziel-Ladestationen, Hochleistungs-DC-Ladestationen oder beides nutzen.
Gewerblich und öffentlich sind keine exakten Synonyme. Ein privater Fuhrparkstandort kann gewerblich sein, ohne öffentlich zugänglich zu sein, während eine Ladestation am Straßenrand öffentlich zugänglich sein kann. In diesem Leitfaden repräsentieren die Spalten für öffentliches AC- und öffentliches DC-Laden die Multi-User-Infrastrukturmuster, die häufig bei gewerblichen und öffentlich zugänglichen Projekten anzutreffen sind; das tatsächliche Zugangsmodell bleibt eine separate Planungsvorgabe.
Die korrekte Planungsreihenfolge lautet:
- Identifizieren Sie, ob das Fahrzeug AC oder DC empfängt.
- Klassifizieren Sie den Standort nach Zugang, Nutzung, Anzahl der Anschlüsse, Verfügbarkeit und Erweiterungsbedarf.
- Überprüfen Sie die Versorgungskapazität, den prospektiven Fehlerstrom, die Erdung, die zertifizierten EVSE-Funktionen, die örtlichen Installationsvorschriften und die Anweisungen des Herstellers.
Eine Standortkennzeichnung wie Zuhause, Arbeitsplatz, oder öffentlich wählt nicht den Leistungsschalter, RCD, SPD, Leiter oder Trennschalter aus.
AC-Laden im Wohnbereich vs. öffentliches AC-Laden vs. öffentliches DC-Laden
| Planungsfrage | AC im Wohnbereich | Gewerbliches/öffentliches AC | Gewerbliches/öffentliches DC-Schnellladen |
|---|---|---|---|
| An das Fahrzeug abgegebene Leistung | AC; das Onboard-Ladegerät wandelt es in DC um | AC; das Onboard-Ladegerät wandelt es in DC um | DC; die Umwandlung erfolgt in externen Ladegeräten |
| Typischer Kontext | Private Einfahrt, Garage oder zugewiesener Stellplatz im Wohnbereich | Arbeitsplatz, Hotel, Einzelhandel, Fuhrpark, Parkplatz oder Laden am Straßenrand | Autobahnkorridor, Betriebshof, Ladepark oder Standort mit schnellem Durchlauf |
| Betriebsart | Üblicherweise ein Haushalt mit vorhersehbarer Standzeit | Mehrere Nutzer, längere Betriebszeiten und variable Auslastung | Hohe Leistung, kürzere Ladevorgänge und anspruchsvoller Gerätebetrieb |
| Herausforderung bei der Hauptverteilung | Verfügbare Anschlussleistung und Wohnungsbedarf | Aggregierter Bedarf, Anzahl der Steckdosen, Gleichzeitigkeitsfaktor, Zugang und Erweiterung | Netzkapazität, Transformator- und Schaltanlagenbelastung, Umwandlungsverluste, Kühlung und Verfügbarkeit |
| Schutzgrenze | Dedizierter Endstromkreis sowie verifizierte EVSE-Funktionen | Schutz pro Anschlusspunkt, koordiniert mit dem Ladeverteilungssystem | Vorgeschalteter AC-Schutz, koordiniert mit der zertifizierten internen AC/DC-Architektur des Ladegeräts |
| Anforderung an das Management | Zeitplanung oder Energiemanagement für Privathaushalte können ausreichend sein | Dynamische Zuweisung, Autorisierung, Messung und Fernüberwachung können erforderlich sein | Lastmanagement, Bedarfssteuerung, Verfügbarkeitsüberwachung und geplante Wartung sind von zentraler Bedeutung |
| Nachweisdokumentation | Lastberechnung, Auslegung der Endstromkreise, EVSE-Anweisungen, Zertifizierung/Zulassung und lokale Genehmigung | Standortlastanalyse, Steckdosenplan, EVSE-Dokumentation, Kommunikations- und Wartungspläne | Netzbetreiberstudie, einpoliger Schaltplan, Fehler- und Selektivitätsstudien, Ladegerätezertifizierung, Inbetriebnahme und Serviceplan |
Diese Tabelle klassifiziert die technische Aufgabe; sie ist kein Plan zur Geräteauswahl. Zwei Projekte in derselben Spalte können unterschiedliche Leiter, Leistungsschalter, Fehlerstromschutz, Überspannungsschutz und Verteilereinrichtungen erfordern.
Warum der Standorttyp allein nicht die elektrische Architektur definiert
Ein privates Ladegerät und ein öffentlicher AC-Ladepunkt können sich denselben allgemeinen Strompfad teilen: Der Standort liefert AC und das fahrzeuginterne Ladegerät wandelt diesen in DC für die Batterie um. Ihre Nutzungs- und Infrastrukturanforderungen können sich dennoch erheblich unterscheiden.
Ein öffentlicher AC-Standort erfordert möglicherweise eine Benutzerautorisierung, eine Verrechnungsmessung, Netzwerkkommunikation, Fernrücksetzungen, Lastverteilung und einen dokumentierten Wartungszugang. Ein einzelner privater Ladepunkt benötigt möglicherweise keine dieser Funktionen, erfordert jedoch dennoch einen korrekt ausgelegten Endstromkreis und eine mit der EVSE kompatible Fehlerstrom-Strategie.
Öffentliches DC-Laden schafft eine andere Anlagengrenze. Das Ladegerät führt die Umwandlung außerhalb des Fahrzeugs durch und kann Leistungsmodule, Kühlung, Schaltung, Isolationsüberwachung, Ausgangssteuerungen und DC-Schutzfunktionen innerhalb seiner zertifizierten Bauweise enthalten. Der Anlagenplaner muss das vorgeschaltete AC-System auf dieses Gerät abstimmen, anstatt einen AC-Wallbox-Stromkreis lediglich zu skalieren.
Für Steckverbindertypen, Lademodi und grundlegende Terminologie verwenden Sie den Arten von Ladegeräten für Elektrofahrzeuge Leitfaden zur Orientierung. Die vorliegende Seite befasst sich mit dem Infrastrukturvergleich, nicht mit der Taxonomie der Steckverbinder.
AC-Laden im Wohnbereich: Beginnen Sie mit der verfügbaren Kapazität
In einer typischen privaten AC-Installation steuert die fest installierte EVSE die Fahrzeugverbindung, während das fahrzeuginterne Ladegerät AC in DC umwandelt. Die EVSE wird normalerweise über einen dedizierten Endstromkreis in der Wohnungsverteilung versorgt.
Die Planung beginnt bei der Wohneinheit, nicht bei der Nennleistung des Ladegeräts. Überprüfen Sie:
- Kapazität des Hausanschlusses und der Verteilung;
- bestehender maximaler Bedarf und jede zugelassene Methode zur Bedarfssteuerung;
- maximaler Eingangsstrom der EVSE und herstellerspezifische Anforderungen an die vorgeschalteten Komponenten;
- Strombelastbarkeit der Leiter, Installationsmethode, Häufung, Umgebungsbedingungen, Spannungsfall und Grenzwerte der Anschlussklemmen;
- prospektiver Kurzschlussstrom und Ausschaltvermögen der Schutzeinrichtung;
- Erdungskonzept und Bedingungen für die Fehlerabschaltung;
- integrierte EVSE-Schutzfunktionen und jeglicher externer Schutz, der durch die geltenden Vorschriften gefordert wird;
- Betriebs- und Ausfallverhalten des statischen oder dynamischen Lastmanagements.
Geplantes Laden kann den Bedarf auf einen anderen Zeitpunkt verschieben, aber ein Zeitgeber allein weist keine ausreichende Versorgungskapazität nach. Wenn ein Energiemanagementsystem den Ladestrom steuert, dokumentieren Sie dessen Messpunkt, durchsetzbaren Grenzwert, Reaktionsverhalten, Zustand bei Kommunikationsverlust und Inbetriebnahmeprüfung.
Detaillierte 7 kW und 22 kW Stromkreisberechnungen gehören in das Leitfaden zur Dimensionierung von Schutzschaltern für Ladegeräte für Elektrofahrzeuge. Übernehmen Sie keine Leistungsschaltergröße von einer anderen Installation, ohne die tatsächliche Versorgung, den Leiter, die Umgebungsbedingungen, den Fehlerpegel, die EVSE-Anweisungen und die örtlichen Vorschriften zu prüfen.
Öffentliches AC-Laden: Auslegung der Endstromkreise und des Gesamtsystems
Öffentliches AC-Ziel-Laden behält den Strompfad vom AC-Netz zum On-Board-Ladegerät bei, aber die Anforderungen vor Ort sind anders. Mehrere Fahrzeuge können gleichzeitig angeschlossen sein, die Betriebszeiten sind länger und ein Verteilungssystem kann viele Ladepunkte versorgen.
Das Projekt hat daher zwei miteinander verknüpfte Planungsebenen:
- Individueller Anschlusspunkt: Überstromschutz des Endstromkreises, Fehlerstromstrategie, Trenn- und Schaltfunktionen, Leitungsführung und EVSE-Anforderungen.
- Ladeverteilungssystem: Kapazität von Einspeisung und Sammelschiene, diversifizierter Bedarf, Fehlerpegel, Selektivität, Messung, Kommunikation, Umwelteinflüsse, Wartung und Erweiterung.
Das Lastmanagement kann eine feste Standortkapazität auf die angeschlossenen Fahrzeuge verteilen. Es hebt weder die Bemessungswerte der Endstromkreise auf, noch erlaubt es einen nicht dokumentierten Überlastzustand. Definieren Sie die maximale Standortzuweisung, die minimale und maximale Zuweisung für Ladegeräte, das Verhalten bei Kommunikationsverlust, die manuelle Übersteuerung sowie die Methode zur Überprüfung des Grenzwerts während der Inbetriebnahme.
Öffentliche AC-Standorte benötigen zudem eine Strategie für Betriebsausfälle. Bei einem Ausfall des Netzwerks oder der Steuerung sollte in der Spezifikation festgelegt sein, ob der Ladevorgang stoppt, mit einem dokumentierten sicheren Grenzwert fortgesetzt wird oder in einen anderen vom Hersteller zugelassenen Zustand übergeht.
Öffentliches DC-Laden: Abstimmung mit der zertifizierten Ladegerät-Architektur
DC-Schnellladen verlagert die AC-zu-DC-Wandlung aus dem Fahrzeug heraus. Ein Ladegerät kann Gleichrichtung, Leistungswandlung, DC-Ausgangssteuerung, Kühlung, Überwachung, Kommunikation und Schutzfunktionen in einem Schaltschrank oder einem modularen Stromversorgungssystem vereinen.
Typische Projektvorgaben umfassen:
- Netzanschluss- und Transformatorkapazität;
- Berechnungen der Fehlerströme für Hauptverteilung und Zuleitungen;
- Kurzschlussfestigkeit der Schaltanlagen und dokumentierte Selektivität;
- Daten zu maximaler Eingangsleistung, Leistungsfaktor, Wirkungsgrad, Oberschwingungen und Fehlerdaten des Ladegeräts;
- thermische Grenzwerte für Einspeisung und Kabel;
- Kühlanforderungen für Leistungsmodul und Ladekabel;
- vom Hersteller definierte Grenzen für Notsteuerung, Trennung und Wartung;
- Inbetriebnahmerichtlinien, Diagnosezugang, Ersatzteile und qualifizierter Service-Support.
Der Ladehersteller definiert die zertifizierte interne DC-Schutz- und Steuerungsarchitektur. Der Anlagenplaner bleibt verantwortlich für die vorgeschaltete AC-Versorgung, externe Schalt- und Schutzeinrichtungen, die Installationsumgebung sowie die gemäß Geräteanweisungen und örtlichen Vorschriften erforderliche Koordination.
Große gewerbliche Projekte sollten fortfahren mit dem Leitfaden zur Schutzarchitektur für gewerbliche EV-Ladestationen der die Aufgaben von ACB, MCCB, MCB/RCBO, RCD/RDC-DD, SPD, Trennung und Steuerung über die Verteilungshierarchie hinweg abbildet.
Wie sich die Schutzgrenze verändert
Der Schutz sollte nach Funktion und Nachweis spezifiziert werden, nicht durch die Annahme, dass jedes Wohnbauprojekt einen Gerätetyp und jedes öffentliche Projekt einen anderen verwendet.
Überstrom- und Kurzschlussschutz
Die Schutzeinrichtung muss für den Leiter, die angegebene Last, die Installationsmethode, den prospektiven Fehlerstrom, die erforderliche Koordination und die EVSE-Anweisungen geeignet sein. Die Gerätefamilie allein begründet keine Eignung. Ein Projekt kann einen MCB oder RCBO in einem Endstromkreis verwenden; ein anderes erfordert möglicherweise einen MCCB oder eine andere Baugruppe aufgrund von Stromstärke, Fehlerpegel, Einstellbarkeit, Selektivität oder Verteilungsarchitektur.
Fehlerstrom- und DC-Fehlerstromerkennung
AC-Laden kann Fehlerstrombedingungen erzeugen, die die Schutzstrategie beeinflussen. Das externe Gerät hängt teilweise von den in der EVSE integrierten Schutzfunktionen ab.
IEC 62955:2018 deckt Fehlerstrom-Erkennungseinrichtungen (RDC-DDs) für fest angeschlossene Mode 3 AC-Ladestationen innerhalb ihres angegebenen Spannungs-, Strom- und Frequenzbereichs ab. Dies schreibt nicht für jede Installation einen externen RCD-Typ vor. Überprüfen Sie die EVSE-Dokumentation, das Erdungssystem, die angewandten Installationsregeln und die Koordination zwischen der integrierten DC-Erkennung und dem vorgeschalteten Fehlerstromschutz.
Verwenden Sie die Auswahlleitfaden für EV-Ladegerät-RCDs für die detaillierte Entscheidung zu Typ A, Typ F, Typ B und RDC-DD. Das Inbetriebnahme-Personal sollte zugelassene Verfahren und genaue Geräteanweisungen befolgen, anstatt eine Testmethode aus den Worten “6 mA DC” abzuleiten; siehe das separate RDC-DD-Verifizierungsleitfaden.
Trennung, Schaltung und Notsteuerung
Die erforderlichen Mittel zur Trennung, Funktionsschaltung und Notsteuerung hängen von der Architektur, der Gerätekonstruktion, dem Standort, der Nutzungskategorie und den lokal geltenden Vorschriften ab. Das Wort öffentlich legt keinen universellen externen Trennort fest.
Das einpolige Schaltbild sollte angeben, welche Mittel jeden Anschlusspunkt, Abzweig, Verteilungsabschnitt und das Ladestrommodul gegebenenfalls trennen. Überprüfen Sie die Polkonfiguration, die AC- oder DC-Bemessung, den abschließbaren Zustand, den Zugang und die vom Hersteller definierten Wartungsgrenzen.
Überspannungsschutz
Der Überspannungsschutz hängt von der Versorgungsanordnung der Installation, dem Blitzschutzkontext, der Exposition, der Spannungsfestigkeit der Geräte, den vorgeschalteten SPD-Stufen, der Leitungsführung und den angewandten Regeln ab. Ein Ladegerät wird nicht allein deshalb als Typ 1 oder Typ 2 SPD eingestuft, weil es im Wohnbereich oder öffentlich genutzt wird.
Die Leitfaden zum Überspannungsschutz für EV-Ladegeräte behandelt SPD-Typ, Platzierung, Koordination, Backup-Schutz, Leitungsführung und Statusüberwachung, ohne sich auf eine willkürliche Kabelabstandsregel zu stützen.
Lastmanagement
Lastmanagement ist eine Konstruktionsfunktion, nicht bloß eine Softwarefunktion:
- Wohngebäude AC: Gesamtbedarf des Wohngebäudes innerhalb der zugelassenen Anschlussgrenze halten.
- Öffentliche AC: Standortkapazität auf mehrere Anschlusspunkte verteilen und dabei dokumentierte Stromkreisgrenzen einhalten.
- Öffentliche DC: Hochleistungsladegeräte, Leistungsmodule, Speicher und andere große Lasten auf die Vorgaben des Versorgungsunternehmens oder Transformators abstimmen.
Dokumentieren Sie den Messpunkt, die Reaktionszeit, die Zuteilungsgrenzen, den Zustand bei Kommunikationsverlust, die manuelle Übersteuerung und den Inbetriebnahmenachweis. Geben Sie an, ob das System nur zur Optimierung verwendet wird oder Teil des zugelassenen Kapazitätssteuerungsverfahrens ist.
Normen und Abnahmekarte
Ein Gerätezertifikat genehmigt nicht die vollständige Installation. Normen gelten für verschiedene Ebenen des Projekts.
| Projektebene | IEC-orientierte Referenz | Nordamerikanische Referenz |
|---|---|---|
| Installation des EV-Versorgungsstromkreises | IEC 60364-7-722:2018 zuzüglich national übernommener Installationsvorschriften | Angewandtes elektrisches Regelwerk, anwendbare Bestimmungen für EV-Ladestationen sowie Anforderungen der zuständigen Behörde |
| Allgemeine konduktive EVSE | IEC 61851-1:2017, einschließlich des veröffentlichten Corrigendum von 2023 | UL 2594 für EVSE innerhalb ihres Anwendungsbereichs |
| DC-Ladeeinrichtung | Anwendbare IEC 61851-Teile für die Ausrüstung und das Ladesystem | UL 2202 |
| Personenschutzsystem | Installationsregeln sowie deklarierte zertifizierte Gerätefunktionen | UL 2231-Serie innerhalb des anwendbaren EVSE-Systems |
| Modus 3 DC-Fehlerstromerkennung | IEC 62955 innerhalb ihres angegebenen Anwendungsbereichs | Überprüfen Sie das gelistete EVSE-System und die geltenden Normenanforderungen |
Übersicht zur Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge von UL Solutions identifiziert die unterschiedlichen Rollen von UL 2594, UL 2202 und der UL 2231-Serie. Die anwendbaren Ausgaben, nationalen Abweichungen, die Gerätelistung oder -zertifizierung, Installationsanweisungen und der lokale Abnahmepfad müssen für die Projektzuständigkeit bestätigt werden.
Checkliste für Projektspezifikationen
Bevor Sie Leistungsschalter, RCDs, Trennschalter oder SPDs auswählen, sammeln Sie diese Informationen:
| Eingangsgruppe | Erforderliche Projektinformationen |
|---|---|
| Leistungspfad | AC oder DC, das an das Fahrzeug geliefert wird; Grenze der Onboard- oder Off-board-Umwandlung |
| Standortanforderungen | Privatwohnsitz, gemeinschaftlich genutzter Wohnbereich, Arbeitsplatz, öffentlicher Zielort, Fuhrpark, Depot oder Schnellladezentrum |
| Versorgung | Spannung, Phasen, Frequenz, Erdungskonzept, verfügbare Kapazität und prospektiver Fehlerstrom |
| EVSE | Maximaler Eingangsstrom, Betriebsarten, integrierter Schutz, Kurzschlussdaten, Zertifizierung/Zulassung und Herstelleranweisungen |
| Nutzungskategorie | Anzahl der Anschlusspunkte, erwartete Gleichzeitigkeit, Verweildauer, Verfügbarkeitsziel und Erweiterungsplan |
| Leiter | Material, Leitungsführung, Installationsmethode, Strombelastbarkeit, Häufung, Umgebungsbedingungen, Spannungsfall und Anschlussklemmen-Grenzwerte |
| Schutz | Überstrom, Fehlerstrom, Trennung, Überspannung, Notsteuerung und Koordinationsanforderungen |
| Steuerungen | Lastmanagementmethode, Messpunkt, verbindlicher Grenzwert, Zustand bei Kommunikationsverlust und Inbetriebnahmeprüfung |
| Umwelt | Innen-/Außenbereich, Temperatur, Wasser, Staub, Korrosion, Stoßfestigkeit, Zugänglichkeit und Wartungsfreiraum |
| Nachweis | Angewandte Regeln, behördliche Entscheidungen, Zertifikate, Anweisungen, einpoliger Schaltplan, Berechnungen, Einstellungen und Prüfprotokolle |
Wenn diese Eingaben unvollständig sind, ist die Auswahl einer Schutzeinrichtung allein auf Basis der Ladeleistung oder des Anlagentyps verfrüht.
Erstellung eines Schutzkonzepts
Für einen VIOX-Vorschlag auf Modellebene geben Sie bitte die Versorgungsspannung und Phasen, das Erdungssystem, die EVSE-Eingangsdaten, den Anschlusspunktplan, den berechneten prospektiven Fehlerstrom, Leiterinformationen, die Lastmanagementmethode, den Zielmarkt, das einpolige Konzept und die erforderlichen Zertifizierungsunterlagen an. Abhängig von den berechneten Anforderungen kann das Projekt an VIOX weitergeleitet werden MCBs, MCCBs, FI-/LS-Schalter, oder SPDs.
Ein Lieferantenvorschlag ersetzt nicht die Berechnungen des Projektplaners, die Anweisungen des EVSE-Herstellers, den Nachweis der geprüften Gerätekoordination oder die Genehmigung durch die zuständige Behörde. Für eine dokumentierte Überprüfung kontaktieren Sie [email protected] mit dem oben genannten Projekteingabepaket.
Technische Quellen
- IEC 60364-7-722:2018 — Errichten von Niederspannungsanlagen: Stromversorgung für Elektrofahrzeuge
- IEC 61851-1:2017 — Konduktives Laden von Elektrofahrzeugen: Allgemeine Anforderungen
- IEC 61851-1:2017/COR1:2023 — Berichtigung 1
- IEC 62955:2018 — RDC-DD für das Laden von Elektrofahrzeugen im Modus 3
- UL Solutions — Dienstleistungen für die Ladeinfrastruktur von Elektrofahrzeugen
- U.S. Department of Energy Alternative Fuels Data Center — Laden von Elektrofahrzeugen zu Hause
- U.S. Environmental Protection Agency — Grundlagen zum Laden von Plug-in-Elektrofahrzeugen
Nur qualifiziertes Personal sollte elektrische Systeme für das Laden von Elektrofahrzeugen planen, installieren, testen und warten. Die endgültige Auswahl der Ausrüstung und die Installation müssen den lokal geltenden Vorschriften, den Anforderungen der Behörden, den Projektberechnungen und den aktuellen Anweisungen des Herstellers entsprechen.
