Installation einer Wallbox zum Laden eines Elektroautos in einer Garage

Wallbox beim Laden

Im Folgenden wird die Installation einer Wallbox zum Laden eines Elektroautos in einer Garage eines Einfamilienhauses dokumentiert. Die Doppelgarage steht auf dem eigenen Grundstück, zugehörig zu einem Einfamilienhaus. Die Garage ist freistehend. Die Elektroinstallation des Einfamilienhauses ist aus den 1960’er Jahren, im Jahre 2013 aber zum größten Teil erneuert worden (inklusive Schaltkasten).

Die Elektroinstallation der Garage ist von 1990. Allerdings ist die normale Hausinstallation nur für kurzzeitige Spitzenbelastungen ausgelegt und nicht für lang andauernde Ladevorgänge mit hohen Strömen. Beim Laden des Ioniqs mithilfe des mitgelieferten „Ladeziegels“ erwärmt sich somit die Leitung (in einem verträglichen Rahmen). Hiermit sind  jedoch auch Ladeverluste verbunden, d.h. im Akku des Fahrzeugs kommt nicht 100% des Stroms an, der im Hauszähler angezeigt (verbraucht) wird. Grund hierfür sind die geringen Kabelquerschnitte in der Hausinstallation.

Dies führt zu dem Entschluss, einen neuen Stromkreis mit einem deutlich dickeren Kabel (5x10mm²) zu legen. Ein solches Kabel gewährleistet auch den verlustarmen und sicheren Anschluß an eine Wallbox mit höheren Strömen (32A). Das Laden an der Wallbox ist somit bis theoretisch 22kW möglich. Theoretisch deswegen, weil der Ioniq nur einphasig und somit nur rund mit 7 kW laden kann. Aus Gründen der Zukunftssicherheit soll aber gleich eine 3-phasige Installation erfolgen.

Kabelweg

Die erste Überlegung ist eine Verlegung außerhalb des Hauses in die Garage hinein. Hier wäre der Weg am kürzesten. Das daumendicke Kabel ist allerdings sehr steif und läßt sich nur in relativ großen Biegeradien verlegen. Also kam eine Verlegung direkt an der Hausaußenwand nicht in Frage, da hier einige kleine Hindernisse nur sehr unschön überwindbar gewesen wären.

Ungünstige Ecke für die Kabelführung
Ungünstige Ecke für die Kabelführung

Die zweite Alternative, eine Verlegung im Boden, wird ebenso verworfen. Hier müssten ca. 7m eines Gehweges geöffnet werde, was sich als zu aufwendig herausstellt.

Der Kabelweg zur Garage bei Außenverlegung
Der Kabelweg zur Garage bei Außenverlegung

Also reift der Entschluss, das Kabel im Keller des Hauses zu verlegen und hierfür die schon vorhandenen Kabelkanäle an der Kellerdecke zu nutzen. Vier Wanddurchbrüche sind schnell erledigt, und mit ein bißchen „Würgen“ und Krafteinsatz findet das dicke Kabel auch in den Kanälen noch Platz.

Die notwendige Kabellänge steigert sich durch diese Maßnahme allerdings um mehr als das doppelte – bei Außenverlegung wären 15m Kabel ausreichend gewesen – bei der Verlegung innen kommen 25m zusammen.

Zwischen Haus und Garage ist ein ca. 1,20m breiter Gehweg mit Pflastersteinen. Diese Lücke wird mit einem dünneren Erdkabel (5x6mm²) überbrückt. Hierfür ist es notwendig, die Pflastersteine zu entfernen, um das Kabel in die Erde zu legen. Natürlich wird das Kabel entsprechend geschützt und nicht wie im Bild zu sehen, einfach in den Boden gelegt.

Verlegung des Kabels im Boden
Verlegung des Kabels im Boden

Die Verbindungen zu dem Hauptkabel werden in Schaltkästen vorgenommen, welche mit Epoxydharz vergossen und an den Wänden auf Kniehöhe befestigt werden. Somit sind diese dauerhaft vor Eintritt von Feuchtigkeit geschützt. Beim Vergiessen sollte man beachten, dass das Mischen der Komponenten eine exotherme Reaktion verursacht. Aufgrund der Hitzeentwicklung sollte nicht zu viel Epoxydharz auf einmal in das Gehäuse gefüllt werden. Lieber schubweise in Schichten antrocknen lassen.

Versiegeln des Anschlusskastens mit Epoxydharz
Versiegeln des Anschlusskastens mit Epoxydharz

Vorteile der Innenverlegung

Ein Vorteil der Verlegung im Haus ist ein ständig möglicher Zugriff auf das Kabel. Ferner liegt das Kabel trocken und ist keiner Witterung ausgesetzt. Bei einem außenliegenden Kabel hätte man eine Verlegung in einem HT-Rohr vornehmen müssen oder ein witterungsbeständiges Erdkabel verlegen müssen. Das witterungsfeste Kabel ist allerdings noch steifer und dicker und natürlich auch teurer. Und bei Verlegung im HT-Rohr ist auch nicht unbedingt gewährleistet, dass dieses über Jahre trocken bleibt. Tritt dort erstmal Wasser ein (durch Kondensation oder Eintritt in den Öffnungen oder durch porös werdende Dichtungen), bleibt es auch im Rohr und kann möglicherweise das Kabel angreifen.

Schaltplan
Schaltplan

Auf die parallele Verlegung eines Patchkabels für den Internetzugriff in der Garage wird verzichtet. Hier soll eine Powerline-Installation für den Internetzugriff in der Garage sorgen. Grund hierfür ist der zusätzliche Aufwand eines Deckendurchbruchs vom Wohnzimmer in den Keller. In der Nachbetrachtung hätte man hier vielleicht den Aufwand doch in Kauf nehmen sollen. Ob die Powerline in Zukunft für eine zuverlässige Verbindung in das Hausnetzwerk sorgen kann, wird sich zeigen. WLAN-Empfang vom Haus ist in der Garage jedenfalls nicht gegeben. Ebenso wird auf einen Zwischenzähler im Haussicherungskasten verzichtet. Die Installation einer CEE Dose in der Garage wird lediglich vorbereitet, da diese momentan nicht benötigt wird.

Installation Garage

In der Garage wird das Kabel durch den Wanddurchbruch hindurch, an der Decke entlang, in einen Verteilerkasten geführt. In etwa 2m Höhe angebracht beherbergt dieser den  Sicherungsautomaten für CEE und Schuko. Unten angebracht sind die Ausgänge für CEE, Schuko und Wallbox (von links nach rechts). Der Ausgang für die CEE Dose bleibt erstmal leer, kann aber später noch für einen Starkstromanschluss dienlich sein.

Anschlussgehäuse Garage
Anschlussgehäuse Garage

Stückliste

Kabel NYY-J, 5x10mm² 25m 150€
Kabelkanal 30x30mm 6x2m 18€
FI-Schalter 40A 1x 25,95€
Sicherung 3x16A 1x 13,11€
Sicherung 3x32A 1x 32,95€
Gehäuse Haus 1x 9,99€
Gehäuse Garage 1x 13,99€
Kabelschott 2x 20,00€
PG-Verschraubung 1x 10,00€

Tipp: Die Kabelpreise variieren erheblich. Bei OBI z.b. kostet das Kabel NYY-J, 5x10mm² pro Meter 9.98€, bei Hornbach rund die Hälfte. Beim Gehäuse sollte man ruhig etwas mehr anlegen für ein höherwertige Variante, dann erspart man sich notwendige Verstärkungen.

Testen

Alle Leitungen und Verbindungen werden einzeln getestet. Der FI-Schalter wird zum Auslösen gebracht. Im Ergebnis arbeiten alle Komponenten wie erwartet, die Testergebnisse sind allesamt dokumentiert.

Die Wallbox

Grundsätzlich ist das Laden des KFZ natürlich auch ohne Wallbox bequem möglich. Der Ladeziegel lädt mit ca. 2.3 kW und ermöglicht das gemächliche, vollständige Aufladen über Nacht. Das neu gelegte Kabel ist hier keineswegs überflüssig, denn es reduziert die Ladeverluste und erhöht die Sicherheit. Die Wallbox kann aufgrund des einphasigen Ladens des Ioniq „nur“ eine Leistung von rund 7kW bereitstellen.

Es gibt eine Vielzahl von Wallboxen auf dem Markt, ich entscheide mich letztendlich für die Wallbox Commander, welche mich durch eine zeitgemäße Optik, Bedienung und Ausstattung überzeugt. Alle notwendigen Einstellungen wie z.B. Ladestrom oder Zeitvorwahl können bequem über den Touchscreen vorgenommen werden. Über eine komfortable Weboberfläche können aus der Ferne Statistiken eingesehen werden oder eine Fernsteuerung der Wallbox erfolgen. Die Wallbox bietet zukunftssichere 22kW Ladungen (3-phasig) mit einem Typ2 Kabel, welches fest an der Station montiert ist.

Wallbox unterhalb des Verteilerkastens
Wallbox unterhalb des Verteilerkastens

Die Wallbox selbst ist relativ kompakt  (etwas größer als ein Tetra-Pack Milch) und schnell an der Wand montiert, dank mitgelieferter Bohrvorlage.

Die Wallbox Commander hat keinen integrierten FI Typ B Schutzschalter. Auf die hausseitige Installation eines FI Typ B habe ich verzichtet. Warum – darauf werde ich in diesem Blog demnächst gesondert eingehen.

Die Installation in der Box gestaltet sich mit einem 5x10mm² nahezu unmöglich. Aufgrund der Steifigkeit des Kabels ist die Gefahr groß, beim Verlegen und Anschließen der Kabeladern das Gehäuse oder das Innenleben der Box zu beschädigen. Deswegen muss für den einen Meter von der Anschlussbox in der Garage zur Wallbox ein 5x6mm² Kabel genügen. Dieses läßt sich gerade so in die erforderlichen Bahnen biegen. Besser noch wäre hier ein flexibles Gummikabel mit gecrimpten Adernendhülsen.

Ergebnis

Die Wallbox tut, was eine Wallbox tun sollte: Laden. Und zwar in meinem Anwendungsfall mit ca. 7.0kW; dieser Wert pendelt immer etwas nach oben oder nach unten. Alle notwendigen Informationen werden übersichtlich dargestellt, Ladegeschwindigkeit und -zeit lassen sich bequem verändern am Touchdisplay. Der Ioniq lässt sich nun in vier Stunden von 0% auf 100% aufladen, was für den Hausgebrauch mehr als ausreichend ist! In der Praxis habe ich die Ladeleistung sogar meist herunter geregelt auf 10A oder noch weniger, weil es meines Erachtens einfach überflüssig ist, über Nacht schneller zu laden. Dank des Touchscreens der Wallbox ist dies einfach zu realisieren.

Die Box selber wird schon spürbar warm, auch das Ladekabel erwärmt sich. Einzig die Verstauung des Ladesteckers bei Nichtbenutzung in dem dafür vorgesehenen Fach in der Wallbox ist mir zu wackelig. Ich wickle das Kabel daher bei Nichtbenutzung um die Box und lege den Stecker obenauf.