1. Technischer Hintergrund des BMW i3 In der Basisausstattung AC-Low = 3,7kW nutz das Fahrzeug ein Phase des Drehstromnetzes zum Aufladen des Hochvolt-Speichers. Der Nennstrom liegt hier bei 16 Ampere. In der Sonderausstattung AC-High = 7,4kW werden zwei Wandler im Fahrzeug parallel an einer Phase des Drehstromnetzes betrieben, um dadurch den Hochvolt-Speicher mit doppelter Leistung zu laden. Der Nennstrom liegt hier bei 32 Ampere. Der nutzbare Energiegehalt des Hochvolt-Speichers liegt bei 18kWh. 2. Konfiguration der Händler-Ladepunkte Die durch BMW angebotenen Retail-Ladestationen der Fa. Schneider Electric verfügen über mehrere Anschluss- und Einstellmöglichkeiten, um verschiedene Ladezustände zu erreichen. Dies kann durch Zuleitungskonfigurationen bzw. Einstellungen in der Ladestation via Webserver erfolgen. Die Eckdaten dieser Möglichkeiten sind nachfolgend beschrieben. Konfiguration 3,7kW: Bei einer max. Ladeleistung von 3,7kW wird der Ladepunkt auf 16A Nennstrom eingestellt und eine einphasige Zuleitung verlegt, die mit 20A Leitungsschutzschalter abgesichert wird. Zuleitung pro Ladeanschluss: Fehlerstromschutzschalter: Typ-A-SI, 30mA, 25A, 2-polig Leitungsschutzschalter: D-Kurve, 20A, 6kA, 2-polig Sicherheitseinrichtung pro Ladeanschluss: Aderzahl: 2 Unterspannungsauslöser: MNx Versorgung der Station: Fehlerstromschutzschalter: Typ-A-SI, 30mA, 25A, 2-polig Leitungsschutzschalter: C-Kurve, 4A, 6kA, 2-polig Kommunikation: Ethernet Kabel CAT.5e Konfiguration 7,4kW: Bei einer max. Ladeleistung von 7,4kW wird die Ladestation auf 32A Nennstrom eingestellt und eine einphasige Zuleitung verlegt, die mit 40A Leitungsschutzschalter abgesichert wird. Zuleitung pro Ladeanschluss: Fehlerstromschutzschalter: Typ-A-SI, 30mA, 40A, 2-polig Leitungsschutzschalter: D-Kurve, 40A, 6kA, 2-polig Sicherheitseinrichtung pro Ladeanschluss:
Aderzahl: 2 Unterspannungsauslöser: MNx Versorgung der Station: Fehlerstromschutzschalter: Typ-A-SI, 30mA, 25A, 2-polig Leitungsschutzschalter: C-Kurve, 4A, 6kA, 2-polig Konfiguration 11kW: Bei einer max. Ladeleistung von 11kW wird die Ladestation auf 16A Nennstrom eingestellt und eine drei-phasige Zuleitung verlegt, die mit 3x20A Leitungsschutzschalter abgesichert wird. Zuleitung pro Ladeanschluss: Aderzahl: 5 (3L/N/PE) Fehlerstromschutzschalter: Typ-B (allstromsensitiv), 30mA, 25A, 4-polig Leitungsschutzschalter: D-Kurve, 20A, 6kA, 4-polig Sicherheitseinrichtung pro Ladeanschluss: Aderzahl: 2 Unterspannungsauslöser: MNx Versorgung der Station: Fehlerstromschutzschalter: Typ-A-SI, 30mA, 25A, 2-polig Leitungsschutzschalter: C-Kurve, 4A, 6kA, 2-polig Konfiguration 22kW: Bei einer max. Ladeleistung von 22kW wird die Ladestation auf 32A Nennstrom eingestellt und eine drei-phasige Zuleitung verlegt, die mit 3x40A Leitungsschutzschalter abgesichert wird. Zuleitung pro Ladeanschluss: Aderzahl: 5 (3L/N/PE) Fehlerstromschutzschalter: Typ-B (allstromsensitiv), 30mA, 40A, 4-polig Leitungsschutzschalter: D-Kurve, 40A, 6kA, 4-polig Sicherheitseinrichtung pro Ladeanschluss: Aderzahl: 2 Unterspannungsauslöser: MNx Versorgung der Station: Fehlerstromschutzschalter: Typ-A-SI, 30mA, 25A, 2-polig Leitungsschutzschalter: C-Kurve, 4A, 6kA, 2-polig Achtung: Jeder Ladeanschluss benötigt eine separate Zuleitung aus der Hausunterverteilung, die eigens abgesichert ist. Je nach nationalen Vorgaben oder Einschränkungen der Energieversorgungsunternehmen (EVU) muss die Anschlussleistung reduziert werden, um Schieflasten (Asymmetrien) im Versorgungsnetz zu vermeiden. Beispiel Deutschland:
Die Asymmetrie zwischen den Außenleitern darf im normalen Betriebszustand 4,6kW (20A) nicht übersteigen. Werden mehrere einphasige Verbraucher an einem Verknüpfungspunkt angeschlossen und somit eine einseitige Belastung hervorgerufen, ist zur Abhilfe die Anschlussleitsung zu reduzieren oder eine gleichmäßige Verteilung auf die drei Außenleiter zu gewährleisten. Beispiel Österreich/Schweiz: Max. 3,7kW (16A) Schieflast pro Phase 3. Installation 3.1. Montage Für die Montage des Modells zur Wandmontage ist eine Wand mit flacher Oberfläche erforderlich. Es sollte sich dabei möglichst um eine Beton- oder Ziegelsteinwand handeln. Eine Holzwand ist nicht zulässig. Die Box zur Wandmontage wird in drei Paketen geliefert: ein Paket für den Rahmen, ein Paket für die Box und ein Paket für die Abdeckung. In Abb. 1 sind die Einzelteile der Ladestation dargestellt. Abb. 1: Modell zur Wandmontage Einzelteilansicht Die einzelnen Teile werden gemeinsam mit dem dazugehörigen Zubehör einzeln verpackt (siehe Abb. 2).
Abb. 2: Modell zur Wandmontage Paketinhalt Befolgen Sie zur Befestigung der Box an der Wand die in Abb. 3 einzeln dargestellten Montageschritte. Beachten Sie in Hinblick auf die Richtlinien zum Montageort auch Abb. 4. Abb. 3: Modell zur Wandmontage Montageanweisung
Abb. 4: Modell zur Wandmontage Montageort Die Montage des Modells zur Bodenmontage weicht hiervon ab. Zunächst muss der Aufstellort so gewählt werden, dass ein stabiler Stand der Ladestation gewährleistet werden kann. Hierzu ist ein frostsicheres Fundament mit umlaufendem Banderder erforderlich. Die Betondichte ist mit B30 definiert (350 kg Zement/m³) und die Unebenheit der Oberfläche darf max. 2 mm/m betragen. Darüber hinaus wird empfohlen, die Gewindestangen per Klebeanker zu sichern. Abb. 5 zeigt die Fundamentabmessungen. Abb. 5: Modell zur Bodenmontage Beschaffenheit des Aufstellorts Verwenden Sie für alle Kabel, die vom Schaltkasten zum Ladepunkt führen, Kabelkanäle. Beachten Sie bei der Suche nach einem geeigneten Aufstellort folgende Empfehlungen:
Abb. 6: Modell zur Bodenmontage Montageort Auch dieses Ladestationsmodell wird in drei Paketen geliefert: ein Paket für den Rahmen, ein Paket für die Box und ein Paket für die Abdeckungen. Abb. 7 stellt den Inhalt des Sockelpakets inklusive Zubehör dar. Abb. 7: Modell zur Bodenmontage Inhalt Sobald das Fundament ausgehärtet ist, können die Bohrungen für die Gewindestangen gemäß den Anweisungen in Abb. 8 vorgenommen werden. Abb. 8: Modell zur Bodenmontage Montageanweisungen Teil 1 Nun muss die Box mit dem Sockel verschraubt werden (siehe Abb. 9).
Abb. 9: Modell zur Bodenmontage Montageanweisungen Teil 2 Nach Abschluss der elektrischen Installation (siehe Kapitel 3.2) können die Abdeckungen einfach montiert werden. Sie werden in die Stifte auf der Oberseite der Box eingehängt (siehe Abb. 10). Abb. 10: Modell zur Bodenmontage Montageanweisungen Teil 3
3.2. Elektrische Installation Die Zugangsöffnung für das Stromversorgungskabel befindet sich auf der Unterseite der Box. Das Gehäuse ist so konzipiert, dass das Kabel direkt über wasserdichte Kabelanschlüsse verbunden werden kann. In Abb. 11 ist die Unterseite der Box abgebildet. A = Stromversorgungsleitung B = Ethernet-Kabel C = Erdung D = Stromversorgungs- und Steuersignalanschlüsse Abb. 11: Kabelanschlüsse Die Stromversorgungsleitung kann direkt an das Relais der Ladestation angeschlossen werden (siehe Abb. 12). Die Schutzerde (PE) muss wie bei PEs üblich mit der Sammelschiene verbunden werden. Abb. 12: Stromversorgungsleitung anschließen In TT- bzw. TN-Systemen müssen Ladestationen für den Einsatz im Freien mit einem Banderder versehen werden. Der Anschluss der Schutzerde vom Banderder her muss wie in Abb. 13 dargestellt erfolgen. Beachten Sie diesbezüglich auch die regionalen und nationalen Normen.
Abb. 13: Schutzerde anschließen Die Stromversorgung für die Elektronik und die Steuersignale für den Unterspannungsauslöser werden, wie in Abb. 14, mit einem gemeinsamen Anschluss verbunden. Abb. 14: Steuersignalleitung anschließen Zum Betrieb der Ladestation ist eine 5-adrige Stromleitung mit drei Phasen, Neutralleiter und Schutzerde (3P/N/PE) erforderlich. Die Länge der Stromleitungen hängt von der maximalen Stromstärke, dem Querschnitt, der Isolationsart, der Temperatur sowie von der Installationsmethode ab. Beachten Sie auch Spannungsabfälle und die Abschaltbedingung. Der maximale Leitungsquerschnitt von 10 mm² ist von den Klemmen im Innern der Ladestation vorgegeben. In Einzelfällen kann der Querschnitt auf 16 mm² erhöht werden. Alle regionalen und nationalen Vorgaben müssen eingehalten werden.
Der Hilfsauslöser (MNx) benötigt eine eigene zweiadrige Leitung pro Ausgang. Weiterhin muss die Hilfsstromleitung für die Elektronik über 3 Adern verfügen. Hierfür wird die Installation eines 7-adrigen Hilfskabels mit einem Querschnitt von max. 0,75 mm² empfohlen. Abb. 15 zeigt einen Stromlaufplan einer vollständig angeschlossenen Ladestation. Abb. 15: Stromlaufplan einer Ladestation Zur Verbindung der einzelnen Ladestationen mit einem Computernetzwerk, z. B. für das Energiemanagement oder Benutzersteuerung, wird die Verwendung eines Ethernet-Kabels (Cat. 5e) empfohlen. Auch für die Ausführung mit 2 Ausgängen ist ein einzelnes Ethernet- Kabel ausreichend, da das Netzwerk durch beide Steuergeräte geführt wird. Hinweis: Alle Arbeiten zur elektrischen Installation müssen gemäß den nationalen Normen und von qualifiziertem Fachpersonal durchgeführt werden. Hinweis: Trennen Sie die Stromversorgung, bevor Sie mit Arbeiten an der Anlage beginnen. Hinweis: Verwenden Sie stets einen geeigneten Spannungstester, um die Spannungsfreiheit nachzuprüfen.