Was ist eine EV-Sicherung und welche Sicherungsgröße benötigt eine Ladestation für Elektroautos?

Mit der zunehmenden Verbreitung von Elektrofahrzeugen gewinnen elektrische Sicherheit und ein zuverlässiges Energiemanagement immer mehr an Bedeutung. Eine der wichtigsten Komponenten zum Schutz elektrischer Systeme in Elektrofahrzeugen ist die sogenannte EV-Sicherung (Electric Vehicle Fuse).

Ob im Hochvoltbatteriesystem, im elektrischen Antrieb oder in der Ladeinfrastruktur – Sicherungen spielen eine entscheidende Rolle, um elektrische Schäden durch Überströme und Kurzschlüsse zu verhindern.

Doch was genau ist eine EV-Sicherung? Wie funktioniert sie und welche Sicherungsgröße benötigt eine Ladestation für Elektroautos?

In diesem Artikel erfahren Sie alles Wichtige über EV-Sicherungen, ihre Funktionen, Einsatzbereiche und die richtige Auswahl der Absicherung für Ladestationen von Elektrofahrzeugen.

1. Was ist eine EV-Sicherung?

Eine EV-Sicherung, auch als Elektrofahrzeug-Sicherung bezeichnet, ist eine elektrische Schutzkomponente, die dazu dient, Stromkreise in Elektrofahrzeugen vor gefährlichen Überströmen zu schützen.

Sie funktioniert, indem sie den Stromkreis unterbricht, sobald der Strom einen festgelegten Grenzwert überschreitet. Bei einem Überstrom schmilzt das interne Schmelzelement der Sicherung und unterbricht dadurch den Stromfluss.

Dies verhindert Schäden an empfindlichen elektrischen Komponenten, reduziert die Gefahr einer Überhitzung und trägt dazu bei, elektrische Brände zu vermeiden.

EV-Sicherungen sind besonders wichtig, da Elektrofahrzeuge mit Hochvoltbatterien und leistungsstarken elektrischen Komponenten arbeiten, die einen zuverlässigen Schutz benötigen.

Im Vergleich zu herkömmlichen Kfz-Sicherungen sind EV-Sicherungen speziell für die hohen Spannungen, Ströme und besonderen Betriebsbedingungen von Elektrofahrzeugen ausgelegt.

Die wichtigsten Funktionen einer EV-Sicherung

Eine Sicherung für Elektrofahrzeuge erfüllt mehrere wichtige Sicherheitsfunktionen:

1. Überstromschutz

Die Hauptaufgabe einer EV-Sicherung besteht darin, übermäßige Stromstärken zu unterbrechen, bevor elektrische Komponenten oder Leitungen beschädigt werden.

2. Kurzschlussschutz

Bei einem Kurzschluss kann die Sicherung den betroffenen Stromkreis schnell unterbrechen und dadurch schwerwiegende Schäden verhindern.

3. Schutz der Hochvoltbatterie

Die Batterien von Elektrofahrzeugen speichern große Mengen elektrischer Energie. Geeignete Hochvoltsicherungen schützen die Batteriestromkreise vor gefährlichen Fehlerströmen.

4. Schutz des elektrischen Systems

EV-Sicherungen schützen wichtige elektrische Komponenten wie Stromverteilungssysteme, Wechselrichter, Elektromotoren und Ladestromkreise.

5. Reduzierung der Brandgefahr

Durch die Unterbrechung gefährlicher Überströme tragen Sicherungen dazu bei, Überhitzung und elektrische Brände zu verhindern.

2. Wo werden EV-Sicherungen in Elektrofahrzeugen eingesetzt?

Elektrofahrzeuge verfügen über verschiedene elektrische Systeme, die einen zuverlässigen Überstromschutz benötigen. EV-Sicherungen werden abhängig von der Fahrzeugarchitektur an unterschiedlichen Stellen eingesetzt.

Zu den wichtigsten Anwendungsbereichen gehören:

Schutz der Hochvoltbatterie

Die Hochvoltbatterie ist eine der wichtigsten Komponenten eines Elektroautos. Sie speichert und liefert die elektrische Energie, die für den Fahrzeugbetrieb benötigt wird.

Hochvoltsicherungen schützen die Batteriestromkreise vor übermäßigen Strömen und Kurzschlüssen.

Schutz des Elektromotors

Elektromotoren benötigen hohe elektrische Leistungen, um das Fahrzeug anzutreiben.

Sicherungen schützen die zugehörigen Stromkreise vor gefährlichen Strombedingungen und möglichen elektrischen Schäden.

Schutz der Stromverteilung

Das Stromverteilungssystem eines Elektrofahrzeugs versorgt verschiedene elektrische Komponenten mit Energie.

Geeignete Sicherungen sorgen dafür, dass Fehler in einem Stromkreis nicht zu umfangreichen Schäden im gesamten elektrischen System führen.

Schutz des Wechselrichters

Ein Wechselrichter wandelt den Gleichstrom (DC) aus der Batterie in Wechselstrom (AC) um, der bei vielen Elektrofahrzeugen für den Antriebsmotor benötigt wird.

Spezielle Sicherungen schützen den Wechselrichter und die zugehörige Leistungselektronik vor elektrischen Fehlern.

Schutz der Ladesysteme

Auch Ladesysteme benötigen einen geeigneten Überstromschutz.

Je nach Konstruktion können Sicherungen oder Leitungsschutzschalter in der Ladeeinrichtung oder in der elektrischen Installation eingesetzt werden.

Wichtig ist die Unterscheidung zwischen der Sicherung für das interne Hochvoltbatteriesystem des Fahrzeugs und der Schutzeinrichtung für den externen Ladestromkreis. Beide erfüllen unterschiedliche Aufgaben und müssen unabhängig voneinander dimensioniert werden.

3. Welche Sicherungsgröße benötigt eine Ladestation für Elektroautos?

Eine der häufigsten Fragen rund um das sichere Laden von Elektroautos lautet:

Welche Sicherungsgröße benötige ich für eine Ladestation für Elektroautos?

Die richtige Sicherungsgröße hängt von verschiedenen Faktoren ab, darunter:

• Maximale Stromaufnahme der Ladestation.

• Betriebsspannung des Ladegeräts.

• Strombelastbarkeit der elektrischen Leitungen.

• Art der Ladeeinrichtung.

• Installationsbedingungen.

• Geltende elektrische Normen und Vorschriften.

• Herstellervorgaben für die Installation.

Die Schutzeinrichtung muss auf den maximalen Ladestrom, die Leitungsbelastbarkeit und die elektrischen Eigenschaften der Installation abgestimmt sein.

Beispiele für die Absicherung von EV-Ladestationen

Die folgende Tabelle zeigt beispielhafte Stromstärken und zugehörige Absicherungswerte nach dem in den USA für bestimmte AC-Ladeinstallationen geltenden 125-%-Ansatz für Dauerlasten.

Maximaler Ladestrom	Beispielhafte Absicherung
12 Ampere	15 Ampere
16 Ampere	20 Ampere
24 Ampere	30 Ampere
32 Ampere	40 Ampere
40 Ampere	50 Ampere
48 Ampere	60 Ampere

Wichtiger Hinweis: Diese Werte sind Beispiele nach einem US-amerikanischen Dimensionierungsansatz und keine allgemeingültigen Empfehlungen für Deutschland.

In Deutschland muss die Absicherung anhand der geltenden DIN-VDE-Anforderungen, der Herstellerangaben und der konkreten Installationsbedingungen ausgewählt werden.

Beispielsweise wird eine 32-A-Ladestation nach dem genannten US-Ansatz mit einem 40-A-Schutzschalter abgesichert. Daraus lässt sich jedoch keine pauschale Empfehlung für deutsche Installationen ableiten.

Welche Absicherung benötigen 11-kW- und 22-kW-Wallboxen?

In Deutschland und vielen anderen europäischen Ländern werden Wallboxen häufig an dreiphasigen Stromanschlüssen betrieben.

Typische Ladeleistungen sind:

11-kW-Wallbox:

• Dreiphasiger Wechselstromanschluss.

• Ungefähr 16 Ampere pro Phase.

• Nennspannung von 400 Volt zwischen den Außenleitern.

22-kW-Wallbox:

• Dreiphasiger Wechselstromanschluss.

• Ungefähr 32 Ampere pro Phase.

• Nennspannung von 400 Volt zwischen den Außenleitern.

Die erforderliche Absicherung muss entsprechend den technischen Daten der Wallbox, dem Leitungsquerschnitt, den Installationsbedingungen und den geltenden elektrotechnischen Vorschriften ausgewählt werden.

Die Sicherungsgröße sollte niemals ausschließlich anhand der Ladeleistung bestimmt werden.

4. Wie wählt man die richtige Sicherungsgröße für eine EV-Ladestation?

Die richtige Auswahl der Sicherung ist entscheidend für einen sicheren und zuverlässigen Ladevorgang.

Bei der Dimensionierung sollten folgende Faktoren berücksichtigt werden:

1. Maximalen Ladestrom prüfen

Zunächst sollte der maximale Eingangsstrom der Ladestation überprüft werden.

Wenn eine Wallbox beispielsweise einen maximalen Betriebsstrom von 32 Ampere besitzt, muss die passende Überstromschutzeinrichtung entsprechend den geltenden Installationsvorschriften ausgewählt werden.

Der Nennstrom bildet die Grundlage für die Dimensionierung des Schutzsystems.

2. Betriebsspannung berücksichtigen

EV-Ladestationen arbeiten je nach Ausführung mit unterschiedlichen Spannungen.

Typische Stromversorgungssysteme sind:

• 120 V AC.

• 230 V AC einphasig.

• 400 V AC dreiphasig.

• Hochspannungs-Gleichstromsysteme (DC) für Schnellladestationen.

Die Spannungsfestigkeit der Sicherung muss für den jeweiligen Stromkreis geeignet sein.

Bei DC-Anwendungen müssen zusätzlich die passende Gleichspannungsfestigkeit und das ausreichende Ausschaltvermögen berücksichtigt werden.

3. Kabelquerschnitt überprüfen

Die elektrischen Leitungen müssen über eine ausreichende Strombelastbarkeit verfügen, um die Ladeleistung sicher übertragen zu können.

Der erforderliche Kabelquerschnitt hängt unter anderem von folgenden Faktoren ab:

• Maximaler Betriebsstrom.

• Leitungslänge.

• Verlegeart.

• Umgebungstemperatur.

• Art der Kabelisolierung.

• Zulässiger Spannungsfall.

Die Schutzeinrichtung muss auf die zulässige Strombelastbarkeit der Leitung abgestimmt werden.

Eine zu hoch dimensionierte Sicherung in Verbindung mit einer zu gering dimensionierten Leitung kann zu gefährlicher Überhitzung und Brandgefahr führen.

4. Art der Ladestation berücksichtigen

Unterschiedliche Ladesysteme benötigen unterschiedliche Schutzkonzepte.

AC-Ladestationen versorgen das Fahrzeug mit Wechselstrom. Das fahrzeuginterne Ladegerät wandelt diesen anschließend in Gleichstrom um, der zum Laden der Batterie benötigt wird.

DC-Schnellladestationen wandeln die elektrische Energie außerhalb des Fahrzeugs um und liefern den Gleichstrom direkt an das Batteriesystem.

Aufgrund dieser unterschiedlichen technischen Anforderungen müssen die Schutzkomponenten entsprechend ausgelegt werden.

5. Geltende elektrische Normen beachten

Die Installation von EV-Ladestationen muss den geltenden elektrischen Normen und Vorschriften entsprechen.

In Deutschland ist insbesondere die DIN VDE 0100-722 für die Stromversorgung von Elektrofahrzeugen relevant.

Darüber hinaus müssen die Anforderungen an Fehlerstromschutz, Überstromschutz, Erdung und elektrische Sicherheit berücksichtigt werden.

Die endgültige Auswahl und Dimensionierung der Schutzeinrichtungen sollte durch eine qualifizierte Elektrofachkraft erfolgen.

5. Was ist der Unterschied zwischen einer EV-Sicherung und einer Wallbox-Sicherung?

Obwohl die Begriffe ähnlich klingen, handelt es sich um unterschiedliche Schutzanwendungen.

Eine EV-Sicherung bezeichnet normalerweise eine Sicherung innerhalb eines Elektrofahrzeugs, die dessen interne elektrische Stromkreise schützt.

Eine Wallbox-Sicherung bezeichnet dagegen eine Überstromschutzeinrichtung für die Ladestation oder deren Stromversorgung.

Die wichtigsten Unterschiede:

Merkmal	EV-Sicherung	Wallbox-Sicherung
Anwendungsbereich	Innerhalb des Elektrofahrzeugs	Ladestation oder Stromversorgung
Schutzfunktion	Schutz elektrischer Fahrzeugkomponenten	Schutz des Ladestromkreises und der Leitungen
Typischer Einbauort	Batterie und Stromverteilungssystem	Elektroverteilung oder Ladeeinrichtung
Spannungsanforderungen	Abhängig von der Fahrzeugarchitektur	Abhängig vom Ladesystem
Hauptaufgabe	Schutz vor elektrischen Fehlern im Fahrzeug	Schutz vor Überlast und Kurzschluss

Beide Sicherungsarten sind für die elektrische Sicherheit wichtig, müssen jedoch entsprechend ihren jeweiligen Einsatzbereichen ausgewählt werden.

6. Welche Arten von Sicherungen werden in Elektrofahrzeugen verwendet?

Elektrofahrzeuge benötigen spezielle Sicherungen, die auch unter anspruchsvollen elektrischen Betriebsbedingungen zuverlässig funktionieren.

Zu den wichtigsten Sicherungsarten gehören:

Hochvolt-Gleichstromsicherungen

Hochvolt-DC-Sicherungen wurden speziell für den Schutz von Hochspannungs-Gleichstromkreisen entwickelt.

Sie werden häufig in folgenden Bereichen eingesetzt:

• Hochvoltbatterien.

• Batterieanschlusssysteme.

• Stromverteilungseinheiten.

• Hochvolt-Leistungselektronik.

Da die Unterbrechung von Gleichstrom anspruchsvoll ist, müssen diese Sicherungen über eine geeignete Spannungsfestigkeit und ein ausreichendes Ausschaltvermögen verfügen.

Schraubsicherungen

Schraubsicherungen sind für sichere elektrische Verbindungen in Anwendungen mit hohen Strömen ausgelegt.

Sie werden häufig in Batteriesystemen und Stromverteilungseinheiten eingesetzt.

Ihre mechanische Konstruktion ermöglicht eine stabile Befestigung und einen zuverlässigen elektrischen Kontakt.

Hochgeschwindigkeitssicherungen

Hochgeschwindigkeitssicherungen sind dafür ausgelegt, gefährliche Fehlerströme besonders schnell zu unterbrechen.

Sie werden insbesondere zum Schutz empfindlicher Leistungselektronik eingesetzt, beispielsweise bei Wechselrichtern und Halbleiterkomponenten.

Halbleiterschutzsicherungen

Halbleiterschutzsicherungen wurden speziell für den Schutz empfindlicher elektronischer Bauteile vor schädlichen Überströmen entwickelt.

Sie kommen überall dort zum Einsatz, wo eine besonders schnelle Fehlerstromunterbrechung erforderlich ist, um Schäden an Leistungselektronik zu minimieren.

Die Auswahl des richtigen Sicherungstyps hängt von den elektrischen Eigenschaften, den Schutzanforderungen und den Betriebsbedingungen der jeweiligen Anwendung ab.

7. Was passiert, wenn die falsche Sicherungsgröße verwendet wird?

Die Verwendung einer falsch dimensionierten Sicherung in einem Elektrofahrzeug oder einer Ladestation kann erhebliche Sicherheitsprobleme verursachen.

Zu niedrig dimensionierte Sicherung

Wenn die Sicherung eine zu geringe Stromstärke aufweist, kann sie bereits während des normalen Ladevorgangs auslösen.

Mögliche Folgen sind:

• Häufiges Auslösen der Sicherung.

• Unterbrechung des Ladevorgangs.

• Unnötiger Wartungsaufwand.

• Verringerte Zuverlässigkeit des Systems.

Zu hoch dimensionierte Sicherung

Eine zu große Sicherung kann möglicherweise nicht rechtzeitig auslösen, um die angeschlossenen Leitungen und elektrischen Komponenten ausreichend zu schützen.

Dies kann zu folgenden Problemen führen:

• Überhitzung elektrischer Leitungen.

• Beschädigung elektrischer Komponenten.

• Erhöhte Brandgefahr.

• Schwerwiegende Geräteschäden.

Aus diesem Grund ist es keine sichere Lösung, bei wiederholtem Auslösen einfach eine Sicherung mit höherem Nennstrom einzubauen.

Stattdessen sollte zunächst die Ursache des Problems untersucht werden.

8. Warum ist die richtige Sicherung für die Sicherheit beim Laden von Elektroautos wichtig?

Ladestationen für Elektrofahrzeuge arbeiten häufig über mehrere Stunden mit hohen elektrischen Belastungen.

Ohne geeignete Schutzmaßnahmen können elektrische Fehler die Ladestation, die Verkabelung und angeschlossene Komponenten beschädigen.

Die richtige Sicherungsauswahl bietet mehrere wichtige Vorteile:

Verbesserte elektrische Sicherheit: Richtig dimensionierte Sicherungen schützen vor gefährlichen Überlast- und Kurzschlussbedingungen.

Schutz der Geräte: Sicherungen helfen dabei, teure Ladegeräte und Fahrzeugkomponenten vor elektrischen Schäden zu bewahren.

Zuverlässiger Ladevorgang: Eine korrekt abgestimmte Absicherung reduziert unnötige Unterbrechungen durch eine falsche Dimensionierung.

Reduzierung der Brandgefahr: Ein geeignetes Überstromschutzkonzept verhindert gefährliche Erwärmung in elektrischen Stromkreisen.

Längere Lebensdauer der Komponenten: Der Schutz empfindlicher elektrischer Bauteile vor Fehlerströmen kann die Zuverlässigkeit des gesamten Systems verbessern.

9. Häufig gestellte Fragen zu EV-Sicherungen

Frage 1: Welche Sicherungsgröße benötige ich für eine 32-A-Wallbox?

Die benötigte Absicherung hängt von den geltenden Installationsvorschriften, dem Leitungsquerschnitt und den technischen Anforderungen der Wallbox ab.

Nach dem US-amerikanischen 125-%-Ansatz für Dauerlasten wird für einen 32-A-Ladestromkreis beispielsweise eine 40-A-Überstromschutzeinrichtung verwendet.

Dieser Wert ist jedoch nicht automatisch auf deutsche Installationen übertragbar.

Frage 2: Kann ich eine 40-A-Sicherung für eine Ladestation verwenden?

Eine 40-A-Schutzeinrichtung kann für bestimmte Ladeinstallationen geeignet sein, beispielsweise für bestimmte 32-A-AC-Ladestationen.

Ob sie tatsächlich verwendet werden darf, hängt von der Strombelastbarkeit der Leitungen, den technischen Daten der Ladestation und den geltenden Installationsvorschriften ab.

Frage 3: Haben Elektroautos interne Sicherungen?

Ja. Elektrofahrzeuge verfügen über verschiedene interne Sicherungen, die elektrische Systeme wie Batteriestromkreise, Stromverteilungseinheiten, Wechselrichter und zusätzliche elektrische Komponenten schützen.

Frage 4: Unterscheiden sich EV-Sicherungen von herkömmlichen Kfz-Sicherungen?

Ja. EV-Sicherungen müssen häufig deutlich höhere Spannungen und Fehlerströme bewältigen als herkömmliche Kfz-Sicherungen.

Sie werden speziell für die elektrischen Anforderungen von Elektrofahrzeugen entwickelt.

Frage 5: Was ist der Unterschied zwischen einer AC-Sicherung und einer DC-Sicherung?

AC- und DC-Stromkreise besitzen unterschiedliche Eigenschaften bei der Unterbrechung von Fehlerströmen.

Bei Wechselstrom durchläuft der Strom regelmäßig den Nulldurchgang. Bei Gleichstrom fehlt dieser natürliche Nulldurchgang, wodurch die Unterbrechung anspruchsvoller wird.

Deshalb muss eine Sicherung für die jeweilige Anwendung über eine geeignete Spannungsfestigkeit und ein ausreichendes Ausschaltvermögen verfügen.

Eine ausschließlich für Wechselstrom ausgelegte Sicherung darf nicht automatisch in einem Gleichstromkreis verwendet werden.

Frage 6: Wie oft müssen EV-Sicherungen ausgetauscht werden?

EV-Sicherungen benötigen normalerweise keinen regelmäßigen Austausch, solange sie ordnungsgemäß funktionieren.

Eine Sicherung sollte jedoch überprüft und ersetzt werden, wenn sie ausgelöst hat, beschädigt ist oder einen Defekt aufweist.

Beim Austausch müssen die korrekten elektrischen und mechanischen Spezifikationen eingehalten werden.

Zusätzlich sollte immer die Ursache für das Auslösen der Sicherung untersucht werden.

Frage 7: Kann ich eine EV-Sicherung durch eine Sicherung mit höherem Nennstrom ersetzen?

Nein. Der Austausch einer Sicherung gegen eine höher dimensionierte Variante ohne Überprüfung der elektrischen Auslegung kann den Schutz des gesamten Stromkreises beeinträchtigen.

Es dürfen ausschließlich Sicherungen mit den passenden elektrischen und mechanischen Eigenschaften verwendet werden.

10. Fazit

EV-Sicherungen sind unverzichtbare Sicherheitskomponenten in modernen Elektrofahrzeugen und deren Ladeinfrastruktur.

Sie schützen elektrische Stromkreise vor Überströmen, Kurzschlüssen und potenziell gefährlichen elektrischen Fehlern.

Die richtige Sicherungsgröße für eine Ladestation hängt von verschiedenen Faktoren ab, insbesondere vom maximalen Ladestrom, der Betriebsspannung, dem Kabelquerschnitt, der Ladeleistung und den geltenden elektrischen Vorschriften.

Beispielsweise benötigt eine 11-kW-Wallbox typischerweise einen dreiphasigen Anschluss mit etwa 16 Ampere pro Phase. Eine 22-kW-Wallbox arbeitet üblicherweise mit etwa 32 Ampere pro Phase.

Die erforderliche Absicherung muss jedoch immer anhand der konkreten Installationsbedingungen und der geltenden Normen bestimmt werden.

Unabhängig davon, ob eine Sicherung für die Hochvoltbatterie, das Stromverteilungssystem oder den Ladestromkreis eines Elektrofahrzeugs ausgewählt wird, müssen die technischen Anforderungen und Herstellervorgaben berücksichtigt werden.

Die richtige Auswahl und Dimensionierung von EV-Sicherungen ist entscheidend für die elektrische Sicherheit, den Schutz der Komponenten und einen zuverlässigen Betrieb von Elektrofahrzeugen.