Kabelgebundene AC-Ladesysteme

Abbildung von Typ-2-Ladekabel. Typ-2-Ladekabel sind mit einer mobilen Steuerungs- und Kontrolleinrichtung, wie dem Percedos von Kopp, ausgestattet.

Typ-2-Ladekabel sind mit einer mobilen Steuerungs- und Kontrolleinrichtung, wie dem Percedos von Kopp, ausgestattet. (Quelle: Heinrich Kopp GmbH)

Die DIN IEC 61851 definiert für das kabelgebundene Laden (konduktives Laden) vier Modi, die sich in Bezug auf Sicherheit, Ladeleistung und Fahrzeugkommunikation unterscheiden. In Mode 1 und 2 wird die Batterie mit Wechselspannung aus einem haushaltsüblichen Anschluss aufgeladen. Die Mode-3-Ladung bezieht ebenfalls AC-Strom, jedoch ausschließlich über eine Ladestation, die mit einer Ladeinfrastruktur (EVSE) ausgestattet ist. Die EVSE verfügt über einen Fehler- und Überstromschutz sowie über eine PWM (Pulsweitenmodulation)-Kommunikationsvorrichtung. In allen drei Modi benötigt das Fahrzeug ein integriertes Ladegerät. In Mode 4 hingegen versorgt ein Off-Board-Gerät das Elektroauto mit DC-Spannung. Das ermöglicht ein schnelles Laden mit 130 kW und 400 A. Die Technologie hat sich in Deutschland aufgrund der fehlenden Infrastruktur jedoch noch nicht flächenmäßig durchgesetzt. Die Ladeanschlüsse der Mode-1- und Mode-2-Ladung müssen Dauerströme von bis zu 32 A aushalten. Das kann von vielen Hausinstallationen nicht geleistet werden. Um eine Überhitzung von Steckdosen und Leitungen zu verhindern, wird der Ladestrom für die Mode-1-Ladung begrenzt. Das hat hohe Ladezeiten von bis zu 6 h zur Folge.

Kontrolle und Kommunikation während der Mode-2-Ladung

Für eine schnelle Ladung an der Haushaltssteckdose kommt die In-Cable-Control-Box Percedos zum Einsatz. Sie ist mit Sicherungs- und Steuerungselektronik ausgestattet, mit der sich der Ladestrom manuell regeln lässt. Damit kann das Mode-2-Kabel problemlos an eine Schuko-Dose mit 230 V angeschlossen werden. Ein interner Temperaturfühler verhindert die thermische Überlast der Anschlüsse. Wird während des Ladevorgangs eine zu hohe Temperatur erreicht, reduziert Percedos automatisch den Ladestrom. Erst wenn die Temperatur wieder auf einen unkritischen Wert abgesunken ist, wird der Ladevorgang bei voller Leistung fortgesetzt. Die Kommunikation zwischen Fahrzeug und Ladeinfrastruktur erfolgt über eine integrierte Fahrzeugschnittstelle. Das PWM-Modul übermittelt den aktuellen Ladezustand und definiert eine Stromobergrenze. Tritt ein Fehlerstrom oder ein Spannungsausfall auf, unterbricht die Fehlerstrom- Schutzeinrichtung des Percedos den Ladevorgang automatisch. Das grafische Display gibt jederzeit Rückmeldung und ist einfach und intuitiv zu handhaben.

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