Infrastruktur für die
E-Mobility der Zukunft

Dem Elektroantrieb gehört in vielen Bereichen der Mobilität die Zukunft – darüber sind sich die meisten Experten einig. Doch noch sind viele Hürden zu nehmen. Aktuell wollen einige große Automobilhersteller etwa in die Ladeinfrastruktur investieren. Viele der für Ladesäulen notwendigen Komponenten – darunter die für die Abrechnung geeigneten Wirkstromzähler – kommen von Finder.

Elektronische Wirkstromzähler der Serie 7E überwachen die wichtigen Parameter während des Ladevorgangs. (Bild: Finder GmbH)

Elektronische Wirkstromzähler der Serie 7E überwachen die wichtigen Parameter während des Ladevorgangs. (Bild: Finder GmbH)

Norwegen macht es vor: Ab 2025 sollen in dem skandinavischen Land keine PKW mit Verbrennungsmotor mehr zugelassen werden. Bis es nicht nur in Norwegen, sondern in ganz Europa soweit ist, müssen allerdings noch einige Probleme gelöst werden. Die heute noch vergleichsweise hohen Kaufpreise für Elektrofahrzeuge werden, wenn die Stückzahlen im Laufe der Zeit steigen, voraussichtlich noch sinken. In der aktuellen Diskussion ist die Reichweite der Elektroautos das sicherlich wichtigste Thema. Weiterentwicklungen in der Technik der verwendeten Akkus sorgen hier für Fortschritte. Der Tesla S und der neue Opel Ampera bringen es schon auf Reichweiten bis zu 500km. Da ein Großteil der Fahrten in Deutschland deutlich kürzer ist, stellt die Reichweite kein grundlegendes Problem dar – vorausgesetzt die notwendige Ladeinfrastruktur ist vorhanden.

Die Tankstelle der Zukunft

Optimale Reichweiten erfordern natürlich voll geladene Batterien. Ladeinfrastruktur und Ladetechnik spielen daher eine wichtige Rolle bei der Mobilität der Zukunft. Während klassische Autos mit Verbrennungsmotor in wenigen Minuten vollgetankt sind, benötigt der Ladevorgang der Batterien vergleichsweise viel Zeit. Selbst mit Schnellladetechniken vergehen immer noch rund 30 Minuten, bevor die Fahrt fortgesetzt werden kann. Um den langen Ladevorgang in den normalen Nutzungsalltag eines Elektroautos zu integrieren, müssen sich die Ladestationen idealerweise an den Stellen befinden, an denen die Autos länger stehen – beispielsweise in einer Tiefgarage oder in einem Parkhaus. Hinzu kommen Ladeanschlüsse in der heimischen Garage oder dem Carport, an denen Elektroautos bequem über Nacht aufgeladen werden können. Klar ist, die Anzahl der Ladestationen im öffentlichen und privaten Bereich wird deutlich höher sein müssen als die Zahl der Zapfsäulen an heutigen Tankstellen.

Anforderungen an die Ladestationen

Bei der Ladetechnik existieren aktuell mehrere verschiedene Standards. So gibt es AC- und DC-Ladesysteme mit unterschiedlichen Strömen und Ladesteckern, die sich je nach Markt unterscheiden. Im wesentlichen sind die Normen von IEC für den europäischen Markt, SAE für den nordamerikanischen Markt und GB/T für China gültig. Um die Batterien möglichst schnell zu laden, sind hohe Ströme und/oder Spannungen notwendig. Gefährdungen der Nutzer sollen dabei ausgeschlossen sein. Darum sind bei den Ladesystemen verschiedene Sicherheitsmechanismen, wie etwa Verriegelungen der Stecker, vorgesehen. Allen Ladesystemen gemein ist, dass die Ladestromkreise abgesichert und überwacht werden müssen. Hierfür werden in Ladestationen zum Beispiel Installationsschütze der Serie 22, Koppelrelais der Serie 48 oder Leistungsrelais der Serie 67 von Finder eingesetzt. Auch an die Gehäusetechnik von Ladestationen werden hohe Anforderungen gestellt. Im Außenbereich müssen sie den gegebenenfalls widrigen Umgebungsbedingungen trotzen und die Elektronik sicher vor Feuchtigkeit und zu hohen oder zu niedrigen Temperaturen schützen. Wie bei Tankstellen auch muss zudem ein gewisser mechanischer Schutz gegeben sein, der im Zweifel auch einmal einen leichten Aufprall eines Fahrzeugs aushält.

Integrierte Abrechnung

An einer Tankstelle ist die Abrechnung der getankten Menge Benzin oder Diesel heute sehr komfortabel. Die Durchflussmessung an den einzelnen Zapfsäulen wird direkt an das Kassensystem in der Tankstelle übertragen. Auch eine Bezahlung mit Kreditkarte direkt an einer automatisierten Zapfsäule ist möglich. Ähnlich einfach und komfortabel müssen auch die Abrechnungssysteme an Ladestationen für Elektroautos funktionieren. Die lange Ladezeit ist auch hier der wesentliche Unterschied zu herkömmlichen Tankstellen. Derzeit gibt es unterschiedlichste Möglichkeiten der Bezahlung: Abos, Kunden-Karten, SMS- und RFID-Authentifizierung. Teilweise kann an den Ladestationen auch kostenlos ‚Strom getankt‘ werden – etwa auf Kundenparkplätzen. In allen anderen Fällen ist ein abrechnungsfähiger Stromzähler in der Ladestation notwendig. Optimal geeignet ist hierfür der elektronische Wirkstromzähler der Serie 7E von Finder. Dieser erfasst nicht nur die relevanten Ladeparameter, wie Spannung und Strom, sondern verfügt auch über eine integrierte Bus-Schnittstelle zur Fernauslesung sämtlicher Werte. Die Wirkstromzähler sind als ein- oder dreiphasige Varianten in verschiedenen Ausführungen erhältlich. Die Kommunikation mit einer übergeordneten Steuerung der Ladestation geschieht entweder über M-Bus oder über Modbus. Die Wirkstromzähler vom Typ 7E erfüllen die Europäische Messgeräterichtlinie MID und lassen sich dadurch problemlos für Abrechnungszwecke einsetzen.

Komplettes Portfolio rund um die Ladetechnik

Finder bietet in seinem Lieferprogramm ein umfassendes Portfolio an, um moderne Ladestationen für die Elektromobilität elektrotechnisch auszustatten. Neben den elektronischen Wirkstromzählern für die Abrechnung sind dies die oben genannten Relais zum Schalten und Schützen der Ladestromkreise. Auch Komponenten zur Temperaturregelung in den Ladestationen liefert Finder. Die Schaltschrankthermostate (7T) messen die Temperatur und schalten bei Bedarf Schaltschranklüfter (7F) und -heizungen (7H) ein. Auch bei der Versorgung der Elektronik mit einer DC-Spannung von 12V stehen passende Schaltnetzteile der Serie 78 zur Verfügung. Die Hersteller von Ladestationen können so auf einen Lieferanten setzen, der alle wesentliche Bestandteile der Elektrotechnik aus einer Hand liefern kann.


Autor | Dejan Grgic, Marktmanager E-Mobility, Finder GmbH, www.finder.de

Infrastruktur für die E-Mobility der Zukunft
Bild: Finder GmbH Bild: Finder GmbH


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