Normen weisen den Weg


Schneller geht’s mit DC-Laden

Der Markt erwartet zunehmend höhere Ladeleistungen, um kürzere Ladezeiten oder das Laden größerer Batteriekapazitäten zu ermöglichen. Hier bietet sich nun das DC-Laden im Mode 4 an, wobei hier die Ladeleitung immer fest an der Ladestation montiert ist. Beschrieben ist diese Ladebetriebsart in der Norm IEC61851-23 für die Ladestation und in der IEC61851-24 für das Kommunikationsprotokoll. Für beide Normen gilt zur Zeit die Edition 1, die Edition 2 ist in Bearbeitung. In der Norm IEC62196-1 werden die grundlegenden Anforderungen an die Ladesteckverbinder und die zu bestehenden Tests definiert. In der Norm IEC62196-2 werden marktgängige Ausführungen für Ladesteckverbinder beschrieben, die in einer AC-Ladeinfrastruktur benutzt werden. Zusätzlich werden in der Norm IEC62196-3 marktgängige Ladesteckverbinder für die DC-Ladeinfrastruktur beschrieben, denen jeweils ein Ladesystem nach IEC61851-23 zugeordnet ist.

Kombiniertes AC- und DC-Laden

In den verschiedenen Weltregionen haben sich jeweils spezielle Anpassungen der normativen Ladesysteme herausgebildet, die auf die jeweiligen Stromversorgungsnetze und Verkehrsräume Rücksicht nehmen. Das für den Anwender sichtbarste Element dieser regionalen Ausprägungen ist zweifelsfrei der Ladestecker. Während in anderen Regionen jeweils verschiedene Stecker für AC und DC verwendet werden, kommt in den USA und in Europa das Combined Charging System – kurz auch CCS genannt – zum Einsatz. Dies ermöglicht im Fahrzeug-Inlet (Ladebuchse) das Einstecken eines AC-Steckers vom Typ 2 in Europa sowie vom Typ 1 in den USA. Alternativ kann auch für das DC-Laden der Combined-Charging-Connector gesteckt werden. So wird im Fahrzeug nur einmal der Platz für das Ladestecker-Inlet benötigt – und der Anwender muss sich nicht um die Zuordnung des richtigen Steckers zum Inlet kümmern. Diese Lösung – mit dem Typ 2 für AC und dem Combined-Charging-Connector Typ 2 für DC, ist auch in der EU-Richtlinie 2014/94/EU festgeschrieben. Darauf baut auch die Ladesäulen-Verordnung des Bundeswirtschaftsministeriums bezüglich der Gestaltung öffentlich zugänglicher Ladepunkte für Elektromobile auf. Diese Verordnung, die sich im Entwurfsstatus befindet, beschreibt die gleichen Steckverbinder.

Batterien oder Kabel laden oder gleich tauschen

Beim induktiven Laden kann die Energieversorgung nahezu ohne Einwirkung des Nutzers automatisch erfolgen. Die beiden Teile des Ladesystems arbeiten physikalisch nur über das Magnetfeld zwischen den Spulen und kommunizieren beispielsweise über eine WLAN-Verbindung miteinander. Zur Zeit wird auf internationaler Ebene die IEC 61980 für das induktive Laden verabschiedet, während man sich in Deutschland bereits an der Richtlinie VDE-AR-E2122-4-1:2011-03 orientieren kann. Insbesondere in Bussen des ÖPNV (Öffentlicher Personennahverkehr) wird die Technik des Batteriewechsels – auch Battery Swapping genannt – eingesetzt. Das Fahrzeug hat eine Aufnahmebucht, in die das Batterie-Paket eingeführt und verriegelt wird. Sobald es gewechselt werden muss, fährt das Fahrzeug zu einer Wechselstation, in der das Batterie-Paket dem Fahrzeug entnommen und gegen ein voll aufgeladenes Batterie-Pack ausgetauscht wird. Vorteilhaft bei diesem Verfahren sind der schnelle Batterietausch sowie die planbare Belastung des Stromversorgungsnetzes für das Laden der Batterien. Beschrieben werden die Systemgestaltung sowie die Sicherheitsanforderungen an Batteriewechselsysteme in der Normenreihe IEC62840. In Europa wird hingegen das konduktive Laden präferiert – dazu gibt es seitens der EU auch einen Auftrag zur Standardisierung dieser Anwendung an die Normungsgremien.

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