Ladetechnik für Elektroautos gefahrlos nutzen

Da beim AC-Laden das Elektrofahrzeug an der heimischen Steckdose aufgeladen wird, begrenzt sich die erforderliche Ladeinfrastruktur auf das Ladekabel. Dieses spezielle Ladekabel muss über eine integrierte Überwachung verfügen und das Fahrzeug eine interne Ladeelektronik bereithalten. Bender bietet für Hersteller von Mode-2-Ladekabeln Differenzstrom-Überwachungssensoren für den Einsatz in IC-CPDs gemäß IEC 62752.

AC-Ladestationen finden sich oft zu Hause, in Hotels oder an der Arbeitsstelle, denn das AC-Laden greift auf die übliche 1- oder 3-phasige Niederspannung zurück. Dadurch hat das AC-Laden den Vorteil, dass die dazu erforderliche Ladeinfrastruktur relativ einfach gehalten werden kann. Die passende Überwachungs-Sensorik kann als kleine Platine mit passendem Stromwandler oder als etwas größeres Hutschieneneinbaugerät zum Einsatz kommen. Bei beiden Lösungsansätzen wird die Ladestation kontinuierlich auf Differenzströme überwacht, eventuelle Grenzwertüberschreitungen werden schnell und sicher erkannt und die Ladestation abgeschaltet werden, wenn eine Gefährdung vorliegt. Durch die zulässige Kombination von Differenzstrom-Sensorik und RCD Typ A wird kein teures RCD Typ B benötigt und der Fahrzeugbesitzer kann über eine Verschlechterung der Differenzstromwerte informiert werden bevor die Ladung unterbrochen wird. Der Hersteller der Ladestation oder Wallbox kann also den Gesundheitszustand des Fahrzeugs erfassen und dem Besitzer mitteilen. In allen Fällen werden alle aktuellen Normen seitens Bender erfüllt und der Nutzer der Ladestation ist auf der sicheren Seite.

Beim DC-Laden werden Fahrzeuge mit deutlich höheren Leistungen schnell geladen. Eine DC-Ladestation, auch Schnell-Ladestation genannt, wird in der Regel als ungeerdetes Stromversorgungs-System aufgebaut, welches, wie normativ festgelegt, durch ein IMD überwacht werden muss.

Das Konzept des Schnellladens eignet sich besonders gut für die kurzzeitige Wiederaufladung während einer Fahrtunterbrechung, etwa an der Autobahn-Raststätte. Mit steigender Batteriekapazität wird das Thema auch im Heimbereich interessant. Denn einige Fahrzeuge bieten bei größeren Batterien nur noch einen AC-Lader mit 3,7 oder 7,4 kW an, was dazu führen kann, dass die Batterie über Nacht nicht vollständig aufgeladen wird. Damit werden auch für den privaten Raum zunehmend DC-Wallboxen benötigt.

Beim DC-Laden unterscheidet man zwei gängige Ladestandards. Neben dem in Europa gesetzten CCS-Standard (Combined Charging System) wird für die meisten Fahrzeuge asiatischer Hersteller noch der japanische Ladestandard CHAdeMO (nach „CHArge de MOve“) verwendet.

Beide Standards unterscheiden sich bei den Anforderungen an die Überwachung des DC-Ladevorgangs. Dies betrifft sowohl die geforderten Abschaltzeiten und die Grenzwerte für die Abschaltung im Fehlerfall als auch die Überwachung auf symmetrische oder asymmetrische Fehler. Bisher waren dafür zwei verschiedene Geräte notwendig.

Das neue Isolationsüberwachungsgerät ISOMETER® isoCHA425HV in Verbindung mit dem Ankoppelgerät AGH420-1 unterstützt gleichermaßen beide Ladestandards. Mit diesem Kombigerät hat Bender nun auf die Anforderungen des Marktes reagiert.

Hierbei kann über eine galvanisch getrennte Modbus RTU-Schnittstelle online zwischen CCS und CHAdeMO umgeschaltet werden. Für den jeweiligen Standard sind die einzelnen Parameter bereits hinterlegt und lassen sich automatisch auswählen. Das Gerät ist für Nennspannungen bis 1.000 V ausgelegt und trägt damit bereits den steigenden Batteriespannungen Rechnung.

Um zu verhindern, dass sich das Isolationsüberwachungsgerät im Fahrzeug und das in der Ladesäule gegenseitig beeinflussen, wird üblicherweise das Gerät im Fahrzeug während des Ladevorganges deaktiviert. Die Überwachung des kompletten Ladestromkreises erfolgt dann ausschließlich über das Isolationsüberwachungsgerät in der Ladesäule.