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Emobility Ladesystem ermöglicht konventionelles und schnelles „Tanken“

| Autor / Redakteur: Melanie Meis / Dipl.-Ing. (FH) Monika Zwettler

Elektromobilität findet erst dann eine breite Akzeptanz, wenn der Fahrer nicht auf den gewohnten Komfort verzichten muss. Er muss überall laden können und sollte unterwegs nicht länger warten müssen als bei einer Betankung eines Fahrzeugs mit Verbrennungsmotor. Das Combined Charging System von Phoenix Contact (CCS) vereint das konventionelle AC-Laden und das schnelle DC-Laden in einem Ladestecksystem.

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(Bild: Phoenix Contact)

Mit dem Thema Elektrofahrzeuge steht die Automobilindustrie vor einer Reihe technologischer Herausforderungen. Im Wesentlichen dreht es sich um die Kapazität der motorantreibenden Batterie, die daraus resultierende Reichweite des Fahrzeuges und die Wiederaufladung der Batterie. Neue Normen wurden ins Leben gerufen, um den Ladeanschluss zu vereinheitlichen. Weltweit haben sich drei Lade-Standards etabliert, die unter anderem von der Europäischen Kommission unterstützt werden:

  • Typ 1 SAE J1772 (USA, Japan, partiell Europa)
  • Typ 2 IEC 62196 (Europa)
  • GB/T (China)

Die ersten Ladestecksysteme am Markt basieren auf dem Laden mit Wechselstrom (AC), der dem Niederspannungsnetz wie es im Privathaushalt zur Verfügung steht, entnommen wird. Der Ladestecker wird in das sogenannte Inlet des Fahrzeugs gesteckt. Der Ladestrom wird von dort in einen AC/DC-Wandler geführt, um ihn in Gleichstrom für die Batterie umzuwandeln. Je nachdem, wie das Ladekabel, die Ladeinfrastruktur und die Batteriekapazität ausgelegt sind, kann die Dauer des Ladeprozesses variieren. Der Aufbau des Ladekabels ergibt sich aus Lademodus und Lade-Standard.

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Verschiedene Lademöglichkeiten

Mit dem Typ-2-Standard beispielsweise ergeben sich drei verschiedene Lademöglichkeiten.

  • Beim einfachen und gleichzeitig langsamen Laden – im Lademodus 2 bis 3 kW – wird der Strom direkt über die übliche Schuko-Haussteckdose bezogen. Das Ladekabel besteht aus einem Schuko-Stecker, einem Typ 2-Ladestecker und einem IC-CPD (In-Cable Control and Protection Device), das den Ladeprozess steuert und sichert. Diese langsame Lademöglichkeit kann je nach Batteriekapazität bis zu 11 Stunden dauern – etwa über Nacht in der eigenen Garage.
  • Das ein- oder dreiphasige Laden mit einer Wallbox – im Lademodus 3 bis 22 kW – hingegen benötigt circa 4 bis 7 Stunden. Die Wallbox wird meist in privaten Garagen oder Parkhäusern installiert.
  • An öffentlichen und halböffentlichen Parkflächen wie beispielsweise vor Supermärkten sind Ladestationen mit mehreren Ladepunkten sinnvoll. Sie sind häufig mit Abrechnungssystemen ausgestattet und in ein Lastmanagement-System integriert. Die Ladeleistung liegt meistens im gleichen Bereich wie die einer Wallbox.

Theoretisch können AC-Ladestationen bis 43,5 kW liefern. Die Installation bedarf einer Genehmigung vom Energieversorgungsunternehmen. Außerdem müssen neue Zuleitungen für eine zusätzliche Energieversorgung gelegt werden. An einer solchen Ladestation können allerdings nur Fahrzeuge laden, die auch tatsächlich für eine solch hohe Ladeleistung ausgelegt sind. Ansonsten besteht die Gefahr, dass die Schutzeinrichtungen bei einem Überstrom zu spät auslösen. Da zurzeit nur wenige Fahrzeuge ein solches Inlet aufweisen, ist der Nutzen, eine solche Ladestation zu errichten, im Vergleich zum Aufwand noch gering. Für hohe Ladeleistungen geraten andere Technologien wie das Laden mit Gleichstrom in den Fokus. Damit sind noch höhere Ladeleistungen möglich, aber auch weitere Sicherheits-Maßnahmen erforderlich – etwa beim Lademodus 4 bis zu 200 kW.

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