Elektromobilität Die richtige Ladestation für den richtigen Ort

Die richtige Ladestation für den richtigen Ort
Die richtige Ladestation für den richtigen Ort

Ingenieure in wissenschaftlichen Forschungseinrichtungen und den Entwicklungsabteilungen der Automobilindustrie arbeiten daran, dass Elektromobilität in Zukunft zum Alltag gehört. Neben den Automobilen benötigen sie maßgeschneiderte Ladekonzepte.

Bei Ladelösungen für die Forschung und Entwicklung stehen neben dem Ladevorgang selbst andere Funktionen im Vordergrund. In aller Regel ist hier die Datengewinnung und -auswertung eine primäre Aufgabe. Davon abgesehen gibt es viele Anforderungen, denen die Ladekonzepte gerecht werden müssen, z.B. spezielle Umgebungsbedingungen, wie sie auf Testgeländen oder in Montagehallen herrschen, oder hinsichtlich der inhaltlichen Schwerpunkte. So steht an Universitäten oft die Anbindung alternativer Energiequellen oder der theoretische Aufbau einer flächendeckenden Ladeinfrastruktur im Fokus, während in Werkstätten, Labor- oder Montagehallen häufig pragmatische, leicht zugängliche Lademöglichkeiten für das Aufladen von Test- oder Kundenfahrzeugen benötigt werden.

Gesteuertes Laden

Für ein gesteuertes Laden muss der maximale Ladestrom zum Elektrofahrzeug vorgegeben werden. Das setzt eine Kommunikation zwischen Fahrzeug und Ladesäule voraus. Deshalb ist in der Forschung und Entwicklung in der Regel das Laden im Mode 3 (Ladebetriebsart nach IEC 61851-1) - der künftige Standard bei Ladung an Wechsel- bzw. Drehstrom (AC-Ladung) - gefragt. Für Sonderlösungen oder Laden in Mode 2 können CEE-Steckdosen oder Schutzkontaktsteckdosen integriert werden.

Die Walther-Werke stellen in ihren Ladesäulen Ladeleistungen von 3 kW bis 44 kW bereit. Im Hinblick auf die weitere Entwicklung ist es sinnvoll, die Ladeeinrichtungen nicht zu gering zu dimensionieren. Mit 22 kW ist auch das Aufladen leistungsfähigerer Fahrzeuge möglich - und der Preisunterschied zu den aktuell gängigen 11-kW-Ladesystemen fällt kaum ins Gewicht.

Gesteuert wird ein Ladepunkt über einen Charge-Controller bis maximal 70 A. Er umfasst die Leitungserkennung (PP-Widerstandscodierung), einen PWM-Generator sowie die Ansteuerung des Ladeschützes und der elektromechanischen Verriegelung des Ladesteckers in der Ladedose inklusive einer Not-Entriegelung bei Spannungsausfall. Mit Hilfe von Charge-Controllern können die maximalen Ladeströme begrenzt oder dynamisch vorgegeben werden. Über einen optional integrierten BCD-Wahlschalter ist es möglich, die PWM-Steuerung der vorhandenen Netzleistung anzupassen, z.B. für Smart-Grid-Anwendungen, bzw. den Ladestrom extern in bis zu sieben Stufen von 10 bis 70 A einzustellen, um die Reak-tionen des Fahrzeugs darauf zu testen.