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Laden mit 500 kW

Hochleistungsladen wird alltagstauglich

20. August 2018, 14:15 Uhr | Von Willhelm Keune und Daniela Stüker

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Smarte Hochleistungs-Schnellladestation

Eine Hochleistungs-Schnellladestation funktioniert nach dem gleichen Prinzip wie eine herkömmliche DC-Ladestation. Unterschiede bestehen lediglich im Leistungsbereich der Leistungselektronik, dem gekühlten Ladestecker sowie der zusätzlichen Kühleinheit, die über eine separate Steuerung bedient wird. Sowohl beim herkömmlichen DC-Laden als auch beim Hochleistungs-Schnellladen ist die Leistungselektronik der Ladestation direkt mit der Hochvoltbatterie des Fahrzeugs verbunden – und wirkt somit auch direkt auf die wichtigste Komponente des Elektrofahrzeugs ein. Die Leistungselektronik der Ladestation muss die mit dem Fahrzeug ausgehandelten Ladeparameter also exakt einstellen.

Bei der Ladesteuerung »EV Charge Control Professiona« von Phoenix Contact erfolgt die Kommunikation mit dem Fahrzeug nach dem aktuellen Standard DIN SPEC 70121. Das Anwenderprogramm wird in der gewohnten Umgebung mit PC Worx programmiert, der Engineering-Software für alle Steuerungen des Blomberger Herstellers. PC Worx stellt vordefinierte Funktionsbausteine bereit, die der Software-Entwickler in seine Applikation integrieren kann. Innerhalb der Ladestation stehen dem Systementwickler zusätzlich serielle Schnittstellen – wie RS232, RS485 und CAN – sowie Ethernet und digitale EAs zur Verfügung. Auf diese Weise können die relevanten Daten über den CAN-Bus oder Modbus TCP direkt mit der Leistungselektronik und der Kühlung ausgetauscht werden. Die Ankopplung weiterer Peripheriegeräte über Modbus RTU und Modbus TCP, wie Energiemessgeräte oder RFID-Kartenleser, ist ebenfalls unproblematisch. Zudem können Solar- oder Windenergie im Energiemix über die Schnittstellen der EV Charge Control Professional eingebunden werden. Über ein zusätzliches Bedien-Terminal kann der Benutzer die Ladesäule vor Ort bedienen und den Ladestatus einsehen (Bild 3).

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Einsatzgebiete des HPC-Systems sind vor allem öffentliche oder halböffentliche Ladeparks – etwa an Autobahnraststätten, wo der Fahrer des Elektrofahrzeugs nur einen begrenzten Aufenthalt plant. Kühlaggregat und Steuerung sind dann meist zentral untergebracht, während davon getrennt die einzelnen dezentralen Ladesäulen mit Kühlflüssigkeit versorgt werden und lediglich eigene Wärmetauscher besitzen. Das HPC-System lässt sich jedoch auch in autarke Ladesäulen einbauen, in denen Kühlaggregat und Steuerung integriert sind.
Der modulare Aufbau des Systems bietet hinreichend Flexibilität für die Entwicklung einer individuellen HPC-Infrastruktur. Die Schnellladeinfrastruktur wird derzeit im Rahmen vielschichtiger Förderprogramme auf EU-, Bundes- und Landesebene ausgebaut, weil die Mehrzahl der in Zukunft angebotenen rein batterieelektrischen Fahrzeuge schnellladefähig sein wird. Mit der Förderrichtlinie »Aufbau einer Ladeinfrastruktur (LIS) der Bundesregierung sollen in den kommenden Jahren 5.000 Schnellladestationen entstehen – für ein flächendeckendes Netz von Ladestationen insbesondere an den Hauptverkehrswegen«.

Blick in die Zukunft

Neben der Schnellladetechnik sind in den nächsten Jahren noch einige Herausforderungen zu meistern, um eine e-mobile Infrastruktur bundesweit praxistauglich zu gestalten. Energieversorger und Betreiber von Ladeparks werden neue Versorgungskonzepte für den höheren Energiebedarf der HPC-Anwendungen entwickeln und sich dabei auch verstärkt mit erneuerbaren Energien auseinandersetzen. Darüber hinaus werden die Automobilhersteller Fahrzeuge auf den Markt bringen, deren Batterien Ladeströme bis zu 500 A aufnehmen können. Mit seinem HPC-System legt Phoenix Contact bereits jetzt den Grundstein für die einfache und alltagstaugliche Schnellladung von Elektrofahrzeugen. Dem anwendungsorientierten flächendeckenden Ausbau der Ladeinfrastruktur stehen damit alle Möglichkeiten offen.

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