Viel mehr als eine Steckdose

Elektromobilität ist ein Zukunftsmarkt. Für die Akzeptanz von Elektrofahrzeugen ist jedoch eine breite Basis an privater und öffentlich zugänglicher Ladeinfrastruktur erforderlich. Der Standardisierung im Bereich Elektromobilität kommt eine besondere Bedeutung zu. Klare Normen bieten Schutz und Komfort in der Anwendung und sichern gleichzeitig Investitionen und die Erreichung ökologischer Zielsetzungen. Im Fokus steht die Ladesteckdose. Dies gilt für die physikalische Steckverbindung, über die Auto und Ladebuchse mit einem Ladekabel verbunden werden. Es betrifft aber auch die bidirektionale Datenkommunikation zwischen dem Auto und der Ladesäule.
viel mehr als eine steckdose

Wechselstromladen (AC) in Europa als Standardladesituation

Einen Erfolg der Standardisierung stellt die Norm für den Typ 2-Ladestecker dar. Er hat als Standard für sicheres, schnelles und intelligentes Laden eine weite Verbreitung in Nord-, Mittel- und Südeuropa erhalten. Anfang 2013 hat die EU Kommission diesen Typ 2-Stecker als europäischen Einheitsstecker vorgeschlagen, im März 2014 wurde der Standard festgeschrieben.

Die Elektroauto-Steckverbindung Typ 2 steht im Gegensatz zur bekannten Haushaltssteckdose nicht ständig unter Spannung. Denn nach dem stromlosen Einstecken des Ladesteckers wird die Spannung erst dann zugeschaltet, wenn vier Bedingungen erfüllt sind: zuerst muss die vollständige Einsteck-Tiefe erkannt werden (Proximity-Funktion), dann wird der Stecker verriegelt. Das Fahrzeug muss auf das Signal der Ladeinfrastruktur zur Erdungsüberwachung (Control Pilot) reagieren und – bei öffentlich zugänglicher Ladeinfrastruktur – muss sich der Fahrer des Elektroautos autorisieren. Erst dann startet die Stromladung.

Die Steckernorm Typ 2 sieht aber auch den bidirektionalen Datenaustausch vor und stellt damit die Brücke zur wichtigen internationalen Norm für die „vehicle-to-grid“-Kommunikation dar.

So wurde das Steckgesicht des Typ 2-Steckers aufgrund des hohen Leistungspotentials (kürzere Ladezeiten für den Kunden), der Sicherheitsmerkmale und seiner Fähigkeit für Datenkommunikation ebenso in den Normvorschlag des Combined Charging Systems für Europa übernommen.

Gleichstromladen (DC) entlang der Verkehrsadern

DC-Laden mit einem externen Ladegerät (Offboard Charger) stellt eine Ergänzung zum Wechselstromladen dar. Um den Aufbau von Ladeinfrastruktur wirtschaftlich und netzverträglich voranzutreiben, sind Gleichstromladestationen vor allem ergänzend an Autobahnen und Schnellstraßen sinnvoll. Denn es ist zu erwarten, dass alle Fahrzeuge mit einer DC-Lademöglichkeit als zweite Ladestrategie mit einem Onboard-Ladegerät ausgerüstet werden. So kann in jedem Fall eine Standardladung an einer Wechselstrom-Steckdose durchgeführt werden.

Von führenden Automobilherstellern aus Amerika und Deutschland wurde im Herbst 2011 die Entwicklung eines AC/DC-Kombosteckers angestoßen. Die Entwicklung dieses Combined Charging Systems (CCS) erfolgte auf Basis des Typ 1- (Nordamerika) und Typ 2-Steckers (Europas), ergänzt um zwei leistungsstarke DC-Kontakte.

In neuen Modellen deutscher Automobilhersteller wie dem BMW i3 oder VW e-Up sind nun fahrzeugseitig gleichzeitig die Typ 2-Steckverbindung (AC) und die DC-Steckverbindung hinter nur einer kompakten „Tankklappe“ untergebracht.

Datenkommunikation: ökologische und komfortable Elektromobilität

Bereit 2011 wurde das Pilotsignal, das Elektrofahrzeuge zur Erkennung an einer Ladesäule senden, mit dem Standard IEC 61851-1 festgelegt und insbesondere die elektrische Sicherheit bei hohen Ladeleistungen gewährleistet.

Als weltweit einheitliche Norm ISO/IEC 15118 sind nun 2013 und 2014 der Anwendungsbereich und die Datenformate für den Datenaustausch an der Ladesäule verabschiedet worden.

Im Rahmen der Energiewende helfen E-Autos, Ressourcen zu schonen. Um die erneuerbaren Energien jedoch als Treibstoff verwenden zu können, ist intelligentes Laden (Smart Charging) und damit die Einbindung der Elektrofahrzeuge in die Netze der Zukunft eine der Grundvoraussetzungen. Die intelligente Ladung ermöglicht neben einem aktiven Lastmanagement zur Vermeidung von Überlastungssituationen auch einen größtmöglichen Eigenverbrauch an dezentral erzeugter erneuerbarer Energie.

Durch den standardisierten Datenaustausch während des Ladevorgangs können automatische Identifikationsmöglichen des Fahrzeugs an der Ladestation (Plug&Charge) genutzt werden. Der Fahrer muss keine zusätzlichen Handgriffe vornehmen und lädt sein Fahrzeug ganz nebenbei während der üblichen Standzeiten. Die Freischaltung an der öffentlichen Ladestation über ein Smartphone oder eine Statusanzeige von Ladepunkten nutzen ebenfalls die normierte Datenkommunikation. Der reibungslose Informationsausstausch schafft so die Grundlage für eine komfortable Mobilität.

Autor:
Torsten Günter
Leiter Operations
RWE Effizienz GmbH
emobility@rwe.com
www.rwe.com

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