Der nächste Schritt in die e-mobile Zukunft

Gekühlte DC-Schnellladesysteme als Lösung

Durch das Kühlsystem muss der Kabelquerschnitt auch für höhere Ladeströme nicht erhöht werden – das flexible und leichte Kabel ermöglich so einen hohen Anwenderkomfort. Die gekühlten DC-Ladesysteme wird es für Fahrzeug-Ladestecker nach IEC 62196 neben Typ 2 (Europa) auch für Typ 1 (Nordamerika) und gegebenenfalls auch für den GB/T-Standard (China) geben. Die Geometrie des Steckgesichts des gekühlten DC-Ladesteckers ist dabei identisch mit dem ungekühlten und bereits etablierten DC-Ladekabel (Bild 4).

Auch an der Fahrzeug-Schnittstelle – dem Inlet – ändert sich die Geometrie nicht. Für die Übertragung von 350 A und 1000 V werden von Phoenix Contact Fahrzeug-Inlets mit einer erhöhten Stromtragfähigkeit und einem innovativen Temperatur-Management mit zuverlässiger und reaktionsschneller Temperatur-Sensorik entwickelt. Für eine redundante Temperaturüberwachung befinden sich ebenfalls in den Fahrzeug-Ladesteckern hochsensible Temperatur-Sensoren, die die Temperatur der DC-Leistungskontakte messen. Für das sichere Laden mit einer Ladeleistung von bis zu 350 kW müssen umfangreiche Sicherheitsmaßnahmen implementiert werden. Hierzu zählen neben der Temperaturüberwachung auch die vorgeschriebene Isolationsüberwachung und die Fehler-Detektion.

Eine Hochleistungs-Schnellladestation funktioniert nach dem gleichen Prinzip wie eine herkömmliche DC-Ladestation. Lediglich der Leistungsbereich der Leistungselektronik, der gekühlte Ladestecker sowie die zusätzliche Kühleinheit, die über eine separate Steuerung bedient wird, unterscheiden sich. Sowohl beim herkömmlichen DC-Laden als auch beim Hochleistungs-Schnellladen ist die Leistungselektronik der Ladestation direkt mit der Hochvolt-Batterie 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 Professional“ von Phoenix Contact erfolgt die Kommunikation mit dem Fahrzeug nach dem aktuellen Standard DIN SPEC 70121 sowie künftig nach ISO/IEC 15118. Die Programmierung der Anwender-Software erfolgt dabei in der gewohnten Programmier-Umgebung PC-Worx. PC-Worx stellt vordefinierte Funktionsbausteine bereit, die der Software-Entwickler in sein Applikationsprogramm integrieren kann.

Innerhalb der Ladestation stehen dem Systementwickler zusätzlich serielle Schnittstellen – wie RS232, RS485 und CAN – sowie Ethernet und digitale Ein- und Ausgänge zur Verfügung. Die Kommunikation zwischen der DC-Steuerung und der Steuerung für den Kühlkreislauf erfolgt zum Beispiel über eine CAN-Bus-Schnittstelle. Die intelligente Steuerung der Kühleinheit sorgt beim Hochleistungs-Schnellladen für ein sicheres und effizientes Temperatur-Management. Die normativen Vorgaben für das Hochleistungsschnellladen befinden sich zur Zeit in Bearbeitung und werden dann als Anwendungsregel Gültigkeit haben.

Alltagstaugliche und einfache Schnellladung mit CCSplus

Das gekühlte DC-Ladesystem CCSplus zum Hochleistungsschnelladen mit bis zu 350 kW ermöglicht minimale Ladezeiten von 3 bis 5 Minuten für 100 km Reichweite mit einem hoch flexiblen Kabel. Das Ladesystem ebnet so den Weg für eine alltagstaugliche und einfache Schnellladung von Elektrofahrzeugen. Dem anwendungsorientierten Ausbau der Ladeinfrastruktur stehen damit alle Möglichkeiten offen.

* Daniela Stüker Produktmarketing Connectivity, Phoenix Contact E-Mobilty GmbH, Schieder-Schwalenberg.

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