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Ladetechnik im Nutzfahrzeugbereich Ladekommunikation von MW-Charging-Systemen optimieren

Von Stefanie Eckardt 2 min Lesedauer

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Metrofunk Kabel-Union GmbH

Die Elektrifizierung schwerer Lkw ist ein wichtiger Baustein für die Verkehrswende. Um die E-Lkw schnell genug laden zu können, ist eine deutlich höhere Ladeleistung als bisher erforderlich. Hier kommt Megawatt-Charging ins Spiel, doch die Einführung erfordert Anpassungen der ISO-Normen. Die Westsächsische Hochschule Zwickau arbeitet an Lösungen, um die Ladekommunikation für den Einsatz von MW-Charging-Systemen zu optimieren.

Die Westsächsische Hochschule Zwickau entwickelt neue Lösungen, um die Ladekommunikation für den Einsatz von Megawatt-Charging-Systemen für Elektro-Lkw störungsfrei zu gestalten.(Bild: Ekoenergetyka)
Die Westsächsische Hochschule Zwickau entwickelt neue Lösungen, um die Ladekommunikation für den Einsatz von Megawatt-Charging-Systemen für Elektro-Lkw störungsfrei zu gestalten.
(Bild: Ekoenergetyka)

Mit einem Megawatt-Charging-System (MCS) lassen sich die Batterien eines Elektro-Lkw schnell und effizient laden. Dadurch sind Reichweiten wie bei Nutzfahrzeugen mit Verbrennungsmotor in greifbare Nähe gerückt – ohne lange Ladezeiten. Mit dem MCS können Spannungen von bis zu 1250 V und Ströme von bis zu 3000 A genutzt werden. Diese Werte sind deutlich höher als bei einem herkömmlichen Schnellladesystem, was zu neuen Herausforderungen in Bezug auf die Ladekommunikation zwischen Ladestation und Fahrzeug führt.

Datenübertragung im Fokus

Die Arbeitsgruppe „Elektromagnetische Verträglichkeit & Automobilelektronik“ des Forschungs- und Transferzentrums (FTZ) der Westsächsischen Hochschule Zwickau (WHZ) will die Robustheit und Störfestigkeit der Kommunikationssysteme verbessern und arbeitet an neuen Lösungen für die Datenübertragung. „Die optimierte Auslegung der Kommunikationskanäle und die Einführung von Abschirmungen sind essenziell, um die erhöhten Anforderungen der neuen Hochleistungsladetechnik zu erfüllen“, erklärt FTZ-Projektleiter und Vorstandsvorsitzender Prof. Dr. Matthias Richter. Das setze jedoch auch Änderungen in internationalen Normen voraus.

Abschirmungen einsetzen

Die Ergebnisse der Untersuchungen zeigen, dass eine optimierte Auslegung der Kommunikationskanäle und der Einsatz von Abschirmungen wesentlich sind, um die Störfestigkeit der Ladekommunikation zu garantieren und den gestiegenen Anforderungen gerecht zu werden. Durch eine verbesserte elektromagnetische Verträglichkeit des bisherigen Kommunikationssystems konnte man die Störfestigkeit deutlich steigern. Das Forschungsteam erarbeitete verschiedene Vorschläge für ein optimiertes Design entwickelt, die eine schrittweise Anpassung der Robustheit der Systeme ermöglichen. Dazu gehören Verbesserungen im Kommunikationskanal des Ladeequipments und des Fahrzeugs, die Nutzung differentieller Signalübertragung in der Powerline-Kommunikation, die Optimierung der Impedanz an den Schnittstellen sowie der Test alternativer Übertragungstechnologien.

Standards anpassen

Diese Verbesserungen stellen sicher, dass die Systeme den aktuellen Grenzwerten entsprechen und eine ausreichende Störfestigkeit erreichen. Zudem ermöglichen die Ergebnisse eine Anpassung der Grenzwerte für Hochvolt-Leitungen speziell für die MCS-Ladetechnologie in der IEC 61851-21-2. In puncto Norm sind allerdings Anpassungen am Power-Line-Communication-System notwendig, weil diese von den bestehenden Standards in der ISO 15118 und der DIN SPEC 70121 abweichen.

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