Mit der Einführung von Plug-In Hybriden oder reinen Elektrofahrzeugen stellt sich die Frage nach der Batterieladung und den notwendigen Schnittstellen. Kundenrelevante Sachverhalte betreffen die Ladeleistung bzw. Reichweite pro Ladezeit, Lade-(tank)stellen, Adapterleitung und Steckverbinder. Die unterschiedlichen Lademöglichkeiten leiten sich von den Use Cases (Home Charging, Shopping, Office, etc.) aus dem Alltag des Fahrzeugnutzers ab. Die Bandbreite erstreckt sich dabei im ersten Entwicklungsschritt von einer einphasigen Ladung mit Netzspannung und ca. 2 bis 3 kW Leistung bis hin zu einer Nutzung des 3-phasigen Netzes mit bis zu 22 kW. Für einen zukunftssicheren Standard wird eine ausreichende Reserve bzgl. der Stromtragfähigkeit mit einer möglichen Ladeleistung bis zunächst 43 kW diskutiert. Die jeweiligen Nutzungsarten müssen codiert bzw. kontrolliert sein, damit es nicht zu einer Sicherungs- oder Leitungsüberlastung kommt und die möglichen Fehlerfälle abgesichert sind. Um eine sowohl nutzerfreundliche, wie auch sichere und modulare Schnittstelle für eine weltweite Anwendung zu erhalten, wurde ein neues Konzept erarbeitet. Dieses sieht einen 3-phasigen 63-A-Steckverbinder mit modularem Aufbau vor, der trotz hoher Leistung in den Abmessungen kompakt baut. Die Sicherheit inkl. der Vermeidung von Funkenbildung wird durch Kommunikation und eine gesteuerte Verriegelung sichergestellt. Des Weiteren werden verschiedene Varianten der Ladekabel diskutiert, die je nach Anforderungen und Ausrüstung fest mit der Ladestation verbunden sind oder im Fahrzeug mitgeführt werden müssen. Die zugehörigen Batterieladegeräte können on- oder off-board sein. Die on-board Ladung wird mit zunehmender Leistung aufwendig, so dass off-board Ladungen ab Größenordnungen von 40 kW aufwärts sinnvoll sind, was jedoch technische Standards erfordert. Der Beitrag beschäftigt sich im Einzelnen mit Kenngrößen für on-board Ladegeräte und zeigt technische Grenzen bzw. Handlungsbedarfe auf.
With the introduction of plug-in hybrids or completely electric-powered vehicles, questions regarding battery-charging and essential interfaces are raised. Circumstances which affect customers such as the duration of the charging-time, the charging stations, the adapter cable and the plug-in connection have to be considered as they affect the charging-cable. The different charging possibilities are derived from the everyday use cases (home charging, shopping, at work, etc.) of the driver. The band-width ranges in the first development stage from a single-phase charge with 2-3 kW output up to a use of the three-phase grid with up to 22 kW. A sufficient reserve (for example of the power-capability with a possible charging-rate of up to 43 kW) will be discussed in order to obtain a future-proof standard. The particular use methods have to be programmed or controlled so that there is no safety- or power overload, e.g. faults are secured. In order to achieve a user friendly as well as a safe and modular interface for worldwide use a new concept has been developed. This concept designates a three-phase 63A plug-in connector with a modular format which produces compactly in the dimensions despite the high output. The security, including avoidance of arcing is safeguarded by communication and controlled interlocking. In addition, the different versions of the charging-cable are discussed. These versions are firmly connected with the charging station depending on requests or equipment. The suitable battery-charging equipment can be on- or off-board. On-board charging becomes more complex with increased power, so that the off-board charging from dimensions upwards of 40kW makes sense. However this requires technical standards. The contribution deals in detail with the variables for on-board charging equipment and points out technical limitations and any needs for action.
Ladung und Ladeinterface für batterieelektrische Fahrzeuge
Charging and charging interface of battery electrical vehicles
Internationaler Kongress Elektronik im Kraftfahrzeug - Electronic Systems for Vehicles, 14 ; 109-116
VDI-Berichte ; 2075
2009
8 Seiten, 6 Bilder, 1 Tabelle
Conference paper
German
Batterieelektrische Fahrzeuge im gewerblichen Flottenbetrieb
TIBKAT | 2015
|OPTIMIERUNG DER INTEGRIERTEN ANHÄNGERBREMSSTEUERUNG FÜR BATTERIEELEKTRISCHE FAHRZEUGE (BEV)
European Patent Office | 2024
|Mobiles, konduktives Aufladesystem und -vorgang für batterieelektrische Fahrzeuge
European Patent Office | 2021
|TIBKAT | 2022
|