Elektroautos brauchen einheitliche Ladesysteme

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Unterschiedliche Ladestecker in den einzelnen Regionen

In den E-mobilen Hauptregionen dieser Welt haben sich drei unterschiedliche Steckgesichter herausgebildet, und zwar jeweils für das AC- und für das DC-Laden: Typ 1 für die USA, Typ 2 für Europa sowie der GB-Standard für China.

Die europäischen Hersteller haben sich bereits auf den Typ 2 verständigt. Er ermöglicht ein- und dreiphasiges Laden mit Wechselstrom von 50 bis 60 Hz bis zu 63 A. Typ 2 unterstützt sowohl das langsamere Laden bei längeren Stillstandszeiten mit bis zu 4 kW als auch das etwas schnellere Laden an leistungsfähigen Ladepunkten mit bis zu 43 kW. Zusätzlich kommen neben den Leistungskontakten auch zwei Steuerkontakte – CP und PP – zum Einsatz. Als Teil des Sicherheitskonzepts übernehmen sie Steuer- und Regelfunktionen beim Ladevorgang.

Inkompatible Stecker und Buchsen als Herausforderung

Eine große Herausforderung liegt zur Zeit noch in der Inkompatibilität der Stecker und Buchsen untereinander. Somit sind Fahrzeuge nur in der für sie vorgesehenen Region ladefähig. Zusätzlich benötigt jedes Fahrzeug zwei Ladebuchsen (Inlets) – eine für das Laden mit Wechselstrom sowie eine zweite für das Laden mit Gleichstrom. Das Fahrzeug hätte dann in der Praxis ein Inlet links am Fahrzeug für das langsame AC-Laden und ein zweites rechts für das schnelle DC-Laden.

Kombiniertes Ladesystem für DC- und AC-Laden

Eine Lösung bietet eine Stecker- und Inlet-Variante, die beide Ladeverfahren unterstützt. Derzeit arbeitet Phoenix Contact mit den größten fünf deutschen Automobil-Herstellern an einer integrierten Lösung – dem „Combined Charging System“. Dieses kombinierte AC-/DC-Ladesystem erlaubt das Laden mit Wechsel- und Gleichstrom bei nur einer Buchse. Dabei sind die Kontakte im fahrzeugseitigen Inlet so angeordnet, dass beide Typ-2-Stecker passen: der für das AC-Laden und der für das DC-Laden.

Combined Charging System bietet zahlreiche Vorteile

Neben Kompatibilität und Platzersparnis bietet das Combined Charging System weitere Vorteile: Mittels einer Verriegelung wird das gewaltsame Herausziehen des Steckverbinders verhindert – damit wird eine gefährliche Situation für den Anwender vermieden. Denn beim DC-Laden kann durch eine Trennung während des Ladens ein gefährlicher Lichtbogen entstehen.

Die im Vergleich zum AC-Laden großzügiger dimensionierten DC-Kontakte ermöglichen ein schnelles Laden mit bis zu 200 A und sorgen so für kurze Ladezeiten etwa an Raststätten. Zur Steuerung des Ladeablaufes beim DC-Laden werden aus dem AC-Teil die Signalkontakte CP und PP für die Kommunikation und Ladungsregelung genutzt. Das ergonomische Griff-Design sowie die geringen Steck- und Ziehkräfte des Steckverbinders sorgen für die einfache, komfortable und sichere Handhabung.

Ergänzendes zum Thema

Interview mit Dr. Heiko Dörr, Leiter der Geschäftsstelle Ladeschnittstelle der Carmeq GmbH, Berlin

Bis zum Jahr 2020 sollen laut Bundesregierung 1 Mio. Elektrofahrzeuge auf deutschen Straßen fahren. Ist das realistisch?

Die Bundesregierung bezieht sich hier auf die Planungen der Nationalen Plattform Elektromobilität. Diese vereint Unternehmen unterschiedlicher Branchen, die Deutschland als Leitmarkt für Elektromobilität etablieren möchten.

Die aktuellen Fahrzeug-Messen zeigen, dass das Ziel seitens der Automobilhersteller erreichbar ist. Viele der dort präsentierten Modelle kommen bereits 2012 und 2013 auf den Markt.

Welche Kriterien halten Sie für die wichtigsten für die Akzeptanz von E-Mobilen beim Endkunden?

Elektromobilität verspricht grüne Mobilität – insbesondere dann, wenn Elektrofahrzeuge mit regenerativen Energien fahren. Aber das reicht nicht. Die Verfügbarkeit der Elektrofahrzeuge ist essentiell und muss den Mobilitätsanforderungen der Endkunden entsprechen. Eine Infrastruktur für das Schnellladen erhöht die Flexibilität und entspricht den Kundenerwartungen.

Elektromobilität muss auch erschwinglich sein und im Wettbewerb zu herkömmlichen Fahrzeugen bestehen. Zahlreiche Komponenten, sogar ganze Technologien werden neu entwickelt. Das macht die Komponenten zunächst teuer. Über Skaleneffekte werden sich die Fahrzeugkosten aber schnell reduzieren, so dass Elektrofahrzeuge für den breiten Markt attraktiv werden.

Selbst in Europa gibt es verschiedene Systeme und Steckerformen. Muss es nicht mindestens hier einen gemeinsamen Standard geben? Viele Urlauber fahren über die Grenze – und müssen auch dort „tanken“.

Mit Hochdruck wird seit einigen Jahren die Entwicklung von Elektrofahrzeugen vorangetrieben. Mit zunehmender Reife der Kernkomponenten wird deutlich, dass der einfache Hausanschluss die Anforderungen an die Ladestromversorgung nur teilweise erfüllt. Deutsche und amerikanische Automobilhersteller haben daher das Combined Charging System entwickelt. Über dieses universelle Ladesystem kann der Kunde das Fahrzeug auf allen verfügbaren Arten laden. Die Schnittstelle für den einfachen Hausanschluss, aber auch das ultraschnelle Laden ist in einer handlichen Ladebuchse hinter einer Tankklappe vereint.

Diese Vereinheitlichung geht über den Stecker hinaus: Im Combined Charging System sind die Ladesteuerung und die elektrische Architektur ebenfalls für alle Ladearten integriert. Das senkt die Kosten und erleichtert die weltweite Verbreitung der Elektromobilität.

Die europäischen Automobilhersteller haben sich verpflichtet, ab 2017 ausschließlich Elektrofahrzeuge anzubieten, die das Combined Charging System als Ladeschnittstelle nutzen. Bei verfügbarer Infrastruktur steht der Fernreise mit einem Elektrofahrzeug also nichts entgegen.

Vorteile für E-Mobil-Fahrer und -Hersteller gleichermaßen

Ein kombiniertes Ladestecksystem bietet Vorteile für alle Beteiligten: Die Automobilhersteller benötigen für ihre Fahrzeuge nur noch ein Inlet, um das AC- und DC-Laden abzudecken. Anbieter von Lösungen für die Lade-Infrastruktur können einen stark expandierenden Markt mit einem einheitlichen System beliefern. Und die Fahrzeugführer schließlich profitieren von einem einfachen, bequemen und ergonomischen Ladevorgang. Das kombinierte AC-/DC-Ladesystem senkt somit Kosten für alle Beteiligten – bei voller Funktionalität.

* Stefan Grimm B.A. ist Marketing Communication Manager Device Connectors bei der Phoenix Contact GmbH & Co. KG in Blomberg.

Artikelfiles und Artikellinks

Link: Mehr über AC- und DC-Ladesysteme bei Phoenix Contact

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