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Sicherheit wird groß geschrieben

Für Elektrofahrzeuge: Generation von Ladekabeln Mode 2
Sicherheit wird groß geschrieben

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Mennekes, globaler Anbieter von Industriesteckvorrichtungen und Entwickler des deutschen Normentwurfs für Ladesteckvorrichtungen für Elektrofahrzeuge, stellt gemeinsam mit Siemens eine neue Generation von Ladekabeln Mode 2 vor.

Der Autor, Burkhard Rarbach, ist Leiter Unternehmenskommunikation bei der Mennekes Elektrotechnik GmbH & Co. KG, Kirchhundem

Die neuen Ladekabel für das Laden an haushaltsüblichen Steckvorrichtungen, wie z.B. der
Schuko-Steckdose vereinen Sicherheit und Komfort mit einem attraktiven Design.
Unterschiedliche Lademodi
Elektrofahrzeuge können in unterschiedlichen Lademodi geladen werden. Diese unterscheiden sich unter anderem in Bezug auf Sicherheitseinrichtungen, Kommunikation mit dem Fahrzeug und Ladeleistung. Aus Sicherheitsgründen wählen die meisten Automobilher- steller die Mode 3 Ladung. Eine für das Fahrzeug kompatible Ladung stellt der Lademodus 2 in Kombination mit einer haushaltsüblichen Steckvorrichtung dar. Diese Lademodi werden in der IEC 61851 wie folgt definiert:
Mode 3 Ladung
Die Mode 3 Ladung ist die sicherste Art, ein Fahrzeug zu laden. Sie erfolgt an Ladestationen mit einer speziellen Ladeeinrichtung, der sogenannten „Electrical Vehicle Supply Equipment”. Das Ladegerät ist im Fahrzeug eingebaut. In der Ladestation sind PWM-Kommunikation, Fehler- und Überstromschutz, Abschaltung sowie eine spezifische Ladesteckdose vorgeschrieben.
Mode 2 Ladung
Die Mode 2 Ladung stellt die beste Alternative zur Mode 3 Ladung dar, wenn keine Ladeinfrastruktur verfügbar ist. Das Laden erfolgt aus einer haushaltsüblichen Steckvorrichtung (z.B. Schuko oder CEE) mit einer in das Ladekabel integrierten Steuer- und Schutzfunktion. Das Ladegerät ist im Fahrzeug eingebaut.
Erhöhte Anforderungen in der Praxis
Bei der Mode 2 Ladung erfolgt der Anschluss über eine Haushalts-, Industrie- oder „Camping“-Steckvorrichtung. Die Nutzung birgt jedoch gewisse Gefahren, die von den bisherigen Lösungen nicht komplett berücksichtigt wurden. Die Ladeanschlüsse und deren Zuleitung müssen für Dauerströme von bis zu 16 A geeignet sein. Dies ist in der Praxis jedoch nicht durchgängig sichergestellt. Es gibt immer noch Hausinstallationen ohne Fehlerstrom-Schutzeinrichtung und Steckdosen, deren Zuleitung aufgrund zu geringer Querschnitte bei dieser Dauerbelastung gefährlich überhitzen. Die Folgen können gravierend sein.
Mode 2 Funktionen gemäß IEC 61851
Für den Mode 2 schreibt die Norm eine mobile Einrichtung zur Schutzpegelerhöhung (SPE-PRCD) vor. Darüber hinaus ist für die Leistungseinstellung und zur Erfüllung der Sicherheitsanforderungen eine Kommunikationseinrichtung (PWM-Modul) mit dem Fahrzeug erforderlich. Diese Komponenten sind im sogenannten „In-Cable Control- and Protecting Device“ (IC-CPD) vereint.
Das fest in das Ladekabel integrierte IC-CPD kontrolliert die Schutzleiterverbindung und
übermittelt die Ladestrom-Obergrenze an das Fahrzeug. Im Fehlerfall oder bei Spannungsausfall wird der Ladevorgang sofort unterbrochen.
Mehrwert-Funktionen
Die neuen Ladekabel Mode 2 übertreffen die Anforderungen der Norm und verfügen über
eine ganze Reihe sinnvoller Leistungsmerkmale für mehr Sicherheit und Komfort. Dies sind im einzelnen:
• Integrierter Hauptschalter
Das IC-CPD verfügt über einen Hauptschalter, über welchen der Ladevorgang jederzeit beendet werden kann. Dieser bietet mehrere Vorteile: Im ausgeschalteten Zustand kann der Benutzer den Netzstecker lastfrei stecken und ziehen; Lichtbögen in der netzseitigen Steckvorrichtung werden somit vermieden.
Über den Hauptschalter kann der Ladevorgang bequem außerhalb des Fahrzeugs beendet werden und das Ladekabel bis zum nächsten Einsatz am Netz verbleiben. Hierbei verbraucht es keine Energie.
• Maximaler Ladestrom einstellbar
So kann der Nutzer an fremden Steckdosen sicherheitshalber den Ladestrom auf 10 A, 8 A oder 6 A reduzieren. Der Wert wird per Taster gewählt sowie automatisch im Gerät gespeichert und bleibt selbst bei Spannungsausfall oder Abschaltung des Gerätes erhalten. LEDs informieren den Benutzer über die eingestellte Ladestromobergrenze und zeigen Fehlfunktionen an.
• Automatisches Fortsetzen des Ladevorgangs
Ein normales IC-CPD schaltet nach einem Fehler oder Spannungsausfall ab und muss manuell neu gestartet werden. So kann es passieren, dass bei einer geplanten Ladung über Nacht der Fahrzeugakku am nächsten Morgen dennoch leer ist. Bei der Mennekes/Siemens-Lösung prüft das IC-CPD permanent die infrastrukturseitige Spannung. Liegt wieder Spannung an der Wandsteckdose an, startet das IC-CPD eine Testroutine, baut die Kommunikation zum Fahrzeug auf und sorgt für eine Weiterladung der Fahrzeugbatterie.
• Mehrstufiges Temperaturmanagement
Eine Temperaturüberwachung innerhalb des IC-CPD sorgt dafür, dass bei diesem keine Überhitzung auftritt. Ein zweiter Temperatursensor im Schutzkontakt-Stecker minimiert das Risiko einer Überhitzung der Wandsteckdose. Sobald eine Temperatur von 55 °C im IC-CPD oder in der Wandsteckdose gemessen wird, reduziert die Elektronik über das PWM-Modul den Ladestrom selbsttätig auf 6 A. Sollte die Temperatur weiter steigen, unterbricht das IC-CPD bei
Erreichen von 65 °C den Ladevorgang. Sobald die Temperatur wieder auf 45 °C gesunken ist, wird der Ladevorgang nach erfolgreichem Selbsttest fortgesetzt.
• Erkennen falscher Verdrahtung
Das intelligente IC-CPD erkennt auch eine falsche Verdrahtung der infrastrukturseitigen Steckdose und kontrolliert zusätzlich den ankommenden Schutzleiter bevor die Ladung beginnt.
• Erkennen eines verschweißten oder festgebrannten Relais
Sollte ein Relais verschweißen oder festbrennen, wird dies von der Elektronik erkannt, der Stromkreis unterbrochen und der Benutzer durch eine Leuchtanzeige gewarnt.
• Formschön, praktisch und robust
Die Ladekabel Mode 2 überzeugen mit einer neuen Gehäuseform, durch die sich das Ladekabel mit integriertem IC-CPD leicht und platzsparend aufrollen lässt. Das stabile Gehäuse erfüllt dabei die Schutzart IP 67, Netzstecker und Ladekupplung jeweils die Schutzart IP 44. Alle Komponenten sind äußerst robust und bestehen den Überfahrtest mit einer Radlast von 500 kg.
Mennekes, Tel.: 02723 41-380,
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