Elektromobilität

Ladesteuerungen von Phoenix Contact

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Das Elektrohandwerk wird zunehmend mit der E-Mobilität konfrontiert. In vielen Elektrobetrieben stellt sich dabei auch die Frage nach den wirtschaftlichen Potenzialen des Themas. Dabei richtet sich der Blick auch auf die zum Aufbau einer einfachen Ladestation erforderlichen Komponenten sowie auf die Berücksichtigung kundenspezifischer Wünsche.

Robert Ewendt, Produktmarketing Control, Phoenix Contact E-Mobility GmbH, Schieder-Schwalenberg

Neutral betrachtet sind Ladestationen oder Ladepunkte Niederspannungs-Schaltanlagen, die nach den Anforderungen der IEC 61439–1 errichtet und installiert werden müssen – für den Fachmann aus dem Elektrohandwerk ist dies ein bekannter Standard. Für einen einfachen AC-Ladepunkt werden dabei nur wenige Komponenten benötigt. Dazu gehören ein Installation-Schütz, ein Fehlerstrom-Schutzschalter sowie Sicherungselemente und Verbindungstechnik. Auch die gängigen Installationsgehäuse lassen sich mit entsprechender IP-Schutzklasse für den Aufbau eines Ladepunktes problemlos nutzen. Relativ neu in diesem Bereich sind Komponenten mit einem direkten Bezug zur E-Mobilität – wie Ladesteuerung sowie Ladestecker und Ladesteckdose. Eine wichtige Rolle spielt auch der Personenschutz, der über einen Standard-Fehlerstromschalter (FI) vom Typ A für jeden Ladepunkt separat abgedeckt werden muss. Damit dieses Wechselstrom-Schutzorgan korrekt funktionieren kann, darf kein Gleichfehlerstrom ins System eindringen, der zum Beispiel durch einen Fehler in der Fahrzeugelektronik generiert werden könnte.

Damit diese Anforderung an die elektrische Sicherheit erfüllt wird, muss die IEC 60634–7–722 eingehalten werden. Hier hat der Hersteller der Ladesäule zwei Möglichkeiten hinsichtlich der Norm: Zum einen kann eine Wechsel- und Gleichfehlerstrom-Erkennung durch einen sogenannten Fehlerstrom-Schutzschalter des Typs B erfolgen. Zum anderen kann ein kostengünstiger Fehlerstrom-Schutzschalter-Typ zur Erkennung von Wechselfehlerströmen (IdN 30 mA) mit einer entsprechenden Sensorik kombiniert werden, damit ein Monitoring des Gleichfehlerstroms (IdN 6 mA) erfolgen kann.

Höhere Verfügbarkeit

Ein entsprechendes Produkt zur Erkennung von Gleichfehlerströmen hat Phoenix Contact im Angebot. Der Residual Current Monitor – kurz RCM – erfüllt bereits heute die künftigen Normanforderungen der IEC 61851–1, Edition 3. Darüber hinaus bieten die Komponenten der Serie EV-RCM weitere Vorteile für Ladepunkt-Betreiber und -Anwender. Dieses Zusatzmodul kommuniziert mit der Ladesteuerung und kann den Ladepunkt nach einem Gleichfehlerstrom wieder automatisch freigeben. Auf diese Weise erhöht sich die Anlagenverfügbarkeit – und für den Endanwender steht immer eine funktionierende Ladeinfrastruktur bereit. So hat der Errichter von Ladepunkten grundsätzlich immer zwei Möglichkeiten: als Verbindungsschnittstelle zum Fahrzeug kann zum einen eine Infrastruktur-Ladesteckdose oder ein Ladestecker dienen. Die erstgenannte Variante kommt häufig in gewerblichen oder öffentlichen Anwendungen zum Einsatz. Ein fest angeschlagenes Kabel eignet sich hingegen eher für die eigene Garage.

Das Herzstück der Ladesäule ist die Ladesteuerung, die in der Normreihe IEC 61851 beschrieben ist. Zu den Hauptaufgaben der Ladesteuerung gehört die Kommunikation mit dem Fahrzeug über die sogenannte Puls-Weiten-Modulation (PWM). Die Anforderungen an die Interoperabilität von Fahrzeugen und an die Ladestation werden in den Teilen 21 bis 24 der Norm beschrieben. Über das CP-Signal (Control Pilot) erfolgt die Kommunikation zwischen dem Fahrzeug und der Ladestation beziehungsweise der Ladesteuerung. Durch die Regulierung des PWM-Signals gibt die Ladesteuerung dem Fahrzeug somit vor, welcher Ladestrom beziehungsweise welche Ladeleistung dieses erhält.

Auf diese Weise können Ladepunkte in das Lade- und Energie-Management im gewerblichen oder privaten Bereich einfach und sicher eingebunden werden. Besonders im Firmennetzwerk ist der Aspekt der optimalen Energieauslastung mit der Vermeidung von Lastspitzen ein wichtiges und meist auch kostenintensives Thema.

Wertschöpfung für das Unternehmen

Das Dienstleistungsangebot des Elektrohandwerks beschränkt sich schon lange nicht mehr nur auf die Installation von Schaltern und Steckdosen – seit Jahren gehören auch Gebäudeautomationssysteme zum Leistungsspektrum. Mit der Elektromobilität kommt nun ein weiteres Anwendungsfeld hinzu. In aller Regel ergänzen sich Elektrohandwerk und Elektromobilität – was für die Betriebe eine interessante Erweiterung des Geschäftsfeldes bewirkt. Denn der Betreiber benötigt ja nicht nur die Stromleitung, sondern auch die Ladestation selbst sowie die Expertise für die Montage. Der Gesamtnutzen für den Betreiber – als Kunden des Elektrobetriebs – wächst noch, wenn das Leistungsspektrum um Beratung, Planung und Ausführung von Energie-Managementsystemen erweitert wird.

Wenn der Werkzeugkoffer des Elektrofachmannes um ein Tablet ergänzt wird, wird der Elektrofachbetrieb auch zum Orientierungshelfer. Spätestens wenn der Kunde sich fragt, wie er die selbsterzeugte Energie optimal verwerten soll, kommen Themen wie elektrische Fahrzeugladung oder Energiespeichersysteme auf die Agenda.

Doch wie lassen sich die Ladepunkte einfach und kostengünstig anbinden? Mit der Ladesteuerung aus der Serie EV CC Basic der Phoenix Contact E-Mobility GmbH – CC steht dabei für Charge Control – lassen sich Energie-Managementsysteme über die integrierte RS485-Schnittstelle und über das Protokoll Modbus RTU anbinden. Wünscht der Kunde eine Anbindung an vorhandene IT-Strukturen, kann mit der Ladesteuerung EV CC Advanced eine einfache Integration über die Ethernet-Schnittstelle und dem Protokoll Modbus TCP/IP erfolgen. In beiden Fällen reicht eine einfache Konfiguration der Steuerung aus.

Mit den Ladesteuerungen EV CC Basic und EV CC Advanced lassen sich einfache und komplexe Ladepunkte errichten und verwalten. Auch kundenspezifische Applikationen lassen sich damit bequem umsetzen – zum Beispiel eine einfache Ladefreigabe über einen Betätigungsschalter am Gehäuse, eine externe und automatische Ladefreigabe von der Photovoltaikanlage sowie eine Integration der Ladepunkte in das Smart Home. Für diese und andere Fälle bietet Phoenix Contact vier Ladetechnik-Sets an, die mit den spezifischen Komponenten für die Fahrzeugladung ausgestattet und vorkonfiguriert sind. Der Installateur ergänzt nur noch die bekannten Komponenten, wie Fehlerstrom-Schutzschalter, Installationsschütz und Gehäuse, um einen Ladepunkt aufzubauen. Damit startet das Elektrohandwerk in die e-mobile Zukunft. eve

www.phoenixcontact.de

Details zur Ladetechnik für Elektromobilität:
http://t1p.de/ih9d

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