IEC hat weltweiten Ladestecker-Standard mit drei Systemen definiert

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1 IEC hat weltweiten Ladestecker-Standard mit drei Systemen definiert Nach intensiver Arbeit der involvierten Gremien stehen jetzt die wesentlichen Anforderungen an Ladesteckvorrichtungen für Elektrofahrzeuge fest. Die internationale Elektrotechnische Kommission (IEC) hat kürzlich die entsprechenden Normen IEC und IEC veröffentlicht. Damit wurde der weltweite Standard für das Laden von Elektrofahrzeugen festgeschrieben. Durch die Definition der Norm gewinnen alle Beteiligten vom Automobilhersteller bis zum Stromversorger mehr Planungssicherheit. Die Norm besteht aus mehreren Teilen mit allgemeinen Anforderungen bis hin zur Definition der Anforderungen und Festlegung der Hauptmaße der Ladesteckvorrichtungen. Inhalt: 1. IEC IEC Allgemeine Anforderungen Seite IEC Anforderungen und Hauptmaße für AC-Ladesteckvorrichtungen Seite IEC Anforderungen und Hauptmaße für DC-Ladesteckvorrichtungen Seite 3 2. IEC Verschiedene Lademodi Seite 3 3. Welches System für Europa? Seite 5 4. Bild Seite 9 Seite 1 / 10

2 1.1 IEC Allgemeine Anforderungen Teil 1 der Norm definiert die allgemeinen Anforderungen und Eckpunkte für das leitungsgebundene Laden von Elektrofahrzeugen bis 250A Wechselstrom und 400A Gleichstrom. 1.2 IEC Anforderungen und Hauptmaße für AC-Ladesteckvorrichtungen Teil 2 beschreibt die Anforderungen und Hauptmaße für Stecker, Steckdosen, Fahrzeugsteckvorrichtungen und Fahrzeugstecker für Wechselstromladung. Im Teil 2 werden insgesamt drei verschiedene Ladesteckvorrichtungstypen beschrieben, die untereinander nicht kompatibel sind: Typ 1 Hier handelt es sich um einen in Japan entwickelten Einphasen-Ladestecker ausschließlich für den fahrzeugseitigen Ladeanschluss. Die maximale Ladeleistung beträgt 7,4 kw bei 230V AC. Typ 2 Der in Deutschland von Mennekes entwickelte Typ 2 bietet das größte Leistungsspektrum und die größte Flexibilität. Die Steckvorrichtungen können sowohl auf der Fahrzeug- als auch auf der Infrastrukturseite eingesetzt werden. Mit ihm können bei einer Anschlussspannung von 230V einphasig bzw. 400V dreiphasig Ladeleistungen von 3,7 kw bis 43,5 kw übertragen werden bei identischer Steckergeometrie, die nicht größer ist als ein 16A CEE-Stecker. Sogar die Nutzung als DC-Ladesteckvorrichtung für Leistungen bis 38 kw ist vorgesehen. Die hierfür relevante Seite 2 / 10

3 Norm für DC-Ladesteckvorrichtungen ist jedoch noch in Arbeit. Ergänzt um zwei zusätzliche Leistungskontakte, entsteht das Combo-System, mit welchem Ladeleistungen bis 170 kw bei 850V DC möglich sind. Aufgrund der umfassenden elektronischen Sicherheitsarchitektur verzichtet Typ 2 auf einen beweglichen Berührungsschutz in Ladestecker und -kupplung. Die Folge: Ladesteckvorrichtungen Typ 2 sind langlebig und wartungsfrei. Typ 3 Diese Variante wurde in Italien entwickelt. Sie eignet sich bei einer Anschlussspannung von 230V einphasig bzw. 400V dreiphasig für Ladeleistungen von 3,7 kw bis 43,5 kw Allerdings sind für die unterschiedlichen Leistungsstufen drei verschiedene Steckergeometrien erforderlich, die nicht miteinander kompatibel sind. Das System verfügt über einen mechanischen Zugangsschutz zu den Kontakten. Eine Erweiterung zum Combo-System ist nicht vorgesehen. 1.3 IEC Anforderungen und Hauptmaße für DC-Ladesteckvorrichtungen Teil 3 der IEC ist zurzeit noch in Arbeit. Hierin werden die zukünftigen Anforderungen und Hauptmaße für DC-Steckvorrichtungen definiert. 2. IEC Verschiedene Lademodi Für das sichere und bedarfsgerechte Laden von Elektrofahrzeugen wurden verschiedene Lademodi definiert, die in der IEC beschrieben sind. Diese Lademodi unterscheiden sich zum einen in Bezug auf die verwendete Stromquelle Seite 3 / 10

4 (Haushaltssteckdose, Industriesteckdose, AC- oder DC-Ladesteckdose), zum anderen in Bezug auf die maximale Ladeleistung sowie darüber hinaus in den Kommunikationsmöglichkeiten. Mode 1 (AC) Laden aus einer Standard-Haushaltssteckdose bis max. 16A dreiphasig ohne Kommunikation mit dem Fahrzeug das Ladegerät ist im Fahrzeug eingebaut. Mode 2 (AC) Laden aus einer Standard-Haushaltssteckdose bis max. 32A dreiphasig mit einer in das Kabel oder den wandseitigen Stecker integrierten Steuer- und Schutzfunktion das Ladegerät ist im Fahrzeug eingebaut. Mode 3 (AC) Laden an Ladestationen mit einer speziellen Ladesteckvorrichtung bis 63A dreiphasig für Elektrofahrzeuge mit fest installierter Steuer- und Schutzfunktion das Ladegerät ist im Fahrzeug eingebaut. Mode 4 (DC) Laden an Gleichstrom-Ladestationen mit einer speziellen Ladesteckvorrichtung für Elektrofahrzeuge mit fest installierter Steuer- und Schutzfunktion das Ladegerät ist fest in der Ladestation eingebaut, das Ladekabel ist fest mit der Ladestation verbunden. Seite 4 / 10

5 Art der Verbindung zwischen Fahrzeug und Ladestation Die IEC beschreibt auch die Möglichkeiten zur Anordnung von Kabeln und Steckern. Fall A: Das Kabel ist fest mit dem Fahrzeug verbunden. Fall B: Das Kabel ist wird beidseitig gesteckt. Fall C: Das Kabel ist fest mit der Ladestation verbunden. 3. Welches System für Europa? Gemäß der aktuell veröffentlichten internationalen Norm IEC können drei verschiedene Steckvorrichtungstypen verwendet werden. Aus Sicht der Verbraucher ist jedoch zumindest für Europa ein einziges System wünschenswert, denn nur einheitliche Anschlusstechnik ermöglicht, die Fahrzeugbatterie überall problemlos aufzuladen und so unsere Mobilität international zu gewährleisten. Die in der ACEA organisierten 16 europäischen Fahrzeughersteller sowie die meisten Energieerzeuger und Netzbetreiber favorisieren die Ladesteckvorrichtung Typ 2. BdEW, VDA, VDE und ZVEI haben die drei international genormten Lösungen für Ladesteckvorrichtungen miteinander verglichen. Das Ergebnis: Typ 2 ist die einzige geeignete Lösung für Europa. Deshalb haben sie empfohlen, in Europa die Steckvorrichtungen Typ 2 einzusetzen. Die Ladesteckvorrichtungen Typ 2 bieten im Vergleich zu den anderen weltweit genormten Ladesteckvorrichtungen gleich eine ganze Reihe an Vorteilen. Seite 5 / 10

6 Eine Steckergeometrie für alle Ladeleistungen bei Typ 2 Mit einer einzigen Steckergeometrie, die nicht größer als ein 16A-CEE-Stecker ist, sind beim Typ 2 alle Ladeleistungen bis 63A dreiphasig abgedeckt. Die Typ 2 Steckvorrichtungen kommen sowohl für den Fahrzeuganschluss als auch für den Anschluss an die Ladestation zum Einsatz. Abhängig von den vom Fahrzeughersteller für das Fahrzeug zulässigen Lademodi ermöglichen sie die Ladung sowohl zu Hause an der konventionellen Schutzkontakt-Steckdose mit einem Ladekabel Mode 1 und/oder Mode 2 bis hin zu beschleunigten Ladungen an AC- Ladestationen mit bis zu 43,5 kw AC mit einem Ladekabel Mode 3. Die in der ACEA vereinten europäischen Automobilhersteller favorisieren Typ 2, denn aus Sicht der Automobilhersteller bieten die Typ 2 Steckvorrichtungen einen weiteren Vorteil: Durch die Bauart der Fahrzeugsteckvorrichtung kann der Fahrzeughersteller definieren, ob das Fahrzeug mit den Lademodi 1 bis 3 oder nur mit den Lademodi 2 und 3 geladen werden kann. Hintergrund: Da im Lademodus 1 keine Kommunikation mit dem Fahrzeug stattfindet, sind fahrzeugseitig erweiterte Schutzmaßnahmen für den Lademodus 1 erforderlich. Ladesteckvorrichtungen Typ 2 bieten diese Möglichkeiten der Differenzierung. Anders beim sogenannten Typ 3. Hier werden drei verschiedene, nicht untereinander kompatible Steckergeometrien für die verschiedenen Leistungsstufen benötigt. Mehrstufiges Sicherheitskonzept Damit das Laden von Elektrofahrzeugen sicher und bequem erfolgen kann, verfügen die Ladesysteme in den Lademodi 2 und 3 über ein mehrstufiges, redundantes Sicherheitskonzept. Hierzu gehören: Seite 6 / 10

7 Wegfahrschutz: Ein eigener Stromkreis prüft, ob der Ladestecker angesteckt ist. Ein versehentliches oder nicht-autorisiertes Ausreißen des gesteckten Ladekabels ist ausgeschlossen. Mechanischer Schutz: Der Ladestecker ist so ausgelegt, dass selbst das Überfahren des Steckers kein Risiko darstellt. Elektrischer Schutz: Ein zum Wegfahrschutz redundanter, zweiter Stromkreis prüft, ob der Ladestecker vollständig eingesteckt ist. Nur dann wird in den Lademodi 2 und 3 eine Ladespannung angelegt. Fehlerstromschutz: Der aus Hausinstallationen bekannte Fehlerstromschutz wird ebenfalls genutzt. Überlastungsschutz: Elektrische Widerstände in den Ladesteckern kodieren den zulässigen Einsatzbereich des Ladekabels. Komponentenschutz: Das Fahrzeug erhält in den Lademodi 2 und 3 die Information, welcher Strom von der Ladestation zur Verfügung gestellt wird und für welchen Maximalstrom das Ladekabel ausgelegt ist. Außerdem wird überprüft, ob die Verbindung inklusive Schutzleiteranschluss korrekt hergestellt wurde und ob die Steckvorrichtungen verriegelt wurden. Erst wenn alle Parameter als korrekt erkannt wurden, kann der Ladestrom fließen. Aufgrund der umfassenden elektronischen Sicherheitsarchitektur benötigen Stecker und Kupplungen Typ 2 keinen beweglichen Berührungsschutz, der verschleißen kann. Sie sind deshalb wartungsfrei und dauerhaft betriebssicher. Seite 7 / 10

8 Anders als Typ 2 verfügt Typ 3 über einen mechanischen Schutzmechanismus für die Kontakte. Experten halten diesen zusätzlichen Schutz für überflüssig, da die Kontakte aufgrund des mehrfach redundanten Sicherheitssystems im ungesteckten Zustand immer spannungsfrei sind und es somit nichts zu schützen gibt. Störungen an dieser Mechanik können sich bei Typ 3 negativ auf die Betriebsbereitschaft der Komponenten auswirken. Eine Störung führt zudem dazu, dass beim Stecker keine Fingersicherheit mehr gegeben ist. Die Ladesteckvorrichtungen Typ 2 wurden für die unterschiedlichen klimatischen Anforderungen ausgelegt. Sie gewährleisten sicheres Laden sowohl bei Schnee und Eis in Nordeuropa als auch bei Hitze und Staub in Südeuropa. In der Praxis erprobt Inzwischen sind die Typ 2 Ladesteckvorrichtungen an über Ladepunkten im Einsatz. Die Erfahrung aus vielen Pilotprojekten spiegelt sich in den aktuellen Produkten wider. Gemeinsam mit Energieversorgern und Automobilherstellern hat Mennekes Lösungen entwickelt, die das Tanken der Elektrofahrzeuge einfach, bequem und sicher ermöglichen. Es wäre im Sinne der Verbraucher, wenn es europaweit nur ein Ladesteckvorrichtungs-System geben würde. In Punkto Zuverlässigkeit, einfache Bedienung und Ladeoptionen bietet Typ 2 die meisten Vorteile und wäre somit die beste Lösung für Europa. Seite 8 / 10

9 Bild: Für eine grenzenlose Elektromobilität müssen die Ladestationen mit den entsprechenden Steckvorrichtungen international kompatibel sein. Die in der ACEA organisierten europäischen Automobilhersteller und viele Energieversorger und Netzbetreiber favorisieren Typ 2 für den europäischen Markt. Seite 9 / 10

10 Kirchhundem, im Januar 2011 Abdruck kostenfrei, Beleg erbeten Die wurde 1935 gegründet und ist Entwickler des deutschen Normentwurfs für Ladesteckvorrichtungen sowie führender Hersteller von Industriesteckvorrichtungen. Das Unternehmen ist mit Tochtergesellschaften und Vertretungen in über 90 Ländern präsent und beschäftigt weltweit über 900 Mitarbeiter, davon zwei Drittel in Deutschland. Die Produktpalette umfasst genormte industrielle Steckvorrichtungen in über verschiedenen Ausführungen und Bauformen sowie Ladesteckvorrichtungen für Elektrofahrzeuge, welche als erste überhaupt das VDE- Prüfzeichen erhalten haben. MENNEKES betrachtet das Thema Elektromobilität ganzheitlich und kann alle Felder von der Fahrzeugsteckvorrichtung über das Ladekabel bis hin zu kompletten Ladestationen bedienen. Die Lösungen entsprechen somit optimal den Anforderungen der Automobilhersteller, Energieversorger und Verbraucher. Die MENNEKES-Gruppe erwirtschaftete im zurückliegenden Geschäftsjahr einen konsolidierten Umsatz von mehr als 110 Millionen Euro. Mehr als die Hälfte des Umsatzes wird im Export erzielt. Weitere Informationen unter sowie auf Facebook, Twitter und YouTube. Seite 10 / 10