Elektrische Sicherheit in Ladestationen

Die Elektromobilität wird als einer der Schlüssel zur globalen Energiewende im Verkehrssektor angesehen. Der Aufbau einer Ladeinfrastruktur ist hierbei entscheidend für die endgültige Marktakzeptanz von Elektrofahrzeugen und die nachhaltige Weiterentwicklung der Automobilindustrie.

Wenn wir über Ladestationen für Elektrofahrzeuge sprechen, beziehen wir uns in der Regel auf deren Leistung, Betriebsart, Lademanagement, Kommunikation und Ladezeit, jedoch wissen wir meist gar nicht welche Geräte zur Gewährleistung der elektrischen Sicherheit beim Laden erforderlich sind. Die Entwicklung der verschiedenen Technologien und das Wachstum der Ladeinfrastruktur stellen neue Herausforderungen im Bereich der elektrischen Sicherheit dar. Bei Bender bieten wir spezialisierte Lösungen für jeden Lademodus, wie in IEC 61851-1:2019 definiert, an.

 Messung von 6mA im Gleichstrom

Beim Laden von Elektrofahrzeugen in Wechselstrom, Betriebsart 2 und 3, wird ein Gleichstromsystem (Fahrzeug) an ein Wechselstromsystem (Ladestation) gekoppelt. Gemäß den allgemeinen Anforderungen muss die Ladestation über eine Fehlerstrom-Schutzeinrichtung (RCD) des Typs A als Schutzelement gegen Fehlerströme bei Wechselstrom und Impulsstrom verfügen. Durch das Vorhandensein eines Gleichstromsystems besteht jedoch die Möglichkeit eines Gleichstromfehlers. Tritt ein Isolationsfehler im Fahrzeug auf, erhöht sich die Wahrscheinlichkeit von Gleichstromfehlern, die größer als 6 mA sind. In diesem Fall können sowohl der Ansprechwert als auch die Ansprechzeit des FI-Schutzschalters beeinträchtigt werden, und im schlimmsten Fall kann ein FI-Schutzschalter vom Typ A nicht auslösen. In diesem Fall ist die elektrische Sicherheit nicht mehr gewährleistet. Hier kommt die Bender-Technologie ins Spiel. Bender-Geräte bieten elektrische Sicherheit durch RCDs vom Typ B, die Wechsel-, Impuls- und Gleichstromfehler erkennen können.

 Isolationsüberwachung

Eine der Herausforderungen beim Laden von Elektrofahrzeugen ist die Verkürzung der Ladedauer. Hierbei ist es notwendig, die Methode zu ändern und Gleichstromladung zu verwenden, die in IEC 61851-1:2019 als Modus 4 definiert ist. Die Gleichstromladung ermöglicht es, die Ladezeit auf eine Stunde oder sogar 30 Minuten zu verkürzen, je nachdem, mit welcher Leistungsstufe sie genutzt wird.

DC-Ladestationen entsprechen einem isolierten oder ungeerdeten (IT) System, bei dem kein aktiver Leiter des Systems direkt mit der Erde verbunden ist. Gemäß den Anforderungen für diese Systeme ist das zu installierende Schutzelement ein Isolationsüberwachungsgerät (IMD). Dieses Gerät misst kontinuierlich den Isolationswiderstand und alarmiert den Anwender im Falle eines Fehlers. Bender bietet Isolationsüberwachungsgeräte an, die den Isolationswiderstand zwischen den aktiven HV-Komponenten eines elektrischen Antriebssystems und der Bezugserde (Fahrzeugchassis) aktiv überwachen.

 Was passiert, wenn wir zwei nicht geerdete Systeme koppeln?

Eine weitere Herausforderung im Lademodus 4 ist die Kopplung von zwei ungeerdeten Systemen, dem Elektrofahrzeug und der Gleichstromladestation. In diesem Fall muss die Isolationsüberwachung des Fahrzeugs während des Ladevorgangs deaktiviert werden, um die Überwachung der Ladestation nicht zu stören. Bender verfügt über die Technologie für die Kommunikation zwischen den Sicherheitssystemen des Fahrzeugs und der Ladestation.

Wenn Sie weitere Informationen zu dieser Anwendung wünschen oder mehr über die Bender-Technologie in Bezug auf Ihre spezifische Anwendung erfahren möchten, wenden Sie sich an unser Expertenteam.