Netzintegration von Fahrzeugen mit elektrifizierten ... - JUWEL

6. Chancen und Risiken der Netzintegration von Elektrofahrzeugen auf verschiedenen Spannungsebenen
Bei Anschluss des Kabels erkennt diese Schutzeinrichtung, ob Spannung anliegt, und ebenso,
ob ein Schutzleiter vorhanden ist, außerdem ist eine weitere Fehlerstromschutzeinrichtung
in die Box integriert. Der Schutzleiteranschluss, verbunden mit sämtlichen berührbaren
und leitfähigen Teilen, wird zwischen der Kontrollbox und der Ladesteckdose permanent
überwacht. In Ergänzung zur zweiten Ladebetriebsart wird das Fahrzeug im dritten Typ über
ein in das Elektrofahrzeug integriertes Bordladegerät sowie einem in die Ladestation integrierten
Lade-Controller mit dem Netz verbunden. Bei der für die größten Leistungen und die
Schnellladung konzipierten vierten Betriebsart wird das Elektrofahrzeug mit Gleichstrom geladen,
der von einem stationären Umrichter geliefert wird.
Bei einer Betriebsspannung von 230 V bzw. 400 V im Niederspannungsnetz ergeben sich
Ladeleistungen zwischen 3,7 kW und maximal 277,1 kW. Da Schnellladung gemäß Ladebetriebsart
3 und 4 zu drastischen Spannungsfällen am Hausanschluss führen würde, liegt der
Fokus der Untersuchung zunächst auf den ersten beiden Ladebetriebsarten, die eine Normalladung
gemäß der bisher betrachteten Ladestrategien, nach Ankunft des Fahrzeuges zu
Hause, oder während der Nacht, ermöglichen. Bei den Ladeleistungen wurde nicht wie in
den Kapiteln zuvor mit einer um den Leistungsfaktor 0,9 reduzierten Ladeleistung gerechnet
(siehe Abschnitt 6.1.1.2), da hier Belastungsgrenzen im Sinne einer Worst-Case-
Abschätzung ermittelt werden sollen.
Typ Beschreibung Ladeleistung
1
2
Anschluss an ein- oder dreiphasiges Wechselstromnetz für
Bemessungsströme bis 16 A
Ergänzend zu Klasse 1 sind Geräteströme bis 32 A zugelassen
und ein Pilotkontakt erforderlich
3,7 kW (einphasig)
11,1 kW (dreiphasig)
7,4 kW (einphasig)
22,2 kW (dreiphasig)
3 Betriebsart für Wechselstrom – Schnellladung bis 250 A 173,2 kW (bei 400 V)
4 Vorgesehen für Schnellladung mit Gleichstrom bis 400 A 277,1 kW (bei 400 V)
Tabelle 38: Ladebetriebsarten nach DIN EN 61851-1
DIN EN 62196-1 (VDE 0623 Teil 5) legt die Anforderungen an die Stecker fest, welche durch
DIN EN 61851-1 (VDE 0122) beschrieben worden sind und gilt für AC-Ladungen bis 690V
und 250A als auch für DC-Ladungen bis 600V und 400A. Es werden jedoch keine physischen
Dimensionen für die Ladebuchse vorgegeben, sondern auf DIN EN 60309-1 (VDE
0623-1) verwiesen, welche im Allgemeinen vorgibt, wie Stecker und Kupplungen aufgebaut
sein müssen [DIN, 2007, 2010b].
Ein Stecker, der mit einem Leistungsspektrum von einphasig 16A bis dreiphasig 63A bei
230V oder 400V die Anforderungen der Ladebetriebsarten 1 und 2 erfüllt, wurde vom Systemhersteller
Mennekes in Kooperation mit Daimler und RWE entwickelt [MENNEKES Elektrotechnik
GmbH & Co. KG, 2012b]. Dieser Stecker wurde zur Normung beim IEC vorgestellt
und in der IEC 62196-2 genormt, welche voraussichtlich im September 2012 gültig wird. Neben
drei Außenleitern, der Masse und dem Nullleiter sind eine Näherungserkennung und ein
Schaltpilot vorgesehen. Die Näherungserkennung hat die Aufgabe, die Stromtragfähigkeit
der Ladeleitung festzulegen und die Wegfahrsperre beim Ladevorgang zu aktivieren. Die
Funktionsweise des Schaltpilots ist ebenso in DIN EN 61851-1 definiert und umfasst im We-
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