Internationaal bestaan er drie laadstandaarden met hun specifieke geometrie voor laadconnectoren en inlets en outlets – te beginnen met Noord-Amerika, Europa en China. Bovendien is de connector voor AC-laden (modus 3, situaties B en C) anders ontworpen dan die voor DC-laden (modus 4). Met onze brede CHARX-programma bestrijken wij alle gebruikssituaties:
De type-1-standaard voor Noord-Amerika biedt geen laadconnector aan de infrastructuurzijde. Binnen Europa wordt in deze situatie een adapterkabel toegepast, die aan voertuigzijde uit een type 1-laadconnector en aan infrastructuurzijde uit een type 2-laadconnector bestaat.
AC-laden
De wisselstroom (AC, Alternating Current) van het voedingsnet vloeit eerst via de laadpaal en de laadkabel in het voertuig – gecontroleerd maar zonder omzetting. Alleen een in het voertuig geïnstalleerde AC/DC-omzetter, de zogenaamde Onboard-Charger, zet deze om in gelijkstroom (DC, Direct Current), waarmee de accu kan worden geladen. Aangezien AC-laadpalen dus geen omzetelektronica vereisen, zijn deze meestal goedkoper dan DC-laadpalen en aantrekkelijker voor privétoepassingen. Afhankelijk van de laadpaal, de laadkabel en de Onboard-Charger kunnen laadvermogens tot en met 22 kW worden bereikt. Door deze relatief lage vermogens is AC-laden vriendelijker voor de accu en wordt het altijd aanbevolen wanneer het voertuig langer dan 30 minuten staat geparkeerd, bijv. 's nachts in een carport, garage of hotel, en overdag bij restaurants en supermarkten.
DC-laden
Hier zijn de vermogenscontacten en aderdoorsneden van de laadconnector groter dan bij AC-laden. Aanzienlijk hogere laadvermogens tot en met 500 kW (High Power Charging, HPC) kunnen worden overgedragen, waardoor de laadtijd aanzienlijk wordt verkort. Daarom spreken we ook wel van snelladen of ultrasnelladen. In tegenstelling tot AC-laden vindt de AC/DC-omzetting reeds plaats in de laadpaal, waar de bijbehorende vermogenselektronica is geïnstalleerd. DC-laden is onder meer om deze reden complexer en kostbaarder, en wordt voornamelijk commercieel gebruikt. Voor lange ritten met korte onderbrekingen wordt aanbevolen de actieradius in een paar minuten weer op te laden, bijvoorbeeld bij tankstations langs de snelweg.
Het voertuig wordt opgeladen aan een huishoudelijke contactdoos met wisselstroom. Bij een 1-fase net zijn spanningen tot 250 V en bij een 3-fase net tot 480 V toegestaan. De maximale laadstroom bedraagt 16 A. Er vindt geen communicatie tussen voertuig en laadpunt plaats. Zekering via een aardlekschakelaar (RCD) is verplicht. Omdat dit bij oudere installaties niet altijd is gewaarborgd, raadt Phoenix Contact het laden volgens deze laadmodus af.
Zoals modus 1, maar de maximale laadstroom bedraagt hier 32 A en de laadkabel is uitgerust met een zogenaamde In-Cable-Control-and-Protection-Device (IC-CPD). Dit apparaat bevat een aardlek-beveiligingssysteem (RCD), communiceert met het voertuig en regelt zo het laadproces.
In modus 3 wordt het voertuig bij een laadpaal of thuislader met wisselstroom geladen, waarin de vereiste aardlekschakelaar (RCD) al is geïntegreerd. De laadpaal zorgt voor de communicatie met het voertuig. Het voertuig kan eenfasig met maximaal 250 V of driefasig met maximaal 480 V en een maximale laadstroom van maximaal 63 A worden geladen. Mode 3 is onderverdeeld in drie situaties:
In situatie A wordt een vast aan het voertuig aangesloten laadkabel gebruikt. Deze heeft zodoende alleen aan één uiteinde een connectorsysteem: de plug die in de outlet van de laadpaal wordt gestoken. Situatie A wordt in de norm beschreven, maar komt in de praktijk nauwelijks voor.
In situatie B is een zogenaamde mobiele AC-laadkabel vereist, die bijvoorbeeld in de kofferruimte wordt meegenomen. Deze heeft aan beide uiteinden een connector: het ene uiteinde, de voertuiglaadconnector, wordt in de voertuig-inlet gestoken. Het andere uiteinde, de plug, wordt in de outlet van de laadpaal gestoken. Situatie B wordt voornamelijk gebruikt bij openbare laadpalen.
Situatie C is tegengesteld aan situatie A, omdat de laadkabel in deze situatie vast is aangesloten op de laadpaal. Aan het andere uiteinde zit een connectorsysteem: de voertuiglaadconnector die in de voertuig-inlet wordt gestoken. Situatie C wordt zeer vaak in de particuliere sector gebruikt.
Deze modus is de enige die DC-laden bij snelladers beschrijft. Vanwege de hoge laadstromen tot 500 A gelden verhoogde veiligheidseisen. Daarom wordt de laadkabel hier altijd vast op de laadpaal aangesloten. Een steekbare verbinding is alleen aan de voertuigzijde voorzien – in de vorm van de voertuiglaadconnector, die in de voertuig-inlet wordt gestoken. Een onderverdeling van modus 4 in drie situaties (zoals bij modus 3) vindt derhalve niet plaats. Temperatuurbewaking van de vermogenscontacten in de laadconnector alsmede extra beschermende functies in de laadpaal, zoals isolatiebewaking, zijn eveneens vereist.
Samen met toonaangevende autofabrikanten hebben wij het Combined Charging System (CCS) ontwikkeld. Het bijzondere kenmerk is de CCS-inlet in het voertuig, waarin zowel AC- als DC-laadconnectoren passen. Het elektrische voertuig heeft dus slechts één laadinterface nodig voor AC- en DC-laden.
De laadstandaarden type 1 en type 2 volgen het CCS-principe in de opbouw van hun poolbeelden. CCS type 2 is al in 2013 door de Europese Commissie uitgeroepen tot de officiële laadstandaard voor heel Europa. Intussen is onze doelstelling om CCS als wereldwijde norm voor snelladen in te voeren, in grote delen van de wereld verwezenlijkt. En steeds meer landen gaan over op CCS.
Alle CCS-inlets zijn volgens de norm voorzien van een elektromagnetische vergrendelingsactuator. Deze vergrendelt de voertuiglaadconnector tijdens het laadproces aan de zijkant resp. direct bij de vergrendelingshaak in het poolbeeld.
De actuatorpen is zo ontworpen dat deze hoge uittrekkrachten kan weerstaan. Het losnemen van de laadconnector tijdens het laadproces wordt daardoor veilig voorkomen.
Een veilig laadproces houdt ook in dat de temperatuur in het CCS-laadsysteem wordt bewaakt. Volgens IEC 62196 mag de opwarming niet hoger worden dan 90 °C. Temperatuurafhankelijke weerstandssensoren, bijv. Pt 1000, zorgen daarom voor een snelle en nauwkeurige temperatuurmeting aan de DC-vermogenscontacten.
De temperatuurwaarden worden via overeenkomstige signaaluitgangen aan de laadcontroller doorgegeven. Bij oververhitting, bijv. door hoge buitentemperaturen of overbelasting, kan de laadcontroller het laadproces afbreken of het laadvermogen verminderen.
Huidige laadpalen en thuisladers moeten voldoen aan hoge vereisten betreffende beschikbaarheid, veiligheid en comfort. Een complexe opbouw uit talrijke componenten is geen zeldzaamheid. Onze video's leggen duidelijk de opbouw en het samenspel van de afzonderlijke componenten uit en laten zien hoe aan alle eisen van een moderne en in een netwerk opgenomen laadinfrastructuur kan worden voldaan.
Elke bedrijfstak ontwikkelt een eigen taal en terminologie, alleen al om de nieuw ontwikkelde technologieën een naam te geven. Hier vindt u uitleg over de vaak gebruikte begrippen en afkortingen op het gebied van de elektromobiliteit:
Voertuigen
Laadconnectoren en inlets
Laadtypen en -normen
Laadinfrastructuur
Communicatie en besturing
