Internationalt har tre ladestandarder etableret sig med deres specifikke geometrier for køretøjsladestik og ladestikdåse – med udgangspunkt i Nordamerika, Europa og Kina. Desuden er stikket til AC-opladning (modus 3, opladningssituation B og C) anderledes opbygget end det til DC-opladning (modus 4). Vi dækker alle typer anvendelser med vores brede CHARX-produktprogram:
Type 1-standarden til Nordamerika forudsætter intet ladestik på infrastruktursiden. I Europa bruges et adapterkabel i dette tilfælde, som består af et type 1-køretøjsladestik på køretøjssiden og et type 2-køretøjsladestik på infrastruktursiden.
AC-opladning
Vekselstrømmen (AC, alternating current) fra forsyningsnettet strømmer først ind i køretøjet via ladestation og ladekabel – kontrolleret, men uden konvertering. Kun en AC/DC-konverter, der er installeret i køretøjet, den såkaldte onboard charger, omdanner den til jævnstrøm (DC, direct current), hvormed batteriet kan oplades. Da AC-ladestationer ikke kræver nogen konverteringselektronik, er de normalt billigere end DC-ladestationer og mere attraktive til privat brug. Afhængig af ladestation, ladekabel og onboard charger kan der opnås ladeeffekter på op til 22 kW opnås. På grund af denne forholdsvis lave effekt er AC-opladning skånsommere for batteriet og anbefales altid, når køretøjet er parkeret i mere end 30 minutter, f.eks. natten over i carporten, i garagen eller på hotellet samt om dagen ved restauranter og supermarkeder.
DC-opladning
Her er effektkontakter og ledertværsnit for køretøjsladestikket dimensioneret større end ved AC-opladning. Der kan overføres markant højere ladeeffekter på op til 500 kW (High Power Charging, HPC), hvilket reducerer ladetiden betydeligt. Derfor taler man også om lynopladning eller ultralynopladning. I modsætning til AC-opladning sker AC/DC-konverteringen allerede i ladestationen, hvor der er installeret passende effektelektronik. DC-opladning er f.eks. derfor mere kompleks og dyrere og bruges hovedsageligt kommercielt. Det anbefales til lange ture med korte pauser, hvor der skal genoplades til rækkevidden på få minutter, f.eks. på rastepladser på motorvejen.
Køretøjet oplades med vekselstrøm i et husholdningsstik. Ved enfasede net må spændinger op til 250 V tilsluttes, ved trefasede net op til 480 V. Den maksimale ladestrøm er 16 A. Der er ingen kommunikation mellem køretøj og ladepunkt. En helt nødvendig forudsætning er sikring med en fejlstrømsafbryder (FI). Da dette ikke altid er tilfældet ved ældre installationer, fraråder Phoenix Contact denne lademodus.
Som ved modus 1 kommer den maksimale ladestrøm dog her op på 32 A, og ladekablet er udstyret med en såkaldt In-Cable Control and Protection Device (IC-CPD). Denne enhed indeholder fejlstrømssikkerhedsudstyr (FI), kommunikerer med køretøjet og styrer således ladeprocessen.
Ved modus 3 oplades køretøjet ved en ladestation eller en vægboks med vekselstrøm, i hvilken den nødvendige fejlstrømsafbryder (FI) allerede er integreret. Ladestationen overtager kommunikationen med køretøjet. Køretøjet kan oplades 1-faset med op til 250 V eller 3-faset med op til 480 V og en maksimal ladestrøm på op til 63 A. Modus 3 underopdeles i tre situationer:
I opladningssituation A benyttes der et ladekabel, som er fast tilsluttet til køretøjet. Det har således kun en stikanordning i den ene ende: Infrastruktur-opladningsstikket, som sættes i ladestationens ladestikdåse. Selvom opladningssituation A er beskrevet i en standard, forekommer det sjældent i praksis i dag.
I opladningssituation B kræves et såkaldt mobilt AC-ladekabel, som f.eks. er medbragt i bagagerummet. Det har en stikanordning i begge ender: Den ene ende, køretøjsladestikket, føres ind i køretøjsinlettet. Den anden ende, infrastruktur-opladningsstikket, sættes i ladestationens ladestikdåse. Opladningssituation B anvendes hovedsageligt på offentlige ladestationer.
Opladningssituation C er omvendt i forhold til opladningssituation A, for ladekablet er her fast tilsluttet til ladestationen. I den anden ende er der en stikanordning: Køretøjsladestikket, som sættes i køretøjsinlettet. Opladningssituation C anvendes meget ofte inden for det private område.
Denne modus er den eneste, der beskriver DC-opladning ved lynladestationer. På grund af den stærke ladestrøm på op til 500 A gælder øgede sikkerhedskrav. Derfor sluttes ladekabler her altid fast til ladestationen. Der er kun forberedt en stikbar forbindelse på køretøjssiden – i form af køretøjsladestikket, der føres ind i køretøjsinlettet. En underopdeling af modus 4 i tre opladningssituationer (som ved modus 3) foretages derfor ikke. Det er desuden nødvendigt med en temperaturovervågning af effektkontakterne i køretøjsladestikket og ekstra beskyttelsesfunktioner i ladestationen, som f.eks. isolationsovervågning.
Sammen med førende bilproducenter har vi udviklet Combined Charging System (CCS). Det særlige her er CCS-ladedåse i køretøjet, i hvilken både AC- og DC-ladestik passer. Elkøretøjet har dermed kun brug for én opladningsgrænseflade til AC- og DC-opladning.
Ladestandarderne type 1 og type 2 følger CCS-princippet mht. opbygningen af deres stikudformninger. Allerede i 2013 valgte Europa-Kommissionen CCS type 2 som den officielle ladestandard for hele Europa. I mellemtiden er vores mål om at etablere CCS som en global standard for lynopladning blevet realiseret i store dele af verden. Og der bliver flere og flere lande, hvor CCS slår igennem.
Alle CCS-ladedåser er standardmæssigt udstyret med en elektromagnetisk låseaktuator. Den låser køretøjsladestikket i siden under ladeprocessen eller direkte ved låsehage i pin-belægningen.
Aktuatorbolten er konstrueret til at modstå høje udtrækskræfter. Dette forhindrer, at ladestikket udsættes for trækbelastning under ladeprocessen.
Med til en sikker ladeproces hører også overvågning af temperaturen i CCS-ladesystemet. I henhold til IEC 62196 må opvarmningen ikke overstige 90 °C. Temperaturafhængige modstandssensorer, f.eks. Pt 1000, sørger derfor for en hurtig og præcis temperaturmåling på DC-effektkontakterne.
Temperaturværdierne kommunikeres til ladestyringen via tilsvarende signaludgange. Hvis der opstår overophedning, f.eks. på grund af for høje udetemperaturer eller overbelastning, kan ladestyringen afbryde ladeprocessen eller nedgradere ladeeffekten.
Nutidens ladestandere og vægbokse skal ofte opfylde høje krav til tilgængelighed, sikkerhed og bekvemmelighed. En kompleks struktur bestående af talrige komponenter er ikke ualmindeligt. Vores videoer forklarer tydeligt strukturen og samspillet mellem de enkelte komponenter og viser, hvordan man opfylder alle kravene til en moderne og netværksforbundet ladeinfrastruktur.
Alle forretningsområder udvikler deres egne sprog og deres egen terminologi, om ikke andet så for at kunne give nye teknologier et navn. Her finder du forklaringer og forkortelser på de hyppigst anvendte begreber inden for elektromobilitet:
Køretøjer
Køretøjsladestik og -dåser
Ladetyper og -standarder
Ladeinfrastruktur
Kommunikation og styring
