Funktionsweise von Elektrofahrzeugversorgungsgeräten

Funktionsweise des EVSE 

Im Wesentlichen sind EVSEs einfach ein Mittel, um Elektrofahrzeuge mit Strom zu versorgen und die Batterie aufzuladen. Im Fall von EVSEs mit Betriebsart 4 wandeln sie die Leistung von AC in DC um, bevor sie das Elektrofahrzeug mit Strom versorgen. In allen Fällen, mit Ausnahme von Betriebsart 1, bieten sie spezielle Steuerungs- und Schutzfunktionen, die einen sicheren und effizienten Betrieb gewährleisten sollen. 

Die EVSEs mit den Betriebsarten 2, 3 und 4 kommunizieren mit dem Elektrofahrzeug über zwei Signalleitungen: den Proximity Pilot (PP), der manchmal als „Plug Present“ bezeichnet wird, und den Control Pilot (CP).  

Die Hauptfunktion der PP-Leitung besteht darin, dem EVSE zu bestätigen, dass ein Fahrzeug vorhanden und ordnungsgemäß angeschlossen ist. Sie stellt außerdem sicher, dass das Elektrofahrzeug während des Ladevorgangs nicht wegfahren kann. In EVSEs, die der Norm EN 62196 entsprechen, hat die PP-Leitung eine sekundäre Funktion, die den vom Ladekabel unterstützten maximalen Ladestrom anzeigt. Dieser kann niedriger sein als der von der EVSE verfügbare maximale Ladestrom. Diese Sekundärfunktion ist besonders relevant, wenn das Ladekabel vom Typ ist, der nicht fest mit dem EVSE verbunden ist. 

Die CP-Leitung ist der Hauptkommunikationsweg zwischen EVSE und Elektrofahrzeug und ermöglicht so die Steuerung des Ladevorgangs. Sie hat im Wesentlichen sechs definierte Zustände, die durch die Buchstaben A bis F gekennzeichnet sind: 

A – kein Fahrzeug angeschlossen 

B – Fahrzeug angeschlossen, aber nicht zum Laden bereit 

C – Fahrzeug angeschlossen und bereit zum Laden, Belüftung nicht erforderlich 

D – Fahrzeug angeschlossen und bereit zum Laden, Belüftung erforderlich 

E – kein Strom 

F – Fehler 

Die erwähnte Belüftung ist in einigen Elektrofahrzeugen erforderlich, um den Anstieg der Batterietemperatur während des Ladevorgangs zu begrenzen. Sie wird in der Regel von elektrischen Lüftern im Fahrzeug bereitgestellt. Die Control Pilot-Leitung verwendet auch ein pulsbreitenmoduliertes Signal, um dem Elektrofahrzeug den vom EVSE maximal verfügbaren Ladestrom anzuzeigen. 

Erdschlussschutz 

Der Erdschlussschutz ist zwar eine wichtige Voraussetzung für fast alle elektrischen Stromkreise, aber besonders wichtig für EVSEs, da Elektrofahrzeuge in der Regel im Freien geladen werden, möglicherweise unter feuchten Bedingungen. Aus diesem Grund verlangen die EVSE-Vorschriften stets die Bereitstellung eines umfassenden Erdschlussschutzes. Die Bestimmungen unterscheiden sich von Land zu Land im Detail, sie legen jedoch im Wesentlichen fest, dass Erdschlüsse erkannt werden müssen. Wenn ein Erdschluss erkannt wird, muss das EVSE sofort und automatisch von der Stromversorgung getrennt werden. Aufgrund der Bau- und Funktionsweise von EVSEs muss der Erdschlussschutz sowohl auf Fehlerwechsel- als auch -gleichströme sowie auf Kombinationen von Wechsel- und Gleichströmen reagieren können. 

EVSEs haben eine besondere Anforderung in Bezug auf Erdschlussschutz, da es unter bestimmten Umständen möglich ist, dass DC-Erdschlussstrom vom Elektrofahrzeug zurück in das EVSE fließt. Dies könnte den Betrieb bestimmter Arten von AC-Erdschlussschutzgeräten blockieren und deren ordnungsgemäße Funktion verhindern.  

Um dies zu verhindern, verfügen EVSEs häufig über separate DC-Erdschlusserkennungsgeräte in Form von RDCs (siehe unten). 

Leider können die Begriffe im Zusammenhang mit den Geräten, die für den Erdschlussschutz in EVSEs verwendet werden, etwas verwirrend sein, insbesondere da sich die am häufigsten verwendeten Begriffe in verschiedenen Teilen der Welt unterscheiden. Diese Erläuterungen sollen helfen: 

RCD (residual current device, Fehlerstromschutzschalter): Dieser erkennt Fehlerstrom (bei Erdschluss). Wenn dieser Strom einen festgelegten Wert überschreitet, bietet der RCD Schutz durch Isolierung des Stromkreises, dem er zugeordnet ist.