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Ladestandards

Um die Elektromobilität massentauglich zu machen, werden zunehmend innovative Lösungen angeboten. Ein wichtiger Bestandteil ist dabei die Ladetechnik. In diesem Zusammenhang wird der Begriff Smart Charging für Ladesysteme von Elektro- oder Hybridfahrzeugen nach Normen wie ISO15118  und DIN SPEC 70121 verwendet.

 

In diesem Know-How-Teil finden Sie die wichtigsten Informationen über Ladestandards. Verwenden Sie einen der Links, um direkt zur gewünschten Norm zu springen:

 

Internationale StandardsNationale StandardsProtokolle
Stecker, Steckdosen
IEC 62196

SAE J1772

GB/T 20234

CHAdeMO

 
Onboard-Ladegeräte, Ladestationen (EVSE)
IEC 61851

GB/T 18487

GB/T 27930

 
Wireless Power Transfer (WPT) Systeme
IEC 61980SAE J2954 
Kommunikation Elektrofahrzeug (EV) und Ladestation (EVSE)
ISO 15118

DIN SPEC 70121

DIN SPEC 70122

GB/T 27930

 
Kommunikation Ladestation (EVSE) und Ladestationsmanagement­system (CSMS)
IEC 63110  OCPP

Vector Lösungen für Smart Charging

Vector unterstützt Entwickler von On-Board-Ladesteuergeräten im Fahrzeug, Ladestationen und Induktionsladesystemen mit umfangreichen Testsystemen, Hardware und maßgeschneiderter Steuergerätesoftware. Dies hilft Ihnen schnell und kostengünstig zu entwickeln.

IEC 62196

Stecker, Steckdosen, Fahrzeuganschlüsse und Fahrzeugsteckdosen - Konduktives Laden von E-Fahrzeugen

Die Ladenorm IEC 62196 definiert verschiedene Arten des konduktiven Ladens, je nachdem, wie die Energie an das Fahrzeug übertragen wird und welches Schutz- und Kommunikationsprotokoll verwendet werden kann.

 

Modus 1

> AC-Laden, geringer Strom (z. B. Mopeds), keine Kommunikation

Modus 2

> AC-Laden, für temporäre Lösungen, unter Verwendung einer ICCB (In Cable Control Box) an einer Standard-Haushaltssteckdose; Kommunikation unter Verwendung von Pulse Width Modulation (PWM)

Modus 3

> AC-Laden mit bis zu 63 A mit zusätzlichen Funktionen

> Ladeleistung kann über High-Level-Kommunikation gesteuert werden

Modus 4

> DC- und AC-Laden mit High-Level-Kommunikation

> Off-Board-Ladegerät ermöglicht sehr schnelle Ladegeschwindigkeiten beim DC-Laden

IEC 61851

Konduktives Ladesystem für Elektrofahrzeuge

IEC 61851 ist eine Norm für konduktive Ladesysteme für Elektrofahrzeuge, die die Eigenschaften und Betriebsbedingungen der Ladestation, die Spezifikation der Verbindung zwischen den Ladestationen und die Anforderungen an die elektrische Sicherheit der abdeckt.

 

IEC 61851-1

Allgemeine Anforderungen

IEC 61851-23

DC-Ladestation für Elektrofahrzeuge

IEC 61851-24

Digitale Kommunikation zwischen einer DC-Ladestation und einem Elektrofahrzeug zur Steuerung der DC-Ladung

IEC 61980

Wireless Power Transfer (WPT) Systeme für Elektrofahrzeuge

Die Norm ist relevant für die Spezifikation von Geräten für die drahtlose Übertragung von elektrischer Energie aus dem Versorgungsnetz zu E-Fahrzeugen. Dies schließt die Versorgung des wiederaufladbaren Energiespeichersystems (RESS für Rechargeable Energy Storage System) und/oder anderer elektrischer Systeme an Bord in einem betriebsbereiten Zustand ein, wenn sie mit dem Versorgungsnetz verbunden sind.

 

ISO 15118

Fahrzeug - Fahrzeug zu Netz Kommunikationsschnittstelle

Die Norm definiert ein High-Level-Kommunikationsprotokoll für E-Fahrzeuge und Ladestationen zum Laden/Entladen der Hochspannungsbatterie des E-Fahrzeugs. Sie deckt Prozesse wie AC- und DC-Laden, Laden mit Stromabnehmern und drahtloses Laden ab. Die Fahrzeug-zu-Netz-Kommunikation ermöglicht eine Netzstabilisierung.

 

ISO 15118-1 Allgemeine Informationen und Anwendungsdefinition
ISO 15118-2 Anforderungen an Netzwerk- und Anwendungsprotokoll
ISO 15118-3 Anforderungen an Physikalische- und Datenverbindungsschicht
ISO 15118-4 Konformitätstests für Netzwerk- und Anwendungsprotokoll
ISO 15118-5 Konformitätstests für Physikalische- und Datenübertragungsschicht
ISO 15118-8 Anforderungen an Physikalische- und Datenübertragungsschicht für drahtlose Kommunikation
ISO 15118-9 Konformitätstests für Physikalische- und Datenübertragungsschicht für drahtlose Kommunikation
ISO 15118-20 Anforderung an Netzwerk- und Anwedungsprotokoll der 2. Generation (Draft International Standard (DIS), veröffentlicht 2019; erwartete Veröffentlichung Anfang 2022)

 

IEC 63110

Protokoll für das Management von Lade- und Entladeinfrastrukturen für Elektrofahrzeuge

Die Norm umfasst das Kommunikationsprotokoll für den Nachrichtenaustausch zwischen der Ladestation und der Backend-Schnittstelle. Dabei geht es um die allgemeinen Anforderungen für den Aufbau eines E-Mobility-Ökosystems und die Kommunikationsprozesse zwischen den verschiedenen E-Mobility-Akteuren, zum Beispiel auch den Datenaustausch mit dem Energieversorgungssystem.

 

SAE J1772

Konduktiver Ladestecker für Elektrofahrzeuge und Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeuge

Diese Praxisempfehlung für Straßenfahrzeuge umfasst die allgemeinen physikalischen, elektrischen, funktionalen und leistungsbezogenen Anforderungen an das konduktive Laden. Die Norm enthält betriebliche und funktionale Anforderungen an den Fahrzeugsteckdose und den Stecker. Sie ist ein Vorläufer der ISO 15118. Es sind drei Aufladelevel definiert.

 

Level 1

Wechselstrom aus der in den USA gebräuchlichsten geerdeten Haushaltssteckdose (120-V-Steckdose)

Level 2 Wechselstrom, 208-240 V, einphasig
Level 3 Gleichstrom < 400 A and 240 kW

SAE J2954

Wireless Power Transfer für leichte Plug-in-/Elektrofahrzeuge und Interoperabilität

SAE J2954 spezifiziert Kriterien für das Aufladen zu Hause (privat) und die öffentliche drahtlose Energieübertragung (WPT für Wireless Power Transfer) von Plug-in-Elektrofahrzeugen für leichte Nutzfahrzeuge sowie Anforderungen an Sicherheit, Leistung und Interoperabilität. Derzeit enthält das Dokument Richtlinien für unidirektionale Ladevorgänge, stationäre Anwendungen (Laden bei stehendem Fahrzeug), oberirdische (oberflächenmontierte) Installationen und empfohlene Methoden zur Bewertung elektromagnetischer Emissionen. Dynamische oder bidirektionale Anwendungen und Unterflurinstallationen können in Zukunft berücksichtigt werden.

 

DIN SPEC 70121

Digitale Kommunikation zwischen einer Ladestation und einem Elektrofahrzeug zur Steuerung der DC-Ladung im CCS

Diese Norm definiert die Kommunikation zwischen einer DC-Ladestation und dem Elektrofahrzeug. Sie ist ein deutscher Vorgänger der ISO 15118-2. Diese Norm legt die Anforderungen an das Kommunikationsprotokoll für das DC-Laden und die Kommunikation mit dem Versorgungssystem fest.

DIN SPEC 70122

Konformitätstests für die digitale Kommunikation zwischen einer DC-Ladestation und einem Elektrofahrzeug zur Steuerung

Die Norm spezifiziert Konformitätsprüfungen für die Kommunikation zwischen der Ladestation und dem Elektrofahrzeug in Bezug auf das Gleichstromladen, basierend auf DIN SPEC 70121.

GB/T 18487.1

Konduktives Ladesystem für Elektrofahrzeuge

Die Guobiao-Normen (GB) sind die nationalen chinesischen Normen, die von der Standardization Administration of China (SAC) veröffentlicht werden. GB/T 18487.1 enthält Anforderungen z.B. für Sicherheitsaspekte wie Stromschlag-, Überlast- und Kurzschlussschutz oder Not-Aus, aber auch für die Kommunikation und Verbindung zwischen Elektrofahrzeug und Ladestation. Darüber hinaus gibt es Spezifikationen für den Aufbau und die Leistungsanforderungen von Elektrofahrzeug-Steckersystemen und Ladestationen.

 

GB/T 20234

Anschluss-Set für konduktives Laden von Elektrofahrzeugen

Mit der Norm GB/T 20234.2 werden AC-Typ-2-ähnliche Stecker mit einer anderen Steuersignalisierung spezifiziert. Die GB/T 20234.3 DC-Norm unterstützt Ladeleistungen bis zu 250 kW.

 

GB/T 27930

Kommunikationsprotokolle zwischen kabelgebundenem Off-Board-Ladegerät und Batteriemanagementsystem

Die chinesische Norm GB/T 27930 ist für eine auf CAN-basierende (Control Area Network) Kommunikation zwischen Ladestationen und On-Board-Batteriemanagementsystemen (BMS) in Elektrofahrzeugen während des Ladevorgangs vorgesehen. Sie spezifiziert die physikalische Schicht, die Datenverbindung und die Anwendungsschicht der Kommunikation.

 

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OCPP

Open Charge Point Protocol (OCPP)

Seit die Open Charge Alliance (OCA) das OCPP definiert hat, um Elektrofahrzeug-Netzwerke offen und zugänglich zu machen, ist OCPP zu einem Standardprotokoll geworden. Das Protokoll ermöglicht die Kommunikation zwischen Ladestationen und Lademanagementsystemen. Es wird von den meisten Anbietern von Ladestationen und Lademanagementsystemen verwendet. Derzeit ist OCPP 1.6J die am häufigsten verwendete Version. OCPP 2.0.1 ist die neueste Version und enthält zusätzliche Funktionen, wie verbesserte Sicherheit und Konfigurierbarkeit. Leider sind die Versionen nicht kompatibel. In Zukunft könnte OCPP durch die IEC 63110 ersetzt werden.

 

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