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Schematische Darstellung des neuen Schnellladesystems für Elektroautos mit nur zwei statt drei Leistungsstufen.
TH Köln

Schematische Darstellung des neuen Schnellladesystems für Elektroautos mit nur zwei statt drei Leistungsstufen.

In einem gemeinsamen Forschungsprojekt haben die TH Köln und AixControl ein zweistufiges Schnellladesystem für Elektromobilität entwickelt. Das neue System soll Lademöglichkeiten schaffen, die günstiger und batterieschonender sind und bidirektionales Laden ermöglichen, also das Abziehen und Nutzen des Batteriestroms des Elektroautos.

Da Elektroautos sehr unterschiedliche Ladespannungen benötigen, müssen Ladesäulen einen breiten Spannungsbereich abdecken. Ladesäulen haben dafür in der Regel drei Leistungsstufen. Das neue Schnellladesystem kann einen Spannungsbereich von 200 bis 900 Volt bedienen und hat nur zwei Leistungsstufen, was laut TH Köln zu Material- und somit Kosteneinsparungen führt.

Der Projektleiter Prof. Dr. Christian Dick vom Institut für Automatisierungstechnik der TH Köln erklärt: „Es ist uns gelungen, auf eine Leistungsstufe zu verzichten, indem wir in die zweite Stufe eine Art ‚Gangschaltung‘ integriert haben. Durch diese wird der Ausgangswert von 680 bis 840 Volt in die gewünschte Spannung übersetzt.“

Überstromungsschutz und Bidirektionales Laden

Mit zunehmendem Ladestand der Batterie muss im Ladevorgang zunehmend mehr Spannung bereitgestellt werden.

„Daher muss unter Umständen während des Ladevorgangs in einen höheren Gang geschaltet werden, was zu einer Überstromungsgefahr führen kann. Daher messen wir kontinuierlich die Stromamplitude. Werden die Spitzenwerte zu hoch, schalten wir die Stromzufuhr automatisch für einige Mikrosekunden ab, bis sich die Werte normalisiert haben. So schützen wir das System und die Batterie, ohne den Ladevorgang merklich zu verlangsamen“, erläutert Christian Dick weiter.

Das neue Schnellladesystem hat zudem eine Funktion für das bidirektionale Laden integriert. Es kann also nicht nur Laden, sondern der Elektroauto-Batterie auch Energie entziehen und einem anderen System zuführen, beispielsweise dem Hausspeicher.

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