Bild 1: Auch kommunale Unternehmen, z.B. die Betreiber von Krankenhäusern, setzen darauf, eine eigene Ladestruktur für Mitarbeiter und Besucher aufzubauen. (Bild: Bender)

Auch kommunale Unternehmen, z.B. die Betreiber von Krankenhäusern, setzen darauf, eine eigene Ladestruktur für Mitarbeiter und Besucher aufzubauen. (Bild: Bender)

Auch kommunale Unternehmen, zum Beispiel Betreiber von Krankenhäusern mit mehreren Standorten, setzen darauf, eine eigene Ladeinfrastruktur aufzubauen. Damit bieten sie Mitarbeitern und Besuchern eine Lademöglichkeit. Derartige Ladelösungen müssen zukunftsfähig sein und die Möglichkeit einer späteren Erweiterung berücksichtigen. Zusätzlich sollte der Ladevorgang einfach und die Abrechnung leicht nachvollziehbar sein. 

Update vorhandener Ladeinfrastruktur

Gerade bei der Nachvollziehbarkeit und bei der Eichrechtskonformität können schnell Probleme auftreten. In einem konkreten Fall wandte sich der Krankenhausbetreiber an die Firma E-Mobility Ladekonzepte, die gemeinsam mit Bender ein neues Ladekonzept entwickelte, um die bereits vorhandene Infrastruktur auf den aktuellsten Stand der Technik zu bringen und um weitere Ladestationen für verschiedene Abrechnungsmöglichkeiten zu erweitern.

Dabei wurden die vorhandenen Ladepunkte so nachgerüstet, dass es an mehreren Standorten des Klinikums neben den umgebauten auch neu errichtete Ladesäulen gibt, die sowohl der unternehmenseigene Fuhrpark als auch Mitarbeiter und Besucher benutzen können.

Die Charge Controller CC612 und CC613 von Bender bilden die Grundlage für eine AC-Ladestation oder Wallbox und verfügen über eine Vielzahl an Schnittstellen. (Bild: Bender)
Die Charge Controller CC612 und CC613 von Bender bilden die Grundlage für eine AC-Ladestation oder Wallbox und verfügen über eine Vielzahl an Schnittstellen. (Bild: Bender)

Der richtige Laderegler für sicheres Laden

Die Charge Controller CC612 und CC613 von Bender bilden die Grundlage für eine AC-Ladestation oder Wallbox, die wirtschaftlich und sicher ist. Der kompakte Aufbau in Kombination mit einer Vielzahl integrierter Schnittstellen und Funktionalitäten eröffnet einen breiten Einsatz des Controllers von vernetzten Ladeinfrastrukturen bis hin zur Wallbox – normenkonform gemäß der neuen IEC 62955 DC-Fehlerstromüberwachung.

DC-Fehlerstromerkennung für mehr Sicherheit

Die in dem Charge Controller integrierte 6-mA-Gleichfehlerstromerkennung nach IEC 62955 ersetzt die Notwendigkeit eines teureren RCDs Typ B (Residual Current Device). Die Kombination aus elektronischer Gleichfehlerstromüberwachung und einem RCD Typ A, die sämtliche normativen Anforderungen an den Schutz vor Fehlerströmen erfüllen, ist hierbei völlig ausreichend.

Weiterhin bietet diese Technik ein hohes Maß an Sicherheit und Verfügbarkeit sowohl für das Ladesystem als auch für das zu ladende Fahrzeug, denn der Controller reagiert nicht erst auf kritische Gleichfehlerströme. Vielmehr werden bereits kleine Differenzströme, die auf Verschlechterungen hindeuten, frühzeitig erkannt, gemeldet und der Ladevorgang bewusst, noch vor Auslösung des RCDs, beendet.

Außerdem lassen sich durch das frühzeitige Erkennen eines möglichen DC-Fehlerstromes Vor-Ort-Einsätze durch einen Servicetechniker auf ein Minimum reduzieren. Damit ist die eingebaute 6-mA-DC-Fehlerstromerkennung sowohl für Betreiber als auch für Flottenmanager interessant.

Daneben können dem Fahrzeugbesitzer oder Flottenbetreiber während des Ladevorgangs zusätzlich gezielte Informationen aus dem kontinuierlichen Monitoring der AC- und DC-Fehlerströme über verschiedene Ladezyklen hinweg zur Verfügung gestellt werden. Diese bieten ihm die Möglichkeit, frühzeitig Fehler zu erkennen. Zusätzlich punkten die Ladecontroller mit der Überwachung der internen Hardware und einer Temperaturregelung mittels Sensoren, die im Falle einer Überhitzung die Ladeleistung regulieren und so einen Ausfall des Ladesystems vermeiden.

Smarter und intelligenter Betrieb von vernetzter Ladeinfrastruktur benötigt die entsprechenden Schnittstellen und Kommunikationsstandards. (Bild: Bender)
Smarter und intelligenter Betrieb von vernetzter Ladeinfrastruktur benötigt die entsprechenden Schnittstellen und Kommunikationsstandards. (Bild: Bender)

Die IEC 62955

Im März 2018 trat die IEC 62955 als neue Produktnorm für Geräte zum Fehlerschutz in AC-Ladestationen für Elektrofahrzeuge in Kraft. Als internationale Norm gilt sie für Fehlergleichstrom-Nachweiseinrichtungen (RDC-DD) für dauerhaft angeschlossene AC-Ladestationen für Elektrofahrzeuge (Ladebetriebsart 3 von Elektrofahrzeugen, nach IEC 61851-1 und IEC 60364-7-722), bezeichnet als RDC-MD (Fehlergleichstrom-Überwachungseinrichtungen) oder als RDC-PD (Fehlergleichstrom-Schutzeinrichtung), für Bemessungswechselspannungen nicht größer als 440 V mit Bemessungsfrequenzen von 50 Hz, 60 Hz oder 50/60 Hz und Bemessungsströmen nicht größer als 125 A.

Dynamisches Lastmanagement entlastet das Netz

Die intelligente Verteilung der aus dem Netz verfügbaren Energie und die Gewährleistung eines stabilen Stromnetzes sind weitere, immer wichtigere Herausforderungen für die Betreiber von Ladeinfrastruktur. Ein eigens entwickeltes und in den Controller integriertes dynamisches Lastmanagement (DLM) ermöglicht ein Lastmanagement mit bis zu 250 Ladepunkten innerhalb eines lokalen DLM-Netzes. Dabei wird die gesamte zur Verfügung stehende Energie dynamisch und effektiv unter Nutzung verschiedener Profile verteilt.

Durch diese optimierte Verteilung der verfügbaren Energie unter allen zu ladenden Fahrzeugen wird sowohl eine Netzüberlastung und damit Schäden an der Elektroinstallation verhindert, als auch einer dadurch möglichen Brandgefahr vorgebeugt.

Die stetig weiterentwickelte DLM-Software ist interoperabel mit Ladepunkten sämtlicher Hersteller, die ebenfalls auf die Bender-Technik setzen. Somit lassen sich Ladeparks durch deren Betreiber einfach erweitern. Zudem besteht die Möglichkeit, verschiedene Modelle miteinander zu kombinieren. Darüber hinaus ermöglicht die integrierte Ethernet-Schnittstelle zusammen mit dem integrierten DLM eine sehr einfache Umsetzung von vernetzten und miteinander kommunizierenden Ladeinfrastrukturen.

Zukunftsfähige Kommunikationsstandards

Als Gehirn einer jeden intelligenten Ladestation kommuniziert der Laderegler mit dem Fahrzeug und dem angeschlossenen Backend (Abrechnungsschnittstelle). Er überwacht die interne Hardware des Ladesystems, die Nutzerschnittstellen sowie die Ladedose und das Ladekabel.

Durch die Unterstützung von OCPP (Open Charge Point Protocol) 1.5 & 1.6 (JSON & SOAP) sowie durch GSM-, Ethernet- und Wi-Fi-Schnittstellen oder das integrierte 4G-Modem lassen sich die Ladepunkte über den Controller sehr einfach in bestehende Backend- und Roamingsysteme wie has-to-be, Virta, Plugsurfing, Hubject oder weitere einbinden und per Fernzugriff updaten und verwalten. Außerdem wird dem Endnutzer hierüber eine sehr komfortable Autorisierungsmöglichkeit über RFID, App oder Giro-e geboten.

Die integrierte Powerline -Kommunikation (PLC) nach ISO15118 zur Umsetzung von Plug & Charge, bidirektionaler Kommunikation mit dem Fahrzeug sowie der intelligenten Anbindung an Energie-Management-Systeme (EMS) sind weitere Bestandteile des Ladereglers, der damit bereits zukünftige Anforderungen erfüllt.

Die Laderegler bilden auch die technische Basis für eine eichrechtskonforme Abrechnung. Eichrechtskonforme Lösungen sollen für Klarheit sorgen und eine kWh-genaue Abrechnung sicherstellen. (Bild: Bender)
Die Laderegler bilden auch die technische Basis für eine eichrechtskonforme Abrechnung. Eichrechtskonforme Lösungen sollen für Klarheit sorgen und eine kWh-genaue Abrechnung sicherstellen. (Bild: Bender)

Eichrechtskonforme Abrechnung möglich

Auch die technische Basis für eine eichrechtskonforme Abrechnung wird über die Kombination mit dem Laderegler CC612 (Vorgänger des CC613) möglich. Eichrechtskonforme Lösungen sollen beim Laden von Elektrofahrzeugen für Klarheit sorgen und kWh-genaue Abrechnungen sicherstellen.

Die technische Basis für eine eichrechtskonforme Abrechnung wird über die Kombination des Ladereglers CC612 mit dem von der Firma EMH entwickelten Energiezähler und der Transparenzsoftware möglich. Die herstellerübergreifende Transparenzsoftware-Lösung bietet eine einfache und transparente kWh-genaue Abrechnung von Strom für technische Betreiber von Ladeinfrastruktur (CPO), Backend-Betreiber und Endkunden. Der CPO wird nicht gezwungen, sich auf eine proprietäre Lösung bzw. eine vorgegebene Kombination aus Ladepunkt-Hardware und Backend festzulegen.

Eine eichrechtskonforme Abrechnung ist dabei nicht nur für den öffentlichen Raum, sondern auch beim Laden von Firmenfahrzeugen am privaten Hausanschluss bezüglich einer anschließenden Verrechnung mit den Arbeitgebern gesetzlich erforderlich. Letztlich lässt sich so eine Ladelösung aufbauen, die nur eine einzige Bezahlfunktion für alle Ladevorgänge wie für das Laden am Arbeitsplatz, das Laden des Dienstfahrzeugs zu Hause oder das Laden unterwegs ermöglicht. Für die Mitarbeiter des erwähnten Krankenhauses geschieht die Abrechnung zum Beispiel über eine zentrale Stelle bei der Finanzbuchhaltung der Klinik. (na)

Autoren

Dr. Fabian Horst ist Produktmanager in der Business Unit eMobility bei Bender. Marita Schwarz-Bierbach arbeitet im Bereich Kommunikation bei Bender

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