Zum schnellen Laden von Elektrofahrzeugen dient die zweite Generation der Steckerserie J1772.

Zum schnellen Laden von Elektrofahrzeugen dient die zweite Generation der Steckerserie J1772.ITT Interconnect Solutions

Mit der Einführung der SAE-Spezifikation J1772 im Januar 2010 als gültiger Standard in den USA und in Japan für das Aufladen von Elektrofahrzeugen nach Level 1 und 2 wurden dringend robuste Fahrzeugsteckvorrichtungen und -stecker benötigt, die die strengen Prüfanforderungen gemäß UL 2251 für die offizielle Zulassung bestehen konnten, um die Produktionskapazitäten für Elektrofahrzeuge zu fördern. ITT Interconnect Solutions präsentierte im Sommer 2010 seinen J1772-Ladestecker für Elektrofahrzeuge. Das Produkt ist für Level 2 bei 75 A mit vier Stunden oder weniger Ladezeit UL-zertifiziert. Das modulare Design erlaubt Ladeströme von 15, 30 und 75 A. Das Produkt besteht aus einem Stecker in HEP-Federkontakt-Technik mit zusätzlichen CIR-Federn (CIR-Springs), deren Anzahl vom gewählten Ladestrom abhängt (4 beim 75-A-Ladevorgang) sowie einer normalen Fahrzeugsteckvorrichtung mit zwei Strom-, einem Erdungs- und zwei Signalkontakten. Das Produkt wird, laut ITT Interconnect Solutions, schon von den meisten Herstellern der Ladeinfrastruktur (EVSE) verwendet. Zu ihnen zählen Aero Vironment, Schneider Electric, BYD und Clipper Creek. Anfang des Jahres präsentierte der Hersteller die Stecker J1772 Generation 2 und gab die bevorstehende Einführung der IEC- und GB-Ladeanschlüsse bekannt.

Zuverlässig und funktional

Der für Ladeströme gemäß SAE AC Level 1 und Level 2 (Fassung 201001 SAE J1772) spezifizierte J1772, Generation 2, ist ebenfalls modular aufgebaut. Das ermöglicht eine Aufladung über einen Bereich von 15 A / 120 V bis 75 A / 240 V – mit demselben Anschluss bei voller Aufladung in höchstens vier Stunden. Die J1772, Generation 2, erfuhr auch hinsichtlich Funktionalität, Ästhetik und Ergonomie Verbesserungen.

Täglich zugreifen

Ted Worroll, Global Product Manager bei ITT Interconnect Solutions in Basingstoke, erläutert: „Wir haben anhand der Bewertung und Rückmeldung von Ziel- und Untersuchungsgruppen das Aussehen, die Gestalt und das Material des Steckergriffs verändert und so Griffigkeit und allgemeines Griffgefühl verbessert. Diese Faktoren sind wichtig, da der Fahrer eines Elektrofahrzeugs den Stecker täglich in der Hand hat. Der Griff des J1772 weist eine stromlinienförmigere Oberflächenstruktur auf, was die Handhabung erleichtert und ist im Fingerbereich mit Santoprene ausgestattet, damit der Stecker leicht mit einer Hand gehalten werden kann.“ Die richtige Steckverbindung wird hör- und fühlbar bestätigt. Die Strom- und Erdungskontakte der fahrzeugseitigen Steckvorrichtung sind berührungssicher ausgeführt.

Das Kabel ist flexibler ausgelegt, um den Bedienkomfort von Ladeeinheiten mit Kabeleinzug zu gewährleisten, und es ist mit einem verbesserten Kabelmanagementsystem ausgestattet, bei dem die Endgehäuse unserer Baureihe VEAM CIR zum Einsatz kommen. Ted Worroll ergänzt: „Eine große Veränderung bei Generation 2 ist die Verfügbarkeit als Kit und die Eignung für den Kundenanschluss. Darüber hinaus wurde die Auswahl der möglichen Kabel erweitert, die die Steckverbindung aufnehmen kann, um den Systemen und Verfahren gerecht werden zu können.“

Zulassungspflichtig

Mit dem Gen2-J1772-Stecker hat ITT Interconnect Solutions ein Typ-1-System für den Einsatz in den USA, Japan sowie Australien und dem südwestlichen Pazifik angeboten, das japanische und US-amerikanische Hersteller bei Exportmodellen für den europäischen Markt verwenden können. Beim Entwickeln des Elektrofahrzeugmarktes hat sich allerdings gezeigt, dass europäische Hersteller bei ihren Neuwagen verstärkt auf das Stecksystem Typ 2 nach IEC62196 setzen. Das serienmäßige System verwendet Dreiphasenstrom, wodurch sich die Ladedauer verkürzen lässt. „ITT Interconnect Solutions verfügt über die einzige UL- und CE-zugelassene J1772-Steckvorrichtung, die für einen Ladestrom von 75 A ausgelegt ist, was die Ladedauer im Vergleich zu Konkurrenzprodukten auf weniger als die Hälfte reduziert“, bestätigt Worroll. Zu den Produktverbesserungen beim J1772, Generation 2, gehören fahrzeugseitig eine federbelastete Buchsenabdeckung mit Dichtheit bis IP66. Stecker und Steckvorrichtung eignen sich für den Einsatz bei Regen, Schneeregen, windgetriebenem Staub und äußerem Eisansatz (UL50 Typ 3R/3S). Der britische Hersteller integriert Kontaktlamellen anstatt CIR-Springs, weil diese mehrere elektrische Kontaktpunkte zwischen Stift und Buchse aufweisen und die Kontaktzuverlässigkeit erhöhen sowie die Herstellungskosten senken. Der Stecker ist in kundenspezifischer Farbe, Branding und wahlweise mit Standard- oder Wendelkabel lieferbar.

Bauteilprüfungen und -Test

Die Kontakte haben eine Kupferlegierung und die Kontaktfedern bestehen aus Berylliumkupfer. Das Kabel entspricht UL Type EVE, mit 5 oder 4 Adern, und der Steckergriff ist mit einer thermoplastischen Elastomer-Zugentlastung für erhöhte Flexibilität ausgestattet. Der Isolationswiderstand beträgt mehr als 100 MΩ in gestecktem Zustand. Zu den Prüfungen, denen die J1772-Steckverbinder gemäß UL2251, IEC62196 und gesonderter Anforderungen der Automobilindustrie unterzogen wurden, gehören Überrollen mit Fahrzeug (4893 N), Schlag (890 N), Vibration (10 bis 55 Hz), Stoß (100 g) sowie Beständigkeit gegen Sprühwasser und Eis, Fallprüfungen, Erwärmung auf maximal 50 ºC und Steckzyklen (10.000).

Auf einen Blick

Die Auflagen für Ladestecker in der Elektromobilität stellen diverse Ansprüche, die nach Level 1 und 2 spezifiziert sind. Akzeptanz bei Herstellern der Ladeinfrastruktur findet der robuste J1772, der bei 72 A weniger als vier Stunden zum Aufladen benötigt. Durch seinen modularen Aufbau kann er aber auch Ladeströme von 15 oder 30 A übertragen.