Zwickauer Wissenschaftler entwickeln neue Lösungen, um das störungsfreie Schnell-Laden von E-Lkw zu verbessern. Die Leistungen des Forschungs- und Transferzentrums FTZ der Westsächsischen Hochschule Zwickau sind für den Einsatz von Megawatt-Charging-Systemen (MCS) gedacht. Das erfordert unter anderem Anpassungen in internationalen ISO-Normen.
Das Megawatt-Charging-System (MCS) ist ein innovatives Schnellladesystem, das darauf ausgelegt ist, die Batterien von Elektro-Lkw schnell und effizient zu laden. Dadurch können diese bald vergleichbare Reichweiten wie herkömmliche Verbrennerfahrzeuge erreichen, ohne lange Standzeiten beim Ladevorgang. Mit dem MCS lassen sich Spannungen von bis zu 1250 Volt und Ströme von bis zu 3000 Ampere nutzen. Das sind Werte, die deutlich über denen herkömmlicher Schnell-Ladesysteme liegen. Um die neuen Herausforderungen in Bezug auf die Ladekommunikation zwischen Ladestation und Fahrzeug zu bewältigen, analysierte die „FTZ -Arbeitsgruppe Elektromagnetische Verträglichkeit & Automobilelektronik“ die Robustheit und Störfestigkeit der Kommunikationssysteme und arbeitet an neuen Lösungen für die Datenübertragung. „Die optimierte Auslegung der Kommunikationskanäle und die Einführung von Abschirmungen sind essenziell, um die erhöhten Anforderungen der neuen Hochleistungsladetechnik zu erfüllen“, erklärt FTZ-Projektleiter und Vorstandsvorsitzender Prof. Dr. Matthias Richter. Hierfür seien jedoch auch Änderungen in internationalen Normen notwendig.
Neue Lösungen für die Datenübertragung
Die Ergebnisse zeigen: Eine optimierte Auslegung der Kommunikationskanäle sowie Abschirmungen sind wesentlich für eine garantierte Störfestigkeit der Ladekommunikation. Durch die Verbesserung der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) des bisherigen Kommunikationssystems lässt sich die Störfestigkeit signifikant steigern. Das Forschungsteam hat mehrere Vorschläge für ein optimiertes Design entwickelt, die eine schrittweise Anpassung der Robustheit der Systeme ermöglichen. Dazu gehören Verbesserungen im Kommunikationskanal sowohl des Ladeequipments als auch des Fahrzeugs. Weiterhin die Nutzung differentieller Signalübertragung in der Powerline-Kommunikation, die Optimierung der Impedanz an den Schnittstellen und die Erprobung alternativer Übertragungstechnologien.
Anpassung internationaler Normen
Diese Verbesserungen stellen sicher, dass die Systeme den aktuellen Grenzwerten entsprechen und eine ausreichende Störfestigkeit erreichen. Zudem ermöglichen die Ergebnisse eine Anpassung der Grenzwerte für Hochvolt-Leitungen speziell für die MCS-Ladetechnologie in der internationalen Norm IEC 61851-21-2. Es sind jedoch noch normative Anpassungen am Power Line Communication (PLC) System notwendig, da diese von den bestehenden Standards in der ISO 15118 und der DIN SPEC 70121 abweichen.
