Was bedeutet elektrisches Laden bei Fahrzeugen?

Elektrisches Laden beschreibt die Übertragung von Energie und Informationen zwischen einer Ladesäule oder Wallbox und eines Elektrofahrzeuges. Ein wichtiger Aspekt beim elektrischen Laden eines Elektrofahrzeuges ist die Kommunikation zwischen einer Ladesäule oder Wallbox und eines Fahrzeuges. Ziel ist der kontrollierte Transfer von Energie zwischen den beiden Parteien. Dieser Ladevorgang kann über Wechsel- oder über Gleichstrom erfolgen. Bei Wechselstrom ist die einfachste Methode über die normale Haushaltssteckdose zu laden. Damit hat man jedoch nur eine geringe Leistung. Eine Alternative ist eine Wallbox. Auch hier fließt Wechselstrom, jedoch hat eine solche Wallbox wesentlich mehr Leistung. Vergleichbar dazu ist eine AC-Ladesäule. Eine weitere Möglichkeit ist das Laden über eine Gleichstrom-Ladesäule. Dort ist die Ladeleistung noch einmal höher, da damit die Batterie direkt geladen werden kann.

Wozu braucht man elektrisches Laden?

Ganz grundlegend braucht ein Elektrofahrzeug elektrische Energie, um fahren zu können. Wichtig ist dieses Thema dabei sowohl für diejenigen, die die Ladeinfrastruktur zur Verfügung stellen – also die Hersteller von Wallboxen und Ladesäulen, als auch für die Entwickler von Elektrofahrzeugen, also die Automobilhersteller. Diese beiden Seiten müssen miteinander kommunizieren und Parameter des Ladevorgangs austauschen können.

Elektrisches Laden von Fahrzeugen wird ein zunehmend wichtigeres Thema, gerade auch mit Blick auf die Energiewende. Deshalb haben sich in den letzten Jahren Ladestandards entwickelt. In Japan ist das etwa CHAdeMO, in Europa die ISO 15118/IEC 62196. Die Entwicklung ist hier jedoch noch nicht abgeschlossen. Aktuell sind die Standards nicht optimal aufeinander abgestimmt und es gibt einige Lücken. So können beispielsweise nur bestimmte Ladesäulen mit gewissen Fahrzeugen kommunizieren. Eine Problematik, die sich im Moment eher verschlimmert als verbessert. Es drängen immer mehr Produkte auf den Markt und die Breite an Lösungen wird zunehmend größer. Die Diversität und die Interoperabilitätsprobleme nehmen dadurch zu, bis es zu einer Konsolidierung und der Anpassung des ISO Standards kommt. Bis es soweit ist, wird es jedoch noch dauern und alle Ladesäulen, die bis dahin installiert wurden, erfüllen einen solchen Standard noch nicht.

Wie hängt elektrisches Laden mit Embedded Systemen zusammen?

Embedded Systeme sind eine spezifische Elektronik, die mit einer Software versehen ist, welche ausschließlich auf dieser Hardware läuft. Für das elektrische Laden werden sowohl auf der Ladeseite als auch auf der Fahrzeugseite Embedded Systeme eingesetzt. Diese übernehmen die Steuerung und Überwachung des Leistungsteils beim Ladevorgang sowie die Kommunikation zwischen den Parteien auf Low- und High Level Ebene.

Was lernt man im E-Learning der Embedded Academy zum elektrischen Laden?

Die E-Learnings dieses Kurses führen den Nutzer in die Thematik des Ladens von Elektrofahrzeugen ein.

Der Fokus des ersten E-Learnings liegt auf der Kommunikation im elektrischen Laden von Fahrzeugen. Daher werden zunächst die Konzepte des Pilotsignals und des Tastverhältnisses eingeführt, bevor verschiedenen Lademodi und alle Kommunikationsmechanismen beschrieben werden, beispielsweise die sogenannte Low Level Communication und die High Level Communication. Low Level ist, grob beschrieben, der grundlegende Handshake, während bei der High Level Communication viel mehr Daten – auch verschlüsselte – übertragen werden.

Danach ergänzt ein weiteres E-Learning das Grundlagenwissen um Inhalte zur Abhängigkeit des Ladeverhaltens vom State-of-Charge (SOC) und bidirektionales Laden. Weiter konzentriert sich ein E-Learning insbesondere auf das automatisierte Laden. Um das Laden von E-Fahrzeugen im Alltag kennenzulernen, werden auch Anwendungsfälle für das Laden von E-Fahrzeugen diskutiert. Außerdem ist es wichtig, über das Ladenetz informiert zu sein, was Themen wie Energieerzeugung und grüne Energie einschließt. Diese vier E-Learnings werden derzeit nur auf Englisch angeboten.