Störungsfreies Laden von elektrischen LKW im Megawatt-Charging-Bereich
Wissenschaftler des Forschungs- und Transferzentrums (FTZ) der Westsächsischen Hochschule Zwickau (WHZ) entwickeln neue Lösungen, um die störungsfreie Ladekommunikation für den Einsatz von Megawatt-Charging-Systemen (MCS) für Elektrofahrzeuge zu verbessern. Dies 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 können Spannungen von bis zu 1250 Volt und Ströme von bis zu 3000 Ampere genutzt werden – Werte, die deutlich über denen herkömmlicher Schnellladesysteme 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, dass eine optimierte Auslegung der Kommunikationskanäle und der Einsatz von Abschirmungen wesentlich sind, um die Störfestigkeit der Ladekommunikation zu garantieren und den gestiegenen Anforderungen gerecht zu werden. Durch die Verbesserung der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) des bisherigen Kommunikationssystems konnte die Störfestigkeit signifikant gesteigert werden. 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, 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.
Über das Forschungs- und Transferzentrum e.V. (FTZ)
Im Jahr 2023 erzielte der FTZ e.V. mit Forschungs- und Entwicklungsaufträgen aus Industrie, Bund und Ländern rund 2,6 Mio. Euro und beschäftigt über 60 Mitarbeitende in 11 Forschungsschwerpunkten. Der Verein wurde am 08. November 1994 gegründet und ist durch einen Kooperationsvertrag eng mit der WHZ verknüpft. Ziel ist es, die Zusammenarbeit mit Industrie, Wirtschaft und Kommunen in der Region zu fördern und die WHZ auf den Gebieten der Forschung und Entwicklung, des Wissenstransfers sowie der praxisorientierten Lehre zu unterstützen. Der Verein bietet für Unternehmen und Beschäftigte wissenschaftliche Weiterbildungsangebote in den Bereichen Technik, Wirtschaft und Soziales an.
Wissenschaftlicher Ansprechpartner:
Prof. Dr.-Ing. Matthias Richter
E-Mail: matthias.richter@fh-zwickau.de
Telefon: 0375 536 1600
Weitere Informationen:
http://www.ftz-zwickau.de
http://www.whz.de
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