Volkmar Tanneberger, Volkswagen

Dr. Volkmar Tanneberger, Leiter der Volkswagen Elektrik-/Elektronik-Entwicklung, ist Mitglied bei CharIN e.V. Die Iniatiative setzt sich für Standards in der Elektromobilität ein. Bild: Volkswagen

Der flächendeckende Erfolg der Elektromobilität wird von einer standardisierten Ladetechnologie abhängen, die dem Kunden eine schnelle und robuste Lademöglichkeit seines E-Fahrzeuges bietet. Fünf deutsche Autohersteller haben sich zusammengeschlossen, um einen "offenen Weltstandard" zu initiieren. Ihre Ergebnisse präsentierten sie kürzlich auf dem jährlichen Automobil-Elektronik-Kongress in Ludwigsburg. Ihre Mission: eine Übersicht der Ladeinfrastruktur zu geben und eine standardisierte Schnittstelle zu koordinieren. Die Treiber der Initiative heißen: Dr. Christoph Grote (BMW), Ricky Hudi (Audi), Harald Kröger (Daimler), Axel Heinrich und Volkmar Tanneberger (beide Volkswagen), sowie Uwe Michael (Porsche).

2009 hat sich die Initiative Ladeschnittstelle gebildet, die sich im Anschluss im Jahr 2012 in Richtung USA und Asien internationalisiert hat. Auf dieser Initiative aufbauend, hat sich 2015 aus 10 internationalen OEMs, beziehungsweise Tier-1-Lieferanten der „CharIN e.V.“ gegründet. 18 weitere Mitglieder sind mittlerweile noch dazu gestoßen sind und weitere Interessenten kündigen sich an.

 

Combined Charging System als Standard

Organisatorisch bildet sich die CharIN e.V. aus einem Vorstand mit seinem Vorsitzenden Claas Bracklo und dem Schatzmeister Waldemar Schweigert, sowie dem Steuerkreis mit 10 Mitgliedern. Der CharIN e.V. setzt sich hierbei mit 6 Kernthemen der Ladetechnologie auseinander und wird auch die Internationalisierung weiter vorantreiben, die mit der Eröffnung eines Asienbüros in Hong Kong im März diesen Jahres begann und mit einer Einheit in den USA zügig ergänzt werden soll. Das Combined Charging System soll weiterhin als einziger offener/internationaler Hochleistungslade-Standard global etabliert werden.

Was waren im Rückblick die Herausforderungen in der Standardisierung des Combined Charging Systems? Vornehmlich galt es, die Herausforderungen aller Stakeholder zu identifizieren, analysieren und die richtigen Lösungen zu suchen. Beispiele hierfür wären neben verkürzten Ladezeiten durch Hochleistungs-Ladesysteme, auch ein langfristiger Investitionsschutz, um den anfänglich fehlenden Return on Investment zu kompensieren. Auf technischer Ebene bestand die Herausforderung darin, eine Auf- und Abwärtskompatibilität sowie Interoperabilität sicherzustellen, um sowohl auf Software- als auch Hardwareseite eine einheitliche Technologie zu gewährleisten.

Somit lassen sich als bisherige Erfolge für die CCS Aktivitäten auf technischer Seite eine standardisierte Ladedose im Fahrzeug, sowie eine hohe Reife bezüglich der Normung für Ladeleistungen bis 200kW und deren Interoperabilität nennen. Auf politischer Ebene können ein internationales Agreement (SAE International), sowie die Überführung in EU-Recht (EU directive 2014/94/EZ) als Erfolg gewertet werden. Das Combined Charging System kann somit als eingeführter und etablierter Standard bezeichnet werden. Dies bemisst sich auch in Erfolgszahlen, wie den 28 Mitgliedern des CCS Verbundes, den weltweit mehr als 2.500 Schnellladestationen und einer Vielzahl an Fahrzeugen, die den CCS Standard unterstützen.

 

Gründungsmitglieder von CharIn e.V.
Mitglieder von CharIn e.V. Quelle: CharIn e.V.

Doch was folgt nun auf den Erfolg des CCS Systems als nächste technische Herausforderung der Standardisierung? Mit der High Power Charging (HPC) Technologie wird es nun möglich sein, trotz steigender Batteriekapazitäten und erhöhter Fahrperformance, eine signifikante Senkung der Ladezeiten zu erreichen. Mit CCS und den damit möglichen Ladeleistungen von 50kW, dauerte es bislang noch 21 Minuten um 100km Reichweite nachzuladen. Perspektivisch benötigt ein HPC System dank einer Leistung von bis zu 350kW lediglich knapp 4 Minuten für 100 Kilometer. Somit lässt sich der Wunsch des Kunden nach Flexibilität beim Laden, auch auf der Langstrecke erfüllen.

Jedoch bieten diese großen (Lade-) Leistungen auch Herausforderungen: denn höhere Ströme erfordern für gewöhnlich größere Leitungsquerschnitte, um maximal zulässige Temperaturen auf Kontakt- und Oberflächenebene einzuhalten. Dies würde bei konventioneller Bauart eine Verdopplung der Querschnitte von 50 auf dann 100mm² bedeuten, was faktisch nicht mehr für den Kunden handhabbar wäre. Somit lässt sich als Ziel formulieren: Mehr als 300A Ladestrom, in Verbindung mit einem handhabbaren Ladekabel. Dies lässt sich am einfachsten durch ein gekühltes Ladekabel realisieren, bei dem die zulässigen Temperaturgrenzen eingehalten werden. Ähnlich den Bemühungen zur CCS Standardisierung werden auch beim HPC auf ISO/IEC Ebene bis Mitte 2018 im Wesentlichen Abstimmungen bzgl. Standardisierungen der DC Ladesäulen, den AC/DC-Steckern und der PLC Kommunikation stattfinden.