Damit die Elektromobilität weiter Fahrt aufnehmen kann, ist ein verstärkter Ausbau der Ladeinfrastruktur erforderlich. Hierzu werden deutlich mehr DC-Schnellladestationen benötigt, für deren Prüfung Gossen Metrawatt neue Diagnosetester für zwei in Deutschland maßgebliche DC-Standards anbietet.
An DC-Schnellladestationen mit Ladeleistungen bis 450 kW lässt sich eine Batteriekapazität von 80 Prozent innerhalb von nur 20 bis 40 min. erreichen. Nach Angaben der Bundesnetzagentur befanden sich Anfang Dezember 2022 fast 13.000 Schnellladepunkte in Betrieb. Mit der Zunahme öffentlich zugänglicher DC-Ladestationen steigt auch die Nachfrage nach professioneller Prüftechnik für diese Anlagen. Da während des Ladevorgangs mehrere hundert Ampère bei hoher Spannung fließen, müssen die Sicherheitsanforderungen auch unter verschiedenen klimatischen Bedingungen, bei Fehlbedienungen sowie Beschädigungen durch Unfall oder Vandalismus erfüllt sein.
Wie alle von Laien bedienbaren, öffentlich oder gewerblich zugänglichen Ladesäulen unterliegen Schnellladestationen der Prüfpflicht zum Nachweis der elektrischen Sicherheit. Das Laden mit Gleichstrom an fest installierten Ladestationen ist nach DIN EN 61851-1 (VDE 0122-1) als Ladebetriebsart 4 mit einem hohen Sicherheitsstandard definiert. Als konduktiver Ladevorgang erfordert das DC Charging die ständige Verbindung von Fahrzeug und Ladepunkt über ein fest angeschlossenes Ladekabel, das zugleich dem Datenaustausch dient. Der von der Ladestation geregelte Ladevorgang muss gegen Überlastung und mögliche Brandgefahren gesichert sein und durch eine Verriegelung des Steckeranschlusses zuverlässigen Schutz gegen Berührungen oder Manipulationsversuche bieten.
Weltweit existieren unterschiedliche DC-Schnellladesysteme mit zueinander inkompatiblen Ladesteckern und Kupplungsvarianten. Für zwei in Deutschland maßgebliche Standards, CHA-deMO und das Combined Charging System CCS (Combo2), bietet Gossen Metrawatt jetzt neue Diagnosetester an. Während der PROFITEST H+E XTRA zur Überprüfung von CCS-Ladestationen dient, ermöglicht PROFITEST H+E XTRA C zusätzlich auch die Funktionsprüfung von CHAdeMO- und AC-Ladeprozessen. Dabei wird durch Simulation von Schnellladevorgängen mit DC-Quelle und Last innerhalb einer Minute ermittelt und angezeigt, ob die geprüfte Ladestation korrekt funktioniert. Prüfschritte und Ergebnisse können in einem Prüfprotokoll rechtssicher dokumentiert und als pdf-Datei abgespeichert werden.
Mit dem PROFITEST H+E XTRA C können zusätzlich zu CCS-Ladepunkten auch CHAdeMO- und AC-Ladestationen geprüft werden.
Das 2010 in Japan eingeführte CHAde-MO-Ladesystem für Elektroautos und Plugin-Hybride hat sich als erster Standard für das DC Charging etabliert und wird überwiegend von asiatischen Autobauern eingesetzt. Der Standard wurde durch die ISO international anerkannt und in die ISO/IEC 61851-23 und ISO/ IEC 61851-24 aufgenommen. Deutschlandweit sind mehrere tausend CHAdeMO-Ladepunkte mit Ladeleistungen zwischen 20 kW und 400 kW installiert.
Beim anderen Ladeverfahren, dem Combined Charging System (CCS), handelt es sich um ein offenes Ladesystem für Elektrofahrzeuge, das auf den internationalen Standards der IEC 61851-1, IEC 61851-23, Annex CC und der IEC 61851-24 für die Ladeeinrichtung basiert. Das System umfasst sowohl die Stecker als auch die Kontrollfunktionen und die Kommunikation zwischen Elektrofahrzeug und Infrastruktur. Der fahrzeugseitige CCS-Anschluss kombiniert das dreiphasige Wechselstromladen mit der Möglichkeit zum schnellen Gleichstromladen. Die Standards für Ladesteckverbinder sind nach IEC 62196 definiert. Die für das Gleichstromladen mit CCS vorgesehene erweiterte Kommunikation entspricht der DIN SPEC 70121 bzw. der ISO 15118-1. Seitens des Fahrzeugs wird die elektrische Sicherheit durch die ISO 17409 spezifiziert.
Die Funktionsprüfung beginnt mit einer Sichtprüfung der Einrichtung auf offenkundige Schäden oder Mängel. Für die anschließende messtechnische Funktionsprüfung von CHAdeMO- und CCS-Ladestationen wird der Diagnosetester PROFITEST H+E XTRA C mit dem Ladepunkt verbunden. Nach Anmeldung und Auswahl der entsprechenden Prüfsequenzen führt das Testgerät simulierte Ladevorgänge mit DC-Quelle und Last zur Bestimmung von Ladestrom, Ladezeit und Spannung durch.
Neben Messungen zur Isolationsfehlererkennung und den Messwerten für Gleichspannung und Gleichstrom wird die Konformität der Datenkommunikation nach ISO 15118-1 bzw. DIN SPEC 70121 bei CCS-Stationen oder dem betreffenden CHAdeMO-Protokoll geprüft. Bei erfolgreicher Prüfung mit ausreichender Ladeleistung konnte beim Ladevorgang eine Last von über 5 A gemessen werden und hat sich die Datenkommunikation zur Prozessregelung zwischen Ladestation und Fahrzeug als normativ korrekt erwiesen. Prüfsequenzen und Messergebnisse werden auf einem Grafik-Farbdisplay angezeigt, dessen integrierte Touch-Funktionalität für eine intuitive Bedienung sorgt.
Der Diagnosetester PROFITEST H+E XTRA ist für die Überprüfung von DC-Schnellladestationen im CCS-Format spezifiziert
PRÜF- UND MESSKRITERIEN
Prüfberechtigt sind Elektrofachkräfte, die über ausreichendes Basiswissen zur Beurteilung der Messwerte und Prüfungen von DC Schnellladesystemen verfügen. Die eingesetzten Mess- und Prüfgeräte müssen den geltenden Hersteller- und Gerätenormen entsprechen und eine richtlinienkonforme Durchführung der Mess- und Prüfschritte gewährleisten.
Als normative Grundlage fungiert die DIN EN 61557 (VDE 0413) für die „Elektrische Sicherheit in Niederspannungsnetzen bis AC 1.000 V und DC 1.500 V – Geräte zum Prüfen, Messen oder Überwachen von Schutzmaßnahmen“. Die zulässigen Anwendungsbereiche von Mess- und Prüfgeräten in Niederspannungsnetzen werden durch die in der IEC 61010-1 festgelegte Messkategorie bestimmt.
Prüfungsinhalte und Fristen ergeben sich u.a. aus den Normvorgaben der DIN EN 61851-1/22/23/24 (VDE 0122-1/2-2/2-3/2-4), ISO 15118-1, DIN SPEC 70121, IEC 60364-6 / DIN VDE 0100-600, EN 50110-1 / DIN VDE 0105- 100 sowie aus den Hersteller- und Errichterhinweisen und je nach Installationsort und Nutzungsart auch aus gesetzlichen Vorgaben. Weitere Anforderungen leiten sich ab aus dem Arbeitsschutzgesetz, der Betriebssicherheitsverordnung, den Richtlinien des ZVEH sowie den Unfallverhütungsvorschriften der Berufsgenossenschaften.
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Gossen Metrawatt GmbH
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