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E-Vehicles | Ladetechnik 10 2020 Elektronik automotive 23 Etwas anders verhält es sich mit der zweiten Variante dem sogenannten invertierten Pantographen In dieser Variante ist der Pantograph Teil der Infrastruktur Er senkt sich ab um eine Verbindung mit dem Fahrzeug herzustellen Dieses wiederum ist lediglich mit dem starren Gegenstück den Kontaktschienen ausgestattet Hier ist eine automatisierte Aktivierung der Ansteuerung des festen Aufbaus durch das Fahrzeug nötig um die Mechanik in Bewegung zu versetzen Der lediglich über Kabel kommunizierende CCS-Standard steht dabei nicht zur Verfügung weil der invertierte Pantograph mittels einer drahtlosen Verbindung gesteuert werden muss Der Standard ISO 15118-8 nennt hierzu zwar das Kommunikationsmedium WLAN lässt jedoch eine detaillierte Beschreibung zum Informationsaustausch vermissen Die Aktualisierung ist mit der Version ISO 15118-20 bereits auf den Weg gebracht allerdings steht ein offizielles Release noch aus Um dennoch ein einheitliches Verfahren aufzusetzen hat sich die Industrie selbst beholfen So einigte man sich auf den Industriestandard OppCharge der für Leistungen bis zu 600 kW vorgesehen ist Dahinter steckt eine über WLAN angesteuerte drahtlose Punktzu-Punkt-Verbindung Dabei setzt der Standard auf IEEE 802 11a in der ISO 15118 wird jedoch der 802 11n referenziert Die ISO 15118-20 nennt diese Technologie Automatic Connection Device ACD und meint damit den in der Infrastruktur montierten Stromabnehmer Ein weiterer elementarer Unterschied Bild 2 zum Standard OppCharge ist die Architektur der Drahtlosverbindungen OppCharge empfiehlt einen separaten Access-Point auf jedem Lademast zu platzieren um das Fahrzeug am Ladepunkt zu identifizieren Hier muss allerdings ein Überlappen der Funkkanäle von identischen Systemen berücksichtigt oder sogar ausgeschlossen werden Hingegen wird in der ISO 15118-20 eine mögliche Architektur erwähnt sie schließt aber keine Weiteren aus In beiden Fällen bleibt die Drahtlosverbindung und somit das Ladeprotokoll während des Ladevorgangs aktiv Die vorhandenen Kontakte am Pantographen sind vollständig belegt Die Physical Earth PE als gemeinsame Masseanbindung DC+ und DCfür die Leistungsübertragung sowie Control Pilot CP zur Detektion ob eine konduktive Verbindung besteht Bild 1 Unterschiedliche Pantographen und damit verbundene Kommunikationstechnologien Bild Vector Informatik schnell aufladen zu können Im Busbereich finden sie sich hauptsächlich an Busbahnhöfen oder Endhaltestellen Doch warum gibt es unterschiedliche Systeme welche geometrisch und technisch nicht kompatibel zueinander sind? Überblick über Stromabnehmer Aufgrund der Größe und des Gewichts eines Pantographen ist momentan ein Einsatz bei Personenkraftwagen nicht denkbar Um hier künftig dennoch höhere Ladeleistungen zu erzielen fokussiert man sich darauf die Ladekabel beispielsweise über eine Wasserkühlung zu optimieren Grundsätzlich sind im Pkw-Bereich die zu ladenden Batterien kleiner sodass eine geringere Leistung oft ausreichend ist Pantographen gibt es in unterschiedlichen Ausführungen Bild 1 Weit verbreitet ist die auf dem Dach des Fahrzeugs verbaute Variante weil diese technisch am einfachsten realisierbar ist Sie lässt sich vom Fahrer steuern und verhält sich beim Ladeprozess identisch zu einem herkömmlichen Combined-Charging-System-Stecker CCS Beide kommunizieren über das gleiche Kommunikationsprotokoll basierend auf IEC 61851 und ISO 15118 Durch leichte Modifikationen ist es möglich bereits bestehende CCS-Systeme durch einen solchen Pantographen zu erweitern Die Herausforderung dabei ist jedoch die Leitungslängen für die Kommunikation so kurz wie möglich zu halten Der Control Pilot CP überträgt auf einer nicht geschirmten Eindrahtleitung ein EthernetProtokoll Durch die hohen Übertragungsfrequenzen kann das aber zu Problemen bei der elektromagnetischen Verträglichkeit führen Aufgrund der möglichen Verbreitung des Powerline-Kommunikationssignals via Funk durch offene Leitungen muss sichergestellt werden dass eine aktive Kommunikation lediglich zwischen einer Ladesäule und einem Fahrzeug stattfindet Um das zu erreichen kommt ein spezielles Protokoll Signal Level Attenuation Characterization SLAC zum Einsatz Dieses erstellt am Ende des Kommunikationsaufbaus ein Netzwerk in Form einer virtuellen Punktzu-Punkt-Verbindung Botschaften von anderen Ladesäulen beziehungsweise Fahrzeugen werden so anschließend nicht mehr empfangen