Underbody Charging System UBCS

Um Elektrofahrzeuge wirtschaftlich zu betreiben, müssen große Energiemengen in kurzer Zeit übertragen werden – ähnlich wie beim herkömmlichen Tanken.

Das Fraunhofer IVI hat dafür ein kompaktes, sicheres Unterbodenladesystem entwickelt, speziell für Flotten in Logistik, kommunalen Betrieben oder im privaten Bereich. Der Ladevorgang startet und endet per Knopfdruck – ohne manuelles Anstecken. Das automatisierte Kontaktsystem verbindet Fahrzeug und Ladeinfrastruktur platzsparend, ermöglicht hohe Ladeleistungen und erfüllt alle Sicherheitsstandards.

Für das Nachladen von Elektrofahrzeugen existieren am Markt derzeit verschiedene Systeme. Sollen hohe Leistungen übertragen werden, kommen prinzipbedingt nur konduktive, d. h. kontaktbehaftete Systeme (Ladekabel mit Stecker) in Frage. Diese flexiblen Lösungen begrenzen jedoch die Leistungsfähigkeit des Ladesystems auf ca. 150 bis 350 kW Ladeleistung und sind für Schnellladesysteme mit höherer Leistung nicht geeignet. 

Für dieses Einsatzszenario hat das Fraunhofer IVI ein vollautomatisches Nachladesystem entwickelt, das die Leistungsbegrenzung herkömmlicher Stecker-Kabel-Einheiten überwindet.

Mittels der neuen Technologie lassen sich für den Bereich der elektrischen Pkw ein und bei Lkw drei Megawatt Ladeleistung übertragen. Dies geschieht ohne Zutun eines Bedieners vollautomatisch, zuverlässig und sicher. Das System verfügt über 

• nur eine Schnittstelle für verschiedene Ladeleistungen, 
• keine Beschränkung der Ladeleistung sowie 
• einen hohen Bedienkomfort durch vollständige Automatisierung.

Die Nutzung eines Ladekabels wird somit der Vergangenheit angehören. 

Besonderes Augenmerk wurde bei der Entwicklung auf eine simple und wartungsfreundliche Technologie gelegt. Die Fahrzeugkomponente muss – entsprechend der Vorgaben der Fahrzeughersteller – besonders klein, leicht und aufgrund perspektivisch hoher Stückzahlen kostengünstig sein.

mehr erfahren

Kurze Ladezeiten bedingen hohe Systemspannungen von bis zu 1250 VDC und hohe Ladeströme von 2000 A und darüber. Entsprechend müssen die Kontaktsysteme besonders sicher und zuverlässig ausgeführt werden. 

Dies betrifft sowohl den Berührschutz, die Vermeidung von Lichtbögen oder ungewollten Erwärmungen als auch die abgesicherte Ladeablaufsteuerung. Des Weiteren wurden grundlegende Sicherheitsbestimmungen, z. B. bezüglich Einklemmen und Ausrutschen, beachtet. 

Das Fraunhofer IVI begleitet die Entwicklung der Systeme durch aktive Mitarbeit in nachfolgenden Standardisierungsgremien und Interessenverbänden auf nationaler und internationaler Ebene:

• Gründungsmitglied des DKE-Arbeitskreises 353.0.13 (Konduktives automatisches Laden)
• Mitglied des internationalen Spiegelgremiums IEC-TC69-WG14 (EV supply equipment with automated connection of a vehicle coupler), Standardisierungsmandat für IEC 61851-26 / -27 erteilt 
• Lösungsvorschlag »Automated Charging Device Underbody (ACD-U)« für privates und öffentliches Laden (Annex D der in Bearbeitung befindlichen zukünftigen Norm IEC 61851-26)
• Stellvertretende Leitung der Arbeitsgruppe »ACD-U« der Charging Interface Initiative e. V. (CharIn)
• Gründungsmitglied des DKE-Arbeitskreises 542.4.8 (ACD-U Interface) für IEC 61851-26
• TS IEC 61851-27 zur Kommentierung veröffentlicht, Veröffentlichung TS IEC 61851-26 steht unmittelbar bevor
• Mitarbeit im DKE-Arbeitskreis 353.0.02 (Mega-Charging-System MCS)
• Mitglied in der Projektgruppe IEC PT63644 (ACD-U Interface) für IEC 61851-26