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By
Won Moon Joo and Dr. Jonas Schlund
April 22, 2025
AC-Ladegeräte werden häufig zum Aufladen von Elektrofahrzeugen verwendet, sowohl zu Hause als auch an öffentlichen Orten. Es gibt jedoch nicht nur eine Art von Strom, der von einem Wechselstromladegerät erzeugt wird. Möglicherweise haben Sie von Diskussionen über die Vor- und Nachteile der Einstellungen für einphasige oder dreiphasige Wechselstromladegeräte gehört.
Zum Beispiel dieses Ladegerät von EV-Box (Iqon) bietet Geschwindigkeiten zwischen 3,7 kW und 7,2 kW und ist einphasig oder 3-phasig wählbar.
Wenn Sie sich die technischen Daten genauer ansehen, stellen Sie möglicherweise fest, dass es mehrere Optionen für „Maximale Ausgangsleistung“ gibt.
Sie sind nicht nur auf Optionen für 1 oder 3 Phasen beschränkt, sondern auch auf die Spannung (V) und den Strom (A).
In diesem Artikel werden wir genau untersuchen, was Phasen sind und wie sie sich auf die Ladeeigenschaften in privaten, öffentlichen und gewerblichen Umgebungen auswirken.
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In der Elektrizität bezieht sich die Phase auf den Strom oder die Spannung, die entlang eines vorhandenen Kabels sowie eines Neutralkabels fließen. Mit anderen Worten, die Phase bezieht sich auf Verteilung der Last zwischen den Drähten.
Im Gegensatz zu einer Gleichstromversorgung (DC) schwankt ein Wechselstrom (AC) in einer unten abgebildeten zyklischen Wellenform ständig zwischen Null- und Spitzenwerten.
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In einer sehr vereinfachten Erklärung verwendet ein einphasiges System zwei Drähte (ein Stromkabel und ein Neutralleiter), um Strom zu liefern.
In der Zwischenzeit verwendet ein 3-Phasen-System 3 Drähte (manchmal mit einem zusätzlichen Neutralleiter).
Ein großer Vorteil eines 3-Phasen-Systems besteht darin, dass es die dreifache Menge an Strom liefern kann und die Leistung zusätzlich erhöht konsequent und mit weniger Material (weniger Drähte erforderlich).
Ein einphasiges System ist Spannungsspitzen und -abfällen ausgesetzt, aber ein dreiphasiges System hat den Vorteil, dass die Leistung so ausgeglichen wird, dass jedes Phasensignal 120 Grad voneinander entfernt ist.
Aus diesem Grund kann ein 3-Phasen-System mehr Leistung und eine schnellere Ladegeschwindigkeit aufnehmen.
Die Vorteile von 3-Phasen-Systemen liegen auf der Hand, aber es ist auch wichtig, auf die Ausgewogenheit der Phasen zu achten, um einen gleichmäßigen Stromfluss von den Ladegeräten zu den Fahrzeugen an einem Standort zu gewährleisten.
Stellen Sie sich einen Standort mit mehreren Level-2-Ladegeräten vor.
Alle diese AC-Ladegeräte verwenden eine dreiphasige Ladung, um die Ladegeschwindigkeit zu maximieren.
Einige Elektrofahrzeuge sind jedoch nicht mit 3 Phasen kompatibel. Dies liegt daran, dass die Ladegeschwindigkeit vieler Fahrzeuge durch die Bordhardware begrenzt ist und das Fahrzeug nur mit einer Phase aufgeladen werden kann. Das bedeutet, dass beim Anschluss eines einphasigen Fahrzeugs an ein dreiphasiges Ladegerät das Fahrzeug nur einphasig aufgeladen wird.
Da eine Autobatterie Gleichstrom benötigt und das Stromnetz Wechselstrom liefert, ist der Bordkonverter im Auto der limitierende Faktor für die Gesamtladegeschwindigkeit. Somit begrenzt der Bordkonverter seine maximale Ladegeschwindigkeit, auch wenn er ein dreiphasiges Ladegerät verwendet (da er nur eine Phase verwendet).
In unserem Szenario werden also möglicherweise mehrere Fahrzeuge nur einphasig geladen, obwohl tatsächlich 3 Phasen möglich sind.
Wenn zu viele Elektrofahrzeuge in einer von drei Phasen geladen werden, kann es leicht zu einem Ungleichgewicht kommen und es kann zu mehr Leistung in einer bestimmten Phase kommen.
Hier kann die Optimierungssoftware mögliche Einschränkungen erkennen und die Ladegeschwindigkeit anpassen, um eine Überlastung der Phasen zu vermeiden.
Zum Beispiel:
Die Ladegeräte 1, 4, 7 befinden sich auf L1, die Ladegeräte 2, 5, 8 befinden sich auf L2 und die Ladegeräte 3, 6, 9 befinden sich auf L3
Wenn Ladegeräte 1, 2, 3, 4, 7 sind aktiv. Dies bedeutet, dass die Einschaltphase L1 möglicherweise reduziert und die Leistung der Ladegeräte 2 und 3 erhöht werden muss, um die drei Phasen auszugleichen.
OCPP ist ein Kommunikationsprotokoll, das die Kommunikation zwischen Ladestationen und dem Charging Station Management System (CSMS) abwickelt.
OCPP wird verwendet, um Ladegeräte für Elektrofahrzeuge und Software-Backend-Systeme über bilaterale Kommunikation miteinander zu verbinden. Der OCPP-Client (EV-Ladegerät) und der OCPP-Server tauschen allgemeine Informationen wie Zählerwerte (Wh, W, V usw.) aus und geben Ereignisse zum Starten/Stoppen von Ladevorgängen wieder.
Über das OCPP-Protokoll können die Phaseninformationen an das gesendet werden Endpunkt der Zählerwerte.
Wenn Sie die Phasen der einzelnen Ladevorgänge kennen, kann die Leistung reduziert oder erhöht werden, um die Belastung jeder Phase auszugleichen.
Dies kann über OCPPs erfolgen intelligente Ladefunktion, wodurch Ladebefehle vom OCPP-Server an das EVSE gesendet werden können.
Mithilfe dieses intelligenten OCPP-Lademoduls entwickelt Ampcontrol einen Algorithmus, der 3-Phasen-Systeme ausbalanciert.
Der Phasenausgleich ist beim Laden von Elektrofahrzeugen von Vorteil, insbesondere beim Aufladen einer Fahrzeugflotte. Die Verteilung der Leistung auf drei Phasen trägt zu einer gleichbleibenden Ladegeschwindigkeit bei, sodass Flottenmanager genaue Ladepläne planen können.
Intelligente Ladesoftware wie Ampcontrol kann verwendet werden, um das OCPP-Protokoll zu verwalten, das den Phasenausgleich ermöglicht.
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