Lernfeld 13 · Prüfung Teil 2

Laden AC und DC: Bordlader, Kommunikation und Ladeinfrastruktur

Laden für Fortgeschrittene: Bordlader, DC-Ladekommunikation, Isolationsprüfung der Säule, 800-V-Fahrzeuge, bidirektionales Laden und Ladefehler.

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Darum geht es

Beim Wechselstromladen wandelt der Bordlader die Netzspannung um. Er besteht aus einer Gleichrichter- und Leistungsfaktorstufe und einem galvanisch trennenden Gleichspannungswandler; seine Leistung und die Zahl der genutzten Phasen begrenzen die Ladeleistung. Beim Gleichstromladen steht der Wandler in der Säule. Fahrzeug und Säule tauschen über die Control-Pilot-Leitung per Trägerfrequenz (Powerline) Daten aus: Batteriespannung, gewünschten Strom, Grenzwerte und bei Plug and Charge auch Zertifikate zur Abrechnung.

Vor dem Zuschalten prüft die DC-Säule die Isolation des Ladekreises und verriegelt den Stecker. Während des Ladens überwachen beide Seiten Temperatur der Kontakte, Spannung und Strom; das Batteriemanagement gibt den zulässigen Strom vor und senkt ihn bei hoher Temperatur oder hohem Ladezustand. Fahrzeuge mit 800-V-Batterie brauchen an 400-V-Säulen einen Hochsetzsteller oder eine umschaltbare Batterie. Bidirektionale Fahrzeuge können Energie abgeben, etwa an Geräte, an das Haus oder ins Netz.

Bei Ladeproblemen grenzt man systematisch ein: Lädt das Fahrzeug an anderer Säule? Nur AC oder nur DC? Wo bricht der Ablauf ab? Hilfreich sind Ladeprotokolle im Fehlerspeicher, Temperatursensoren und Verriegelung der Ladedose sowie Isolationswerte. Die Installation von Ladeeinrichtungen gehört in die Hand einer Elektrofachkraft; die Kfz-Werkstatt diagnostiziert das Fahrzeug und berät den Kunden.

Das solltest du dir merken

Beim AC-Laden begrenzt der Bordlader, beim DC-Laden die Säule und das Batteriemanagement.
DC-Säule und Fahrzeug kommunizieren digital über die Control-Pilot-Leitung.
Die Säule prüft vor dem Laden die Isolation des Ladekreises.
Erst eingrenzen, ob AC, DC oder nur eine bestimmte Säule betroffen ist.

Formeln

Ladeleistung: $P = U \cdot I$; $U$ Batteriespannung in V, $I$ Ladestrom in A, $P$ in W
Ladedauer: $t = \frac{E}{P \cdot η}$; $E$ nachzuladende Energie in kWh, $P$ Ladeleistung in kW, $η$ Ladewirkungsgrad
Dreiphasige Wechselstromleistung: $P = 3 \cdot U_{Str} \cdot I$; $U_{Str}$ Strangspannung (230 V), $I$ Strom je Außenleiter in A, bei $cos φ \approx 1$

Typische Fehler in der Prüfung

Ein Fahrzeug mit Ladefehler ohne Gegenprobe an einer zweiten Säule zerlegt.
Geringe DC-Ladeleistung dem Fahrzeug zugeschrieben, obwohl die Batterie kalt war.
Den Temperatursensor der Ladedose bei wiederholtem Ladeabbruch nicht geprüft.

Tipps aus der Werkstatt

Lädt ein Fahrzeug nicht, erst eingrenzen: Geht es an einer anderen Säule? Geht AC, aber nicht DC, oder umgekehrt? Bei AC liegt der Fehler eher im Bordlader, bei DC eher in Kommunikation, Isolation oder Ladedose. Erst danach Teile prüfen.

Sitzt das Thema? Teste dich mit echten Prüfungsfragen.

14 Aufgaben zu „Laden AC und DC: Bordlader, Kommunikation und Ladeinfrastruktur“, falsche Antworten kommen in der Runde noch einmal.

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Grundlage: KMK-Rahmenlehrplan Kfz-Mechatroniker/-in 2013, Lernfeld 13S; KfzMechaAusbV 2013, Ausbildungsrahmenplan Schwerpunkt System- und Hochvolttechnik; IEC 61851 und ISO 15118 (sinngemäß). Eigene Erklärung, keine Originalaufgaben der Prüfungsausschüsse.