Strategien zur Leistungsverteilung beim Laden mit 22 kW AC von VOOL
Einleitung
Um mehrere gleichzeitige Nutzer zu bedienen und die vorhandene Infrastruktur bestmöglich auszunutzen, verwendet VOOL in seinen Ladestationen zwei zentrale Strategien des Leistungsmanagements: die gleichmäßige Leistungsaufteilung und die priorisierte Leistungsaufteilung.
Beide Strategien sollen ein sicheres, effizientes und flexibles Laden entsprechend der verfügbaren elektrischen Leistung ermöglichen und dabei die technischen Anforderungen des Ladevorgangs berücksichtigen — darunter den Mindeststrom von 6 Ampere je Phase, den ein Elektrofahrzeug zum Starten benötigt.
Technischer Hintergrund
Die Standardladestationen von VOOL arbeiten mit bis zu 22 kW Wechselstrom über einen dreiphasigen Anschluss mit 400 V und 32 A. Sie eignen sich für private wie öffentliche Anwendungen und unterstützen zusammen mit einem Lastmanagement-Controller (LMC) ein intelligentes Lastmanagement innerhalb der Systemgrenzen.
Gleichmäßige Leistungsaufteilung
Bei der gleichmäßigen Leistungsaufteilung wird die gesamte am Standort verfügbare Leistung gleichmäßig auf alle gerade ladenden Fahrzeuge verteilt. Wird ein Fahrzeug angesteckt oder abgesteckt, berechnet das System die verfügbare Leistung automatisch neu und verteilt sie erneut auf die aktiven Ladestationen.
Reicht die Gesamtleistung nicht aus, um jedem Fahrzeug dreiphasiges Laden oberhalb der 6-A-Grenze zu geben, kann das System von VOOL die Anzahl der je Fahrzeug zugewiesenen Phasen dynamisch ändern. Es reduziert die Phasenzahl pro Fahrzeug, damit mehr Autos gleichzeitig laden können.
Stößt das System an seine Grenze und kann in der gleichmäßigen Aufteilung nicht allen angesteckten Fahrzeugen Leistung zuweisen, wechseln die Fahrzeuge, die nicht starten können, in die priorisierte Leistungsaufteilung und reihen sich in der Reihenfolge des Ansteckens in die Ladewarteschlange ein.
Beispiel
An einem Ladestandort mit 24 A verfügbarer Leistung sind drei Fahrzeuge angesteckt:
EV1: Das System weist dreiphasiges Laden mit 8 A zu.
EV2: Das System weist dreiphasiges Laden mit 8 A zu.
EV3: Das System weist dreiphasiges Laden mit 8 A zu.
Priorisierte Leistungsaufteilung (festes FCFS-Modell)
Bei der priorisierten Leistungsaufteilung von VOOL wird die Leistung in der Reihenfolge zugeteilt, in der die Fahrzeuge angesteckt werden. Dieses FCFS-Modell (first come, first served) gibt dem ersten Fahrzeug die volle Ladeleistung (bis zu 22 kW), dann dem nächsten und so weiter — vorausgesetzt, für jede weitere Ladestation stehen mindestens 6 A je Phase zur Verfügung.
Wird ein weiteres Fahrzeug angesteckt und reicht die verbleibende Leistung nicht für den nötigen Mindeststrom, bleibt es im Wartezustand, bis genügend Leistung frei wird (etwa wenn ein anderes Fahrzeug fertig lädt oder abgesteckt wird).
Beispiel
An einem Standort mit 45 A verfügbarer Leistung verteilt das System so:
EV1 (erstes Fahrzeug): erhält 32 A (volle Leistung).
EV2 (zweites Fahrzeug): erhält die verbleibenden 13 A.
EV3 (drittes Fahrzeug): erhält zunächst keine Leistung, weil nicht genug Kapazität für die mindestens 6 A je Phase übrig ist. Es muss warten, bis eines der anderen Fahrzeuge abgesteckt wird.
Fazit
Die 22-kW-AC-Ladesysteme von VOOL bieten eine flexible Leistungsaufteilung für sehr unterschiedliche Umgebungen — von öffentlichen Gemeinschaftsladestationen bis zu Flotteninstallationen im Unternehmen. Mit gleichmäßiger Aufteilung samt adaptiver Phasensteuerung oder fester priorisierter Aufteilung sorgt VOOL für effiziente Energienutzung und zuverlässiges Laden unter wechselnden elektrischen Bedingungen.
Diese Strategien verbessern die Verfügbarkeit der Ladestationen und die Nutzererfahrung und bleiben dabei innerhalb der technischen Grenzen der Fahrzeuge und des Stromnetzes.
Die Ladestationen von VOOL verfügen über eine intelligente Phasenumschaltung, die von unserem eigenen Lastmanagement-Controller (LMC) gesteuert wird. Sie sorgt für eine optimale Leistungsnutzung und den Schutz des Netzes, indem sie den Betrieb der Ladestation in Echtzeit an die verfügbare Leistung und den Verbrauch anpasst.
Arten der Phasenumschaltung
Für Ladesysteme bieten wir zwei Arten der Phasenumschaltung an:
1. Normale (dynamische) Phasenumschaltung
Dieser Modus wird während des Ladevorgangs verwendet:
Der Ladevorgang beginnt dreiphasig, wenn genügend Leistung verfügbar ist (≥6 A je Phase).
Erkennt der LMC, dass eine oder mehrere Phasen keine 6 A liefern können, weist er die Ladestation an, je nach Fahrzeug und verfügbarer Kapazität auf zwei- oder einphasigen Betrieb umzuschalten.
Die Ladestation folgt dem Befehl des LMC und sorgt so für sicheres, unterbrechungsfreies Laden, ohne eine Phase zu überlasten. Diese Steuerung in Echtzeit hilft, Stromausfälle zu vermeiden, und nutzt die vorhandene Infrastruktur maximal aus.
2. Intelligente Phasenwahl vor dem Laden
Dieser intelligentere Modus wird vor dem Start des Ladevorgangs verwendet, vor allem bei ein- und zweiphasigen Fahrzeugen:
Der LMC bewertet die aktuelle Last auf allen Phasen.
Er ermittelt, welche Phase (oder Phasenkombination) am wenigsten belastet ist, und weist die Ladestation an, sie für den Ladevorgang zu nutzen.
Zu Beginn des Ladevorgangs folgt die Ladestation der Phasenwahl des LMC.
Das verringert die Phasenunsymmetrie und sorgt für eine gleichmäßigere Lastverteilung im Netz oder im Gebäude.
Die Rolle des Lastmanagement-Controllers (LMC)
Der LMC ist die intelligente Steuerung für alle Ladevorgänge:
Er überwacht die Last auf allen Phasen fortlaufend.
Er kommuniziert mit jeder angeschlossenen Ladestation.
Er entscheidet zentral über Stromgrenzen und darüber, welche Phasen jede Ladestation nutzt.
Er sorgt für Sicherheit und Lasteffizienz in ganzen Gebäuden oder Netzen.
Ladestationen treffen keine eigenständigen Umschaltentscheidungen — die gesamte Phasenwahl und Umschaltung steuert der LMC.