Wechselstrom- und Gleichstrom-Laden in beide Richtungen: Was ist der Unterschied?

Bidirektionales Laden mit Wechselstrom (AC) und Gleichstrom (DC): Die kurze Antwort

Der Hauptunterschied zwischen bidirektionalem Laden mit Wechselstrom und Gleichstrom besteht darin, wo die Stromumwandlung stattfindet. Eine Elektrofahrzeugbatterie speichert Gleichstrom, während in Haushalten, Gebäuden und im öffentlichen Stromnetz Wechselstrom verwendet wird. In einem Wechselstromsystem wandelt das Fahrzeug den Strom normalerweise über ein bidirektionales Bordladegerät oder einen Wechselrichter um. In einem Gleichstromsystem erfolgt diese Umwandlung in der externen Ladeeinrichtung.

Keines der beiden Labels garantiert einen funktionsfähigen V2G-, V2H- oder V2B-Dienst. Das Fahrzeug, das Ladegerät, die Firmware, die Kommunikation, die Energiemanagement-Software, die Messtechnik, der elektrische Schutz und der Netzanschluss müssen alle support vorgesehenen Verwendungszweck support .

So funktioniert das bidirektionale Laden mit Wechselstrom

Eine Wechselstrom-Ladestation versorgt das Fahrzeug mit Wechselstrom. Für die Energieabgabe benötigt das Fahrzeug eine bordeigene Leistungselektronik, die auch in umgekehrter Richtung arbeiten kann und den Gleichstrom aus der Batterie in netzkompatiblen Wechselstrom umwandelt.

Dies eignet sich für das Laden mit geringerer Leistung zu Hause, am Arbeitsplatz und in Mehrfamilienhäusern, da ein Großteil der Umrüstkomponenten im Fahrzeug verbleibt. Die Kompatibilität ist jedoch eng an das jeweilige Fahrzeug gebunden. Ein Wechselstrom-Ladegerät kann ein Einweg-Bordladegerät nicht dazu bringen, Strom abzugeben.

So funktioniert das bidirektionale Gleichstromladen

Beim Gleichstromladen wird das bordeigene Wechselstromladegerät des Fahrzeugs während der Energieübertragung umgangen. Ein bidirektionales Gleichstromladegerät tauscht Gleichstrom mit der Batterie aus und wandelt die abgegebene Energie mithilfe eines externen Wechselrichters in Wechselstrom für den Standort oder das Stromnetz um.

Die externe Umwandlung bietet dem Entwickler von Ladeanlagen mehr Kontrolle und support Leistungen als eine herkömmliche Wechselstrom-Wallbox. Allerdings erfordert sie in der Regel größere Anlagen, mehr Platz vor Ort sowie eine detailliertere Planung hinsichtlich Schutzmaßnahmen, Kühlung und Netzanschluss. Kosten und Effizienz hängen nach wie vor vom jeweiligen Produkt und der Installation ab und nicht nur davon, ob es sich um Wechselstrom oder Gleichstrom handelt.

Der Leitfaden von CharIN zur bidirektionalen Interoperabilität im Gleichstrombereich behandelt die Kommunikation gemäß ISO 15118-20. Darin wird zudem klargestellt, dass die Kommunikationsrichtlinien nicht die Anforderungen an die elektrische Sicherheit und die Produktanforderungen für ein Produktionssystem ersetzen.

Was ist besser: bidirektionales Laden mit Wechselstrom oder Gleichstrom?

Keiner der beiden Wege ist grundsätzlich besser. Wechselstrom eignet sich für dezentrale Anlagen mit geringer Leistung, wenn kompatible Fahrzeuge über eine bidirektionale Umwandlung an Bord verfügen. Gleichstrom kann für Projekte geeignet sein, die eine externe Umwandlung, andere Fahrzeugschnittstellen oder eine höhere Leistung am Standort erfordern.

Bevor Sie sich entscheiden, prüfen Sie Folgendes:

• welche Fahrzeugmodelle, Steckverbinder und Firmware-Versionen unterstützt werden;
• maximale Lade- und Einspeiseleistung, einschließlich Phasenanforderungen;
• wo die Belastung durch Wechselrichter, Heizung und Wartung liegt;
• Messung, Inselbetriebsschutz und Einspeisebegrenzungen; sowie
• welche Standards, Backend-Funktionen und Netzgenehmigungen aktiv sind.

Das britische V2X-Innovationsprogramm umfasst beide Ansätze: V2VNY demonstriert AC-V2G, V2B und V2V, während Papilio3 ein 30-kW-DC-V2X-Mikronetz nutzt. AC und DC sind somit Systemarchitekturen und keine unterschiedlichen Bezeichnungen für die Endnutzung.

Standards und Software spielen nach wie vor eine wichtige Rolle

Die Norm ISO 15118-20 definiert die Kommunikation zwischen dem Elektrofahrzeug und der Ladeeinrichtung für die bidirektionale Energieübertragung. Sie dient weder der Tarifauswahl noch der Gebäudesteuerung noch der Erteilung von Genehmigungen für den Stromexport. OCPP regelt die separate Verbindung zwischen der Ladeeinrichtung und ihrem CPMS. Energie- und Netzfunktionen können von anderen Spezialsystemen übernommen werden.

Wie Amina C2 und M2 zusammenpassen

amina C2 und amina M2 sind Wechselstrom-Ladeplattformen, deren Hardware für ISO 15118-20, Plug & Charge und bidirektionales Laden ausgelegt ist. Für einen Live-Wechselstrom-Exportdienst sind weiterhin ein Fahrzeug mit kompatibler bidirektionaler Bordleistungselektronik und Firmware sowie eine geeignete Steuerungssoftware und ein Energiepartner erforderlich.

amina M2 bietet außerdem MID-zertifizierte Messung, Ethernet, Modbus RTU und lokale Lastverteilung. Diese Funktionen support die support Integration und die lokale Energiesteuerung, machen ein Fahrzeug oder einen Standort jedoch nicht von sich aus bidirektional.