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EMV UND E-MOBILITÄT

Posted by Holger Urban

Woher kommt das E in E-Mobilität

Das Thema Elektromobilität und die Bereitstellung der benötigten Energie rücken immer weiter in den Fokus. Mit den derzeit verfügbaren Technologien zur Energieerzeugung (erneuerbare Energien) kann eine dezentrale Versorgung aufgebaut werden. Dieser Ansatz bedingt aber die Möglichkeit der Energiespeicherung in räumlicher Nähe zur Energiegewinnung, um das vorhandene Netz auch nachhaltig zu entlasten. Werden Batterieladesysteme zur Energiespeicherung/Rückspeisung und der Versorgung von elektrisch betriebenen Fahrzeugen zusammengebracht, muss ein grosses Augenmerk auf die Interoperabilität und damit verbunden auf die EMV (Elektromagnetische Verträglichkeit) gerichtet werden.

Schaffner und Ladesysteme

Aus diesem Grund wurden im Zuge von globalen Standardisierungsverfahren neue Normen definiert bzw. vorhandene Normen für die Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge angepasst. Diese beinhalten wichtige Aspekte wie EMV-Grenzwerte und sicherheitsrelevante Vorschriften.

EMV-Filter mit entsprechender Auslegung ermöglichen die Einhaltung der Grenzwerte.

LCL-Filter oder Powerquality Lösungen der Firma Schaffner finden in unterschiedlichen Anwendungsarten der Ladeinfrastruktur Anwendung. Für eine bidirektionale Energiespeicherlösung wird ein LCL-Filter benötigt, hier ist es möglich mit Hilfe von rückspeisefähigen Umrichtern die gespeicherte Energie in das Versorgungsnetz zurückzuführen.

Power-Quality Filter finden hingegen in Systemen ohne rückspeisefähige Umrichter Einsatz und bedämpfen hier die Harmonischen der Grundschwingung.

EMV-Filter werden in beiden unterschiedlichen Anwendungsgebieten benötigt und müssen auf die anderen im System vorhandenen Filterstrukturen abgestimmt sein.

Schaffner kann dank seiner Vorreiterrolle EMV-, LCL und Power-Quality-Lösungen bis zu einem sehr hohen Leistungs- und Funktionsbedarf aus einer Hand anbieten. Schaffner Filter sind sowohl im Einzelhaushalt, wie auch in Grossanlagen (Logistikhubs, Häfen, ÖPNV, etc.) im Einsatz.


Normenlandschaft

Um die Anforderungen an die Systeme besser einzuordnen, sind die relevanten Normen zu berücksichtigen und anzuwenden.

Applikationsspezifische Norm

IEC 61851
Kabelgebundene Ladesysteme für Elektrofahrzeuge
  •  1: Allgemeine Anforderungen
  • 21-1: EMV-Anforderungen an Bordladegeräte für Elektrofahrzeuge zur Verbindung an                    eine Wechselstrom-/Gleichstrom-Versorgung

  •   21-2: EMV-Anforderungen an externe Ladesysteme für Elektrofahrzeuge
    • Vollständig definiert für AC und DC
    • Störaussendung entsprechend IEC 61000-6-1 & -3
    •  Störfestigkeitstest entsprechend IEC 61000-6-2 & -4

  • 23: Gleichstromladestation für Elektrofahrzeuge

  • 24: Digitale Kommunikation zwischen einer Gleichstromladestation für Elektrofahrzeuge und dem Elektrofahrzeug zur Steuerung des Gleichstromladevorgangs

Basis EMV Normen

IEC 61000
  • Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV)

  • 6-1 Störfestigkeit für Wohnbereich, Geschäfts- und Gewerbebereiche sowie                                                          Kleinbetriebe

  • -6-2 Störfestigkeit für Industriebereiche

  • -6-3 Störaussendung für Wohn-, Geschäfts- und Gewerbebereiche sowie                                                                  Kleinbetriebe

  • -6-4 Störaussendung für Industriebereiche

  • -3-12 Grenzwerte für Oberschwingungsströme

Die Norm IEC 61851 (Ladesysteme für Elektrofahrzeuge) befasst sich mit allen Typen von stationär installierten Ladesystemen, die an unterschiedlichen Standorten betrieben werden. Der Standard deckt Wohnbereich, Geschäfts- und Gewerbebereiche sowie Kleinbetriebe (nach IEC 61000-6-1 und -3) und Industrieumgebungen (nach IEC 61000-6-2 und -4) ab. In Fällen bei denen die Umgebungssituation nicht definiert ist, sind die tiefsten Störaussendungs- und die höchsten Störfestigkeitsgrenzwerte einzuhalten.

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Schaffner Produkte

Schaffner AC - (bis 690 VAC) oder DC Standard-Filter (DC mit bis zu 1500 VDC), sowie kundenspezifische Lösungen werden in den unterschiedlichsten Bereichen der Ladeinfrastruktur eingesetzt. Im kommerziellen und industriellen Sektor wurden bereits diverse Projekte mit den Filtern FN 221X und FN 331X erfolgreich realisiert.


Kurzspezifikation

FN 2210 und FN 2211     1000 VDC bei 250 A bis 2300 A (50°C Umgebungstemperatur)                                                                              Auch als HV-Variante mit 1500VDC verfügbar


FN 3310 und FN 3311      480 VAC bei 250 A bis 2300 A (50°C Umgebungstemperatur)                                                                                Auch als HV-Variante mit 690V AC verfügbar


Alle Typen sind modular aufgebaut, d.h. diverse Kondensatoren-Konfigurationen sind realisierbar. FN 2210 und FN 3310 weisen keine kapazitive Kopplung (Y-Kondensatoren) gegen Erde auf.

Die Filter – FN 221X und FN 331X - finden ihren Haupteinsatz in Infrastrukturen zum schnellen Laden von Fahrzeugen, zum Beispiel in Einkaufszentren oder im öffentlichen Verkehr zum Laden von Bussen.

Das gleichzeitige Laden von mehreren Fahrzeugen erfordert eine hohe Leistung, welche mit dezentralen Energiespeicher entsprechend unterstützt oder eine netzunabhängige Lösung realisiert werden kann.

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Zusammenfassung

  1. Die Normenlandschaft ist definiert

  2. Elektromobilität ist ohne dezentrale Energiespeicherung nicht möglich

  3. Die Verbindung der beiden Applikationen (Mobilität und Speicherung) ist die Zukunft und verknüpft zuverlässige und bewährte Technologien und Lösungen (Umrichter, erneuerbare Energien, etc…)

  4. Schaffner stellt Produkte und Lösungen zur Einhaltung von gängigen Normen für alle Bereiche zur Verfügung

Bei weiteren Fragen und Anregungen stehen wir Ihnen gerne mit Rat und Tat zur Seite.
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