Entwicklungsprojekt Wallboxen

KOSTAL entwickelt das Gesamtsystem der Zukunft

Die Erzeugung von Energie aus regenerativen Quellen und deren (eigene) Nutzung gewinnt nicht zuletzt durch die Klimadebatte immer mehr an Bedeutung. Als ein zentrales Beispiel gilt hier das Laden des Elektroautos mit seinem eigenen Solarstrom. KOSTAL hat hierbei Kompetenzen sowohl im Bereich der regenerativen Stromerzeugung (Wechselrichter) als auch im Bereich des Lademanagements von Elektroautos (Onbord-Charger & Wallboxen) und arbeitet daran, diese Kompetenzen zu einem smarten Gesamtsystem zu verbinden. So wird es in Zukunft möglich sein, alleine mit den intelligenten Produkten aus dem Hause KOSTAL nicht nur Strom aus der eigenen Photovoltaikanlage zu generieren, sondern diesen auch in Kombination mit einer KOSTAL-Wallbox zum Laden des Elektroautos zu nutzen, wodurch dieses noch klimafreundlicher wird. Mit der in Entwicklung befindlichen bidirektionalen DC-Wallbox kann das Elektroauto dann zukünftig außerdem als mobiler elektrischer Speicher genutzt werden. Bei überschüssiger Energie kann diese wieder ins hauseigene Energiesystem eingespeist und dort genutzt werden. Ein mehr als intelligenter Energiekreislauf.

Im folgenden Bild wird verdeutlicht, wie die Produkte von KOSTAL in Zukunft smart zusammenspielen sollen. Für die Umwandlung des aus den Solarmodulen erzeugten Stroms kommt der Hybridwechselrichter PLENTICORE plus zum Einsatz. Der KOSTAL Smart Energy Meter (KSEM) regelt dabei die optimale Energienutzung und entscheidet u.a. wann der günstigste Zeitpunkt zum Laden des Elektroautos gekommen ist.

Zukünftiges KOSTAL System aus PLENTICORE plus, KSEM und Wallbox
Um ein Elektroauto mit dem selbst erzeugten Strom laden zu können, benötigt man eine Wallbox. Hierbei unterscheidet man zwischen der AC Wallbox und der bidirektionalen DC Wallbox, welche KOSTAL beide aktuell entwickelt. Das AC Laden mit kleiner Ladeleistung ist die zurzeit gängigste Lademethode. Beim DC Laden wird meist mit einer höheren Ladeleistung geladen, womit ein schnelleres Laden von Elektroautos möglich ist. Außerdem wird mit der bidirektionalen DC-Wallbox ein Energiefluss in beide Richtungen ermöglicht, wodurch Strom vom Elektroauto zurück ins Netz eingespeist werden kann.

Die folgenden Videos zeigen wie das smarte System der Zukuft aus dem Hause KOSTAL zusammenspielt: 

Das Video „Unidirectional Charging“ zeigt, wie der selbst erzeugte Strom für das Laden des Elektroautos oder für die Verbraucher im Haushalt genutzt werden kann. Überschüssige Energie wird entweder in einer Batterie gespeichert oder ins Netz eingespeist. Bei diesen unterschiedlichen Szenarien sorgt der KOSTAL Smart Energy Meter für eine optimale Nutzung des Stroms. Die Umwandlung des solaren Gleichstroms in den nutzbaren Wechselstrom erfolgt durch den PLENTICORE plus. Die KOSTAL AC Wallbox ermöglicht das Laden von Elektroautos bis zu 22 kW.

Unidirectional Charging

Bi-directional Charging

Im Video „Bi-directional Charging“ werden Szenarien des Vehicle to Home (V2H) und Vehicle to Grid (V2G) verdeutlicht. Beim Vehicle to Home kann das Elektroauto tagsüber durch die solare Energie geladen werden. Nach Sonnenuntergang kann das Elektroauto die gespeicherte Energie für den Hausverbrauch zur Verfügung stellen – hier kommt die KOSTAL bidirektionale DC Wallbox zum Einsatz. Vehicle to Grid wird am Beispiel Redispatch vereinfacht dargestellt. Beim Redispatch werden Maßnahmen ergriffen, um Netzengpässe zu vermeiden. So wird die Leistungseinspeisung von Kraftwerken angepasst, um vor einer Überlast zu schützen.

Angedachte technische Merkmale der Wallboxen

AC Wallbox – technische Merkmale (Entwicklungsstand)

KOSTAL entwickelt kundenspezifische Ausführungen der AC Wallbox um individuellen Ansprüchen gerecht zu werden.
Im Folgenden finden Sie technische Merkmale zum Produkt:

 Smart Energy

  • Intelligentes Laden mit Wechselrichtersystemen und stationären Batterien
  • Laden von Elektrofahrzeugen nach IEC 61851-1 – Ladebetriebsart 3

Smart Connected

  • Bereitstellung eines Abrechnungsprozesses (Eichrecht und MID) → Energiemessung
  • Kommunikation durch die CP/PP-Signal (PWM Duty Cycle) und ISO15118 den Ladestrom an das Fahrzeug
  • Kommunikationsschnittstellen LAN, WLAN, NFC, RFID, RS485, etc.
  • Kommunikationsprotokolle CP/PP, ISO15118, EEBus, OCPP2.0, etc.

Easy to Use and Install

  • Plug & Charge
  • Kompatibel mit RCD Typ A

Designbeispiel

Download Factsheet


Smart Performance

  • bis zu 22 kW
  • Überwachung des Strombedarfs des Haushaltes und reduziert ggf. die Ladeleistung falls die Gesamtanschlussleistung des Hauses überschritten werden sollte → Blackout-Schutz
  • DC-Fehlerstromerkennung nach der IEC 62955; wenn ein DC-Fehlerstrom > 6mA detektiert wird, wird der Ladestrom abgeschaltet

Designbeispiel

Download Factsheet

 Smart Performance

  • bis zu 22 kW
  • Ausstattung mit dem CCS Ladesystem für Elektrofahrzeuge, das auf den internationalen Standards IEC-61851-Reihe und IEC 62196 aufbaut
  • Ladebetriebsart 4: DC-Laden mit dem Stecker Combo 2 entsprechend der Norm IEC 62196-3 in Verbindung mit einer Kommunikation zwischen Fahrzeug und Ladeeinrichtung basierend auf ISO 15118 und bzw. oder DIN SPEC 70121

Easy to Use and Install

  • Plug & Charge
  • Kompatibel mit RCD Typ A

Bidirektionale DC Wallbox – technische Merkmale (Entwicklungsstand)

Die bidirektionale DC Wallbox von KOSTAL ermöglicht durch eine Ladeleistung von 22kW eine schnellere Ladezeit. Zudem wird durch das bidirektionale Laden eine Rückspeisung der im Auto gespeicherten Energie ins Netz und die Nutzung der V2H und V2G Funktion zukünftig möglich. Auch bei der DC Wallbox gibt es kundenspezifische Ausführungen.

 

Im Folgenden finden Sie technische Merkmale zum Produkt:

 Smart Energy

  • PV-Integration mit optimiertem Eigenverbrauch
  • Vehicle to Home (V2H)
  • Intelligentes Laden
  • Laden von Elektrofahrzeugen nach dem Ladestandard IEC 61851-23:201
  • Blindleistungskompensation

Smart Connected

  • Netzbetrieb
  • Kommunikationsschnittstellen LAN, WLAN, NFC, RFID, RS485, etc.
  • Kommunikationsprotokolle CP/PP, ISO15118, DIN70121, EEBus, OCPP2.0, etc.

KOSTAL ist Partner beim BDL Projekt

KOSTAL ist Partner beim Forschungsprojekt „Bidirektionales Lademanagement – BDL“. Kern des Projektes ist die gemeinschaftliche Entwicklung technologischer Lösungen, um Elektromobilität für die Nutzer komfortabler, kostengünstiger und emissionsärmer zu machen. KOSTAL ist bei der Entwicklung, Produktion und Bereitstellung von Wallboxen involviert.
Ab Anfang 2021 soll mit den KOSTAL Wallboxen die innovative bidirektionale Ladetechnologie anhand von 50 BMW i3 Elektrofahrzeugen unter Realbedingungen getestet werden. Bidirektionales Laden bedeutet ein Laden in beide Richtungen, das heißt, das Elektroauto an der Wallbox kann elektrische Energie aufnehmen, jedoch auch wieder in das Stromnetz einspeisen – somit wird die Batterie im Elektrofahrzeug zu einem mobilen Energiespeicher.

Das BDL Forschungsprojekt läuft über drei Jahre und wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie unter der Trägerschaft des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt gefördert. Ziel ist es, gleichzeitig eine möglichst umfassende Nutzung regenerativ erzeugter Energie zu fördern und die Versorgungssicherheit zu steigern – was durch eine ganzheitlichen Verknüpfung von Fahrzeugen, Ladeinfrastruktur und Stromnetzen erfolgen soll.