Zentraler Punkt dabei sind zwei Platinen, die wir in Kooperation mit Roland Tornar von evalbo.de entwickelt haben. Viele der Ideen, mit denen wir an ihn ran getreten sind, hat er ebenfalls schon gehabt – es fehlte nur der passende Anlass zur Umsetzung. Den haben wir ihm dann geliefert.
Die Prototypen von Roland haben wir jeweils in zahlreichen Tests mit diversen Ladesäulen getestet und ggf. noch einmal überarbeitet und verbessert. Beide Platinen sind darüber hinaus so entwickelt, dass sie universell einsetzbar und damit grundsätzlich auch unter anderen Umständen eingesetzt werden können.
Ich würde mich freuen, wenn ihr Roland bei seiner Arbeit unterstützt und z.B. Ladekabel bei ihm statt beim großen Fluss erwerbt.
Im Folgenden möchte ich die zwei Varianten, die wir aktuell vertreiben, vorstellen. Beide arbeiten grundsätzlich mit denselben, für uns modifizierten Ladegeräten. Sie unterscheiden sich aber in der Ansteuerung.
Variante 1 – fest programmierte Ladegeräte
Bei den fest programmierten Ladegeräten wird eine feste Ladeschlussspannung einprogrammiert, anschließend laden die Lader im CC-CV-Verfahren stets mit voller Leistung (32A DC, max. 16A AC). Bei Bedarf kann eine externe Freigabe beschaltet werden, aber weitere Interaktionsmöglichkeiten gibt es nicht – einfach Stecker rein und laden ist die Devise.
Der große Vorteil dieser Lösung ist ihre Robustheit, es gibt keinerlei potentielle Fehlerquellen, wenn man vom Lader selbst absieht. Der Nachteil ist, dass die Ladegeräte nicht auf externe Ereignisse wie z.B. ein Lastmanagement der Typ2-Lädesäule reagieren können. Bislang hat sich das so gut wie nie als notwendig erwiesen, da fast alle Säulen mindestens 11 kW hergeben. Dies wird sich in Zukunft aber deutlich verändern, außerhalb von Deutschland ist bereits häufiger damit zu rechnen.
Um die Kompatibilität dennoch noch einmal deutlich zu verbessern, verwenden wir nun eine Platine, die die Umschaltung zwischen den beiden in der Norm spezifizierten Zuständen „Vehicle detected“ und „Vehicle ready“ automatisch vornimmt – ohne Nutzerinteraktion und ohne zusätzliche Spannungsversorgung. Damit funktionieren nun 90% aller Säulen – im Prinzip alle ohne Lastmanagement. Sogar Tesla Destination Charger lassen sich bei ausreichend langer Umschaltzeit damit freischalten. Bei Roland im Shop heißt sie CP-Elektronik.
Alle fest programmierten Ladegeräte werden bei uns ab sofort damit ausgestattet, alle Bestandskunden haben bereits kostenlos eine Platine zur Nachrüstung zugesendet bekommen. Wer fälschlicherweise noch keine bekommen hat möchte sich bitte bei uns melden.
Variante 2 – Ladegeräte mit CAN-Bus Interface
Uns waren die zusätzlichen Möglichkeiten, die sich mit der Ansteuerung über CAN-Bus grundsätzlich ergeben, natürlich von Anfang klar. Mangels Verfügbarkeit eines robusten, unseren Ansprüchen genügenden CAN-Controllers inkl. Typ2-Kommunikation am Markt haben wir diese Variante aber zunächst wieder verworfen. Mit unserem eigenen CAN-Controller inkl. vollständig normkonformer Typ2 Kommunikation ändert sich das nun.
Experimentiert haben wir zuvor auch mit zahlreichen Arduino-Varianten und Basteleien. Obwohl prinzipiell möglich und funktionsfähig, ist die Zuverlässigkeit und Robustheit für eine kommerziell vertriebene Lösung nicht ausreichend. Als Notlösung haben wir trotzdem darauf zurückgegriffen, beispielsweise als Christians DigiNow Controller nach kurzer Zeit abgeraucht ist – dieser hat nämlich leider ebenfalls nur auf Arduino basiert. Das so erworbene Vorwissen zu Beschaltung der Typ2-Säulen und dem Auslesen und Auswerten des PWM-Signals konnten wir für den neu zu entwickelnden eigenen CAN-Controller aber gut verwerten.
Für die Entwicklung der Platine ergab sich die Möglichkeit eine Projektarbeit von angehenden Technikern mit einzubinden. So wurde die Entwicklungsarbeit direkt umfangreich dokumentiert und die Platine vom handbestückten Prototyp bis zum SMD Layout fortwährend optimiert. Darauf aufbauend hat Roland weitere kleine Fehler ausgemerzt und die Platine dann mit einem soliden Gehäuse, Stecker, Firmware-Updatemöglichkeit sowie einer zukünftigen Erweiterungsmöglichkeit perfektioniert. Insgesamt konnten wir die Entwicklungskosten so einigermaßen in Grenzen halten – ein kommerzieller Entwicklungsauftrag hätte sich in Anbetracht der zu erwartenden Stückzahlen niemals gerechnet.
Die Platine übernimmt zunächst die Kommunikation mit der Säule und schaltet diese frei. Sobald ein PWM-Signal anliegt wird dieses ausgewertet und so der maximale Ladestrom ermittelt. Die Ladegeräte erhalten anschließend über CAN die entsprechenden Befehle und passen sich so an. Die Platine verfügt über freie digitale und analoge Ein- und Ausgänge sodass zukünftig z.B. auch die manuelle Regelung des Ladestroms oder eine Ladebegrenzung auf 80% denkbar wäre. Eine integrierte RS232-Schnittstelle ermöglicht ein nachträgliches Firmware-Upgrade – grundsätzlich sogar durch den Nutzer. Vorbereitet ist darüber hinaus die Anbindung eines Bluetooth-Moduls. Inwieweit wir von diesen Möglichkeiten Gebrauch machen werden hängt von der Entwicklung der Stückzahlen ab. Die Platine ist grundsätzlich auch für andere Elektrofahrzeuge und Umbauten einsetzbar, die dafür notwendigen Anpassungen halten sich in Grenzen.
Alle unsere CAN-Ladegeräte werden ab sofort mit dieser Platine ausgestattet und sind so europaweit ohne Einschränkungen einsetzbar. Der Preis dafür ist etwas höher als bei der Variante ohne CAN. Die Platine wird direkt an den Ladegeräten verbaut. Eine 12V-Spannungsversorgung von der Zero ist zum Betrieb notwendig.
Falls noch Fragen offen sind beantworte ich diese gerne
