Ladestecker Typ 2 nach IEC-Norm 62196: Kabelsysteme für die Mobilität von morgen

Weltweit wird zurzeit in Forschung und Industrie um die besten Lade-Lösungen für Elektromobile gerungen. Die Stuttgarter Lapp-Gruppe, ein Anbieter von integrierten Lösungen und Markenprodukten für Kabel- und Verbindungstechnik, setzt dabei auf kabelgebundene Ladesysteme und positioniert sich am Markt mit dem Ladesystem Lapp Charge, das auch der aktuellen VDE-Norm entspricht.
Werner Becker, Geschäftsführer von Lapp Systems, einem Unternehmen der Lapp-Gruppe, sagt: „Zur Entwicklung von praxisnahen Lösungen arbeiten wir sehr eng mit deutschen Automobilunternehmen, Herstellern von Li-Ionen-Batterien und Herstellern von Ladesäulen zusammen.“

Systemansätze zum Laden

Zum Laden der neuen Energiespeicher werden heute prinzipiell drei verschiedene Formen von Ladekonzepten verfolgt. Folgende Systemansätze sind dabei zu unterscheiden:
– Induktives Laden: Die berührungslose Übertragung elektrischer Energie funktioniert dabei nicht anders, als man dies von der elektrischen Zahnbürste her kennt. Das heißt, man fährt mit dem Fahrzeug über eine stationäre Magnetschleife und lädt es auf. Allerdings sind dafür nach heutigem Stand bis zu sechs Mal längere Ladezeiten als mit einem Kabel erforderlich. Auch die Auswirkungen der elektromagnetischen Felder auf den Menschen sind noch nicht ausreichend erforscht.
– Batteriewechsel oder Austausch der Elektrolytflüssigkeit: Diese Variante gilt unter Fachleuten als sehr kompliziert. Für die ‚frischen‘ Batterien müsste überall genug Lagerkapazität vorhanden sein. Auch der Wechsel sollte so einfach funktionieren, dass ihn der Autofahrer selbst vornehmen könnte.
– Laden mit einem Kabel: In dieser Variante sieht die Stuttgarter Lapp-Gruppe die größten Zukunftschancen.

Kabelgebundene Ladesysteme

Die meisten Automobilhersteller weltweit setzen heute auf eine kabelgebundene Lade-Infrastruktur. Zwei Varianten sind dabei grundsätzlich möglich.
– DC-Ladung (Direct Current) – das Laden mit Gleichstrom: Einige asiatische Hersteller setzen auf diese Lösung mit den Schnell-Ladungen, die mit bis zu 130kW und 400A realisiert werden können. Allerdings ist diese Form des Ladens mit der aktuellen Netz- und Leitungskapazität schwierig zu realisieren. Vorteil: Mit der Gleichstromladung könnte eine Schnell-Ladung in rund fünf Minuten erfolgen. Für den Ladevorgang mit Gleichstrom steht der heutige CHAdeMO-Stecker (Charge for Moving). Dieser resultiert aus einer Kooperation verschiedener OEMs wie Nissan, Mitsubishi, Toyota, PSA, Think und Subaru.
– AC-Ladung (Alternating Current) – das Laden mit Wechselstrom: Auch hier sind heute verschiedene Steckerformen ‚im Rennen‘. Zum Einen der allseits bekannte Schuko-Stecker bis 16A (Mode 1). Das einphasige Aufladen im häuslichen Bereich mit 230V nimmt dabei am meisten Zeit in Anspruch. Dieses Ladesystem wird mit einer sogenannten Incable-Box geliefert, die Steuerfunktionen und Sicherheitsmerkmale wie einen FI-Schutzschalter enthält.

Darüber hinaus werden aktuell weltweit drei verschiedene Steckertypen speziell für das Laden von Elektrofahrzeugen verwendet:

– Der Stecker Typ 1 wird von asiatischen und amerikanischen Herstellern favorisiert. Er ist für das 1-phasige Laden bis zu 70A ausgelegt.
– Die größten Zukunftschancen räumt Lapp dem Stecker Typ 2 ein. Er entspricht der IEC-Norm 62196-2 und wird sowohl für das 1-phasige Laden von 16 bis 32A (Mode 2) als auch für das 3-phasige Laden bis zu 63A (Mode 3) verwendet. Der Ladestecker Typ 2 wird von den deutschen Automobilherstellern favorisiert.
– Daneben gibt es noch den sogenannten Stecker Typ 3 mit 16 bis 32A, der zurzeit noch von italienischen Automobilherstellern eingesetzt wird.

Basierend auf dem Stecker Typ 2 hat die Stuttgarter Lapp-Gruppe in Kooperation mit der Firma Bals Elektrotechnik GmbH die Ladesysteme Lapp Charge und Lapp Helix entwickelt. Beide punkten unter anderem mit seiner ergonomischen Gestaltung und zahlreichen Sicherheitsfeatures. In Design und Farbgebung können Sie an die Bedürfnisse der Kunden angepasst und beispielsweise mit dem Logo des Herstellers versehen werden. Der verwendete Steckverbinder entspricht dem VDE-Standard, an dem auch namhafte Automobilhersteller mitgewirkt haben. Bei der Weltneuheit Lapp Helix ist das Kabel nicht gewendelt wie bei herkömmlichen Systemen, sondern spiralisiert, also aufgerollt wie eine Schnecke. Da durch die Spiralisierung nur rund halb so viel Kabel für die gleiche Auszugslänge gebraucht wird wie bei einem gewendelten Kabel, bietet es erhebliche Einsparungen in Bezug auf Kosten, Gewicht und Packaging – drei Faktoren, die für die Automobilindustrie wichtige Wettbewerbsvorteile sind.

Hochvoltverkabelung im Fahrzeug

Neben den Produkten für die Ladeinfrastruktur bietet Lapp auch die Hochvoltverkabelung für die neue Fahrzeuggeneration an. Die silikonbeschichteten Hochvolt-Leitungen werden im Fahrzeuginneren eingesetzt. Sie verbinden die Batterie mit den Motoren und Kompressoren im Fahrzeug und können kundenspezifisch konfektioniert und mit verschiedenen Anschlusstechniken hergestellt werden. Solche Hochvoltverkabelungen müssen zuverlässig bei bis zu 1.000V, mechanisch stabil sowie platz- und gewichtsparend sein. In diesem Bereich hat Lapp auch eine eigene, patentierte Anschlusslösung entwickelt.

Energiespeicher

Bereits heute produziert Lapp spezielle Systemverbindungen, die als Serienprodukt in den Hybridspeicher des neuen Mercedes-Benz S 400 BlueHybrid und im 7er-BMW zum Einsatz kommen. Diese Kabel und Stecksysteme werden im Inneren der Lithium-Ionen-Batterien eingesetzt und erfüllen die hohen Anforderungen, die in diesem Anwendungsbereich benötigt werden. Die Kabelsysteme sind temperatur- und vibrationsbeständig und erfüllen die hohen Anforderungen an Schutz vor Feuchtigkeit. Eine lange Lebensdauer der Komponenten ist dabei selbstverständlich. Zudem ist Lapp Entwicklungspartner namhafter Unternehmen, die zurzeit neue Batteriesysteme entwickeln, um elektrische Energie effektiver speichern zu können. Werner Becker: „Wir gehen davon aus, dass die Elektromobilität ein Markt sein wird, der schwierig voraussehbar ist, aber sehr große Chancen für unser Unternehmen eröffnen wird.“