DE102021104129A1

DE102021104129A1 - Erweiterungsmodul für eine DC-Ladesäule und entsprechend erweiterte DC-Ladesäule

Info

Publication number: DE102021104129A1
Application number: DE102021104129.5A
Authority: DE
Inventors: Raoul Heyne; Timo Massierer
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2021-02-22
Filing date: 2021-02-22
Publication date: 2022-08-25
Also published as: FR3120025B1; US20220271542A1; FR3120025A1; GB2610455B; GB2610455A; GB202202406D0

Abstract

Es wird ein Erweiterungsmodul (1) für eine Ladesäule bereitgestellt, aufweisend eine Gleichstrom-Messeinrichtung (3), welche eingerichtet ist, in einem in der Ladesäule eingebauten Zustand eine Strom- und Spannungsmessung an den Gleichstrom-Ladeleitungen der Ladesäule vorzunehmen; eine Auswerteeinheit (2), welche mit der Gleichstrom-Messeinrichtung (3) gekoppelt ist und eingerichtet ist, auf Basis der von der Gleichstrom-Messeinrichtung (3) vorgenommenen Strom- und Spannungsmessung eine resultierend abgenommene Energiemenge zu berechnen; eine Anzeigeeinheit (4), welche mit der Auswerteeinheit( 4) gekoppelt ist oder in dieser integriert ist; wobei die Auswerteeinheit (2) ferner eine Abschalt-Schnittstelle (5) aufweist und eingerichtet ist, an der Abschalt-Schnittstelle (5) ein Abschaltsignal bereitzustellen, wenn auf Basis der von der Gleichstrom-Messeinrichtung (3) vorgenommenen Strom- und/oder Spannungsmessung ermittelt wird, dass ein Überstromfall oder Kurzschluss vorliegt. Ferner wird eine mit dem Erweiterungsmodul (1) ausgestattete Ladesäule bereitgestellt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Erweiterungsmodul für eine DC-Ladesäule (Gleichstrom-Ladesäule) sowie eine entsprechend mit diesem ausgerüstete DC-Ladesäule.
Für das Laden von Elektrofahrzeugen gibt es zwei grundlegende Möglichkeiten: diese können mit Gleichstrom (DC) oder mit Wechselstrom (AC) geladen werden. Dementsprechend können die verschiedenen Ladestationen, die weltweit im Einsatz sind, beide Ladestromarten zur Verfügung stellen. Das Laden mittels Gleichstrom hat jedoch einen klaren Zeitvorteil gegenüber dem Laden mit Wechselstrom. Aus diesem Grund handelt es sich bei Schnellladestellen um DC-Ladesäulen. Als Beispiel seien hier die 800 Volt HPC-Ladesäulen (HPC: High Power Charing, Hochleistungsladen) erwähnt, an denen Ladeleistungen von mehr als 270 kW erreicht werden können. Mit dieser Ladeleistung lässt sich bei modernen Elektrofahrzeugen wie dem Porsche Taycan in gut fünf Minuten Energie für bis zu 100 km Reichweite nachladen.
Das globale Stromnetz wird fast ausschließlich mit Wechselstrom betrieben. Daher erfolgt an Schnellladesäulen eine Umwandlung von Wechsel- in Gleichstrom, wofür Umrichter verwendet werden, welche entweder direkt in der Ladesäule selbst verbaut sind oder in einer ausgelagerten Leistungseinheit angeordnet sind, die mit einer oder mehreren Ladesäulen gekoppelt ist. Bei modernen Ladesäulen erfolgt diese Stromwandlung mit Wirkungsgraden im Bereich von 90 % und mehr. Die an einer DC-Ladesäule abgenommene Strommenge muss seit dem 1. April 2019 nach den strengen Anforderungen des Eichrechts abgerechnet werden. Dazu muss der Gleichstrom während des Ladevorgangs eichrechtskonform gemessen werden. Das bedeutet, dass die ermittelten Messergebnisse in geeigneter Form und gegen Fälschung gesichert dem Verbraucher angezeigt werden und zugleich prüfbar sein müssen. Als Beispiel für einen eichrechtskonformen Stromzähler sei der Stromzähler in Haushalten erwähnt, welcher den benutzten Strom misst und zugleich den Verbrauch anzeigt. Heutige Ladesäulen messen meist den Strom am Netzanschluss auf der Wechselstrom-Seite, weil diese, auf einfache Art und Weise zertifiziert, bestimmt werden kann. Diese daraus ermittelbare Energiemenge dem sein Elektrofahrzeug ladenden Kunden in Rechnung zu stellen würde bedeuten, dass die Verluste der Ladesäule beispielsweise die Wärmeverluste bei der Stromwandlung von AC auf DC, dem Kunden mit in Rechnung gestellt werden. Daher wird für die Abrechnung an der Ladesäule von dieser Energiemenge ein gewisser Anteil pauschal abgezogen, um den Verlusten Rechnung zu tragen, oder der Strom wird über Pauschalen und/oder Parkplatzmiete vor der Ladesäule verkauft. Dieses Vorgehen ist jedoch nicht mit den Anforderungen des geltenden Eichrechts vereinbar, wonach für jeden Fahrer eines Elektrofahrzeugs der Ladevorgang an der Ladesäule hinsichtlich der abgenommene Energiemenge und der dafür anfallenden Kosten transparent nachvollziehbar sein muss. Daher muss die abgenommene Energiemenge in Kilowattstunden (kWh) abgerechnet werden. Um den Erfordernissen des Eichrechts zumindest teilweise nachzukommen, gibt es inzwischen DC-Meter (Gleichstrom-Messgeräte), die eichbehördlich zertifiziert die Ladeenergie abrechnen. Diese DC-Meter konzentrieren sich allerdings momentan ausschließlich auf die Abrechnung des Stromes und haben keine weitere Funktionalität.
Die neue Norm DIN EN 61851-23, die derzeit noch in Entwurfsform vorliegt und frühestens 2021 in Kraft treten wird, macht stärkere Vorgaben bezüglich weiterer Funktionen, die eine Ladestation einhalten muss. So muss laut der neuen Norm eine Kurschlusserkennung mit einer sehr schnellen Abschaltung erfolgen. Dabei darf der bei einem Kurzschluss fließende Spitzenstrom den Wert von 10 kA nicht überschreiten. Zugleich darf ein Schmelzintegral von 1 MA²s auch nicht überschritten werden. Die neuen Vorgaben sehen ferner vor, dass bei Kurzschluss eine schnelle Notabschaltung ausgelöst wird, bei welcher der Strom innerhalb von 30 Millisekunden auf einen Wert von weniger als 5 A herabfallen muss. Auch eine Überstromerkennung wird gefordert, welche mit den gleichen für den Kurzschlussfall geltenden Bedingungen abgefangen werden muss. Die Integration dieser Funktionalitäten in Ladesäulen geht mit dem Erfordernis neuer Komponenten einher, welche in die Ladestation eingebaut werden müssen was unter Umständen zu Platzproblemen führen kann. Diese neu geforderten Vorgaben können für bestehende und bereits zugelassene Ladesysteme problematisch werden, da deren Implementierung mit großem Aufwand und daher möglicherweise nicht mehr wirtschaftlich realisierbar ist. Diese schon zugelassenen Ladesysteme müssen ferner daraufhin nachzertifiziert werden, indem die neu geforderten Funktionen abgeprüft werden müssen, was mit weiteren Unkosten verbunden ist.
Vor diesem Hintergrund kann die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin gesehen werden, die weiteren funktionalen Ansprüche gemäß der neuen DIN-Ladenormen an einer bestehenden, bereits zertifizierten Ladesäule derart vorzunehmen, dass hierfür keine großen Umbaumaßnahmen erforderlich werden. Nach Möglichkeit soll auch eine Rezertifizierung der bestehenden Ladestation vermieden werden, was große Kosteneinsparungen bringen kann.
Diese Aufgabe wird mittels des Erweiterungsmoduls für eine Ladesäule sowie der entsprechend mit dem Erweiterungsmodul ausgestatteten Ladesäule gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Weitere bevorzugte Ausführungsformen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
In verschiedenen Ausführungsformen wird ein Erweiterungsmodul für eine Ladesäule bereitgestellt. Das Erweiterungsmodul weist eine Gleichstrom-Messeinrichtung auf, welche eingerichtet ist, in einem in der Ladesäule eingebauten Zustand eine Strom- und Spannungsmessung an den Gleichstrom-Ladeleitungen der Ladesäule vorzunehmen. Bei der Gleichstrom-Messeinrichtung kann es sich insbesondere um ein eichbehördlich zertifiziertes Gleichstrom-Messgerät handeln, welches zur Bestimmung der Stromstärke und der Stromspannung eingerichtet ist. Generell kann die Gleichstrom-Messeinrichtung zum Messen von mindestens zwei Größen eingerichtet sein.
Das Erweiterungsmodul weist ferner eine Auswerteeinheit auf, welche mit der Gleichstrom-Messeinrichtung gekoppelt ist und eingerichtet ist, auf Basis der von der Gleichstrom-Messeinrichtung vorgenommenen Strom- und Spannungsmessung eine resultierend abgenommene Energiemenge zu berechnen. Auf Basis der ermittelten abgenommenen Energiemenge kann die Abrechnung des Ladevorgangs an der Ladesäule durchgeführt werden.
Schließlich weist das Erweiterungsmodul eine Anzeigeeinheit auf, welche mit der Auswerteeinheit gekoppelt ist oder in dieser integriert ist. Die Anzeigeeinheit kann eingerichtet sein, Informationen darzustellen, beispielsweise die aktuell auf Basis der Strom- und Spannungsmessung durch die Ladekabel der Ladesäule fließende Energie sowie die nach dem Ladevorgang für die abgenommene Ladeenergie fällige Bezahlung.
Erfindungsgemäß weist die Auswerteeinheit ferner eine Abschalt-Schnittstelle auf und ist eingerichtet, an der Abschalt-Schnittstelle ein Abschaltsignal bereitzustellen, wenn auf Basis der von der Gleichstrom-Messeinrichtung vorgenommenen Strom- und/oder Spannungsmessung ermittelt wird, dass ein Überstromfall vorliegt. Das Abschaltsignal kann insbesondere von der Auswerteeinheit generiert werden, wobei die Abschalt-Schnittstelle an der Auswerteeinheit angeordnet sein kann. Mittels des Abschaltsignals kann eine Information an andere Komponenten der Ladesäule übermittelt werden, dass ein Überlastfall vorliegt, wodurch die Ladesäule spannungsfrei geschaltet wird. Der detektierbare Überstrom kann Folge einer Überlastung, also eines zu hohen, womöglich über dem ausgewiesenen Maximalstrom liegenden Stromflusses, oder eines Kurzschlusses sein. Da die Gleichstrom-Messeinrichtung eingerichtet ist, Strom und Spannung höchstgenau zu messen, können diese Werte ohne Weiteres für eine Erkennung des Überstromes genutzt werden. Sowohl ein Überlastfall wie auch ein Kurzschluss lassen sich durch einen Anstieg bzw. Abfall der Spannung um einen bestimmten Wert in einer bestimmten Zeit und/oder einen zu hohen Strom erkennen.
Bei dem erfindungsgemäßen Erweiterungsmodul kann es sich um eine Erweiterung eines eichkonformen DC-Meters handeln, welches von einem Hersteller als Zukaufteil auf dem Markt bezogen werden kann und mittels der weiteren Komponenten innerhalb des Erweiterungsmoduls um weitere Funktionen ergänzt werden kann, so dass das Erweiterungsmodul als Ganzes alle geltenden gesetzlichen/behördlichen Anforderungen erfüllt. Gerade bei verteilten Systemen, bei denen die Ladesäulen und die den Ladestrom bereitstellende Leistungselektronik voneinander getrennt sind, wie es üblicherweise in größeren Ladeparks der Fall ist, kann ein übliches als eichkonform zertifiziertes DC-Meter mit Zusatzfunktion (was dem erfindungsgemäßen Erweiterungsmodul entspricht) in der Ladesäule eingebaut werden, wo noch genügend Bauraum vorhanden ist und das DC-Meter bereits eingeplant ist.
Gemäß weiteren Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Erweiterungsmoduls kann die Gleichstrom-Messeinrichtung mindestens drei Messabgriffe aufweisen und zwei der Messabgriffe können zwei Enden eines an der Gleichstrom-Messeinrichtung angeordneten ersten Metallleiters entsprechen. An jedem Ende des Metallstreifens kann eine Öffnung vorgesehen sein, mittels welcher jedes der Enden mit der DC-Stromschiene innerhalb der Ladesäule verbunden werden kann.
Gemäß weiteren Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Erweiterungsmoduls kann ein Mess-Abgriff an einem Ende eines zweiten Metallstreifens angeordnet sein, welcher an der Gleichstrom-Messeinrichtung angeordnet ist. Mittels dieses dritten Mess-Abgriffs, welcher an der anderen DC-Stromschiene beispielsweise mittels einer Schraubverbindung befestigt werden kann, kann eine Potentialdifferenz zu einem der anderen beiden Mess-Abgriffe am ersten Metallstreifen (also letztendlich die Ladespannung) bestimmt werden.
Erfindungsgemäß wird ferner eine Ladesäule zum Laden von Elektrofahrzeugen bereitgestellt, welche das hierin beschriebene Erweiterungsmodul aufweist. Bei der Ladesäule kann es sich, bis auf das zusätzliche, erfindungsgemäße Erweiterungsmodul, um eine übliche Ladesäule handeln, an welcher Elektrofahrzeuge mittels Gleichstrom geladen werden können. Das Erweiterungsmodul kann derart in der Ladesäule eingebaut sein, dass seine Mess-Abgriffe funktionsgemäß an die gleichstromführenden Spannungsleitungen, beispielsweise die DC-Stromschienen, gekoppelt werden.
Gemäß weiteren Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Ladesäule kann die Abschalt-Schnittstelle mit einem Steuergerät der Leistungskomponente der Ladesäule oder einer die Ladesäule aufweisenden Ladestation gekoppelt sein. Unter der Leistungskomponente kann diejenige elektronische Komponente bzw. Komponentengruppe verstanden werden, welche den Wechselstrom zu Gleichstrom umwandelt und den Ladestrom in geeigneter (Spannung und Stromstärke) bereitstellt. Hierbei kann die Abschalt-Schnittstelle mit einem Steuergerät der Leistungskomponente gekoppelt sein, sodass bei Bedarf das Abschaltsignal dazu führt, dass das Steuergerät der Leistungskomponente die Pilotlinie des Ladesystems auf ein geeignetes Potential zieht, wodurch die normative Notabschaltung initiiert wird und die neuen normativen Vorgaben zeitlich eingehalten werden. Hierbei können insbesondere die DC-Ausgangsschütze geöffnet werden, wodurch die Ladesäule sehr schnell spannungsfrei geschaltet werden kann. Bei der Pilotlinie des Ladesystems kann es sich um eine Überwachungslinie des gesamten HV-Ladesystems handeln, über welche lokal auftretende Störfunktionen dem Gesamtsystem gemeldet werden können, um das Ladesystem spannungsfrei zu schalten.
Gemäß weiteren Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Ladesäule kann die Abschalt-Schnittstelle mit einem Schalter gekoppelt sein, welcher in einem Überwachungssignalpfad der Ladesäule verschaltet ist. Hierbei kann der Schalter zum einen Teil des Pilotkontakts (control pilot, CP) der Ladesäule sein, also mit dieser funktional gekoppelt sein. Unter dem Pilotkontakt wird eine Leitung zwischen Elektrofahrzeug und Ladesäule verstanden, mittels welcher Sicherheitsprüfungen durchgeführt werden können und über welche die Kommunikation mit dem Elektrofahrzeug durchgeführt wird. Ferner kann das Elektrofahrzeug über den Pilotkontakt signalisieren, dass es für den Ladevorgang bereit ist. Anders ausgedrückt kann das Erweiterungsmodul derart in der Ladesäule eingebaut sein, dass es direkt den Pilotkontakt in der Kommunikation zwischen Fahrzeug und Ladesäule (hauptsächlich der Ladekontrolle in der Ladesäule) bei Bedarf unterbricht. Der Schalter fungiert dann als ein Unterbrecher des Pilotkontakts und kann direkt vom Erweiterungsmodul betätigt werden. Zum anderen kann der Schalter einem Unterbrecher der Pilotlinie des übergeordneten Ladesystems entsprechen. Bei Detektion eines Kurzschlusses oder eines Überstroms kann das Abschaltsignal an den Schalter übermittelt werden, und so selbstständig, also ohne Umweg über das Steuergerät der Leistungselektronik, die Pilotlinie unterbrechen. Dadurch kann eine schnelle, insbesondere die normativen Vorgaben erfüllende Notabschaltung der Ladesäule herbeigeführt werden.
Gemäß weiteren Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Ladesäule kann in Gleichstrom führenden Ladeleitungen der Ladesäule und/oder in Ladeleitungen einer die Ladesäule aufweisenden Ladestation mindestens ein Schalter angeordnet sein, dessen Steueranschluss mit der Abschalt-Schnittstelle des Erweiterungsmoduls gekoppelt ist. Anders ausgedrückt kann das Erweiterungsmodul eingerichtet sein, den Schaltzustand des mindestens einen Schalters zu bestimmen. Es sei angemerkt, dass der hier erwähnte mindestens eine Schalter verschieden ist von dem im vorherigen Absatz erwähnten Schalter innerhalb des Überwachungssignalpfades der Ladesäule.
Gemäß weiteren Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Ladesäule kann es sich bei dem mindestens einen Schalter um ein Schaltschütz handeln. Bei dieser Ausführungsform ist das Erweiterungsmodul in der Lage, mittels des mindestens einen Schaltschützes den Stromfluss im DC-Pfad selbstständig zu unterbrechen, wenn ein Überstrom oder ein Kurzschluss erkannt wird. Das hat den Vorteil, dass keine Änderung der Innenstruktur der Ladesäule und keine Anpassung der Ladesäule an die Ladestation vorgenommen werden müssen.
Gemäß weiteren Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Ladesäule können die Schalter Pyroschalter aufweisen. Allgemein können die Schalter zusätzlich oder ausschließlich Sicherungen aufweisen mit einer zur Erfüllung normativen Anforderungen geeigneten Auslöse- bzw. Abschaltcharakteristik bei Vorliegen eines Kurzschlusses. Die Verwendung von Pyroschaltern (pyrotechnische Gleichspannungsschalter) hat den Vorteil, dass diese elektrisch ansteuerbar sind und somit auch ausgelöst werden können, wenn der Strom erst kurzzeitig zu hoch ist, bevor er beispielsweise eine Schmelzsicherung zum Auslösen bringen würde. Demnach können die Pyroschalter auch als Schalter benutzt werden, jedoch nur einmalig und müssten dann getauscht werden. Diese Tatsache kann ebenfalls als vorteilhaft gesehen werden, da nach einem Kurzschluss oder Überstrom laut Norm der Betrieb der Ladesäule einzustellen ist, bis ein Servicetechniker das Problem behebt.
Zusammenfassend kann also jeder der in den Gleichstrom führenden Ladeleitungen angeordneten Schalter ein Schaltschütz, einen Pyroschalter oder eine Kombination der beiden in Reihenschaltung aufweisen. Ebenso kann jeder der Schalter eine Kombination aus einem Schaltschütz und einer Schmelzsicherung in Reihenschaltung aufweisen. Sollte ein Schalter nicht funktionieren, indem er z.B. verklebt, so wäre es weiterhin möglich im Fehlerfall den Stromfluss zu unterbrechen durch Auslösen der Sicherung.
Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.

1 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Erweiterungsmoduls.
2 zeigt eine mögliche Verschaltung des in 1 dargestellten Erweiterungsmoduls in einer Ladesäule.

In 1 ist der Aufbau eines beispielhaften Erweiterungsmoduls 1 skizziert. Wie bereits beschrieben, weist das Erweiterungsmodul 1 eine Gleichstrom-Messeinrichtung 3 auf, die hier beispielhaft drei Mess-Abgriffe 61, 62, 63 zur Messung mindestens zweier Messgrößen aufweist und eingerichtet ist, in einem in der Ladesäule eingebauten Zustand mittels dieser drei Mess-Abgriffe 61, 62, 63 eine Strom- und Spannungsmessung an den Gleichstrom-Ladeleitungen der Ladesäule vorzunehmen. Ferner weist das Erweiterungsmodul 1 eine Auswerteeinheit 2 auf, welche mit der Gleichstrom-Messeinrichtung 3 gekoppelt ist und eingerichtet ist, auf Basis der von der Gleichstrom-Messeinrichtung 2 vorgenommenen Strom- und Spannungsmessung eine resultierend abgenommene Energiemenge zu berechnen. Die Auswerteeinheit 2 ist mit einer Anzeigeeinheit 4 gekoppelt, welche im gezeigten Beispiel in der Auswerteeinheit 2 integriert ist. Die Anzeigeeinheit 4 kann jedoch auch als gesondertes Bauteil vorliegen. Die Anzeigeeinheit 4 wird jedenfalls von der Auswerteeinheit 2 angesteuert und ist zur Darstellung diverser Informationen eingerichtet. Die Auswerteeinheit 2 weist ferner eine Abschalt-Schnittstelle 5 auf und ist eingerichtet, an der Abschalt-Schnittstelle 5 ein Abschaltsignal bereitzustellen, wenn auf Basis der von der Gleichstrom-Messeinrichtung 3 vorgenommenen Strom- und/oder Spannungsmessung ermittelt wird, dass ein Überstromfall oder Kurzschluss vorliegt.
Eine mögliche Verschaltung des in 1 dargestellten Erweiterungsmoduls 1 innerhalb einer Ladesäule ist in 2 veranschaulicht. Die Elemente des Erweiterungsmoduls sind bereits mit Bezug auf 1 beschrieben worden und werden nicht erneut erläutert.
Der erste und zweite Mess-Abgriff 61, 62 sind beide an eine ersten Gleichstromleitung 91 gekoppelt, so dass darüber die Gleichstrom-Messeinrichtung 3 eine Strommessung vornehmen kann. Entsprechend ist der dritte Mess-Abgriff 63 an eine zweite Gleichstromleitung 92 gekoppelt, so dass die Gleichstrom-Messeinrichtung 3 eine Spannungsmessung zwischen dem dritten Mess-Abgriff 63 und einem der beiden anderen Mess-Abgriffe 61, 62 vornehmen kann. Die Abschalt-Schnittstelle 5 ist im gezeigten Beispiel sowohl an eine HV-Leistungselektronik 8 gekoppelt, welche die Stromwandlung (von AC zu DC) und die Bereitstellung des Ladestroms mit geeigneter Spannung und geeigneter Stromstärke übernimmt. Folglich kann das Abschalt-Signal an die HV-Leistungselektronik 8 übermittelt werden, etwa an deren Steuergerät, welches dann eine Pilotlinie unterbrechen kann. Die Abschalt-Schnittstelle 5 ist ferner mit zwei Schaltern 71, 72 gekoppelt, wovon jeder in einer Gleichstromleitung 91, 92 verschaltet ist. Bei den Schaltern 71, 72 kann es sich um Schaltschütze oder um Pyroschalter handeln. Ebenso kann mindestens einer der Schalter 71, 72 als Kombischalter ausgeführt sein und eine Reihenschaltung aus einem Schaltschütz mit einem Sicherungsschalter, also einem Pyroschalter oder einer Schmelzsicherung, aufweisen. Im Überlastfall kann die Auswerteeinheit 2 über die Abschalt-Schnittstelle 5 die beiden Schalter 71, 72 ansteuern und eine Unterbrechung des Gleichstrom-Ladekreises herbeiführen. Im Falle, dass sowohl die HV-Leistungselektronik 8 wie auch beide Schalter 71, 72 von der Auswerteeinheit 5 über die Abschaltschnittstelle 5 angesteuert werden, kann die Abschalt-Schnittstelle einen oder zwei Ausgänge aufweisen, so dass ein oder zwei unterschiedliche Abschaltsignale ausgegeben werden, welche an die jeweiligen Empfänger angepasst sind. Eine Abschaltung der Leistungselektronik kann durch ein Herunterfahren bzw. Stoppen der Umrichter-Wandlung erfolgen und/oder die DC-Schütze der Leistungselektronik auslösen.

Claims

Erweiterungsmodul (1) für eine Ladesäule, aufweisend: eine Gleichstrom-Messeinrichtung (3), welche eingerichtet ist, in einem in der Ladesäule eingebauten Zustand eine Strom- und Spannungsmessung an den Gleichstrom-Ladeleitungen der Ladesäule vorzunehmen; eine Auswerteeinheit (2), welche mit der Gleichstrom-Messeinrichtung (3) gekoppelt ist und eingerichtet ist, auf Basis der von der Gleichstrom-Messeinrichtung (3) vorgenommenen Strom- und Spannungsmessung eine resultierend abgenommene Energiemenge zu berechnen; eine Anzeigeeinheit (4), welche mit der Auswerteeinheit (2) gekoppelt ist oder in dieser integriert ist; wobei die Auswerteeinheit (2) ferner eine Abschalt-Schnittstelle (5) aufweist und eingerichtet ist, an der Abschalt-Schnittstelle (5) ein Abschaltsignal bereitzustellen, wenn auf Basis der von der Gleichstrom-Messeinrichtung (3) vorgenommenen Strom- und/oder Spannungsmessung ermittelt wird, dass ein Überstromfall oder Kurzschluss vorliegt.
Erweiterungsmodul (1) gemäß Anspruch 1, wobei die Gleichstrom-Messeinrichtung (3) mindestens drei Messabgriffe (61, 62 63) aufweist und zwei der Mess-Abgriffe (61, 62) zwei Enden eines an der Gleichstrom-Messeinrichtung (3) angeordneten ersten Metallleiters entsprechen.
Erweiterungsmodul (1) gemäß Anspruch 2, wobei ein Mess-Abgriff (63) an einem Ende eines Metallstreifens angeordnet ist, welcher an der Gleichstrom-Messeinrichtung (3) angeordnet ist.
Ladesäule zum Laden von Elektrofahrzeugen, aufweisend das Erweiterungsmodul (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3.
Ladesäule gemäß Anspruch 4, wobei die Abschalt-Schnittstelle (5) mit einem Steuergerät der Leistungskomponente (8) der Ladesäule oder einer die Ladesäule aufweisenden Ladestation gekoppelt ist.
Ladesäule gemäß Anspruch 4, wobei die Abschalt-Schnittstelle (5) mit einem Schalter gekoppelt ist, welcher in einem Überwachungssignalpfad der Ladesäule verschaltet ist.
Ladesäule gemäß einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei in Gleichstrom führenden Ladeleitungen (91, 92) der Ladesäule und/oder in Ladeleitungen einer die Ladesäule aufweisenden Ladestation mindestens ein Schalter (71, 72) angeordnet ist, dessen Steueranschluss mit der Abschalt-Schnittstelle (5) der Auswerteeinheit (2) gekoppelt ist.
Ladesäule gemäß Anspruch 7, wobei es sich bei dem Schalter (71, 72) um ein Schaltschütz handelt.
Ladesäule gemäß Anspruch 7 oder 8, wobei der Schalter (71, 72) einen Pyroschalter aufweist.