Kunde
Besitzer eines VW ID.4
Jahr
2024
Deliverables
Nachrüstsystem
Das Hochvoltnetz in einem Elektrofahrzeug ist ein abgeschlossenes System. In der Regel können nachträglich keine typenfremden Verbraucher oder Ladegeräte an das Hochvoltnetz integriert werden. Geschweige denn, dass diese mit der Fahrzeugsteuerung kommunizieren und Befehle austauschen können.
Dennoch wollte einer unserer Kunden ein induktives Ladegerät in einen VW ID.4 einbauen und damit die Fahrzeugbatterie laden. Eine knifflige aber durchaus willkommene Aufgabenstellung für unser Entwicklungs-Team.
Konzeptionelle Gedanken zum System
Unser Lösungsansatz basiert auf der Überlegung, dass wir – im Sinne der Akzeptanz neuer Komponenten durch das Fahrzeug – eine Schnittstelle zwischen dem Ladegerät und der Batterie entwickeln müssen. Wir müssen quasi eine CCS-Ladesäule ins Fahrzeug integrieren, dessen Stromquelle das induktive Ladegerät ist.
Aus diesem Konzept ist eine universelle Nachrüstbox entstanden. Die Grösse der Box entspricht in etwa den Dimensionen eines Schuhkarton und beinhaltet ein CCS-Kommunikationsmodul, eine Isolationsüberwachung, einen DC/DC-Wandler für die Zwischenkreisvorladung, HV-Schütze und ein eigenes Steuergerät, welches den Ladevorgang koordiniert und überwacht. Für die Integration der Box wurden die DC-Leitungen und das CP-Signal zwischen der Fahrzeug-Ladedose und der Batterie aufgetrennt, verlängert und in die Box verlegt.
Im passiven Zustand stellt die Box sicher, dass das Fahrzeug ohne Einschränkungen, nach wie vor über die Ladedose geladen werden kann. Das induktive Ladegerät ist vom CCS-Zwischenkreis getrennt und beeinträchtigt die anderen Funktionen des Fahrzeugs nicht.
«Die Box lässt sich auf eine Vielzahl an Fahrzeugen und Ladegeräten anpassen.»
Die Box wurde so ausgelegt, dass sie sowohl für 400V, als auch für 800V Batterien funktioniert. Zudem erlaubt sie das bidirektionale Laden (sofern vom Fahrzeug und Ladegerät unterstützt). Weitere Ladestandards können bei Bedarf implementiert werden. Dadurch kann die Box in eine Vielzahl an Fahrzeugen integriert werden. Neben elektrischen PKW können auch Elektro-LKW, Busse, Kommunalfahrzeuge oder Landwirtschaftsfahrzeuge nachgerüstet werden.