Ladeprotokoll mittels CP-Kontakt

  • Solange kein Elektroauto eingesteckt ist, liegen einfach DC + 12 V zwischen CP und PE an. Wird ein Elektroauto angesteckt, wird über eine Diode und einen 2,7 kΩ Widerstand zwischen CP und PE in der Typ 2 Buchse des Fahrzeugs von + 12 V runter auf + 9 V gezogen. Hieran erkennt die Ladesäule, dass ein Fahrzeug angeschlossen ist.

    Nun aktiviert die Ladestation das 1 kHz PWM-Signal und signalisiert damit dem Auto, mit was für einem maximalen Ladestrom es laden darf. Aufgrund der Diode und dem Widerstand pendelt das Signal der Ladestation nun zwischen + 9 V und - 12 V. Nachdem das Elektroauto nun von der Ladesäule weiß, was für einen maximalen Strom es zur Verfügung hat, prüft es die Codierung des Kabels mittels PP-Kontakt. Ist dies Erfolg und das Elektroauto bereit für den Ladevorgang, teilt es dies der Ladestation mit, indem es einen weiteren Widerstand mit 1,3 kΩ zuschaltet.

    Jetzt erst legt die Ladestation die Lade-Spannung am Stecker an, man hört das Schütz mittels eines *klack* in der Ladestation. Kurz darauf hört man nochmal zwei Schütze im Elektrofahrzeug *klack klack*, nun beginnt der Ladevorgang.


    Während des gesamten Ladevorgangs wird das PWM-Signal aufrecht erhalten. Sollte sich die verfügbare Leistung ändern, ändert sich auch das Signal. Das Auto muss dann dem Signal folgen, bzw. darf niemals mehr Strom ziehen, als es von der Ladestation erlaubt bekommt. Weniger ist natürlich immer möglich. Über dieses PWM-Signal funktionieren nun Dinge wie Lastmanagment und PV-geführtes Laden.


    Ist der Ladevorgang fertig, deaktiviert das Elektroauto wieder den 1,3 kΩ Widerstand. Hierdurch geht das PWM-Signal wieder auf + 9 V hoch und die Ladesäule nimmt wieder die Spannung vom Stecker. Die Schütze (Fahrzeug und Ladestation) ertönen nun in umgekehrter Reihenfolge zum vorherigen Ladestart.


    Der CP Pin ist bewusst kürzer als alle anderen Pins. Dies hat den Hintergrund, dass er dadurch der erste Pin ist, welcher getrennt wird, sollte während des Ladevorgangs die Verbindung zwischen Stecker und Buchse getrennt werden. Ist dies der Fall fehlt das kontinuierliche PWM-Signal und es wird der Ladevorgang sofort unterbrochen. Dies stellt sicher, dass der Stecker niemals unter Spannung (abseits der ungefährlichen Steuerspannung) steht, wenn er nicht eingesteckt ist.


    Notiz:

    Laut Norm ist das PWM-Signal zwischen + 12 V und - 12 V. Einige wenige Ladestationen und Wallboxen nutzen aus Kostengründen nur ein PWM Signal zwischen + 12V und 0 V. Das hat zur Folge, dass einzelne Fahrzeuge daran nicht laden, da dies nicht der Norm entspricht. Beispielsweise der smart ED4 mit 22 kW lädt an solchen Ladestationen nicht.

Je nach PWM-Signal darf das Fahrzeug einen maximalen Strom verwenden. Außerdem wird der Ladevorgang über CCS mit den gleichen Pins gesteuert, weswegen über CP auch zum CCS-Ladevorgang eingeleitet werden kann. Entsprechend ergibt sich diese Übersicht:


PWM-Signal AC-Ladestrom Notiz
0 % - 3 % 0 A Ladevorgang nicht zulässig
3 % - 7 % 0 A Mit 5 % wird dem Fahrzeug angekündigt, dass eine CCS-Ladung und / oder Plug & Charge zum Einsatz kommen wird. Dann wird die entsprechende Kommunikation über PowerLine eingerichtet und gestartet.
7 % - 8 % 0 A Ladevorgang nicht zulässig
8 % - 10 % 6 A Ladevorgang zulässig
10 % - 85 % PWM • 0,6 = max. Ladestrom Ladevorgang zulässig
85 % - 96 %
(PWM - 64) • 2,5 = max. Ladestrom Ladevorgang zulässig
96 % - 97 % 80 A Ladevorgang zulässig
97 % - 100 % 0 A Ladevorgang nicht zulässig


Das Signal von 7 % - 8 % wird gerne dazu verwendet, dem Elektroauto eine Ladepause zu signalisieren. Beispielsweise beim PV-geführten Laden oder auch beim Lastmanagment, wenn gerade keine Leistung verfügbar ist.


CP-Signal PWM - Ampere DE

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