Neu aufgeladen: Ladetechnik für E-Mobilität

Hier wird der Firmenparkplatz zum Showroom: Die CuroCon GmbH demonstriert, wie einfach und vielseitig sich elektrische Fahrzeuge mit der richtigen Technik laden lassen.

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Herausforderung

Zuverlässig laden mit hohen Leistungen

Wie können E-Fahrzeuge in verschiedenen Szenarien schnell und sicher geladen werden? Mit dieser Frage beschäftigt sich die CuroCon GmbH nicht nur für ihre Kunden in der Automobilbranche. Vor kurzem hat das Unternehmen 10 Ladepunkte auf den firmeneigenen Parkplatz aufgebaut, in denen unterschiedliche Ladetechnologien und -leistungen zum Einsatz kommen.

Wie in einem Versuchsfeld können Ladetechnologien für unterschiedliche Leistungen flexibel und sicher erprobt werden

Die Idee, den Firmenparkplatz in Zwingenberg mit Ladepunkten auszustatten, resultierte aus mehreren Kundenprojekten, erklärt Michael Wißbach, Geschäftsführer und Gründer der CuroCon GmbH: „Eines unserer Geschäftsfelder ist die Automatisierung von elektrischen Nutzfahrzeugen, und dazu gehören auch Lösungen für den Ladecontroller in batterieelektrischen LKWs. Dabei stellte sich für uns die Frage: Wie können wir elektrische Fahrzeuge sicher und zuverlässig laden – auch mit hohen Leistungen, wie wir sie für Nutzfahrzeuge brauchen.“

Beim Einstieg in die Technologie wurde Wißbach und seinem Team schnell klar, dass die Ladetechnik teilweise noch in den Kinderschuhen steckt: „Angefangen bei den Standards bis hin zum Lastmanagement ist vieles noch im Fluss – deswegen wollten wir eine Ladeinfrastruktur entwickeln, die vielseitig ist und einfach zu modifizieren.“ Dieses Konzept wollte das Unternehmen in einem eigenen Ladepark erproben und optimieren, so Wißbach weiter, „und dazu brauchten wir natürlich auch eine passende Lösung für die elektrischen Systeme und die Automatisierung, mit der wir viele Anwendungsfelder abdecken: AC-Laden mit 11 kW und 22 kW, aber auch DC-Schnellladepunkte mit 50 kW und mehr.“

CuroCon GmbH, Deutschland

Engineering und Automation für die Industrie

Vom Ingenieurbüro zum Dienstleister für Systemlösungen in der Mess-, Steuerungs-, Regelungs- und Antriebstechnik. Als Michael Wißbach und Bernhard Müller 2001 die CuroCon GmbH gründeten, ahnten sie nicht, dass knapp 20 Jahre später Ladesysteme für die E-Mobilität eines der Geschäftsfelder sein würden. Oder doch?

Elektrische Antriebe und Regelungstechnik sind das technologische Fundament für neue Geschäftsfelder

„Der Schritt vom Prüfstand hin zur Ladetechnik ist gar nicht so weit, wie man auf den ersten Blick denkt“, so Michael Wißbach. „Wir entwickeln unter anderem Prüfsysteme für Automatikgetriebe. Dabei simulieren wir das Fahrverhalten mit elektrischen Antrieben, um das Getriebe in verschiedenen Situationen zu testen – simulieren also, wenn man so will, für das Getriebe ein ‚echtes‘ Fahrzeug mit elektrischen Systemen.“

Daraus entstand die Idee, dieses Know-how für elektrische Antriebe in realen Fahrzeugen zu nutzen. „Und so haben wir begonnen, Automatisierungslösungen für Nutzfahrzeuge zu entwickeln und unsere Regelungstechnik-Expertise eingebracht. Dazu kamen dann Projekte, bei denen wir Ladevorgänge in Prüfsysteme für elektrische Fahrzeuge integriert haben. Wir haben uns mit der Ladetechnik befasst und erkannt, dass es hier noch einen großen Bedarf nach flexiblen und vielseitigen Lösungen gibt. In vielen Bereichen existieren noch keine Standards, sodass sich die Ladesysteme aus unserer Sicht mit den Anforderungen mit entwickeln müssen – und genau das ist unsere Spezialität.“

Wir erstellen keine proprietäre Lösung, sondern arbeiten immer gesamtheitlich. Daher können wir neue Funktionen jederzeit problemlos integrieren.
Michael Wißbach, Geschäftsführer CuroCon GmbH
Die Lösung im Detail

Ein Controller für flexible Lademöglichkeiten

Automatisierung und Schalt- und Schutztechnik für die Ladeinfrastruktur stammen nahezu komplett von Siemens. CuroCon kann damit alle Ladevorgänge von einem zentralen Controller aus überwachen und steuern. Auch neue Funktionen lassen sich einfach nachrüsten.

Zehn Ladeplätze werden mit einer modularen Lösung von einem zentralen Controller aus gesteuert

Die Idee, den Firmenparkplatz in Zwingenberg mit Ladepunkten auszustatten, resultierte aus mehreren Kundenprojekten, erklärt Michael Wißbach, Geschäftsführer und Gründer der CuroCon GmbH: „Eines unserer Geschäftsfelder ist die Automatisierung von elektrischen Nutzfahrzeugen, und dazu gehören auch Lösungen für den Ladecontroller in batterieelektrischen LKWs. Dabei stellte sich für uns die Frage: Wie können wir elektrische Fahrzeuge sicher und zuverlässig laden – auch mit hohen Leistungen, wie wir sie für Nutzfahrzeuge brauchen.“

„Bei allen Anwendungen, die im Hinblick auf Leistungen oder Zuverlässigkeit hohe Anforderungen stellen, setzen wir dabei nahezu ausschließlich Siemens-Komponenten ein. Funktionen werden in der SIMATIC-Steuerung programmiert und die entsprechenden Baugruppen dezentral in der SIMATIC ET 200SP implementiert. Dadurch können wir sowohl das Programm als auch die Konfiguration einfach auf die Anwendung abstimmen und jederzeit ohne großen Aufwand abändern“. Auch bei der Schutz- und Schalttechnik setzt CuroCon Komponenten von Siemens ein: SIRIUS und SENTRON Geräte sorgen für ein dauerhaft verlässliches Schalten, Schützen und Überwachen auch hoher Lasten und tragen damit zum Schutz von Personen und Fahrzeugen bei – auch unter rauen Bedingungen und stärkeren Umwelteinflüssen.

Die Lösung für die CuroCon GmbH

Im zentralen Schaltschrank für die Ladepunkte ist ein SIMATIC ET 200SP Controller mit einer CPU 1512SP und ECC-Ladecontroller-Modulen für AC-Ladevorgänge installiert, vor Ort in den DC-Ladepunkten eine dezentrale SIMATIC ET 200SP mit den entsprechenden ECC Ladecontroller-Modulen für DC-Ladevorgänge. SIMATIC AI Energy Meter überwachen den Energieverbrauch für die jeweiligen Stationen. Durch das modular aufgebaute Master-Slave-System von SIMATIC ECC, lässt sich eine Ladelösung nicht nur unkompliziert um neue Ladepunkte erweitern, die zentrale Steuerung vereinfacht auch das Aufspielen von Firmware-Updates.

 

Ein weiterer zentraler Bestandteil der Ladecontroller-Applikation ist das dynamische Lastmanagement. Dies ermöglicht CuroCon das einfache und bedarfsgerechte Zu- oder Abschalten von einzelnen Ladepunkten bzw. das bedarfsgerechte Anpassen der aktuellen Ladeleistung an den einzelnen Ladepunkten. Sind beispielsweise viele Fahrzeuge an den Ladepunkten, kann die Gesamtleistung entsprechend begrenzt werden. Wenn ein Fahrzeug seinen Ladevorgang am High-Power-Charging beendet hat, kann die Leistung dann wieder an den übrigen Ladenpunkten hochgeregelt werden. Die entsprechenden Routinen hat CuroCon in der Steuerung programmiert und kann sie daher jederzeit anpassen und abändern.

 

Nicht zuletzt ermöglicht das Minimum an Hardware in den dezentralen Ladepunkten höhere Freiheitsgrade im individuellen Design der Ladeplätze im Vergleich zu konventionellen Lösungen. Damit lassen sich Ladepunkte platzsparend und optisch optimal in verschiedenste Umgebungen einpassen.

Ein weiterer Bestandteil der Lösung sind SENTRON Schutz-, Schalt-, Mess- und Überwachungsgeräte. Damit kann CuroCon die einzelnen Ladepunkte einfach zu- oder abschalten. Durch die Entwicklung und Fertigung des Leitungsschutzschalters in Deutschland, sowie deren 100% Prüfung ermöglichen wir höchste Qualität. Unsere Schalter sind mit deutlich erhöhten Anforderungen im Temperaturbereich getestet und können die Personensicherheit stets zuverlässig gewährleisten. Darüber hinaus bieten SENTRON PAC Energiemessgeräte heute schon die Möglichkeit mit MID-zertifizierten Geräten Energieverbräuche gemäß der Europäischen Messgeräterichtlinie weiter zu verrechnen.

Die gesamte Lösung lässt sich im TIA Portal projektieren. Die hierfür von Siemens kostenlos bereitgestellten Applikationsbeispiele für das smarte Laden und die Ansteuerung mehrerer Ladepunkte dienen als Ausgangsbasis für die individuelle Auslegung von Ladeparklösungen. Dadurch profitiert CuroCon vom vorhandenen Know-how und kann neue Funktionen schnell realisieren, so Michael Wißbach: „Wir haben bereits sehr viel Erfahrung im TIA Portal aus unseren Automatisierungsprojekten und konnten dieses Wissen einfach auf die Ladetechnik übertragen: Alle Funktionen werden im Controller implementiert, was auch dank der Ladecontroller-Funktionsbausteine wirklich effizient funktioniert. So haben wir alles in der Hand: Wir legen fest, welche Leistungen wir wie messen, wann welche Schütze schalten und überwachen die gesamte Kommunikation mit dem Fahrzeug. Auch spezielle Funktionen können wir so einfach realisieren, zum Beispiel festgelegte Ladezeiträume. Alles kein Problem.“

Wenn es um das sichere und zuverlässige Laden mit hohen Leistungen geht, ist Siemens für uns der Anbieter der Wahl.
Michael Wißbach, Geschäftsführer CuroCon GmbH
Kundennutzen

Vielseitige Lösung für neue Partnerschaften

Die Besucher, aber auch die Mitarbeiter sind von der neuen Ladeinfrastruktur begeistert – jetzt möchte Michael Wißbach auch neue Kunden und Partner überzeugen. Dabei hilft ihm die einfache Skalierbarkeit und Vielseitigkeit der Lösung.

Die vielseitig ausbaubare Lösung ist auch für innovative und komplexe Anwendungen vorbereitet

Wie leicht sich auch komplexe Anwendungen in das vorhandene System integrieren lassen, zeigt CuroCon aktuell an einem Projekt mit der TU Darmstadt: Dabei wird die Photovoltaikanlage auf dem Gebäude mit einem Batteriespeicher und den Ladepunkten gekoppelt. „Anschließend wollen wir mithilfe von KI-Algorithmen eine optimale Ladestrategie umsetzen, abhängig vom aktuellen Leistungsbedarf sowie der verfügbaren Leistung der Photovoltaik und unseres Versorgers. Da wir die gesamte Applikation im zentralen Controller frei programmieren können, lässt sich auch so ein komplexes Energiemanagement einfach einbinden. Ich bin schon sehr gespannt auf dieses Projekt“, so Wißbach.

Von dieser Vielseitigkeit werden auch künftige Anwender profitieren, ist sich Wißbach sicher: „Wir möchten mit unserer Lösung vor allem bei Anwendungen wie Parkhäusern oder Busdepots eine flexible und nachhaltige Alternative zu Wallboxen bieten. Gerade wenn ich viele Ladepunkte habe, bietet unsere Lösung mit einem zentralen Controller auch Vorteile bei den Kosten.“ Noch dazu kann die Lösung einfach von lokalen Partnern installiert und erweitert werden: „Mit der SIMATIC-Technologie setzen wir auf ein System, dass auch ein entsprechend geschulter Installateur aufbauen, in Betrieb nehmen und warten kann. Und wir haben auch die Option, dass wir die Ladeinfrastruktur einfach in eine übergeordnete Leitwarte integrieren können. Denn die Ladetechnik für die E-Mobilität entwickelt sich stetig. Das ist spannend – und zeigt die Stärken der Siemens-Technik: Sie lässt sich einfach nachrüsten, sodass wir uns dynamisch dem Markt anpassen können.”

Portfolio Highlights

Qualität und Flexibilität aus einem Guss

CuroCon setzt aus guten Gründen auf die Systemlösung von Siemens, so Michael Wißbach: „Insbesondere bei größeren oder komplexen Anlagen, bei denen Betriebsverfügbarkeit und Sicherheit entscheidend sind, kommt bei uns Siemens zum Einsatz.“ Die Komponenten überzeugen durch Qualität und Zuverlässigkeit.