Ein im Fahrzeug integriertes leistungselektronisches Modul, das Netz- oder EVSE-AC-Leistung annimmt, AC-DC-Wandlung mit Leistungsfaktorkorrektur und erforderlicher Isolierung durchführt und den DC-Ladestrom an die Traktionsbatterie gemäß LadeNormen und Batteriemanagement steuert.

Prinzip

Kombiniert Gleichrichtung, Leistungsfaktorkorrektur, HF-Isolierung (falls erforderlich), DC-DC-Regelung und digitale Kommunikationsschnittstellen zur Steuerung von Strom, Spannung, thermischen Grenzen sowie zur Handshake-/Ladezustandsverhandlung mit externen Ladegeräten und dem Batteriemanagementsystem.

Demonstration

Ein 7-kW-Einphasen-Bordladegerät in einem Elektrofahrzeug nimmt 230 V AC auf, führt PFC und aktive Gleichrichtung durch, kommuniziert über die Pilotleitung mit dem EVSE, um zulässigen Strom zu ermitteln, und regelt die DC-Ausgangsspannung zum sicheren Laden der 400-V-Batterie bei Überwachung von Temperatur und Ladezustand.

Fehlanwendung

Sich ausschließlich auf das Bordladegerät zum Schnellladen zu verlassen, obwohl es nur für langsames AC-Laden ausgelegt ist, führt zu langen Standzeiten oder Überhitzung; das Parallelschalten mehrerer Bordladegeräte ohne Koordination kann Ungleichgewicht, Einschaltströme und DC-Bus-Instabilität verursachen.

Konsequenz

Ein richtig integriertes Bordladegerät ermöglicht komfortables AC-Laden an Haushalts- und öffentlichen AC-Stationen, stellt die Einhaltung von Netzqualitäts- und Sicherheitsanforderungen sicher und erlaubt dem Fahrzeug, Strombegrenzungen und Ladeprofile auszuhandeln, die Lebensdauer der Batterie und Benutzerkomfort maximieren.

Umkehrung

Die Umkehr ist externes DC-Schnellladen, das das Bordladegerät umgeht und DC-Hochleistung direkt an das Batteriemanagement liefert; in diesem Modus verlässt sich das Fahrzeug auf externe Leistungselektronik und andere Kommunikationsprotokolle für die Steuerung.

Abgrenzung

Bezieht sich auf fahrzeugintegrierte AC-DC-Lademodule und deren Steuerinterfaces; schließt externe AC- oder DC-Ladegeräte (EVSE), DC-Schnellladestationen, kabellose Ladesysteme und einfache Kabelsteuerboxen, die keine onboard DC-Regelung durchführen, aus.

Semantische Spannung

Der Begriff 'Ladegerät' wird manchmal für das gesamte Ladesystem (Fahrzeug, Kabel und Station) oder nur für die bordseitige Leistungselektronik verwendet; die Spannung liegt in der Frage, ob der Fokus auf der fahrzeugseitigen Elektronik oder auf dem systemischen Lade-Service der Infrastruktur liegen soll.

Synthese

Ein Bordladegerät ist die im Fahrzeug untergebrachte AC→DC-Leistungswandler- und Steuereinheit, die Netzanschluss und Batterieaufladung vermittelt und die elektrische Wandlung, Sicherheitsfunktionen und Kommunikation implementiert, um externe AC-Versorgung in kontrollierte DC-Energie für die Traktionsbatterie zu verwandeln.