Onboard-Batterieladegeräte
Bordnetzwandler
Lade-Interface-Steuergerät

Onboard-Batterieladegeräte (OBC)

Sicher. Zuverlässig. Effizient. KOSTAL ist ein führender Lieferant von automotiven Batterieladegeräten - mittlerweile in der vierten Produktgeneration und im Serieneinsatz in großen Fahrzeugplattformen.

Konduktives AC-Laden von 3,6 kW bis 22 kW

Die Möglichkeit, ein Elektrofahrzeug überall an Steckdosen, Wallboxen und Ladestationen aufzuladen, ist entscheidend für den Erfolg der Elektromobilität. Das On-Board-Ladegerät (OBC) wandelt die verfügbare Wechselspannung (AC), in die benötigte Gleichspannungslage (DC) der Fahrzeugbatterie. Ein flexibles Design berücksichtigt unterschiedliche Netzanschlussbedingungen (z. B. Ein-/Mehrphasigkeit) der relevanten Märkte weltweit. Die Auslegung effizienter, dynamischer Algorithmen des Schaltreglers, sowie ein EMV-gerechtes Design gehören zu den Kernkompetenzen von KOSTAL.

Fakten – Onboard-Ladegeräte

Innovation & Trends
  • Automatische Phasenumschaltung zum Betrieb an ein- oder mehrphasigen Netzen
  • Bi-direktionaler Betrieb zur Rückspeisung der Energie aus der Fahrzeugbatterie
  • Höhere Wirkungsgrade durch Einsatz von Wide-Bandgap-Halbleitertechnologien
  • Optionale Integration kundenseitiger Software-Module, z. B. Lademanagement
Leistungsdaten & mögliche Funktionsumfänge
  • Unterstützung weltweiter Ladestandards an ein-, zwei- oder dreiphasigen AC-Anschlüssen
  • Weiter AC-Spannungsbereich: 85-265 V (je Phase)
  • Weite DC-Spannungsbereiche in den Spannungsklassen 400 V oder 800 V
  • Robustheit mit hohen Schutzklassen (bis IP6K9K/IP6K7), volle automotive Zuverlässigkeit für hohe Lebensdauern
  • Umfangreiche Maßnahmen zur Hochvolt- und Funktionssicherheit sowie Cyber Security auf Basis aktueller Standards und ggf. Fahrzeugvorgaben

Bordnetzwandler (DC/DC-Wandler)

Hohe Verfügbarkeit und Stabilität – Bordnetzwandler von KOSTAL bieten eine verlässliche Spannungsversorgung, relevant für alle Fahr-, Assistenz- und Komfortfunktionen des Fahrzeugs.

DC/DC Wandlung HV/LV

Die Niedervolt (LV)-Bordnetze (bei 12V, ggf. auch 48V) heutiger Elektrofahrzeuge werden primär aus der Hochvolt (HV)-Antriebsbatterie versorgt. Der Wandler mit typischen Leistungsklassen von 1,5 kW bis über 3 kW setzt die HV-Gleichspannung, die je nach Batteriekonfiguration und Ladezustand variiert, in eine stabile LV-Spannung um.

Fakten – Bordnetzwandler

Innovation & Trends
  • Hohe Regelungsdynamik, auch für den Einsatz in Bordnetzen ohne Stützbatterie
  • Bi-direktionale Wandlung zur Vorladung des Hochvolt-Systems
  • Höhere Wirkungsgrade durch Einsatz von Wide-Bandgap-Halbleitertechnologien
Leistungsdaten & mögliche Funktionsumfänge
  • Weite DC-Spannungsbereiche in den Spannungsklassen 400 V oder 800 V
  • Leistungsklassen 1,5 – 2 kW bzw. 3 – 3,5 kW
  • Max. Ausgangsstrom: 250 A (Beispiel für 3 kW Wandler auf 12 V)
  • Hochvolt- und Funktionssicherheit sowie Cyber Security gemäß aktueller Standards und ggf. Vorgaben der Fahrzeugarchitektur

Lade-Interface-Steuergerät

Weltweite Kompatibilität gemäß der Ladestandards – die Kommunikationslösungen von KOSTAL zwischen Fahrzeug und Ladeinfrastruktur ermöglichen erfolgreiche, sichere Ladevorgänge und Komfortfunktionen.

Ob als separates Steuergerät oder integriert im OBC: das Lade-Interface kommuniziert mit der Ladesäule bzw. Wallbox und koordiniert den AC- bzw. DC-Ladevorgang. Je nach Kundenvorgabe decken wenige regionale Varianten alle relevanten Ladestandards ab.

Weitere Funktionen umfassen die Ansteuerung der Ladeklappe (Verriegelung, LED) und ggf. der DC-Trennschütze im Fahrzeug.

KOSTAL gehört zu den ersten Anbietern, die neue Verfahren wie das Combo DC-Laden (DIN 70121, seit 2013) oder Plug & Charge (ISO 15118) für ihre Kunden in Großserie realisiert haben.

Eine hohe Software-Kompetenz ermöglicht passgenaue Lösungen auf der Basis von AUTOSAR-Architekturen und modernen Anforderungen an Funktionssicherheit und Cyber Security, bis hin zur Integration von OEM-Software-Umfängen.

Fakten – Lade-Interface-Steuergerät

Innovation & Trends
  • ISO 15118 „Plug & Charge“, zeitgesteuertes Laden
  • Neueste Standards ISO 15118 Ed.2 (u. a. bi-direktionales und drahtloses Laden) CHAdeMO 3.0 / ChaoJi
  • Starke Cyber Security nach ISO/SAE 21434
Leistungsdaten & mögliche Funktionsumfänge
  • AC-Ladestandards: IEC 61851, SAE J1772, jeweils Typ 1 bzw. 2; GB/T 20234
  • DC-Ladestandards: CCS (DIN 70121, ISO 15118), CHAdeMO, GB/T 20234/27930
  • Ansteuerung der Ladeklappe (Verriegelungsaktorik für Stecker und Klappe, Öffnungsdetektion), Ansteuerung der Ladestatus-Anzeige (RGB LED), Ansteuerung der DC-Trennschütze
  • Low-Power Betriebsart und Wecken des Fahrzeugs
  • Robustheit und volle automotive Zuverlässigkeit für hohe Lebensdauern

Integrierte Lösungen und Funktionsanreicherung

Funktions- und Integrationskompetenz – KOSTAL realisiert Lösungen, die auf die heute und absehbar variierenden Integrationsumfänge der batterienahen Hochvolt-Komponenten zugeschnitten sind.

Smartes Batterieladegerät (OBC)

Die Kombination von Batterieladegerät und Lade-Interface-Steuergerät ist heute sehr verbreitet im Serieneinsatz. Aufgrund der von Leistungselektronik bis Software-Engineering breit aufgestellten Kompetenz ist KOSTAL hier in der Lage, performante, sichere und zuverlässige Produkte anzubieten.

Kombiniertes Batterieladegerät (OBC) und Bordnetzwandler (DC/DC)

Eine Zusammenführung von OBC und DC/DC Wandler bietet je nach den Anforderungen der Fahrzeugarchitektur und verfügbarer Bauräume ggf. deutliche Synergien bzgl. Platzbedarf, Gewicht und Kosten.

Hochvolt-Leistungsverteilung und weitere Funktionen

Die von der Fahrbatterie bereitgestellte HV-Spannung muss an diverse Aggregate des Fahrzeugs weiterverteilt werden – hierzu zählen Nebenaggregate wie Klimakompressoren, Heizsysteme, ggf. auch ein oder mehrere Antriebs-Inverter. Da sowohl das Batterieladegerät als auch der Bordnetzwandler Teilnehmer am HV-Bordnetz sind, lassen sich hier entsprechende Verteil-, ggf. auch Überwachungsfunktionen integrieren.