Beim Aufladen eines Elektrofahrzeugs sind je nach Ladesituation möglichst kurze Ladezeiten wünschenswert. Dafür müssen große Strommengen in verhältnismäßig kurzer Zeit übertragen werden, wodurch Wärme als Nebenprodukt entsteht. Elektromechanische Schalter in der Ladestation können sich unter ungünstigen Umständen theoretisch so stark erhitzen, dass sie ohne spezielle Schutzvorrichtung miteinander verschmelzen würden. Dieses Verschweißen der Kontakte ist unbedingt zu verhindern, um einen sicheren Betrieb der Ladestation zu gewährleisten und technische Schäden auszuschließen. Welding Detection ist ein Sicherheitsmechanismus, der solche kritischen Zustände im Ladestromkreis erkennt und rechtzeitig eingreift.

Was bedeutet „verschweißter Schütz“?

In einer Ladestation regeln Schütze den Stromfluss. Schütze sind robuste, für hohe Ströme ausgelegte Relais. Im stromlosen Ruhezustand sind die Kontaktflächen der Schütze – vergleichbar mit einer geöffneten Gartenschere – voneinander getrennt. Diese Auslegung mit Schließerkontakten ist ein zentrales Sicherheitsmerkmal. Schütze finden in 3-phasigen Stromkreisen Anwendung und besitzen eine Lichtbogenunterdrückung.

Trotz dieser Vorrichtung können bei Schaltvorgängen kleine Lichtbögen auftreten. Kommen dauerhaft hoher Ladestrom, Spannungsspitzen oder Kontaktverschleiß hinzu, wächst das Risiko, dass die Kontaktflächen der Schütze miteinander verschmelzen. Ein solcher verschweißter Schütz öffnet seine Kontaktflächen nicht mehr, obwohl er von der Stromversorgung getrennt wurde und der Ladevorgang beendet sein sollte. In der Folge stehen Ladekabel und Ladestecker weiterhin unter Spannung – eine potenzielle Stromschlaggefahr für Nutzerinnen und Nutzer. Darüber hinaus kann dieser Zustand auch Schäden an Ladetechnik und Fahrzeug verursachen.

So funktioniert Welding Detection

Der Verschweißschutz Welding Detection überwacht die Steuerung der Ladestation, kontrolliert den Zustand der Schütze und nimmt im Notfall eine Abschaltung vor. So funktioniert das System im Überblick:

• Nach Beendigung des regulären Ladevorgangs gibt die Steuerung der Ladestation den Befehl zum Öffnen des Schütz.
• Das Öffnen der Kontaktflächen wird von der Welding Detection anhand kleiner Hilfskontakte am Schütz kontrolliert.
• Zusätzlich prüft es per Diagnosesignal, ob am Ladekabel keine Spannung mehr ankommt.
• Unterstützend können thermische Sensoren eingesetzt werden, die eine Überhitzung der Kontakte anzeigen.

Erkennt das System eine Verschweißung, unterbricht es den Ladevorgang und nimmt die Ladestation sofort vom Netz. Einer Nutzerin bzw. einem Nutzer wird der fehlerhafte Zustand an der Ladestation signalisiert. Bis zur Überprüfung und Freischaltung durch Fachpersonal sind dann keine weiteren Ladevorgänge möglich.

Hohe Relevanz für die Elektromobilität

Ein redundant ausgelegter Verschweißschutz in Ladestationen ist ein wesentliches Sicherheitsmerkmal. Im Vordergrund steht der Schutz aller Personen, die mit Ladestationen und dem angeschlossenen Fahrzeug in Kontakt kommen. Vor und nach einer Abschaltung durch Welding Detection lässt sich eine Wallbox gefahrlos bedienen, ebenso wie das stromlos geschaltete Ladekabel und der Ladestecker.

Das Elektrofahrzeug und insbesondere das On-Board-Ladegerät bleiben durch die Abschaltung der Ladestation abgeschirmt und intakt. So wird auch Folgeschäden wie einer Brandgefahr mit Welding Detection vorgebeugt. Ein risikofreier Umgang mit den Bedieneinheiten der Ladeinfrastruktur ist nicht nur für Nutzerinnen und Nutzer essenziell, sondern auch für die gesellschaftliche Akzeptanz der Elektromobilität.

Der Schutz vor unkontrollierter Stromabgabe und Stromschlägen an Ladestationen ist durch Sicherungssysteme wie Welding Detection gesetzlich geregelt. Ein gutes Beispiel für die Integration von Welding Detection und weiterer Schutzvorrichtungen in einer modernen Wallbox liefert die Produktreihe AMTRON® 4You.

Vorteile und Sicherheitsaspekte

So trägt Welding Detection zur sicheren Nutzung von Ladestationen bei

• Schutz vor Stromschlägen
  Erkennt ein verschweißtes Schütz und verhindert zuverlässig die Weiterleitung von Strom an Ladekabel und -stecker.
• Vermeidung technischer Schäden
  Die sofortige Abschaltung schützt Fahrzeugtechnik und Ladestation vor Folgeschäden.
• Normgerechte Sicherheit
  Welding Detection gewährleistet den sicheren Betrieb gemäß internationalen Standards wie IEC 61851-1 und VDE 0100-722.
• Stärkung der Elektromobilität
  Der Verschweißschutz erhöht das Vertrauen der Nutzerinnen und Nutzer in die Technologie und verbessert die Akzeptanz.

Fazit

Welding Detection erkennt ein Verschweißen der Schaltkontakte frühzeitig und bricht den Ladevorgang bei Bedarf innerhalb von Millisekunden ab. Durch die prompte Abschaltung bleibt der Schaden begrenzt und auf die Ladestation beschränkt – ein Plus für die Integrität der gesamten Ladeinfrastruktur. So macht der Verschweißschutz jeden Ladevorgang zu einer verlässlichen und sicheren Sache.