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Entwicklung eines Messsystems zur Kalibrierung und Prüfung von Elektrizätsmesseinrichtungen in Ladepunkten für Elektromobile

20.11.2013

Im Rahmen der Bemühungen der Bundesregierung, der Elektromobilität in Deutschland zum Durchbruch zu verhelfen, wird auch in der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt in verschiedenen Projekten an dem Thema geforscht. In Zusammenarbeit der Abteilungen „Elektrizität“ und „Medizinphysik und metrologische Informationstechnik“ wurde eine mobile Kalibriereinrichtung entwickelt und aufgebaut, mit der nicht nur in Elektroautos, sondern auch in Stromtankstellen im öffentlichen Raum zu Abrechnungszwecken eingebaute Elektrizitätszähler kalibriert und geprüft werden können.

Zur Durchsetzung der Elektromobilität als Alternative zu den existierenden Mobilitätskonzepten der mit Flüssigkraftstoff angetriebenen Fahrzeuge ist der Aufbau einer flächendeckenden Ladeinfrastruktur entscheidende Voraussetzung. In den Ladepunkten muss die Abgabe und Messung der elektrischen Energie mindestens mit derselben Genauigkeit und Vertrauenswürdigkeit erfolgen, wie man es vom Tanken an der Flüssigkraftstoff-Zapfsäule gewohnt ist. Während allerdings eine Zapfsäule recht einfach prüfbar ist, indem das Benzin in einen Behälter bekannten Volumens gezapft und ein visueller Vergleich mit der Zapfsäulenanzeige durchgeführt wird, gestaltet sich die Kontrolle an einem Ladepunkt für „Tankstrom“ erheblich schwieriger. Benötigt wird hier eine besondere Messeinrichtung für elektrische Energie, die unter den speziellen Bedingungen des mobilen Einsatzes und der nicht immer sinusförmigen Ladeströme mit vorgegebener Messunsicherheit Vergleichswerte für die Ladepunktkalibrierung liefert. Zur Lösung der Aufgabe wurde ein mobiles Messsystem entwickelt, das die Anforderungen an die relative Messunsicherheit für elektrische Leistung von 10-4 erfüllt.

Als Besonderheit weist die entwickelte Kalibriereinrichtung die Fähigkeit auf, die Messwertinformationen der Prüflinge auch in kryptologisch gesicherter Form einlesen und auswerten zu können. Diese Fähigkeit wird benötigt, weil für Abrechnungszwecke eingesetzte, fernauslesbare  Zähler nach aktuellen energiewirtschaftrechtlichen Vorschriften nicht nur Mindestanforderungen an die Messgenauigkeit, sondern auch an Datenschutz und Datensicherheit erfüllen müssen.

Außerdem ist die Messeinrichtung um eine einstellbare Leistungsquelle erweitert, die es erlaubt, am Prüfort definierte elektrische Prüfleistungen zu erzeugen.  Das ermöglicht, die Zähler in Ladesäulen oder in Fahrzeugen mit den gleichen Belastungen zu prüfen, wie dies zum Zeitpunkt der Eichung der Zähler in einer Prüfstelle erfolgte. Damit ist die Messeinrichtung insbesondere auch geeignet, um von den Eichbehörden im Rahmen ihrer metrologischen Kontrollen als mobiles Prüfgerät eingesetzt werden zu können.

 

 

 

Ansprechpartner: M.Seckelmann
Fachbereich 2.3:  Elektrische Energiemesstechnik