Skip to content
Licensed Unlicensed Requires Authentication Published by Oldenbourg Wissenschaftsverlag August 6, 2021

Qualifizierung von Gleichstrom-Elektrizitätszählern für Schnellladestationen

Qualification of DC energy meters for fast-charge stations
Kevin Gräf and Gerhard Fischerauer
From the journal tm - Technisches Messen

Zusammenfassung

In den vergangenen Jahren entwickelte sich der Markt für Elektro-(E-)Mobilität in Deutschland kontinuierlich weiter und damit auch die zugehörige Ladeinfrastruktur. Während zunächst an Wechselstrom-(AC-)Ladestationen geladen wurde, wird nun vermehrt auf Gleichstrom (DC) gesetzt, aufgrund einer deutlich kürzeren Ladezeit. Da es sich bei einer Ladestation um eine Versorgungseinrichtung handelt, die Energie an ein nichtstationäres elektrisches Betriebsmittel abgibt, liegt ein Rechtsgeschäft vor. Dieses wird in Deutschland durch die Mess- und Eichverordnung sowie das Mess- und Eichgesetz geregelt. Eine europaweite Richtlinie gibt es für DC-Elektrizitätszähler in Schnellladestationen hingegen noch nicht. Stattdessen tolerierten die Behörden bis zum 31.3.2019 eine nicht eichrechtskonforme Übergangslösung, bei der die auf der Gleichstromseite bezogene elektrische Energie entweder über die Zeit abgerechnet oder aus der auf der Wechselstromseite bezogenen Energie abzüglich einer Pauschale geschätzt wurde (wenn die bezogene Energie nicht aus Gründen der Einfachheit verschenkt wurde). Seit Ablauf der genannten Frist besteht die Empfehlung, die Schnellladestationen mit eichrechtskonformer DC-Messtechnik nachzurüsten, wofür aber keine einheitliche Lösung existiert. Dieser Beitrag gibt einen Überblick über den aktuellen Stand der DC-Elektrizitätszählertechnik in Zusammenhang mit Schnellladestationen. Daraus wird der notwendige Entwicklungsbedarf bei der Zählerqualifizierung abgeleitet. Schließlich stellen wir die Ergebnisse erster Schritte zur Realisierung eines Prüfsystems vor.

Abstract

In recent years there has been a continuous increase in the electro-(e-)mobility market in Germany and consequently there have been changes in the associated charging infrastructure. Due to the significantly shorter charging time with direct-current (DC) charging stations, alternating-current (AC) charging systems are more and more replaced. A charging station is a utility station that delivers energy to non-stationary electrical equipment, which constitutes a transaction of legal significance. This is regulated in Germany by the „Mess- und Eichverordnung“ (Measuring Instruments and Verification Directive) and „Mess- und Eichgesetz“ (Weights and Measures Act). Since there is currently no pan-European directive for DC energy meters used in fast-charge stations, the authorities tolerated a temporary solution until 03/31/2019, which did not comply with the applicable laws on weights and measurements and by which either the DC electrical energy delivered over time was billed or the estimated AC energy was charged with a flat-rate deduction (if, for reasons of convenience, the energy purchased was not simply given away altogether). Since the end of the transitional period there has been a recommendation to upgrade fast-charge stations with DC measurement technology to comply with the law. However, as of yet, there is no uniform approach. This article, on the one hand, gives an overview of the current status of DC energy metering technology with respect to fast-charge stations and, on the other, reflects on the necessary developments required in the field of energy meter qualifications. Finally, we present results of initial steps set out to implement a test system.

Literatur

1. Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (Hrsg.), „Gespräch zum Umgang mit DC-Ladesäulen ab dem 1. April 2019“, URL: https://www.electrive.net/wp-content/uploads/2019/02/Protokoll-Gespraech-Eichrecht-DC-Ladeinfrastruktur.pdf, Berlin, 2019.Search in Google Scholar

2. C. Leicht, „Erste Baumusterprüfbescheinigung nach MessEV für Ladeeinrichtungen im Bereich Elektromobilität“, in: ptb.de, 20.11.2018.Search in Google Scholar

3. Bundesministerium der Justiz und für Verbraucherschutz (Hrsg.), „Verordnung über das Inverkehrbringen und die Bereitstellung von Messgeräten auf dem Markt sowie über ihre Verwendung und Eichung (Mess- und Eichverordnung – MessEV)“, Berlin, 28.4.2020.Search in Google Scholar

4. Europäische Kommission (Hrsg.), „Binnenmarkt, Industrie, Unternehmertum und KMU: The European single market: CE marking“, URL: ec.europa.eu/growth/single-market/ce-marking_de, 2020 (Zugriff am 4.5.2020).Search in Google Scholar

5. Bundesministerium der Justiz und für Verbraucherschutz (Hrsg.), „Gesetz über das Inverkehrbringen und die Bereitstellung von Messgeräten auf dem Markt, ihre Verwendung und Eichung sowie über Fertigpackungen (Mess- und Eichgesetz – MessEG),“ Berlin, 20.11.2019.Search in Google Scholar

6. ZERA Prospekt, „ZPE: Stationäre Zählerprüfeinrichtungen“, Königswinter, URL: https://www.zera.de/fileadmin/pdf_and_more/Products/Meters/Stationary/ZPE_Pros_EXT_DE_V106.pdf, 14.4.2016.Search in Google Scholar

7. DIN-Norm „DIN EN 50470-1:2007-05 (VDE 0418-0-1): Wechselstrom-Elektrizitätszähler – Teil 1: Allgemeine Anforderungen, Prüfungen und Prüfbedingungen – Messeinrichtungen (Genauigkeitsklasse A, B und C)“, VDE Verlag, Berlin, Mai 2007.Search in Google Scholar

8. DIN-Norm „DIN EN 50470-2:2007-05 (VDE 0418-0-2): Wechselstrom-Elektrizitätszähler – Teil 2: Besondere Anforderungen – Elektromechanische Wirkverbrauchszähler der Genauigkeitsklasse A und B“, VDE Verlag, Berlin, Mai 2007.Search in Google Scholar

9. DIN-Norm „DIN EN 50470-3:2007-05 (VDE 0418-0-3): Wechselstrom-Elektrizitätszähler – Teil 3: Besondere Anforderungen – Elektronische Wirkverbrauchszähler der Genauigkeitsklasse A, B und C“, VDE Verlag, Berlin, Mai 2007.Search in Google Scholar

10. M. Arzberger, M. Kahmann, P. Zayer, Handbuch Elektrizitätsmesstechnik. Berlin u. a.: EW Medien und Kongresse, 3. Auflage, 2017.Search in Google Scholar

11. Regelermittlungsausschuss (Hrsg.), „Ermittelte Regeln- und Erkenntnisse des Regelermittlungsausschusses nach § 46 des Mess- und Eichgesetzes (REA-Dokument)“, PTB, Braunschweig, 12.2.2020.Search in Google Scholar

12. Regelermittlungsausschuss (Hrsg.), „Regeln und Erkenntnisse des Regelermittlungsausschusses nach § 46 des Mess- und Eichgesetztes für Messgeräte und Zusatzeinrichtungen im Anwendungsbereich der E- Mobilität (REA-Dokument 6-A)“, PTB, Braunschweig, 16.3.2017.Search in Google Scholar

13. Physikalisch-Technische Bundesanstalt (Hrsg.), „PTB-Anforderungen 20.1: Elektrizitätszähler und deren Zusatzeinrichtungen“, Braunschweig, Dezember 2003.Search in Google Scholar

14. Physikalisch-Technische Bundesanstalt (Hrsg.), „PTB-Anforderungen 50.7: Anforderungen an elektronische und softwaregesteuerte Messgeräte und Zusatzeinrichtungen für Elektrizität, Gas, Wasser und Wärme“, Braunschweig, April 2002.Search in Google Scholar

15. DIN-Norm, „DIN EN 62052-11:2003-11 (VDE 0418-2-11): Wechselstrom-Elektrizitätszähler: Allgemeine Anforderungen, Prüfungen und Prüfbedingungen Teil 11: Messeinrichtungen“, VDE Verlag, Berlin, November 2003.Search in Google Scholar

16. DIN-Norm, „DIN EN 61000-4-1:2007-10 (VDE 0847-4-1): Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) – Teil 4-1: Prüf- und Messverfahren – Übersicht über die Reihe IEC 61000-4 (IEC 61000-4-1:2006)“, VDE Verlag, Berlin, Oktober 2007.Search in Google Scholar

17. VDE Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik (Hrsg.), „VDE-AR-E 2418-3-100: Elektromobilität – Messsysteme für Ladeeinrichtungen“, VDE Verlag, Berlin, November 2020.Search in Google Scholar

18. C. M. Schwarzer, „Eichrecht #läuft – Übergangsregelung für DC-Stationen“, in: electrive.net, URL: www.electrive.net/2017/12/11/eichrecht-laeuft-uebergangsregelung-fuer-dc-stationen, 11.12.2017.Search in Google Scholar

19. PTB, „Baumusterprüfbescheinigung [...] EasyMeter [...] Gleichstromzähler [...] D1A...“, Braunschweig, URL: www.easymeter.com/down-loads/products/zaehler/D1A/natBMP_6348_EasyMeter_4095358.pdf, 12.2.2020.Search in Google Scholar

20. PTB, „Baumusterprüfbescheinigung [...] Isabellenhütte Heusler [...] Gleichstromzähler [...] IEM-DCC-500-1000...“, Braunschweig, URL: www.isabellenhuette.de/fileadmin/Daten/Praezisionsmesstechnik/BMP_ISA_IEM-DCC.pdf, 12.12.2019.Search in Google Scholar

21. PTB, „Baumusterprüfbescheinigung [...] LEM [...] Gleichstromzähler [...] EM4T II mit IT 605-S und DV 1000...“, Braunschweig, URL: www.lem.com/en/file/6834/download, 23.11.2018.Search in Google Scholar

22. B. Pesch, Bestimmung der Messunsicherheit nach GUM, Alamogordo, New Mexico: Books On Demand, 2003.Search in Google Scholar

23. DIN-Norm, „DIN EN 61000-4-6:2009-12 (VDE 0847-4-6): Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) – Teil 4-6: Prüf- und Messverfahren – Störfestigkeit gegen leitungsgeführte Störgrößen, induziert durch hochfrequente Felder (IEC 61000-4-6:2008)“, VDE Verlag, Berlin, Dezember 2009.Search in Google Scholar

24. C. Leicht, „DC-Energiemessung im Bereich Elektromobilität” (Präsentation), Braunschweig, URL: www.ptb.de/cms/fileadmin/internet/dienstleistungen/vollversammlung/VV2017-05/5_Leicht.pdf, Mai 2017.Search in Google Scholar

25. A. Lorenz, „Bericht zum Förderprojekt, Eichrechtskonforme Messverfahren in der Elektromobilität beim DC-Laden im Niederspannungsbereich“, Offenbach, 2018.Search in Google Scholar

26. Broschüre ZES ZIMMER Electronic Systems, „LMG640: Precision Power Analyzer“, Oberursel, Deutschland, Februar 2019.Search in Google Scholar

27. User Manual ZES ZIMMER Electronic Systems, „Sensors & Accessories: for LMG Family“, Oberursel, Deutschland, 14.7.2020.Search in Google Scholar

28. Firmenschrift LEM Components, „Galvanisch getrennte Strom- und Spannungswandler, Eigenschaften – Anwendungen – Dimensionierung“, Plan-les-Ouates, Schweiz, 32006.Search in Google Scholar

Erhalten: 2021-02-03
Angenommen: 2021-04-06
Online erschienen: 2021-08-06
Erschienen im Druck: 2021-09-26

© 2021 Walter de Gruyter GmbH, Berlin/Boston

Scroll Up Arrow