Stationäres Laden Funktion

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Stationäres Laden allgemein

Die elektrische Energie des Elektrofahrzeugs wird von den Hochvoltbatterien bereitgestellt, die zuvor stationär aufgeladen sein müssen.

Das Laden wird automatisch erkannt, sobald ein Ladekabel an der Fahrzeugsteckdose Gleichstromladen/Wechselstromladen (G10) angeschlossen ist.

Wird die Fahrzeugsteckdose Gleichstromladen/Wechselstromladen an eine externe Spannungsquelle mit Wechselstrom (z. B. Netzsteckdose) angeschlossen, wandelt das Wechselstromladegerät für Hochvoltbatterie (N83/15) die Wechselspannung in eine in Höhe des Ladezustands der Hochvoltbatterien entsprechende Hochvolt-Gleichspannung um. Das Wechselstromladegerät leitet diese über die Gleichstromladeverbindungseinheit (N24/6) an die Hochvoltbatterien.

Das Steuergerät Batteriemanagementsystem überwacht permanent die Hochvoltbatterien, berechnet den Ladezustand und sendet diese Information an das Steuergerät Antriebsstrang (N127), welches den Ladevorgang überwacht.

An diesem externen Ladevorgang sind primär folgende Bauteile beteiligt und kommunizieren über den CAN-Verbund miteinander:

 Steuergerät Elektronisches Zündschloss (EZS) (N73/8)

 Kombiinstrument (A1)

 Steuergerät Antriebsstrang (N127)

 Gleichstromladeverbindungseinheit (N24/6)

 Wechselstromladegerät für Hochvoltbatterie (N83/15)

 Steuergerät DC/DC-Wandler (N83/3)

 Steuergerät Batteriemanagementsystem (N82/2)

 Hochvoltbatterie 1 (G1/31)

 Hochvoltbatterie 2 (G1/32)

 Hochvoltbatterie 3 (G1/33)

 Optional Hochvoltbatterie 4 (G1/34) (mit Code E4T (Hochvoltbatterie (47 kWh)))

 Fahrzeugsteckdose Gleichstromladen/Wechselstromladen (G10)

Die Funktionsbeschreibung stationäres Laden gliedert sich wie folgt:

 Ladevorgang

 Ladevorgang beenden

 Fahrzeugsteckdose

 Anzeigekonzept der LEDs an der Fahrzeugsteckdose

 Lademöglichkeiten der Hochvoltbatterien

 Energieinhalt und Ladezeiten der Hochvoltbatterie-Varianten

 Ladekabel

Ladevorgang

 Wenn das Ladekabel am Fahrzeug angeschlossen ist, kann das Antriebssystem nicht gestartet und das Fahrzeug nicht bewegt werden. Beim Versuch den Fahrbetrieb bei gestecktem Ladekabel zu starten, erfolgt im Multifunktionsdisplay des Kombiinstruments die Anzeige "Ladekabel gesteckt".

 Um ein unbeabsichtigtes Abziehen zu verhindern, wird der Ladekabelstecker über einen Stellmotor in der Fahrzeugsteckdose verriegelt.

Mit Beginn des Ladevorgangs wird im Kombiinstrument die Ladeprognose angezeigt. Die Ladeprognose zeigt den voraussichtlichen Ladezustand zum Zeitpunkt einer eingestellten Abfahrtszeit oder den Zeitpunkt, an dem die Hochvoltbatterien vollständig geladen sein werden.

Der Fahrer kann folgende Ladearten auswählen und einstellen:

 Sofortladen: Der Ladevorgang der Hochvoltbatterien wird sofort gestartet.

 Laden mit Abfahrtszeit: Der Ladevorgang ist zur Abfahrtszeit beendet.

Die Einstellung der Abfahrtszeit ist z. B. für die Nutzung der Vorklimatisierung relevant.

Beim Laden an einer Netzsteckdose muss der Ladestrom ggf. begrenzt werden, um das lokale Stromnetz nicht zu überlasten. Der maximal zulässige Ladestrom kann deshalb über die Kontrollbox am Ladekabel oder alternativ über die Fahrzeugeinstellungen eingestellt werden. Der zuletzt gewählte Wert wird bis zur erneuten Änderung beibehalten.

Als grundsätzliche Eigenschaft von Batterien ist zu berücksichtigen, dass kalte Batterien nicht ideal aufgeladen werden können. Wenn die Temperatur der Hochvoltbatterien unter ­15 °C liegt, können diese nicht mit der maximalen Ladeleistung des Wechselstromladegeräts für Hochvoltbatterie aufgeladen werden. Aus diesem Grund wird der Batterieblock bei einer Batterietemperatur kleiner ca. ­15 °C während der Ladung aufgeheizt. Beim Erreichen von ca. ­15 °C wird die Batterieheizung wieder abgeschaltet.

Von Vorteil ist es daher, die Aufladung der Fahrzeuge auch bei hohen bzw. niedrigen Temperaturen und Sonneneinstrahlung in entsprechenden Hallen oder Garagen durchzuführen.

Die Ladezeit der Hochvoltbatterien ist abhängig von folgenden Faktoren:

 Restladezustand

 Ladeleistung

 Ladeart (Wechselstrom oder Gleichstrom)

 Umgebungstemperatur

Nach vollständiger Ladung werden immer 100 % Ladezustand und die maximale Restreichweite im Kombiinstrument angezeigt.

Sowohl im Fahrbetrieb als auch im Ladebetrieb wird im Bedarfsfall die Bordnetzbatterie des 12­V-Bordnetzes durch einen Energietransfer vom Hochvolt-Bordnetz aufgeladen.

 Während des Ladevorgangs können sich temperaturabhängig der Lüfter und das Batteriekühlsystem hörbar einschalten.

 Ist das Fahrzeug während längerer Standzeiten am Wechselstromnetz angeschlossen ("Mode 2" oder "Mode 3"), werden die Hochvoltbatterien bei Bedarf oder bei Aktivierung von elektrischen Verbrauchern (z. B. Vorklimatisierung) automatisch nachgeladen.

Ladevorgang beenden

Voraussetzungen:

 Das Fahrzeug ist entriegelt oder der Abstand des Fahrzeugschlüssels zur Fahrzeugsteckdose ist nicht größer als 1 m. Dazu muss die Batterie des Fahrzeugschlüssels ausreichend geladen sein.

Der Ladevorgang wird durch Betätigung des Tasters Ladeunterbrechung (S145/2) beendet. Anstelle des Tasters Ladeunterbrechung kann auch viermal innerhalb von 2 Sekunden der Entriegelungsknopf des Fahrzeugschlüssels betätigt werden. Wenn anschließend die Ver- bzw. Entriegelungs-LED (2) weiß leuchtet, ist die Fahrzeugsteckdose entriegelt.

Nach Entriegeln der Fahrzeugsteckdose sollte die Steckkupplung des Ladekabels innerhalb von 30 Sekunden von der Fahrzeugsteckdose getrennt werden. Nur nach dem Wechselstromladen ("Mode 2" oder "Mode 3") verriegelt die Fahrzeugsteckdose nach Ablauf von 30 Sekunden erneut und der Ladevorgang wird wieder aufgenommen.

Für den Fall, dass die Zentralverriegelung den Ladekabelstecker nicht entriegelt, befindet sich an der Fahrzeugsteckdose eine Drahtschlaufe (manuelle Notentriegelung), welche gezogen werden muss.

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Das Fahrzeug verfügt über eine Fahrzeugsteckdose vom Typ Combo­2 der Europäischen Union. Die Fahrzeugsteckdose Gleichstromladen/Wechselstromladen mit 2 Phasen befindet sich an der Front hinter dem Mercedes-Benz Emblem, welches zugleich die Klappe der Fahrzeugsteckdose (1) ist. Die Klappe der Fahrzeugsteckdose wird zusammen mit dem Fahrzeug zentral ver- und entriegelt. Über diese Fahrzeugsteckdose kann das Fahrzeug an öffentlichen Ladestationen sowie zuhause an einer Netzsteckdose oder an einer Wallbox geladen werden.

Anzeigekonzept der LEDs an der Fahrzeugsteckdose

Die Ver- bzw. Entriegelungs-LED (2) zeigt den aktuellen Status der Verriegelung des Ladekabelsteckers an.

Die Ladekontroll-LED (3) zeigt den aktuellen Status des Ladevorgangs an.

Lademöglichkeiten der Hochvoltbatterien

Die Hochvoltbatterien können sowohl mit Wechselstrom ("Mode 2" oder "Mode 3") als auch mit Gleichstrom ("Mode 4") geladen werden.

Lademöglichkeiten:

 Laden während der Fahrt durch Rekuperation

 Stationäres Wechselstromladen über:

 Netzsteckdose ("Mode 2")

 Wallbox ("Mode 3")

 Ladestation ("Mode 3")

 Stationäres Gleichstromladen über:

 Ladestation ("Mode 4")

Die Ladezeit "Mode 3" gilt für das Wechselstromladen von 0 bis 100 % der nutzbaren Batteriekapazität. Die Ladezeit "Mode 4" gilt für das Gleichstromladen von 10 bis 80 % der nutzbaren Batteriekapazität (Energieinhalt). Je tiefer die Umgebungstemperatur ist, desto länger wird die Ladezeit. Neben der Umgebungstemperatur und dem Ladezustand bestimmt die Ladeleistung die Ladezeit. Die Ladeleistung ist von der Netzspannung, der Stromstärke und der Art des Netzanschlusses abhängig.

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Es stehen folgende verschiedene Ladekabel als Sonderausstattung zur Auswahl:

 Das Ladekabel (A), Code E4L (Ladekabel Wallbox/Ladestation Typ 2 (Mode 3) 4m)), als Spiralkabel mit einer Gesamtlänge von 4 Metern

 Das Ladekabel (B), Code E8L (Ladekabel Wallbox/Ladestation Typ 2 (Mode 3) 8m)), in gerader, glatter Ausführung mit einer Gesamtlänge von 8 Metern

 Das Ladekabel mit Code E3L (Ladekabel Mode 3 (Typ 2, 3x32A) 4m)

 Das Ladekabel mit Code E9L (Ladekabel Mode 3 (Typ 2, 3x32A) 8m)

Die Ladekabel entsprechen dem festgeschriebenen Typ 2 als Standardsteckverbindung für Wechselstromanschlüsse der Europäischen Union und können für die Aufladung des Fahrzeugs an einer Wallbox oder Ladestation genutzt werden. Der in der Code-Bezeichnung erwähnte Standard "Mode 3" bei Ladekabeln steht für direktes Laden ohne eine Kontrollbox am Kabel.

Außerdem ist ein Ladekabel mit Kabelkontrollbox (C) aus dem Zubehör erhältlich. Der Standard "Mode 2" besitzt immer eine Kabelkontrollbox, um das Fahrzeug z. B. mit einem Schukostecker über das Haushaltsnetz aufladen zu können. Die Verwendung einer Wallbox entfällt bei "Mode 2".

Die Kabelkontrollbox schaltet die möglichen Phasen ab oder zu und kontrolliert den elektrischen Kreislauf auf einen vorhandenen Schutzschalter. Im klassischen Haushaltsnetz mit 230 V wird mit einer Phase und nicht mit beiden Phasen des Ladekabels geladen. Dazu ist die maximale Ladeleistung des Ladekabels mit 10 A etwas geringer, was zu längeren Ladezeiten führt. Im ungünstigen Fall ist mit einer Ladeleistung von ca. 2 bis 3 kW bzw. der 3­fachen Ladezeit zu rechnen. Während des Ladevorgangs ist der Ladekabelstecker fahrzeugseitig verriegelt.

 Die Ladekabel dürfen nicht verlängert werden.