Die Elektromobilität beschränkt sich längst nicht mehr nur auf Pkw. Mit dem zunehmenden Einsatz von elektrischen Lkw, Bussen und weiteren schweren Nutzfahrzeugen wird deutlich: Die Ladetechnologien müssen Schritt halten. Hier setzt das Megawatt Charging System (MCS) an. MCS ist ein internationaler Standard für das leistungsstarke, kabelgebundene DC-Laden großer Elektrofahrzeuge. Ziel ist es, riesige Batteriepacks in angemessener Zeit wieder aufzuladen – mit einer Ladeleistung von über 1 MW. Dafür spezifiziert der MCS-Standard Ströme von bis zu 3.000 A und Spannungen von bis zu 1.250 V, was eine Ladeleistung von bis zu 3,75 MW ermöglicht. Ursprünglich für schwere Nutzfahrzeuge entwickelt, reicht das Potenzial von MCS weit darüber hinaus – etwa in die Luft- und Raumfahrt, die Schifffahrt oder die Landwirtschaft. Wie beim Laden von Pkw ist auch beim MCS eine intelligente Kommunikation zwischen Elektrofahrzeug (EV) und Ladestation (Electric Vehicle Supply Equipment, EVSE) entscheidend. Beim MCS basiert diese Kommunikation auf dem ISO-15118-20-Protokoll und der 10BASE-T1S Automotive-Ethernet-Technologie. Beide Technologien werden von unserer Smart Charging Solution unterstützt.
Gleichzeitig gewinnt die Anbindung an die elektrische Infrastruktur, also das Stromnetz, insbesondere im Kontext von MCS zunehmend an Bedeutung. Vor diesem Hintergrund führt das Kommunikationsprotokoll ISO 15118-20 einen Modus zur Lastanpassung ein, das sogenannte Dynamic Charging . Dieser Modus ermöglicht es der Ladestation, flexibel auf aktuelle Netzbedingungen zu reagieren. Im Gegensatz dazu priorisiert der bereits in der ISO 15118-2 etablierte Scheduled Charging Modus den Bedarf des Fahrzeugs.
Die Aufgabe: Validierung der Kommunikation beim MCS-Laden
Um ein zuverlässiges Megawattladen sicherzustellen, muss die Kommunikation zwischen Elektrofahrzeug und Ladestation umfassend getestet werden. In diesem Anwendungsfall liegt der Fokus auf dem Test des Kommunikationscontrollers im Fahrzeug ( Electric Vehicle Communication Controller, EVCC ) eines schweren Nutzfahrzeugs, z. B. eines elektrischen Lkw. Dafür wird der Kommunikationscontroller der Ladestation ( Supply Equipment Communication Controller, SECC ) in einer kontrollierten Testumgebung simuliert. So können Entwickler das Verhalten des EVCC während des Ladevorgangs validieren und gezielt optimieren – ohne Zugriff auf eine reale Ladestation zu benötigen.
Unsere Smart Charging Solution ermöglicht die präzise Simulation und gezielte Manipulation der Kommunikation sowie der elektrischen Schnittstelle zwischen EVCC und SECC in einem MCS-Aufbau.
Die Herausforderungen
Für Entwickler, die am Megawattladen arbeiten, ist das Testen des EVCC eine anspruchsvolle Aufgabe. Die MCS-Kommunikation umfasst komplexe Protokolle und Technologien wie ISO 15118-20 und 10BASE-T1S mit strengen Timing-Anforderungen und hohen Datenraten.
Reale MCS-Ladestationen sind in frühen Entwicklungsphasen nur selten verfügbar, was das Testen unter realistischen Bedingungen erschwert. Hinzu kommt, dass die Interoperabilität mit verschiedenen EVSE-Konfigurationen sichergestellt und auch Grenzfälle simuliert werden müssen, was die Komplexität zusätzlich erhöht. Entwickler müssen ein breites Spektrum an Ladeverhalten, Fehlerszenarien und Sonderfällen simulieren, um die Robustheit ihrer Controller zu gewährleisten. Ohne die richtigen Tools können diese Herausforderungen die Entwicklung verlangsamen, die Kosten erhöhen und die Markteinführung verzögern.
Die dSPACE Lösung
Um die Herausforderungen beim Testen von MCS zu meistern, bietet dSPACE eine leistungsstarke End-to-End-Lösung für die Validierung der zugehörigen Ladekommunikation und der elektrischen Schnittstelle. Mit unserer Smart Charging Solution können Entwickler die Kommunikation und die elektrische Schnittstelle zwischen Elektrofahrzeug und Ladestation simulieren und gezielt manipulieren – ganz ohne auf eine reale Ladeinfrastruktur angewiesen zu sein.
Der typische Testaufbau umfasst den Smart Charging Plug Simulator MCS , das DS5366 Smart Charging Interface und ein SCALEXIO HIL-System . Diese Systeme emulieren die SECC-Seite eines Megawatt-Ladesystems und stellen die für den Betrieb von MCS erforderlichen Signale bereit. Ein einsatzfertiges ControlDesk -Layout erleichtert das Experimentieren mit MCS-spezifischen Testfällen. Mit diesem Setup ermöglicht unsere Lösung realistische und reproduzierbare Testszenarien – auch unter Fehlerbedingungen. Darüber hinaus unterstützt unsere Lösung zentrale Ladefunktionen wie Plug & Charge (PnC) gemäß ISO 15118-2 sowie 10BASE-T1S Automotive Ethernet nach ISO 15118-10 und ist damit ideal für das Testen großer Elektrofahrzeuge, die schnell und sicher mit hoher Leistung laden müssen.
Zur Unterstützung von Tests der Ladekommunikation in verschiedenen Steuergeräte-Entwicklungsphasen bietet die dSPACE Lösung ein flexibles Handling der Verschlüsselung: von der in ISO 15118-20 vorgeschriebenen TLS-1.3 -Verschlüsselung über TLS 1.2 aus ISO 15118-2 bis hin zu Testszenarien ohne Verschlüsselung. Zudem unterstützt die dSPACE Lösung sowohl den zeitgesteuerten Lademodus (Scheduled Charging) gemäß ISO 15118-2 und ISO 15118-20 als auch den mit ISO 15118-20 eingeführten Modus zur dynamischen Lastanpassung (Dynamic Charging).
Wenn es um reale Leistung geht, bietet dSPACE auch Testsysteme für das Laden auf Leistungsebene , die auf MCS zugeschnitten sind.
Mit dieser End-to-End-Testlösung können Entwickler ihren Entwicklungsprozess beschleunigen, Interoperabilität sicherstellen und robuste, zukunftssichere MCS-Ladesysteme schneller auf den Markt bringen.
