Bei der Markteinführung von Elektrofahrzeugen bestehen weiterhin Schwachstellen, und DC-Schnellladestationen können den Bedarf an schneller Energieaufladung decken. Die Popularität von Elektrofahrzeugen wird durch zentrale Probleme wie die Batterielebensdauer und die Reichweitenangst eingeschränkt. Um diesen Problemen zu begegnen, entwickeln große Hersteller die Batterietechnologie kontinuierlich weiter und reagieren auf die Marktverunsicherung durch den Einbau zusätzlicher Batterien. Da es jedoch schwierig ist, kurzfristig wesentliche technologische Durchbrüche bei der Leistung von Antriebsbatterien zu erzielen, lässt sich die Reichweite pro Ladung nicht schnell signifikant erhöhen. Obwohl der Einbau zusätzlicher Batterien die Reichweitenangst einiger Verbraucher kurzfristig lindern kann, verlängert er die Ladezeit. Die Ladezeit hängt von der Batteriekapazität und der Ladeleistung ab. Je größer die Batteriekapazität, desto höher die Reichweite und desto länger die benötigte Ladezeit, sofern die Ladeleistung nicht erhöht wird. Im Vergleich zu Wechselstrom-Ladestationen können DC-Schnellladestationen die Batterie schneller laden, wodurch die Ladezeit verkürzt, die Ladeeffizienz verbessert und der Bedarf der Fahrzeughalter an schneller Energieaufladung gedeckt wird.
Da Schnellladestationen mit Gleichstrom (DC) die Wechselstrom-Ladestationen zunehmend ersetzen, hat sich der Bordcomputer (OBC) bei Automobilherstellern etabliert. Aktuell gibt es zwei Möglichkeiten, Elektrofahrzeuge zu laden: über den Schnellladeanschluss, bei dem Gleichstrom direkt über eine Ladesäule in die Batterie geleitet wird, und über den Wechselstrom-Ladeanschluss, bei dem der Bordcomputer den Strom transformiert und gleichrichtet, bevor er das Elektrofahrzeug lädt. Da Schnellladestationen mit Gleichstrom die Wechselstrom-Ladestationen jedoch nach und nach verdrängen, versuchen einige Automobilhersteller, den Wechselstrom-Ladeanschluss zu eliminieren. So hat beispielsweise NIO beim ET7 auf den Wechselstrom-Ladeanschluss verzichtet und nur noch einen Gleichstrom-Ladeanschluss sowie den Bordcomputer (OBC) verbaut. Durch den Wegfall des Bordcomputers lassen sich Fahrzeuggewicht und -kosten reduzieren. Dieser Trend führt nicht nur zu einer Gewichtsreduzierung, sondern senkt auch versteckte Kosten wie Kosten für Fahrzeugtests, Testzyklen und Modellentwicklung, was wiederum den Verkaufspreis von Elektrofahrzeugen senken kann. Da die Wartungskosten für On-Board-Ladegeräte (OBC) zudem deutlich höher sind als die für externe Gleichstrom-Ladesäulen, führt der Verzicht auf OBC praktisch zu einer Reduzierung der nachfolgenden Fahrzeugnutzungskosten für die Verbraucher.
Aktuell gibt es zwei Ansätze für Hochleistungs-Schnellladetechnologien: Hochstrom- und Hochspannungs-Schnellladen. Angesichts von Problemen wie unzureichender Ladeinfrastruktur und geringer Ladegeschwindigkeit hat sich das Hochleistungs-Gleichstrom-Schnellladen als gängige technische Lösung in der Branche etabliert. Sowohl Fahrzeuge als auch Ladesäulen sind mittlerweile weit verbreitet, und die Leistung des verfügbaren Gleichstrom-Schnelllademodus liegt üblicherweise zwischen 60 und 120 kW. Um die Ladezeit weiter zu verkürzen, zeichnen sich zukünftig zwei Entwicklungsrichtungen ab: Hochstrom-Gleichstrom-Schnellladen und Hochspannungs-Gleichstrom-Schnellladen. Das Prinzip besteht darin, die Ladeleistung durch Erhöhung des Stroms bzw. der Spannung weiter zu steigern.
Die Schwierigkeit der Hochstrom-Schnellladetechnologie liegt in den hohen Anforderungen an die Wärmeabfuhr. Tesla ist ein führendes Unternehmen im Bereich der Hochstrom-Gleichstrom-Schnellladelösungen. Aufgrund der noch nicht ausgereiften Hochspannungsversorgungskette entschied sich Tesla in der Anfangsphase dafür, die Fahrzeugspannungsplattform beizubehalten und Hochstrom-Gleichstrom für das Schnellladen zu nutzen. Teslas V3-Supercharger erreicht einen maximalen Ausgangsstrom von fast 520 A und eine maximale Ladeleistung von 250 kW. Der Nachteil der Hochstrom-Schnellladetechnologie besteht jedoch darin, dass sie die maximale Ladeleistung nur bei einem Ladezustand (SOC) von 10–30 % erreicht. Beim Laden mit einem SOC von 30–90 % sind die Vorteile gegenüber der Tesla V2-Ladesäule (maximaler Ausgangsstrom 330 A, maximale Leistung 150 kW) nicht mehr so deutlich. Darüber hinaus erfüllt die Hochstromtechnologie noch nicht die Anforderungen des 4C-Ladens. Für das 4C-Laden ist weiterhin eine Hochspannungsarchitektur erforderlich. Da das Produkt beim Laden mit hohem Strom viel Wärme erzeugt, ist aufgrund von Sicherheitsaspekten der Batterie eine extrem hohe Wärmeableitung erforderlich, was unweigerlich zu einem Kostenanstieg führt.
Susie
Sichuan Green Science & Technology Ltd., Co.
0086 19302815938
Veröffentlichungsdatum: 29. November 2023
