Die Vermarktung von Fahrzeugen mit alternativen Antrieben ist weiterhin schwierig, und Gleichstrom-Schnellladestationen können den Bedarf an schneller Energieversorgung decken. Die Popularität von Fahrzeugen mit alternativen Antrieben wird jedoch durch zentrale Schwachstellen wie Batterielebensdauer und Ladeangst eingeschränkt. Daher entwickeln große Hersteller ihre Batterietechnologie weiter und reagieren auf die Marktängste mit dem Einbau zusätzlicher Batterien. Da es jedoch schwierig ist, kurzfristig wesentliche technologische Durchbrüche bei der Leistung von Batterien zu erzielen, ist es schwierig, die Reichweite mit einer einzigen Ladung schnell und deutlich zu erhöhen. Der Einbau zusätzlicher Batterien kann zwar die Reichweitenangst einiger Verbraucher kurzfristig lösen, führt aber zu einer längeren Ladezeit. Die Ladezeit hängt von der Batteriekapazität und der Ladeleistung ab. Je größer die Batteriekapazität, desto größer die Reichweite und desto länger die Ladezeit, ohne dass die Ladeleistung erhöht werden muss. Im Vergleich zu Wechselstrom-Ladestationen können Gleichstrom-Schnellladestationen die Batterie schneller laden, wodurch die Ladezeit verkürzt, die Ladeeffizienz verbessert und der Bedarf der Fahrzeugbesitzer an schneller Energieversorgung erfüllt wird.
Da immer mehr Gleichstrom-Schnellladestationen die langsamen Wechselstrom-Ladestationen ersetzen, haben sich Bordcomputer bei Automobilherstellern durchgesetzt. Derzeit gibt es zwei Möglichkeiten, Elektrofahrzeuge aufzuladen: über den Schnellladeanschluss, bei dem die Batterie über eine Gleichstromsäule direkt geladen wird, oder über den Wechselstrom-Langsamladeanschluss, bei dem das Bordcomputersignal nach Transformator und Gleichrichtung das Fahrzeug auflädt. Da Gleichstrom-Schnellladestationen jedoch nach und nach die langsamen Wechselstrom-Ladestationen ersetzen, versuchen einige Automobilhersteller, die Wechselstrom-Ladeanschlüsse schrittweise abzuschaffen. Beispielsweise hat der NIO ET7 den Wechselstrom-Ladeanschluss abgeschafft, sodass nur noch ein Gleichstrom-Ladeanschluss übrig ist und der Bordcomputer direkt abgeschafft wurde. Durch den Verzicht auf Bordcomputer können das Fahrzeuggewicht und die Kosten von Elektrofahrzeugen reduziert werden. Der Trend zum Verzicht auf Wechselstrom-Ladeanschlüsse reduziert nicht nur das Fahrzeuggewicht, sondern auch versteckte Kosten wie Fahrzeugtestverbindungen, Testzyklen und Investitionen in die Modellentwicklung, was den Verkaufspreis von Elektrofahrzeugen weiter senken kann. Da zudem die Wartungskosten für OBC erheblich höher sind als die für externe DC-Ladestationen, werden durch die Abschaffung von OBC die Kosten für die spätere Autonutzung der Verbraucher praktisch reduziert.
Derzeit gibt es zwei Ansätze für die Hochleistungs-Schnellladetechnologie: das Hochstrom-Schnellladen und das Hochspannungs-Schnellladen. Aufgrund von Problemen wie einer unzureichenden Ladeinfrastruktur und langsamen Ladegeschwindigkeiten ist das Hochleistungs-Gleichstrom-Schnellladen die gängigste technische Lösung in der Branche. Fahrzeuge und Ladesäulen sind mittlerweile in großem Maßstab verfügbar, und die verfügbare Gleichstrom-Schnellladeleistung liegt in der Regel zwischen 60 und 120 kW. Um die Ladezeit weiter zu verkürzen, gibt es in Zukunft zwei Entwicklungsrichtungen: das Hochstrom-Gleichstrom-Schnellladen und das Hochspannungs-Gleichstrom-Schnellladen. Das Prinzip besteht darin, die Ladeleistung durch Erhöhung des Stroms oder der Spannung weiter zu steigern.
Die Schwierigkeit der Hochstrom-Schnellladetechnologie liegt in den hohen Anforderungen an die Wärmeableitung. Tesla ist ein führendes Unternehmen im Bereich der Hochstrom-Gleichstrom-Schnellladelösungen. Da die Hochspannungsversorgungskette in der Anfangsphase noch nicht ausgereift war, entschied sich Tesla, die Fahrzeugspannungsplattform unverändert zu lassen und Hochstrom-Gleichstrom zum Schnellladen zu verwenden. Der V3-Kompressor von Tesla hat 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 von 10–30 % erreichen kann. Beim Laden bei 30–90 % Ladezustand sind die Vorteile im Vergleich zur Ladesäule V2 von Tesla (maximaler Ausgangsstrom 330 A, maximale Leistung 150 kW) nicht offensichtlich. Außerdem kann die Hochstromtechnologie die Anforderungen des 4C-Ladens noch nicht erfüllen. Um 4C-Laden zu erreichen, muss noch eine Hochspannungsarchitektur übernommen werden. Da das Produkt beim Laden mit hohem Strom viel Wärme erzeugt, erfordern sein internes Design und seine Technologie aus Sicherheitsgründen für die Batterie eine extrem hohe Wärmeableitung, was auch zu einer unvermeidlichen Kostensteigerung führt.
Susie
Sichuan Green Science & Technology Ltd., Co.
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Veröffentlichungszeit: 29. November 2023
