Der Absatz von Elektrofahrzeugen steigt erwartungsgemäß von Jahr zu Jahr, auch wenn die Klimaziele noch weit entfernt sind. Dennoch können wir optimistisch an diese Datenprognose glauben – bis 2030 wird die Zahl der Elektrofahrzeuge weltweit voraussichtlich 125 Millionen überschreiten. Der Bericht ergab, dass 33 % der weltweit befragten Unternehmen, die den Einsatz von BEVs noch nicht in Betracht ziehen, die Anzahl öffentlicher Ladepunkte als großes Hindernis für die Erreichung dieses Ziels nannten. Das Aufladen von Elektrofahrzeugen ist immer ein großes Anliegen.
Das Laden von Elektrofahrzeugen hat sich von der superineffizienten Ladetechnologie weiterentwickeltLadegeräte der Stufe 1 zumLadegeräte der Stufe 2mittlerweile in Wohnhäusern üblich, was uns mehr Freiheit und Selbstvertrauen beim Fahren gibt. Die Erwartungen der Menschen an das Laden von Elektrofahrzeugen steigen – höherer Strom, mehr Leistung sowie schnelleres und stabileres Laden. In diesem Artikel werden wir gemeinsam die Entwicklung und Weiterentwicklung des Schnellladens von Elektrofahrzeugen untersuchen.
Wo liegen die Grenzen?
Zunächst müssen wir verstehen, dass die Realisierung des Schnellladens nicht nur vom Ladegerät abhängt. Das technische Design des Fahrzeugs selbst muss berücksichtigt werden, ebenso wichtig sind die Kapazität und die Energiedichte der Leistungsbatterie. Daher unterliegt die Ladetechnologie auch der Entwicklung der Batterietechnologie, einschließlich der Batteriepack-Ausgleichstechnologie, und dem Problem, die durch Schnellladung verursachte galvanische Dämpfung von Lithiumbatterien zu durchbrechen. Dies erfordert möglicherweise innovative Fortschritte im gesamten Stromversorgungssystem von Elektrofahrzeugen, beim Batteriepackdesign, bei Batteriezellen und sogar bei molekularen Batteriematerialien.
Zweitens müssen das BMS-System des Fahrzeugs und das Ladesystem des Ladegeräts zusammenarbeiten, um die Temperatur der Batterie und des Ladegeräts, die Ladespannung, den Ladestrom und den Ladezustand des Fahrzeugs ständig zu überwachen und zu steuern. Stellen Sie sicher, dass der Hochstrom sicher, stabil und effizient in die Leistungsbatterie eingespeist werden kann, damit das Gerät sicher und zuverlässig ohne übermäßigen Wärmeverlust arbeiten kann.
Es zeigt sich, dass die Entwicklung des Schnellladens nicht nur den Ausbau der Ladeinfrastruktur erfordert, sondern auch innovative Durchbrüche in der Batterietechnologie und die Unterstützung der Übertragungs- und Verteilungstechnologie im Stromnetz. Es stellt auch eine große Herausforderung für die Wärmeableitungstechnologie dar.
Mehr Leistung, mehr Strom:Großes DC-Schnellladenetzwerk
Das heutige öffentliche DC-Schnellladen nutzt Hochspannung und Hochstrom, und der europäische und amerikanische Markt beschleunigt die Einführung von 350-kW-Ladenetzen. Dies ist eine große Chance und Herausforderung für Hersteller von Ladegeräten auf der ganzen Welt. Es erfordert, dass die Ladeausrüstung in der Lage ist, bei der Stromübertragung Wärme abzuleiten und sicherzustellen, dass die Ladesäule sicher und zuverlässig betrieben werden kann. Wie wir alle wissen, besteht ein positiver exponentieller Zusammenhang zwischen Stromübertragung und Wärmeerzeugung, sodass dies ein großartiger Test für die technischen Reserven und Innovationsfähigkeiten des Herstellers ist.
Das DC-Schnellladenetzwerk muss mehrere Sicherheitsschutzmechanismen bieten, die die Autobatterien und Ladegeräte während des Ladevorgangs intelligent verwalten können, um die Sicherheit der Batterie und der Ausrüstung zu gewährleisten.
Darüber hinaus müssen die Ladestecker aufgrund des Einsatzszenarios öffentlicher Ladegeräte wasserdicht, staubdicht und äußerst witterungsbeständig sein.
Als internationaler Hersteller von Ladegeräten mit mehr als 16 Jahren Erfahrung in Forschung, Entwicklung und Produktion erforscht Workersbee seit vielen Jahren mit branchenführenden Partnern die Entwicklungstrends und technologischen Durchbrüche der Ladetechnologie für Elektrofahrzeuge. Unsere umfangreiche Produktionserfahrung und unsere starke Forschungs- und Entwicklungsstärke ermöglichten es uns, in diesem Jahr eine neue Generation von CCS2-Ladesteckern mit Flüssigkeitskühlung auf den Markt zu bringen.
Es verfügt über ein integriertes Strukturdesign und das flüssige Kühlmedium kann Ölkühlung oder Wasserkühlung sein. Die elektronische Pumpe treibt das Kühlmittel zum Fließen im Ladestecker und leitet die durch die thermische Wirkung des Stroms erzeugte Wärme ab, sodass Kabel mit kleinem Querschnitt große Ströme führen und den Temperaturanstieg effektiv kontrollieren können. Seit der Einführung des Produkts ist die Marktresonanz hervorragend und es wird von namhaften Ladegeräteherstellern einhellig gelobt. Darüber hinaus sammeln wir weiterhin aktiv Kundenfeedback, optimieren ständig die Produktleistung und sind bestrebt, dem Markt mehr Dynamik zu verleihen.
Derzeit haben die Supercharger von Tesla das absolute Sagen im Gleichstrom-Schnellladenetzwerk auf dem Markt für das Laden von Elektrofahrzeugen. Die neue Generation der V4-Kompressoren ist derzeit auf 250 kW begrenzt, wird jedoch höhere Burst-Geschwindigkeiten aufweisen, da die Leistung auf 350 kW erhöht wird – was eine Reichweite von 115 Meilen in nur fünf Minuten ermöglicht.
Von den Transportbehörden vieler Länder veröffentlichte Berichtsdaten zeigen, dass die Treibhausgasemissionen des Transportsektors etwa ein Viertel der gesamten Treibhausgasemissionen des Landes ausmachen. Hierzu zählen nicht nur leichte Pkw, sondern auch schwere Lkw. Die Dekarbonisierung der Lkw-Branche ist für die Verbesserung des Klimas sogar noch wichtiger und herausfordernder. Für das Laden elektrischer Schwerlastkraftwagen hat die Industrie ein Ladesystem im Megawatt-Bereich vorgeschlagen. Kempower hat die Einführung ultraschneller DC-Ladegeräte mit bis zu 1,2 MW angekündigt und plant, diese im ersten Quartal 2024 in Großbritannien in Betrieb zu nehmen.
Das US-Energieministerium hat bereits zuvor den XFC-Standard für extrem schnelles Laden vorgeschlagen und ihn als eine zentrale Herausforderung bezeichnet, die bewältigt werden muss, um eine breite Einführung von Elektrofahrzeugen zu erreichen. Es handelt sich um einen vollständigen Satz systematischer Technologien, einschließlich Batterien, Fahrzeugen und Ladegeräten. Der Ladevorgang kann in 15 Minuten oder weniger abgeschlossen sein, sodass er mit der Betankungszeit eines Verbrennungsmotors mithalten kann.
Tauschen，Aufgeladen::Power-Swap-Station
Neben der Beschleunigung des Baus von Ladestationen haben auch „Swap and Go“-Stromwechselstationen im Rahmen des schnellen Energienachschubsystems große Aufmerksamkeit erregt. Schließlich dauert der Batteriewechsel nur wenige Minuten, der Betrieb erfolgt mit voller Batterie und die Aufladung erfolgt schneller als bei einem Benzinfahrzeug. Das ist sehr spannend und wird natürlich viele Unternehmen anlocken, in die sie investieren möchten.
Der NIO Power Swap-Dienst，Das vom Autohersteller NIO eingeführte Gerät kann einen vollständig geladenen Akku automatisch in 3 Minuten austauschen. Bei jedem Austausch werden die Batterie und das Stromversorgungssystem automatisch überprüft, um das Fahrzeug und die Batterie im besten Zustand zu halten.
Das klingt ziemlich verlockend, und es scheint, dass wir in Zukunft bereits den Übergang zwischen schwachen und voll geladenen Batterien erkennen können. Tatsache ist jedoch, dass es zu viele Hersteller von Elektrofahrzeugen auf dem Markt gibt und die meisten Hersteller unterschiedliche Batteriespezifikationen und -leistungen haben. Aufgrund von Faktoren wie Marktwettbewerb und technischen Barrieren ist es für uns schwierig, die Batterien aller oder sogar der meisten Marken von Elektrofahrzeugen zu vereinheitlichen, sodass ihre Größen, Spezifikationen, Leistung usw. vollständig konsistent sind und untereinander ausgetauscht werden können. Dies ist auch zum größten Hindernis für die Ökonomisierung von Stromwechselstationen geworden.
Unterwegs: Kabelloses Laden
Ähnlich wie der Entwicklungspfad der Ladetechnologie für Mobiltelefone ist auch das kabellose Laden eine Entwicklungsrichtung von Elektrofahrzeugen. Es nutzt hauptsächlich elektromagnetische Induktion und Magnetresonanz, um Energie zu übertragen, die Energie in ein Magnetfeld umzuwandeln und sie dann über das Empfangsgerät des Fahrzeugs zu empfangen und zu speichern. Die Ladegeschwindigkeit wird nicht allzu hoch sein, aber es kann während der Fahrt aufgeladen werden, was als Linderung der Reichweitenangst angesehen werden kann.
Electreon hat kürzlich offiziell elektrifizierte Straßen in Michigan, USA, eröffnet und wird Anfang 2024 ausgiebig getestet. Es ermöglicht Elektroautos, die entlang der Straße fahren oder geparkt sind, ihre Batterien aufzuladen, ohne dass sie angeschlossen werden müssen, zunächst eine Viertelmeile lang und wird auf eine Länge von einer Viertelmeile erweitert Meile. Die Entwicklung dieser Technologie hat auch das mobile Ökosystem stark aktiviert, erfordert jedoch einen extrem hohen Infrastrukturaufbau und einen enormen technischen Aufwand.
Weitere Herausforderungen
Wenn mehr Elektrofahrzeuge hereinströmen，Es werden mehr Ladenetze aufgebaut und es muss mehr Strom ausgegeben werden, was zu einer stärkeren Belastung des Stromnetzes führt. Ob es um Energie, Stromerzeugung oder Stromübertragung und -verteilung geht, wir stehen vor großen Herausforderungen.
Erstens ist die Entwicklung der Energiespeicherung aus globaler Makroperspektive immer noch ein wichtiger Trend. Gleichzeitig ist es auch notwendig, die technische Umsetzung und Auslegung des V2X zu beschleunigen, damit die Energie in allen Verbindungen effizient zirkulieren kann.
Zweitens: Künstliche Intelligenz und Big-Data-Technologie nutzen, um intelligente Netze aufzubauen und die Zuverlässigkeit des Netzes zu verbessern. Analysieren und verwalten Sie den Ladebedarf von Elektrofahrzeugen effektiv und geben Sie Hinweise zum Laden nach Zeiträumen. Dies kann nicht nur das Risiko einer Beeinträchtigung des Netzes verringern, sondern auch die Stromrechnungen der Autobesitzer senken.
Drittens: Obwohl politischer Druck theoretisch funktioniert, ist es wichtiger, wie er umgesetzt wird. Das Weiße Haus hatte zuvor behauptet, 7,5 Milliarden US-Dollar in den Bau von Ladestationen zu investieren, doch es gab fast keine Fortschritte. Der Grund liegt darin, dass es schwierig ist, die Subventionsanforderungen in der Richtlinie mit der Leistung der Anlagen in Einklang zu bringen, und dass die Gewinnstreben des Auftragnehmers noch lange nicht aktiviert sind.
Schließlich arbeiten große Autohersteller an der Hochspannungs-Superschnellladung. Einerseits werden sie die 800-V-Hochspannungstechnologie nutzen, andererseits werden sie die Batterietechnologie und die Kühltechnologie erheblich verbessern, um eine superschnelle Ladung von 10 bis 15 Minuten zu erreichen. Die gesamte Branche steht vor großen Herausforderungen.
Unterschiedliche Schnellladetechnologien eignen sich für unterschiedliche Anlässe und Bedürfnisse und jede Lademethode weist auch offensichtliche Mängel auf. Dreiphasige Ladegeräte für schnelles Laden zu Hause, DC-Schnellladen für Hochgeschwindigkeitskorridore, kabelloses Laden für den Fahrzustand und Power-Swap-Stationen für den schnellen Batteriewechsel. Während sich die Elektrofahrzeugtechnologie weiterentwickelt, wird sich die Schnellladetechnologie weiter verbessern und weiterentwickeln. Wenn die 800-V-Plattform populär wird, wird es viele Ladegeräte mit mehr als 400 kW geben, und unsere Bedenken hinsichtlich der Reichweite von Elektrofahrzeugen werden durch diese zuverlässigen Geräte nach und nach beseitigt. Workersbee ist bereit, mit allen Industriepartnern zusammenzuarbeiten, um eine grüne Zukunft zu schaffen!
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 19. Dezember 2023