800-V-Ladesäule „Ladegrundlagen“
Dieser Artikel befasst sich hauptsächlich mit einigen vorläufigen Anforderungen für 800VLadesäulen, schauen wir uns zunächst das Prinzip des Ladens an: Wenn die Ladespitze mit dem Fahrzeugende verbunden ist, liefert die Ladesäule (1) Niederspannungs-Hilfsgleichstrom an das Fahrzeugende, um das eingebaute BMS (Batteriemanagementsystem) des Elektrofahrzeugs zu aktivieren. Nach der Aktivierung (2) verbinden Sie das Autoende mit dem Säulenende, tauschen die grundlegenden Ladeparameter aus, wie z. B. die maximale Ladebedarfsleistung des Fahrzeugendes und die maximale Ausgangsleistung des Säulenendes. Nachdem die beiden Seiten richtig abgestimmt sind, sendet das BMS (Batteriemanagementsystem) des Fahrzeugendes Informationen zum Leistungsbedarf an dasLadestation für Elektrofahrzeugeund dieLadesäule für Elektroautospasst seine eigene Ausgangsspannung und seinen Strom entsprechend dieser Informationen an und beginnt offiziell mit dem Laden des Fahrzeugs. Dies ist das Grundprinzip vonLadeanschluss, und wir müssen uns zuerst damit vertraut machen.
800-V-Laden: „Spannung oder Strom erhöhen“
Theoretisch gibt es normalerweise zwei Möglichkeiten, wenn wir Ladeleistung bereitstellen möchten, um die Ladezeit zu verkürzen: Entweder Sie erhöhen die Batterie oder Sie erhöhen die Spannung. Gemäß W = Pt halbiert sich die Ladezeit natürlich, wenn die Ladeleistung verdoppelt wird. Gemäß P = UI kann die Ladeleistung verdoppelt werden, wenn die Spannung oder der Strom verdoppelt wird. Dies wurde wiederholt erwähnt und gilt als gesunder Menschenverstand.
Bei einem höheren Strom ergeben sich zwei Probleme: Je höher der Strom, desto größer und sperriger ist das Kabel, das Strom benötigt, was den Kabeldurchmesser und das Gewicht erhöht, die Kosten steigert und die Bedienung für das Personal unpraktisch macht. Darüber hinaus ist gemäß Q=I²Rt bei einem höheren Strom auch der Leistungsverlust größer, und dieser Verlust schlägt sich in Form von Wärme nieder, was auch den Druck des Wärmemanagements erhöht. Daher besteht kein Zweifel daran, dass es nicht ratsam ist, die Ladeleistung durch kontinuierliche Erhöhung des Stroms zu erhöhen, egal ob es sich um das Laden oder das Antriebssystem im Auto handelt.
Im Vergleich zum Hochstrom-Schnellladen,Hochvolt-Schnellladenerzeugt weniger Wärme und weniger Verluste, und fast alle großen Autohersteller haben sich für die Erhöhung der Spannung entschieden. Beim Hochspannungs-Schnellladen kann die Ladezeit theoretisch um 50 % verkürzt werden, und durch die Erhöhung der Spannung kann auch die Ladeleistung problemlos von 120 kW auf 480 kW gesteigert werden.
800-V-Laden: „Thermische Effekte entsprechend Spannung und Strom“
Unabhängig davon, ob die Spannung oder der Strom erhöht wird, tritt mit zunehmender Ladeleistung zunächst Wärme auf. Die thermische Auswirkung einer Spannungserhöhung oder einer Stromerhöhung ist jedoch unterschiedlich. Ersteres ist jedoch im Vergleich vorzuziehen.
Aufgrund des geringen Widerstands, dem der Strom beim Durchfließen des Leiters ausgesetzt ist, verringert die Spannungserhöhungsmethode die erforderliche Kabelgröße und die abzuleitende Wärme ist geringer. Während der Strom erhöht wird, führt die Vergrößerung der stromführenden Querschnittsfläche zu einem größeren Außendurchmesser und einem höheren Kabelgewicht. Mit zunehmender Ladezeit steigt die Wärme langsam an, was ein größeres Risiko für die Batterie darstellt.
800-V-Laden: „Einige unmittelbare Herausforderungen bei Ladesäulen“
Das 800-V-Schnellladen stellt auch am Stapelende einige unterschiedliche Anforderungen:
Aus physikalischer Sicht ist mit steigender Spannung zwangsläufig auch eine Vergrößerung der Baugröße der entsprechenden Geräte verbunden. Beispielsweise beträgt der Verschmutzungsgrad der IEC60664 2 und der Abstand der Isoliermaterialgruppe 1. Der Abstand des Hochspannungsgeräts muss zwischen 2 und 4 mm liegen. Gleichzeitig steigen die Anforderungen an den Isolationswiderstand. Die Anforderungen an Kriechstrecke und Isolierung müssen nahezu verdoppelt werden. Dies erfordert eine Neugestaltung des Designs im Vergleich zum vorherigen Spannungssystemdesign, einschließlich Steckverbindern, Kupferschienen, Verbindungsstücken usw. Darüber hinaus führt die steigende Spannung auch zu höheren Anforderungen an die Lichtbogenlöschung, und es ist notwendig, die Anforderungen an einige Geräte wie Sicherungen, Schaltkästen, Verbindungsstücke usw. zu erhöhen. Dies gilt auch für das Design des Fahrzeugs und wird in den folgenden Artikeln erwähnt.
Das Hochspannungs-Ladesystem mit 800 V muss, wie oben erwähnt, ein externes aktives Flüssigkeitskühlsystem hinzufügen, und die herkömmliche Luftkühlung kann die Anforderungen nicht erfüllen, egal ob es sich um aktive oder passive Kühlung handelt, und das Wärmemanagement desLadestation für ElektroautosAuch die Pistolenleitung zum Fahrzeugende ist höher als zuvor, und wie die Temperatur dieses Systemteils auf Geräte- und Systemebene gesenkt und kontrolliert werden kann, ist ein Punkt, den jedes Unternehmen in Zukunft verbessern und lösen muss. Darüber hinaus handelt es sich bei dieser Wärme nicht nur um die Wärme, die durch Überladung entsteht, sondern auch um die Wärme, die von Hochfrequenz-Leistungsgeräten erzeugt wird. Daher ist es sehr wichtig, eine Echtzeitüberwachung durchzuführen und die Wärme stabil, effektiv und sicher abzuleiten. Dies erfordert nicht nur einen Durchbruch bei den Materialien, sondern auch eine systematische Erkennung, beispielsweise eine Echtzeit- und effektive Überwachung der Ladetemperatur.
Derzeit beträgt die Ausgangsspannung vonDC-LadesäulenDie auf dem Markt erhältliche Spannung beträgt grundsätzlich 400 V und kann eine 800-V-Batterie nicht direkt laden. Daher ist ein zusätzliches Boost-DCDC-Produkt erforderlich, um die 400-V-Spannung auf 800 V zu erhöhen und dann die Batterie zu laden. Dies erfordert eine höhere Leistung und Hochfrequenzschaltung. Module, die Siliziumkarbid verwenden, um den herkömmlichen IGBT zu ersetzen, sind derzeit die gängige Wahl. Siliziumkarbidmodule können zwar die Ausgangsleistung von Ladesäulen erhöhen und Verluste reduzieren, aber die Kosten sind auch viel höher und die Anforderungen an die EMV sind ebenfalls höher.
Zusammenfassend lässt sich sagen: Die Spannungserhöhung muss grundsätzlich auf System- und Geräteebene erfolgen, einschließlich Wärmemanagementsystem, Ladeschutzsystem usw., und auf Geräteebene müssen einige magnetische Geräte und Leistungsgeräte verbessert werden.
Veröffentlichungszeit: 30. Juli 2025
