–Wenn Sie Ihr Elektroauto schnell aufladen möchten, ist die Hochvolt-Hochstrom-Technologie für Ladesäulen die beste Wahl.

Hochstrom- und Hochspannungstechnologie

Mit der schrittweisen Reichweitensteigerung ergeben sich Herausforderungen wie die Verkürzung der Ladezeit und die Senkung der Betriebskosten. Die erste Aufgabe besteht darin, die Modulgröße zu optimieren, um Leistungssteigerungen zu erzielen. Da die Leistung desLadesäuleDie Leistung hängt hauptsächlich von der Leistungsüberlagerung des Lademoduls ab und ist durch Produktvolumen, Stellfläche und Herstellungskosten begrenzt; eine einfache Erhöhung der Modulanzahl ist daher nicht mehr die beste Lösung. Die Frage, wie die Leistung eines einzelnen Moduls ohne zusätzliches Volumen gesteigert werden kann, stellt somit ein technisches Problem dar.Hersteller von Lademodulenmuss dringend überwunden werden.

Gleichstrom-LadegeräteEs erzielt hervorragende Schnellladefähigkeiten durch Hochstrom- und Hochspannungstechnologie. Mit der schrittweisen Erhöhung von Spannung und Leistung steigen die Anforderungen an den stabilen Betrieb, die effiziente Wärmeableitung und den Wirkungsgrad des Lademoduls, was zweifellos höhere technische Herausforderungen für die Hersteller von Lademodulen mit sich bringt.

Angesichts der Marktnachfrage nach Hochleistungs-Schnellladung müssen Hersteller von Lademodulen die zugrundeliegende Technologie kontinuierlich weiterentwickeln und verbessern sowie eigene technologische Kernbarrieren schaffen. Nur durch die Beherrschung der Kerntechnologie lässt sich im zukünftigen Wettbewerb bestehen.

1) Hochstromverfahren: Der Ladeeffekt ist gering, die Anforderungen an das Wärmemanagement sind hoch. Gemäß dem Joule'schen Gesetz (Q = I²Rt) führt eine Stromerhöhung zu einer stark steigenden Wärmeentwicklung beim Laden, was hohe Anforderungen an die Wärmeableitung stellt. Teslas Hochstrom-Schnellladelösung beispielsweise, deren V3-Supercharger-Ladesäule einen Spitzenstrom von über 600 A aufweist, erfordert einen dickeren Kabelbaum und stellt gleichzeitig höhere Anforderungen an die Wärmeableitungstechnologie. Dadurch wird im Ladezustandsbereich von 5 % bis 27 % nur eine maximale Ladeleistung von 250 kW erreicht, was ein effizientes Laden nicht vollständig ermöglicht. Bislang haben chinesische Automobilhersteller keine wesentlichen Anpassungen an ihren Wärmeableitungskonzepten vorgenommen.Hochstrom-LadesäulenSie setzen stark auf selbstgebaute Systeme, was zu hohen Werbekosten führt.

2) Hochvolt-Ladeverfahren: Dieses Verfahren wird häufig von Automobilherstellern eingesetzt, da es die Vorteile eines geringeren Energieverbrauchs, einer längeren Batterielebensdauer, eines reduzierten Gewichts und einer platzsparenden Bauweise vereint. Aufgrund der Spannungsfestigkeit von siliziumbasierten IGBT-Leistungshalbleitern ist die derzeit gängigste Schnellladelösung der Automobilhersteller eine 400-V-Hochvolt-Plattform. Damit lässt sich eine Ladeleistung von 100 kW bei einem Strom von 250 A erreichen (100 kW Ladeleistung ermöglichen eine Reichweite von ca. 100 km in 10 Minuten). Seit der Einführung der 800-V-Hochvolt-Plattform von Porsche (mit 300 kW Ladeleistung und halbiertem Hochvolt-Kabelbaum) haben auch andere große Automobilhersteller begonnen, die 800-V-Hochvolt-Plattform zu erforschen und zu entwickeln. Im Vergleich zur 400-V-Plattform weist die 800-V-Spannungsplattform einen geringeren Betriebsstrom auf, was das Volumen des Kabelbaums reduziert, die internen Widerstandsverluste des Schaltkreises verringert und die Leistungsdichte und Energieeffizienz unauffällig verbessert.

Derzeit liegt der konstante Ausgangsspannungsbereich der gängigen 40-kW-Module in der Branche bei 300 V DC bis 1000 V DC. Dieser Bereich deckt den Ladebedarf aktueller Pkw der 400-V-Plattform, 750-V-Busse und zukünftiger Fahrzeuge der 800-V- bis 1000-V-Hochvoltplattform ab. Die 40-kW-Module von Infineon, Telai und Shenghong erreichen einen Ausgangsspannungsbereich von 50 V DC bis 1000 V DC und berücksichtigen damit den Ladebedarf von Niedervoltfahrzeugen. Hinsichtlich des Gesamtwirkungsgrades der Module weisen die hocheffizienten 40-kW-Module von Infineon, Telai und Shenghong einen höheren Wirkungsgrad auf.BeiHai PowerDurch den Einsatz von SIC-Leistungshalbleitern kann ein Spitzenwirkungsgrad von 97 % erreicht werden, was über dem Branchendurchschnitt liegt.