Angesichts des globalen Fokus auf Umweltschutz und nachhaltige Entwicklung rücken Elektrofahrzeuge als Vertreter kohlenstoffarmer Mobilität zunehmend in den Mittelpunkt der zukünftigen Entwicklung der Automobilindustrie. Als wichtige Infrastruktur für Elektrofahrzeuge haben Wechselstrom-Ladesäulen hinsichtlich Technologie, Anwendungsszenarien und Funktionen große Aufmerksamkeit erregt.
Technisches Prinzip
Die Wechselstrom-Ladesäule, auch bekannt als „Langsamlade“-Ladesäule, ist im Kern eine geregelte Steckdose, die Wechselstrom ausgibt. Sie überträgt 220 V/50 Hz Wechselstrom über die Bordnetzleitung an das Elektrofahrzeug, passt Spannung und Stromrichtung mithilfe des fahrzeuginternen Ladegeräts an und speichert die Energie schließlich in der Batterie. Während des Ladevorgangs fungiert die Wechselstrom-Ladesäule als Leistungsregler und nutzt das interne Lademanagementsystem des Fahrzeugs, um den Strom zu steuern und zu regeln und so Stabilität und Sicherheit zu gewährleisten.
Die AC-Ladesäule wandelt Wechselstrom in Gleichstrom um, der für das Batteriesystem des Elektrofahrzeugs geeignet ist, und leitet ihn über die Ladeschnittstelle an das Fahrzeug weiter. Das Lademanagementsystem im Fahrzeug regelt und überwacht den Strom präzise, um die Batteriesicherheit und Ladeeffizienz zu gewährleisten. Darüber hinaus verfügt die AC-Ladesäule über diverse Kommunikationsschnittstellen, die mit den Batteriemanagementsystemen (BMS) verschiedener Fahrzeugmodelle sowie den Protokollen von Lademanagementplattformen weitgehend kompatibel sind. Dies macht den Ladevorgang intelligenter und komfortabler.
Anwendungsszenarien
Aufgrund seiner technischen Eigenschaften und Leistungsbegrenzungen eignet sich die AC-Ladesäule für eine Vielzahl von Ladeszenarien, insbesondere für:
1. Laden zu Hause: Ladesäulen eignen sich für Privathaushalte und versorgen Elektrofahrzeuge mit On-Board-Ladegeräten mit Wechselstrom. Fahrzeughalter können ihre Elektrofahrzeuge auf dem Parkplatz abstellen und das On-Board-Ladegerät zum Laden anschließen. Die Ladegeschwindigkeit ist zwar relativ langsam, reicht aber für den täglichen Arbeitsweg und kurze Fahrten aus.
2. Gewerbliche Parkplätze: Auf gewerblichen Parkplätzen können AC-Ladesäulen installiert werden, um Elektrofahrzeuge aufzuladen. Die Ladesäulen haben in diesem Fall in der Regel eine geringere Leistung, können aber den Ladebedarf von Fahrern für kurze Zeiträume, beispielsweise zum Einkaufen oder Essen gehen, decken.
3. Öffentliche Ladestationen: Die Regierung errichtet öffentliche Ladesäulen an öffentlichen Plätzen, Bushaltestellen und Autobahnraststätten, um das Laden von Elektrofahrzeugen zu ermöglichen. Diese Ladesäulen verfügen über eine höhere Leistung und können den Ladebedarf verschiedener Elektrofahrzeugtypen decken.
4. Unternehmen und Institutionen: Unternehmen und Institutionen können AC-Ladesäulen installieren, um ihren Mitarbeitern und Besuchern Ladedienste für deren Elektrofahrzeuge anzubieten. Die Ladesäulen können in diesem Fall entsprechend dem Stromverbrauch und dem Ladebedarf der Fahrzeuge konfiguriert werden.
5. Elektrofahrzeug-Leasinggesellschaften: Elektrofahrzeug-Leasinggesellschaften können in ihren Leasinggeschäften oder Abholstationen Wechselstrom-Ladesäulen installieren, um den Ladebedarf der Leasingfahrzeuge während der Leasingdauer zu decken.
Eigenschaften
Im Vergleich zur Gleichstrom-Ladesäule (Schnellladung) weist die Wechselstrom-Ladesäule folgende wesentliche Merkmale auf:
1. Geringere Leistung, flexible Installation: Die Leistung von AC-Ladesäulen ist im Allgemeinen geringer, mit einer üblichen Leistung von 3,3 kW und 7 kW, was die Installation flexibler und besser an die Bedürfnisse verschiedener Szenarien anpassbar macht.
2. Langsame Ladegeschwindigkeit: Aufgrund der Leistungsbeschränkungen der Ladeausrüstung ist die Ladegeschwindigkeit von Wechselstrom-Ladesäulen relativ langsam. Es dauert in der Regel 6-8 Stunden, bis das Fahrzeug vollständig geladen ist. Daher eignet es sich zum Laden über Nacht oder für längeres Parken.
3. Geringere Kosten: Aufgrund der geringeren Leistung sind die Herstellungs- und Installationskosten der AC-Ladesäule relativ niedrig, wodurch sie sich besser für Anwendungen im kleinen Maßstab wie in Privathaushalten und Gewerbebetrieben eignet.
4. Sicher und zuverlässig: Während des Ladevorgangs regelt und überwacht die AC-Ladesäule den Stromfluss präzise über das Lademanagementsystem im Fahrzeug, um einen sicheren und stabilen Ladevorgang zu gewährleisten. Gleichzeitig verfügt die Ladesäule über diverse Schutzfunktionen, die Überspannung, Unterspannung, Überlastung, Kurzschluss und Kriechströme verhindern.
5. Benutzerfreundliche Mensch-Computer-Interaktion: Die Benutzeroberfläche der AC-Ladestation ist als großer LCD-Farb-Touchscreen gestaltet und bietet verschiedene Lademodi zur Auswahl, darunter quantitatives Laden, zeitgesteuertes Laden, Kontingentladen und intelligentes Laden bis zur Vollladung. Benutzer können den Ladestatus, die geladene und verbleibende Ladezeit, die geladene und noch zu ladende Leistung sowie die aktuellen Kosten in Echtzeit einsehen.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Wechselstrom-Ladesäulen für Elektrofahrzeuge aufgrund ihrer ausgereiften Technologie, der vielfältigen Einsatzmöglichkeiten, der geringen Kosten, ihrer Sicherheit und Zuverlässigkeit sowie ihrer benutzerfreundlichen Bedienung zu einem wichtigen Bestandteil der Ladeinfrastruktur geworden sind. Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung des Elektrofahrzeugmarktes werden sich die Anwendungsbereiche von Wechselstrom-Ladesäulen weiter ausdehnen und so einen wichtigen Beitrag zur Verbreitung und nachhaltigen Entwicklung von Elektrofahrzeugen leisten.
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Veröffentlichungsdatum: 06.09.2024
