Welche Faktoren beeinflussen die Ladegeschwindigkeit eines Elektrofahrzeugladegeräts?

Der zentrale Widerspruch der Ladegeschwindigkeit ist im Wesentlichen die endgültige Herausforderung der Energieübertragungseffizienz. Wenn der Benutzer die Ladewaffe in das Fahrzeug einführt, müssen die Strom- und Spannungsausgabe durch den Ladepfahl genau mit dem "Appetit" der Fahrzeugbatterie übereinstimmen. Beispielsweise kann ein Elektroauto mit einer 800-V-Hochspannungsplattform theoretisch 80% seiner Leistung in 15 Minuten durch einen 350-kW-Aufladungshaufen theoretisch wieder auffüllen. Wenn jedoch ein alter Ladestapel, der nur 400-V-Architektur unterstützt, verwendet wird, kann die Leistung stark auf unter 150 kW fallen. Dieser "Fass-Effekt" hängt nicht nur von den Hardwarefunktionen des Ladestapels ab, sondern auch von der Echtzeitregulierung des Bord-Batterieverwaltungssystems (BMS). BMS ist wie ein "intelligenter Butler" für die Batterie und überwacht kontinuierlich die Zelltemperatur, den Spannungsbilanz und den Ladungszustand (SOC) während des Ladevorgangs. Wenn festgestellt wird, dass die Temperatur einer Zelle 45 ° C überschreitet, reduziert das System sofort die Ladekraft, um die thermische Ausreißer zu verhindern. Dies bedeutet, dass die Ladegeschwindigkeit des Fahrzeugs, selbst wenn der gleiche Aufwandpfahl im heißen Sommer verwendet wird, möglicherweise mehr als 30% langsamer ist als im Winter.

Ladegeräte für Elektrofahrzeuge

Die physikalischen Eigenschaften der Batterie selbst setzten eine unüberwindliche "Decke" für die Ladegeschwindigkeit. Wenn Lithium-Ionen-Batterien nahe der vollständigen Ladung liegen, steigt das Risiko einer Lithiummetallniederschläge am Anoden stark, so Dieser Schutzmechanismus bewirkt, dass die Ladezeit der letzten 20% mit den ersten 80% vergleichbar ist. Besserer sind subtiler, Batterien verschiedener chemischer Systeme haben völlig unterschiedliche Toleranzen für schnelles Laden: Obwohl Lithium-Eisen-Phosphatbatterien (LFP) kostengünstig sind, ist die Lithiumdiffusionsrate langsam und die Ladegeschwindigkeit bei niedrigen Temperaturen ist häufig 40% niedriger als die von Ternary Lithium-Batterien (NCM/NCA). und neue Batterien mit negativen Elektroden mit Silizium-dotierten Elektroden können die Energiedichte erhöhen, die Anzahl der schnellen Ladezyklen aufgrund von Problemen mit Siliziumpartikeln jedoch einschränken. Diese Widersprüche zwingen die Autohersteller, ein Gleichgewicht zwischen "Ladegeschwindigkeit", "Akkulaufzeit" und "Kostenkontrolle" zu finden.

Die Koordinationsfähigkeit der Infrastruktur ist ein weiterer "unsichtbarer Fessel", der oft übersehen wird. Die tatsächliche Ausgangsleistung eines DC -Schnellladestils mit einer Nennleistung von 150 kW kann der momentanen Stromversorgungskapazität des Stromnetzes unterliegen. Wenn während der Spitzenzeiten mehrere Ladepfähle gleichzeitig laufen, nähert sich die Transformatorlast dem kritischen Wert, und die Ladestation muss die Ausgabe jedes Pfahls durch dynamische Leistungszuweisung reduzieren. Dieses Phänomen ist in alten städtischen Gebieten besonders offensichtlich - nach Angaben eines europäischen Ladebetreibers liegt die tatsächliche Ladekraft während des Spitzenzeitraums von Abend um 22% niedriger als der Nennwert im Durchschnitt. Die Fragmentierung von Ladegrenzflächenstandards verschärft den Effizienzverlust weiter. Wenn ein Modell, das die NACS-Schnittstelle von Tesla verwendete, einen Ladestapel mit dem CCS-Standard verwendet, muss das Protokoll über einen Adapter umwandeln, der 5% -10% Kommunikationsverzögerung und Stromverlust verursachen kann. Obwohl die drahtlose Lade-Technologie die Grenzen der physischen Schnittstellen beseitigen kann, liegt die Effizienz der Energieübertragung derzeit nur 92%-94%, was 6-8 Prozentpunkte niedriger als die verdrahteten Ladevorgänge entspricht. Dies ist immer noch ein inakzeptables Mangel für Aufladungsszenarien, die extreme Effizienz verfolgen.

Die zukünftige Durchbruchsrichtung könnte in der technologischen Revolution der "vollständigen kollaborativen Optimierung" liegen. Die 270 -kW -Batterie -Vorheizungstechnologie von Porsche und Audi kann die Batterie von -20 ° C auf die optimale Betriebstemperatur von 25 ℃ 5 Minuten vor dem Laden erwärmen und die Ladegeschwindigkeit in Niedertemperaturumgebungen um 50%erhöht. Die von Huawei gestartete "All-Liquid-Cooled Super-Lading-Architektur" reduziert nicht nur die Größe des Ladestapels um 40%, indem alle Transformatoren einbezogen werden, und die Lademodule und Kabel in das Flüssigkühlungszirkulationssystem, aber auch kontinuierlich einen hohen Strom von 600a ausgibt, ohne einen Überhitzungsschutz auszulösen. Bemerkenswerter ist, dass technologische Veränderungen auf der Stromnetzseite die Ladeökologie umgestalten: Die in einem Labor in Kalifornien getestete "Photovoltaic -Lagerung und Ladung integrierte" Ladestation kann eine Ladekraft von 250 kW für bis zu 2 Stunden lang aufrechterhalten. Dieses "dezentrale" Energiemodell kann die Einschränkung der Stromnetzlast bei der Ladegeschwindigkeit vollständig lösen.