Der Hauptunterschied zwischen Elektrofahrzeugen und Kraftstofffahrzeugen besteht darin, dass die Energiequelle unterschiedlich ist. Herkömmliche Fahrzeuge werden betankt, während Elektrofahrzeuge aufgeladen werden müssen. Dieser Artikel führt in die Grundkenntnisse der Ladeausrüstung und des Ladens von Elektrofahrzeugen ein.

1. Einführung von EV-Ladegeräten

Das Aussehen und die Leistung von Ladegeräten sind sehr unterschiedlich. Wir hören oft Namen wie tragbar, Haushalt, Schnellladung, öffentlich/in Betrieb usw. Darüber hinaus verfügt die Schnittstelle des Ladegeräts auch über eine AC-Ladeschnittstelle, eine DC-Ladeschnittstelle und so weiter. Für Ladepraktiker gibt es auch eine Reihe verwirrenderer Begriffe wie: Level 1/2/3, Modus 1/2/3/4 usw. Zusammenfassend ist zu sagen, dass es zu viele Fachbegriffe gibt, die die Leute blenden. Dieser Artikel versucht, Ihnen einen leicht verständlichen Überblick über das Konzept des Ladens zu geben.

Ladegerät ist eine gebräuchliche Bezeichnung für EV-Stromversorgungsausrüstung (Electric Vehicle Supply Equipment – EVSE), die ein Werkzeug zur Ergänzung elektrischer Energie für Elektrofahrzeuge ist, ähnlich wie Betankungsausrüstung für Kraftstofffahrzeuge.

Im Gegensatz zum Tanken, das nur an Tankstellen möglich ist, können Elektrofahrzeuge zu Hause oder an Ladestationen im Freien aufgeladen werden. Natürlich benötigen Sie ein Ladegerät. Welches Ladeequipment wird für welches Elektrofahrzeug benötigt und was ist der Unterschied zum komplizierten Ladeequipment?

Wir klassifizieren Ladegeräte zunächst nach verschiedenen Blickwinkeln.

1.1. Klassifizierung des Ladegeräts
1.1.1. Grundlegende Klassifizierung

Im Wesentlichen können EV-Ladegeräte in nur zwei Kategorien unterteilt werden: AC (intelligente Verlängerungskabel) und „echte“ DC-Ladegeräte.

Abbildung 1 zeigt das Prinzip des Ladens von Elektrofahrzeugen. Der graue Teil auf der linken Seite ist der Stromfluss beim AC-Laden, und der grüne Teil rechts ist der Weg des DC-Ladens. Es ist ersichtlich, dass der Wechselstrom(AC)-Stapel Strom für das Bordladegerät (OnBoard Charger: OBC) liefert und das Bordladegerät eine AC-DC-Gleichrichtungsumwandlung durchführt, um die Leistungsbatterie zu laden; während der Gleichstrom (DC)-Stapel das On-Board-Ladegerät (OBC) umgeht. Laden Sie die Batterie direkt auf.

Der Grund ist einfach. Die Power-Batterie eines Elektrofahrzeugs kann nur Gleichstrom (DC) und -spannung empfangen, während das Stromnetz/die Haushaltssteckdose Wechselstrom liefert, der die Batterie des Autos nicht direkt laden kann. Es muss von Wechselstrom in Gleichstrom umgewandelt werden, und der umgewandelte Gleichstrom kann die Batterie aufladen. Alle Ladesäulen mit Wechselstrom (AC) sind nur Stromversorgungsleitungen für Ladegeräte (OBC), obwohl sie sehr intelligente Stromversorgungsleitungen sein können; während Gleichstromstapel (DC) Leistungsmodule integrieren und eine AC-DC-Wandlung in den Stapeln durchgeführt wird und der Ausgangsgleichstrom Batterien auflädt.

1.1.2. Standardklassifizierung

Leider gibt es bis heute keinen einheitlichen Weltstandard für die Ladeschnittstelle von Elektrofahrzeugen, genauso wie die Ladeschnittstelle von Mobiltelefonen vor 2012 ebenso komplex und vielfältig ist.

Siehe Abbildung 2 für die Schnittstellentypen auf der ganzen Welt. Ladekabel unterschiedlicher Standards und autoseitige Ladeschnittstellen sind nicht universell einsetzbar.

Generell werden die aktuellen Standards von Ländern mit Autoindustrie und wichtigen Marktländern formuliert: Europa/Amerika/Japan/China. Es gibt 3 Standards für die AC-Ladeschnittstelle: Typ 1 in den Vereinigten Staaten/Japan, Typ 2 in Europa und GB/T in China. Es gibt vier Standards für die DC-Ladeschnittstelle, nämlich: CCS 1 in den Vereinigten Staaten (Nordamerika), CHAdeMO in Japan, CCS 2 in Europa und GB/T in China. Der Rest der Welt folgt grundsätzlich den US/Europäischen Standards.

1.1.3. Leistungsklassifizierung

Ladegeräte haben eine Leistung von 1 kW bis 500 kW. Im Allgemeinen umfassen die Leistungsstufen gängiger Ladegeräte tragbare 3-kW-Geräte (Wechselstrom); 7/11 kW wandmontierte Wallbox (AC), 22/43 kW betriebsbereite AC-Säulengeräte und 20-350 oder sogar 500 kW Gleichstromgeräte (DC).

Die (maximale) Leistung des Ladegeräts ist die maximal mögliche Leistung, die es für die Batterie bereitstellen kann. Der Algorithmus ist Spannung (V) x Strom (A), und dreiphasig wird mit 3 multipliziert. 1,7/3,7 kW bezieht sich auf Ladegeräte mit einphasiger Stromversorgung (110-120 V oder 230-240 V) mit einem maximalen Strom von 16 A , 7kW/11kW/22kW beziehen sich auf Ladegeräte mit einphasiger Stromversorgung von 32A bzw. dreiphasiger Stromversorgung von 16/32A. Spannung ist relativ einfach zu verstehen. Haushaltsspannungsstandards in verschiedenen Ländern und Strom sind im Allgemeinen die Standards der bestehenden elektrischen Infrastruktur (Steckdosen, Kabel, Versicherungen, Stromverteilungsausrüstung usw.). Der Markt in Nordamerika, insbesondere in den Vereinigten Staaten, ist etwas ganz Besonderes. In amerikanischen Haushalten gibt es viele Arten von Steckdosen (Form, Spannung und Stromstärke von NEMA-Steckdosen), daher sind die Leistungsstufen von Haushalts-AC-Ladegeräten in den Vereinigten Staaten häufiger, und wir werden sie hier nicht diskutieren.

Die Leistung des DC-Geräts hängt hauptsächlich vom internen Leistungsmodul (interne Parallelschaltung) ab. Derzeit gibt es im Mainstream 20/30/40-kW-Module, sodass die Leistung des DC-Geräts ein Vielfaches der Leistung der oben genannten Module beträgt. Es wird jedoch auch davon ausgegangen, dass es der Ladeleistung von Elektrofahrzeugbatterien entspricht, sodass 60/120/240-kW-DC-Ladegeräte auf dem Markt weit verbreitet sind.

1.1.4. Spannungs-/Modusklassifizierung

In den Vereinigten Staaten/Europa gibt es unterschiedliche Klassifizierungen für Ladeeinrichtungen für Elektrofahrzeuge. Die Vereinigten Staaten verwenden im Allgemeinen Level 1/2/3 zur Klassifizierung; während außerhalb der Vereinigten Staaten (Europa) im Allgemeinen Modus 1/2/3/4 zur Unterscheidung verwendet.

Level 1/2/3 dient hauptsächlich dazu, die Spannung des Eingangsanschlusses des Ladegeräts zu unterscheiden. Stufe 1 bezieht sich auf ein Ladegerät, das direkt von einem amerikanischen Haushaltsstecker (einphasig) 120 V gespeist wird, und die Leistung beträgt im Allgemeinen 1,4 kW bis 1,9 kW; Stufe 2 bezieht sich auf ein Ladegerät, das über einen amerikanischen Haushaltsstecker (einphasig) betrieben wird. Hochspannungsladegeräte mit 208/230 V (Europa)/240 V AC haben eine relativ hohe Leistung von 3 kW bis 19,2 kW; Level 3 bezieht sich auf DC-Ladegeräte.

Die Klassifizierung von Mode 1/2/3/4 hängt hauptsächlich davon ab, ob das Ladegerät mit dem Elektrofahrzeug kommuniziert.

Modus 1 bezieht sich auf das elektrische Kabel zum Aufladen des Autos. Ein Ende ist ein gewöhnlicher Stecker, der mit der Steckdose verbunden ist, und das andere Ende ist der Ladestecker des Autos. Es gibt keine Kommunikation zwischen dem Auto und dem Ladegerät (es gibt tatsächlich kein Gerät, nur das Ladekabel und den Stecker). Mittlerweile ist das Laden von Elektrofahrzeugen im Modus 1 in vielen Ländern verboten.

Modus 2 bezieht sich auf ein tragbares AC-Ladegerät, das nicht fest installiert ist. Während des Ladevorgangs findet Kommunikation statt;

Modus 3 bezieht sich auf ein AC-Ladegerät mit fester Installation (Wand oder Säule). Während des Ladevorgangs findet Kommunikation statt;

Modus 4 bezieht sich speziell auf fest installierte DC-Ladegeräte und verfügt auch über eine Kommunikation.

Es gibt andere Klassifizierungen. Beispielsweise werden AC-Ladegeräte nach einphasiger/zweiphasiger/dreiphasiger Eingangsstromversorgung klassifiziert. Die entsprechenden Ladesäulen-Eingangsanschlüsse müssen jeweils an eine einphasige, zweiphasige und dreiphasige Wechselstromversorgung angeschlossen werden, und die Anzahl der Ausgangsphasen ist die gleiche wie die des Eingangs. Der DC-Stapel wird im Allgemeinen durch einen dreiphasigen AC-Eingang gespeist.

Außerdem wird zwischen privaten Halden und Betrieben unterschieden. Ersteres erfordert kein Aufladen und Abrechnen, während letzteres Aufladen und Aufladen erfordert. Daher ist es notwendig, eine Mensch-Maschine-Schnittstelle, ein Zahlungsverfahren und eine Verbindung mit dem Betriebs-/Mautsystem zu haben.

2. Eigenschaften des Ladens von Elektrofahrzeugen

Die Ladeleistung von Elektrofahrzeugen ist nicht konstant, und die Eigenschaften von Lithiumbatterien bestimmen, dass die Ladekurve variabel ist. Vereinfacht gesagt kann es in der Endstufe in Konstantstromladen, Konstantspannungsladen und schwebendes Laden unterteilt werden.

Daher ist der Vorgang des vollständigen Aufladens eines Elektrofahrzeugs länger als die Ladezeit, die sich durch einfache Divisionsrechnung (Batteriekapazität kWh/Ladegerätleistung kW) ergibt.

Abbildung 5 ist eine Kurve zum Laden einer Standard-EV-Batterie.

3. Häufige Missverständnisse über das Laden von Elektrofahrzeugen

3.1. Um die Ladezeit zu verkürzen, müssen Sie ein Ladegerät mit höherer Leistung wählen?

Die Antwort ist nicht unbedingt. Aus dem in Abbildung 1 gezeigten AC/DC-Ladediagramm ist ersichtlich, dass das AC-Ladegerät beim AC-Laden nur ein Stromversorgungsgerät ist und die tatsächliche Ladeleistung vom Autoladegerät bestimmt wird (natürlich die Leistung von das Ladegerät ist niedriger als das des Autoladegeräts, der Engpass ist das Ladegerät). Derzeit sind die Mainstream-On-Board-Ladegeräte 3/7/11/22 kW. Wenn also ein 22-kW-Wechselstromwandler zum Laden eines Elektrofahrzeugs mit nur 3 kW OBC verwendet wird, beträgt die endgültige Ladeleistung immer noch 3 kW.

3.2. Kann es mit einem DC-Ladegerät mit voller Leistung geladen werden?

Die Antwort ist nicht unbedingt. Obwohl es keine Begrenzung des On-Board-Ladegeräts OBC gibt, lädt der Gleichstrom die Batterie direkt, aber die Obergrenze der Batterie muss berücksichtigt werden, und die maximale Leistung, die die Batterie unterstützen kann, ist ebenfalls begrenzt. Die meisten Nicht-High-End-Elektrofahrzeuge haben die höchste Batterieunterstützung. Die Ladeleistung übersteigt 150kW nicht. Selbst wenn es mit einer 350-kW-Schnellladung geladen wird, kann die Ladeleistung die von der Batterie (BMS) maximal zulässige Leistung nicht überschreiten. Natürlich ist auch die Ladeleistung verschiedener Ladestufen unterschiedlich.

Derzeit unterstützen nur wenige High-End-Elektrofahrzeuge eine relativ große Ladeleistung. Beispielsweise unterstützt der Porsche Tycan eine maximale Ladeleistung von 225 kW und der E-Tron von Audi eine maximale Ladeleistung von 150 kW.

4. Punkte, die beim Kauf eines Ladegeräts zu beachten sind

Jeder macht sich mehr Gedanken über den Kauf eines Elektroautos, wenn er die Voraussetzungen für die Installation eines Heimladegeräts hat.

Derzeit wird Wechselstrom hauptsächlich für den Heimgebrauch verwendet (der Preis und die Leistung von Gleichstromladegeräten schränken die Installation in normalen Haushalten ein). Bestätigen Sie zunächst die Obergrenze der zulässigen Leistung für die Installation von Ladegeräten zu Hause (bestätigen Sie die Stromverteilungskapazität des Haushalts / Gemeinschaft mit dem Energieversorgungsunternehmen/Immobilie/Elektriker) ), und bestätigen Sie, ob der Haushalt einphasig (inländisch) oder dreiphasig (europäisch) ist, und bestätigen Sie dann, ob das gekaufte Elektrofahrzeug-Bordladegerät (OBC) einphasig ist -phasig (OBC für Haushaltselektrofahrzeuge ist meistens einphasig) oder dreiphasig. Kaufen Sie schließlich das entsprechende einphasige / dreiphasige Ladegerät. Theoretisch sind sowohl einphasige als auch dreiphasige Ladegeräte mit einphasigen und dreiphasigen Bordladegeräten kompatibel, aber wenn ein einphasiger OBC an Bord ist, muss kein dreiphasiges Ladegerät installiert werden alle.

Darüber hinaus müssen Sie überlegen, ob Sie klug oder dumm sind. Smart ist ein Ladegerät, das über eine mobile App/Identitätsautorisierung/Ladeverwaltung gesteuert werden kann, und der Dummkopf ist, dass es keine Mensch-Computer-Interaktion gibt und es durch Durchziehen einer Karte oder direktes Einführen einer Waffe aufgeladen werden kann. Das intelligente Gerät ist die erste Wahl, das sich bequemer steuern lässt (z. B. regelmäßiges Laden, Fernladen usw.), die Verwaltung von Ladeaufzeichnungen usw. viele Annehmlichkeiten bietet, und es gibt auch städtische Stromnetze (Deutschland) dafür schreiben vor, dass neu installierte Heimladegeräte intelligent sein müssen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass in China und Ländern mit einphasiger Haushaltsstromversorgung einphasige 7-kW-Haushaltsladegeräte im Grunde der Mainstream sind; In europäischen Ländern/Regionen mit dreiphasigem Haushaltsstrom ist dreiphasig 11kW die beste Wahl. Ein intelligentes Ladegerät mit mobiler App-Steuerung wird bevorzugt.

Xuchang Jiachuang neue Energietechnologie Co., Ltd.

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