Verfügbarkeit von Ladegeräten als Engpass für die schnellste Entwicklung von Elektrofahrzeugen

Die gesamte Automobilindustrie investiert Millionen von Euro in die Entwicklung und Produktion von Elektrofahrzeugen. Der Markt für Elektrofahrzeuge wächst sehr schnell, sowohl bei den Fahrzeugverkäufen als auch beim Ausbau der Ladeinfrastruktur, die jedoch nicht mit dem Marktbedarf Schritt hält. Besonders bei Fahrzeugen, die eine schnelle Aufladung benötigen.

Während China bis 2021 das Land mit dem weltweit stärksten Wachstum bei Elektrofahrzeugen sein wird, ist Europa bei der Marktanteilsposition führend. Weltweit wurden im letzten Jahr rund 6,5 Millionen Elektrofahrzeuge (rein elektrisch und Hybridfahrzeuge) verkauft. Diese Zahl entspricht einer Steigerung von 109 % im Vergleich zu 2020, so das Institut Canalys. Diese Zahl wird zusätzlich durch die Ankündigung neuer Umweltvorgaben für 2025 und durch die Verordnung der Europäischen Kommission vom 13. März 2020 zu den Bedingungen der Umrüstung von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor auf batteriebetriebene oder brennstoffzellenbetriebene Elektrofahrzeuge bis 2035 verstärkt.

Pufferbatterie-Ladegeräte ermöglichen das langsame Laden über das Netz, um schnell Leistung an das Fahrzeug abzugeben.

Der Ausbau von Netzwerken und Ladepunkten ist daher eine Notwendigkeit, um der steigenden Nachfrage von Endverbrauchern gerecht zu werden und den kontinuierlichen Anstieg der Fahrzeugverkäufe, die weiterhin neue Rekorde brechen, zu unterstützen. Dies sollte die Auswirkungen auf bestehende Infrastrukturen minimieren, insbesondere in Bezug auf mögliche Leistungsspitzen im derzeit begrenzten Stromnetz. Die Batterien dienen als Energiespeicher, um Spannungsabfälle und Stromausfälle zu verhindern, die auftreten könnten, wenn Tausende von Fahrzeugen gleichzeitig an eine Ladestation angeschlossen sind.

Eine Antwort auf diese wachsende Nachfrage wird die Hochleistungs-Ladegeräte mit Batterien sein. Sie bieten eine schnell umsetzbare Lösung, die Spannungsspitzen im Netz vermeidet und eine schnelle Aufladung für die Endverbraucher ermöglicht. Eine der Antworten auf diese wachsende Nachfrage sind Hochleistungs-Ladegeräte mit Batterien. Sie bieten eine schnell umsetzbare Lösung, die Spannungsspitzen im Netz vermeidet und eine schnelle Aufladung für die Endverbraucher ermöglicht. Die Integration von Batterien und Leistungswandlern, die entscheidend sind, um Energie von Wechselstrom (AC) in Gleichstrom (DC) umzuwandeln und umgekehrt sowie die Spannung im DC-Bereich zu ändern, löst diese verschiedenen Installations- und Anpassungsprobleme an das bestehende Netz sowie an die verschiedenen Batteriespannungen der Kundenfahrzeuge dieser Ladestationen.

Schnellladegeräte erfordern daher Innovation in allen Bereichen.

Wie FreeWire Technologies erklärt, benötigt der Markt mehr denn je eine ganzheitliche Lösung, die ein schnelles Laden garantiert – 80 % der Ladezeit innerhalb von 20 Minuten. Um dies zu erreichen, müssen die verschiedenen Akteure des Marktes zusammenarbeiten, ihr Wissen teilen, sich gegenseitig herausfordern und ihre Expertise bündeln, um neue Technologien für Batterien zu entwickeln.

Viele Anbieter wie Skeleton Technologies und Maxwell Technologies bieten den Elektronikherstellern hochmoderne Superkondensatoren und Ultrakondensatoren für die Energiespeicherung an, um den Bedürfnissen der Endverbraucher gerecht zu werden.

Angesichts der hohen Marktnachfrage nach Batterien ist Innovation auch in der Fertigungskapazität erforderlich. Deshalb hat Northvolt angekündigt, eine Lithium-Ionen-Batteriefabrik mit einer Kapazität von 60 GWh in Deutschland zu bauen, deren Produktion 2025 beginnen soll. Ebenso hat Verkor in Partnerschaft mit Renault, Schneider Electric und Arkema den Bau seiner ersten Fabrik zur Herstellung von Niedrigkarbon-Batteriezellen angekündigt. Ein weiteres Beispiel für diesen Bedarf ist die Partnerschaft zwischen Total Energies, Stellantis und Mercedes-Benz. Diese haben die Automotive Cells Company (ACC) gegründet und investieren in mehrere Batterieproduktionsstätten, um bis 2030 eine Produktionskapazität von mindestens 120 GWh zu erreichen.

Schließlich ist Innovation in der DC-DC-Komponente entscheidend, da sie eine Schlüsselrolle in der Gesamtarchitektur der Schnellladungstation spielt. Durch Verbesserungen an den Komponenten (SiC, MOSFETs, Dioden, Leistungsmodulen, GAN…) sowie an der Gesamtarchitektur und der Produktintegration könnte das Kühlmanagement optimiert und die Leistungsdichte auf über 25 kW/kg erhöht werden, bei gleichzeitigem Kostenabbau.

Die Mitarbeiter von Tame-Power, die Teil der TRONICO-Gruppe sind, spielen ebenfalls eine wichtige Rolle in dieser kontinuierlichen Suche nach der Erfüllung der Bedürfnisse der Nutzer.

TAME-POWER bietet intelligente Schnittstellen zwischen Energiequellen und Energieverbrauchern, die im Einklang mit den Marktveränderungen entwickelt werden.

Seit vielen Jahren ein Experte für Leistungsumwandlungs- und Verteilungsmodulen für anspruchsvolle Märkte, hat Tame-Power kürzlich einen DC-DC-Wandler speziell für die Anwendung von Schnellladegeräten entwickelt. Diese intelligente Lösung, die unerlässlich ist, um das Fahrzeug des Endverbrauchers mit der Batteriespannung zu versorgen, basiert auf:

• Erprobtem Fachwissen und Erfahrung in der Entwicklung von Anwendungen für die Automobilindustrie (Onroad und Offroad) sowie die Luftfahrtindustrie, um nur einige zu nennen;
• Integration innovativer Funktionen in bestehende Produkte. Die Spitzenleistung wird automatisch angepasst, basierend auf dem Betriebsbereich und den Spannungen, was eine vollständige Nutzung der Produkte und elektronischen Komponenten ermöglicht. Mit der Tame-Power-Lösung erhalten Sie immer die maximale Leistung;
• Die Möglichkeit, bis zu 120 kW zu erreichen, und bei einer möglichen Parallelschaltung bis zu 240 kW oder 360 kW, je nach Bedarf.

Dank der Anpassungsfähigkeit in allen Phasen der Produktentwicklung ist Tame-Power bereit, jede andere spezifische Anforderung an Schnellladegeräte zu prüfen und zu berücksichtigen: Verpackung und Abmessungen, Kopplung mehrerer Einheiten, mechanische Merkmale und Batterien…