Was ist ein EV-Ladegerät?
EV-Ladegeräte sind Geräte zum Aufladen von Elektrofahrzeugen (EVs) und Plug-in-Hybrid-EVs.
Mit der Verbreitung von Elektrofahrzeugen wurden EV-Ladegeräte an verschiedenen Orten installiert, z. B. in Privathaushalten, Hotels, Krankenhäusern, Gewerbebetrieben, an Autobahnen und Tankstellen usw. Es gibt zwei Arten von EV-Ladegeräten: kabelgebundene (mit Kabel) und kabellose (berührungslos).
Derzeit ist die kabelgebundene Lademethode am weitesten verbreitet, da sie weniger Ladezeit benötigt als die berührungslose Lademethode, aber es wird erwartet, dass sie in Zukunft in Kombination mit der bequemeren berührungslosen Lademethode verwendet wird. Kabelgebundene Ladesysteme können weiter in normale Ladegeräte und Schnellladegeräte unterteilt werden.
Anwendungen von EV-Ladegeräten
EV-Ladegeräte werden zum Aufladen von Elektro- und Hybridfahrzeugen verwendet. Zu den kabelgebundenen Stromversorgungssystemen, die derzeit weit verbreitet sind, gehören normale und schnelle Ladegeräte.
1. Normale Ladegeräte
Normale Ladegeräte werden hauptsächlich in Haushalten, auf Geschäftsparkplätzen, in Hotels, Krankenhäusern und gewerblichen Einrichtungen installiert. Da die Standardladezeit für normale Ladegeräte 8-10 Stunden beträgt, werden sie zu Hause und in Hotels verwendet, um die Batterie nachts und zu anderen Zeiten, in denen das Auto nicht benutzt wird, vollständig aufzuladen, und laden dann die Batterie in Krankenhäusern, gewerblichen Einrichtungen und an anderen Orten je nach der dort verbrachten Zeit auf.
2. Schnellladegeräte
Schnellladegeräte werden an Autobahnen, Tankstellen und anderen Orten installiert, an denen sich viele Nutzer für kurze Zeit aufhalten und an denen es nur wenige Einschränkungen in Bezug auf den Installationsplatz gibt. Schnellladegeräte können ein Fahrzeug in etwa 30 Minuten aufladen und werden daher zum Aufladen eines Fahrzeugs auf dem Weg zwischen Wohnort und Zielort und zurück verwendet.
Funktionsweise der EV-Ladegeräte
Es gibt zwei Arten von normalen Ladegeräten mit einem kabelgebundenen Stromversorgungssystem, mit Spannungen von 100 V und 200 V. Der einphasige Wechselstrom (AC) für den Hausgebrauch wird direkt in das Fahrzeug eingespeist, und die Gleichrichterschaltung im Fahrzeug wandelt ihn in Gleichstrom (DC) um, um die Batterie des Fahrzeugs zu laden.
Bei einem Schnellladegerät mit einem kabelgebundenen Stromversorgungssystem wandelt der AC/DC-Wandler im Schnellladegerät den dreiphasigen 200-V-Wechselstrom in einen Hochspannungs-Gleichstrom mit hoher Leistung um, der dann an das Fahrzeug geliefert wird. Es gibt drei Haupttypen von Schnellladeprotokollen: CHAdeMO, das hauptsächlich in Japan entwickelt wurde; CCS (Combined Charging System), das hauptsächlich von europäischen und US-amerikanischen Automobilherstellern entwickelt wurde; und Tesla Supercharger, das unabhängig von Tesla-Fahrzeugen entwickelt wurde. Es gibt drei Arten von Ladeprotokollen.
Weitere Informationen über EV-Ladegeräte
1. Kontaktlose Ladesysteme
Kontaktloses Laden ist eine weitere Methode, die derzeit entwickelt und standardisiert wird. Das kontaktlose Laden ist ein System, bei dem der Strom drahtlos von einer am Boden installierten Sendespule zu einer Empfangsspule am Fahrzeug übertragen wird.
Zu den Vorteilen gehören die Bequemlichkeit des automatischen Aufladens, ohne aus dem Auto aussteigen zu müssen, und die Sicherheit, da das Ladegerät nicht berührt werden muss und somit die Gefahr eines Stromschlags ausgeschlossen ist. Es gibt zwei Hauptarten von berührungslosen Stromversorgungssystemen: elektromagnetische Induktion und Magnetfeldresonanz. Magnetfeldresonanzsysteme sind den elektromagnetischen Induktionssystemen in Bezug auf ihre Fähigkeit, Strom über große Entfernungen zu übertragen, und ihre Stromübertragungseffizienz überlegen.
2. CHAdeMO
Das CHAdeMO-Protokoll verwendet CAN-Kommunikationsstandards zur Steuerung der Datenkommunikation zwischen Fahrzeugen und Ladegeräten, so dass E-Fahrzeuge und Schnellladegeräte verschiedener Hersteller aufeinander abgestimmt werden können. Um die Sicherheit von Schnellladegeräten zu gewährleisten, die große Ströme verarbeiten, ist es außerdem wichtig, dass die Steuerstromversorgung unabhängig ist und dass es eine Funktion gibt, die das gesamte Ladegerät vor Anomalien in der Hauptstromversorgung schützt, und dass ein Trenntransformator zwischen der Hauptstromversorgungsseite und der Sekundärseite (Gleichstromseite) eingesetzt wird.
Um sicherzustellen, dass die Lebensdauer der EV-Batterie nicht beeinträchtigt wird, sendet das Steuergerät an Bord des Fahrzeugs Anweisungen an das Schnellladegerät für den optimalen Ladestromwert entsprechend den Bedingungen der verbleibenden EV-Batteriemenge, und das Schnellladegerät sendet den Strom entsprechend den Anweisungen des Steuergeräts.
3. CCS (Kombiniertes Ladesystem)
CCS-Fahrzeugeingänge sind so konzipiert, dass sie sowohl AC- als auch DC-Laden mit nur einem Fahrzeugeingang ermöglichen. Der Eingang bezieht sich auf den Stecker am Ende des Stromkabels im Fahrzeug, der auch als Steckdose bezeichnet wird.
Die CCS-Anschlusstypen sind in Nordamerika unter SAE J1772 (Steckertyp 1) und in Europa unter IEC 62196 (Steckertyp 2) genormt. Die Kommunikation erfolgt nicht über Stromleitungen, sondern wird PWM-Signalen überlagert. Die Ladesequenz wird in Form einer Anfrage von der EV-Seite und einer Antwort von der Ladestation kommuniziert.