Die Zukunft schneller Elektrofahrzeuge mit DC-Schnellladung

Ein Kennzeichen neuer Technologien und Bemühungen, die Auswirkungen von Autos auf die Umwelt zu minimieren, haben zur Massenproduktion von Elektro- oder Elektrofahrzeugen geführt. Batteriebetriebene Autos tauchen seit langem in eine Welt ein, in der ein leistungsfähiges Pendant (Verbrennungsmotor) serienmäßig existiert.

Neben der Reichweite eines batteriebetriebenen Fahrzeugs ist die Ladezeit das größte Hindernis beim Betrieb eines Elektroautos. Im normalen Leben des heutigen Autofahrers gilt die Fahrt zu einer nahe gelegenen Tankstelle als praktische Möglichkeit, ein Fahrzeug zu betanken. Es dauert nur wenige Minuten, um mehrere Gallonen brennbarer Flüssigkeit in einen Kraftstofftank zu pumpen, aber die Aussicht, mehrere Stunden auf das Aufladen einer Batterie warten zu müssen, ist in der Tat unattraktiv.

Während die meisten Elektroautos an einer in Haushalten üblichen 120-Volt-Steckdose aufgeladen werden können, gibt es nur sehr wenige Autofahrer, die bereit sind, zwischen 10 und 21 Stunden auf das Aufladen ihres Chevrolet Volt oder Nissan Leaf zu warten. Tatsächlich kann der mobile 120-Volt-Anschluss des Tesla Roadster über 30 Stunden benötigen, um die Batterie vollständig aufzuladen. Viele Käufer von Elektroautos werden ermutigt, eine der vielen Heimladestationen wie die GE Wattstation auszuwählen, die die Ladezeiten der Batterien mit 240 Volt Leistung erheblich verbessern können. Mit 240 Volt sind diese Kraftwerke in der Lage, einen Nissan Leaf in 7 Stunden von einer leeren auf eine volle Batterie an einer Wandeinheit aufzuladen. In kommerziellen Ladestationen zu finden und kann einfach an der Wand einer Garage montiert werden. Jetzt, da die kommerzielle Ladeinfrastruktur in Großstädten eingerichtet wird, gibt es eine schnellere Methode als die 240-Volt-Ladeeinheit, um ein Elektroauto in 30 Minuten oder weniger mit erheblicher Energie zu versorgen.

Auf dem laufenden Electric Vehicle Symposium 26 im LA Convention Center sind DC-Schnellladegeräte die neue Realität für elektrifiziertes Fahren. Durch das Einspeisen einer Ladung in eine kompatible Batterie mit bis zu 500 Volt wird das DC-Schnellladen auf die Hauptbühne geschossen, um batteriebetriebene Autos und Lastwagen an die Öffentlichkeit zu verkaufen. Mehrere große Hersteller von Ladestationen für Elektroautos haben sich bereits dazu verpflichtet, DC-Schnellladesysteme in die Öffentlichkeit zu bringen, oder werden dies in Kürze tun. Eaton, ECOtality und Schneider Electric gehören zu den Unternehmen, die sich bereits auf eine schnelle Ladezukunft vorbereiten, in der eine Batterie in nur 15 bis 30 Minuten eine große Energiekapazität erhalten kann. Der einzige große Nachteil des DC-Schnellladeverfahrens ist, dass der Akku in der kurzen Zeit nur etwa 70-80 Prozent der Energie aufnehmen kann. Diese Maßnahme dient dazu, die Lithium-Ionen-Batterie nicht zu belasten. Ladesysteme sind so konzipiert, dass sie den Schnellladevorgang automatisch beenden, sobald die Schwelle des Akkus erreicht ist.

Eines der wichtigsten Probleme, um sicherzustellen, dass das DC-Schnellladen für jedes mögliche Elektrofahrzeug verfügbar gemacht wurde, ist die Erwartung eines gemeinsamen Designs für den Stromanschluss. General Motors, Audi, BMW und Ford gehören zu den Autoherstellern, die sich darauf geeinigt haben, einen harmonisierten Ladeanschluss für Fahrzeuge anzupassen, der ein 120-Volt-, 240-Volt- und Gleichstrom-Schnellladen ermöglicht. Dieser als Combined Charging System bezeichnete Stromanschluss wird im Modelljahr 2013 eingeführt. Der Anbieter von Batterieladestationen, Eaton, hat bereits seine Zusage bekräftigt, zukünftige Terminals zu entwickeln, die mit dem Design des kombinierten Ladesystems betrieben werden können.

Das von der SAE (Society of Automotive Engineers) genehmigte Anschlussdesign für kombinierte Ladesysteme ist möglicherweise nicht das einzige Design, das Kunden von Elektrofahrzeugen für das DC-Schnellladen sehen werden. Die japanischen Autohersteller Nissan, Subaru, Mitsubishi und Toyota unterstützen den CHAdeMO-Anschluss. CHAdeMO, eine clevere Abkürzung für „Charge de Move“ oder übersetzt „Charge for Moving“, wird bereits in einigen amerikanischen Versionen des Nissan Leaf und des Mitsubishi i MiEV eingesetzt. CHAdeMO-konforme Ladegeräte sind derzeit in Japan, Europa und sogar Teilen Nordamerikas im Einsatz. Der Mitsubishi i MiEV wird standardmäßig mit einem DC-Ladeanschluss geliefert, der dem CHAdeMO-Steckverbinderdesign entspricht.

Die Forschung zur Verbesserung der Lithium-Ionen-Batterietechnologie und die weitere Produktion von Elektroautos hat das Potenzial, Kosten zu senken und eine bessere Reichweite für zukünftige elektrifizierte Fahrzeuge zu bieten. DC-Schnellladen wird in naher Zukunft ein viel häufigerer Anblick in der Infrastruktur von Elektrofahrzeugen sein. Abgesehen davon, dass Elektrofahrzeuge für Alltagsfahrer einladender werden, könnten DC-Schnellladegeräte einen großen Einfluss auf die Verbesserung der Kommerzialisierung von emissionsfreien oder nahezu emissionsfreien Autos haben. Offensichtlich werden Kurzstreckenlieferungen, Service- und Schnellreaktionsanwendungen für Elektrofahrzeuge vom Hochgeschwindigkeitsladen der Batterie profitieren.

Informationsquelle: Eaton, ECOtality, General Motors, Mitsubishi Motors Nordamerika Bildquelle: Mitsubishi Motors Nordamerika Amerika, ECOtality